[ Федеральное бюджетное государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Уральский государственный педагогический университет»
Институт физики и технологии
Кафедра общей физики и естествознания
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Концепции современного естествознания»
для ООП «230700 – Прикладная информатика»
Профиль: Прикладная информатика в образовании (срок обучения 3 года) Б.2.В.05 Математический и естественнонаучный цикл Вариативная часть Очная форма обучения Курс – 3 Семестр – 5 Объем в часах всего – 108 в т.ч.: лекции – 14 практические занятия – 16 самостоятельная работа – 78 Экзамен – 5 семестр Екатеринбург Рабочая учебная программа по дисциплине «Концепции современного естествознания»
ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет»
Екатеринбург, 2012. – 17 с.
Составитель: Упорова Н.С., ассистент кафедры общей физики и естествознания УрГПУ _Н.С. Упорова Рабочая учебная программа обсуждена на заседании кафедры общей физики и естествознания УрГПУ Протокол № 10 от 22.06. Зав. кафедрой П.С. Попель Директор Института физики и технологии П.В. Зуев
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1.1. Цели и задачи дисциплины Цель изучения дисциплины: подготовка к выполнению задач профессиональной деятельности бакалавра, установленных ФГОС ВПО.Задачи изучения дисциплины:
ознакомление с сущностью основных природных явлений и методами их исследования;
формирование целостного представления о современной научной картине мира;
овладение новыми естественнонаучными понятиями;
расширение кругозора, формирование научного мышления и научного мировоззрения;
приобретение знаний, необходимых для изучения смежных дисциплин.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП Курс «Концепции современного естествознания» является дисциплиной базовой части математического и естественнонаучного цикла учебного плана при подготовке бакалавров педагогического образования. Основные требования к входным знаниям, умениям студентов вытекают из ее роли в системе естественнонаучного образования, начиная со школы, через высшее образование к профессиональной педагогической деятельности.
Для овладения дисциплиной студент должен обладать общекультурными компетенциями:
владеть способностью использовать, обобщать и анализировать информацию, ставить цели и находить пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества (ОК-1);
владеть способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, владеть навыками ведения дискуссии и полемики (ОК-2);
владеть умением понимать сущность и проблемы развития современного информационного общества (ОК-7).
Естественнонаучная дисциплина «Концепции современного естествознания» одна из важнейших, которая изучается параллельно с дисциплинами «Математика», «Информатика» и «Социальная экология».
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
владеть способностью использовать, обобщать и анализировать информацию, ставить цели и находить пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества (ОК-1);
способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности и эксплуатировать современное электронное оборудование и информационно- коммуникационные технологии в соответствии с целями образовательной программы бакалавра (ПК-3).
В результате изучения дисциплины студент должен Знать:
основы концепций современного естествознания;
Уметь:
обрабатывать эмпирические и экспериментальные данные;
Владеть:
математическими, статистическими и количественными методами решения типовых организационно-управленческих задач.
1.4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы.
2.1 УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
ДЛЯ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ
Логика и методология развития естествознания Современная астрономическая картина Внутреннее строение Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Специфика и взаимосвязь естественнонаучного и гуманитарного научных знаний (2 часа) Место науки в духовной жизни общества. Специфика и взаимосвязь естественнонаучного и гуманитарного типов культур. Содержание и методология курса.3.2. Логика и методология развития естествознания Логика и методология научного познания (2 часа) Место науки в структуре знания. Структура научной деятельности. Критерии и нормы научности. Научная истина и научное мировоззрение. Парадигмы.
Тема практического занятия Возникновение науки как преодоления мифа. Зарождение эмпирического научного знания. Формирование первых естественнонаучных программ: атомистическая программа; математическая программа. Создание первой естественнонаучной картины мира в древнегреческой культуре.
3.4. Современная физико-химическая картина мира Темы лекций (6 часов) 1. Материя и движение, время и пространство. Виды фундаментальных взаимодействий. Концепции дальнодействия и близкодействия. Законы сохранения и виды симметрии в 2. Становление классической механики в эпоху Возрождения. Гелиоцентрическая модель Мира Н.Коперника, Вселенная Дж.Бруно, законы И.Кеплера. Принципы механицизма И.Ньютона.
3. Электромагнитная концепция. Поле как переносчик взаимодействия. Свет. Волновая и корпускулярная гипотезы света. Корпускулярно-волновой дуализм света.
Темы практических занятий (4 часа) 1. Принцип относительности Галилея. Специальная и общая теории относительности Эйнштейна.
2. Статистические и термодинамические свойства макросистем. Законы термодинамики.Структура атома. Модели атома. Постулаты Бора. Классификация элементарных частиц 3.5. Современная астрономическая картина мира Темы практических занятий (2 часа) Эволюция Вселенной. Гипотеза А.А.Фридмана. Закон Хаббла.
Модель горячей Вселенной Г.Гамова. Модель Большого взрыва. Реликтовое излучение. Структура Вселенной. Звезды. Классификация звезд.
3.6. Внутреннее строение и история геологического развития Земли Тема практического занятия (2 часа) Современные методы изучения космического пространства.
Проблема поиска внеземных цивилизаций. Геологическое строение Земли как планеты Солнечной системы. Современные гипотезы происхождения Земли 3.7. Биология в современном естествознании Темы лекций (2 часа) 1. Традиционная или описательно-натуралистская биология;
физико-химическая и эволюционная биология. Создание Темы практических занятий (2 часа) 1. Отличие живого от неживого. Свойства живых систем.
3.8. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем.
Закономерности развития биосферы 1. Зарождение экспериментальной биологии во второй половине Х1Х века. Интеграция биологических наук. Расшифровка процессов саморегуляции. Онтогенез и филогенез.
Развитие эволюционной концепции и теории естественного отбора. Ковариантная редупликация и биологический Темы практических занятий 1. Генетические законы и факторы эволюции.
4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА И ОРГАНИЗАЦИЯ
КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Темы, вынесенные на самостоятельное изучение 1. Духовная культура. Рождение науки.2. Характерные черты научного знания. Научное открытие и доказательство.
3. Интеграция и дифференциация наук.
4. Концепция классического детерминизма Лапласа.
5..Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. Принцип дополнительности Бора. Соотношение неопределенностей 7. Теория А.М. Бутлерова. Основные законы химии. Учение о химических процессах. Эволюционная химия.
9. Зарождение живой материи.
10. Принцип глобального эволюционизма.
11. История геологического развития Земли (экологические 12. Глобальные катастрофы и эволюцию жизни.
13. Экологические глобальные проблемы. Природные катастрофы и климат.
14. Человек, как предмет естественнонаучного познания (здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; человек и космические циклы; путь к единой культуре).
15. Учение о популяции. Принципы жизнедеятельности видов и функционирования экосистем 16. Учение о популяции. Принципы жизнедеятельности видов и функционирования экосистем.
17. Молекулярно-генетический уровень. Онтогенетический уровень. Доклеточные формы жизни (вирусы, бактериофаги).
Царства живого (микроорганизмы, грибы, растения, животные) – основа биоразнообразия и устойчивого развития.
18. Космическая роль биосферы. Правило инерции. Давление и «всюдность» жизни. Понятие устойчивого равновесия. Абиотические (физические, химические, эдафические, орографические, климатические); биотические (фитогенные, зоогенные) и антропогенные факторы среды.
Примерные темы теоретических коллоквиумов и контрольных работ 1. Закономерности развития научного знания.
2. Черты корпускулярной концепции описания природы (атомизм, механицизм, квантовая теория строения вещества).
3. Континуальная концепция описания природы.
4. Структурные уровни организации материи. Система и целое. Часть и элемент. Взаимодействие части и целого.
5. Законы сохранения и принципы, действующие в природе.
6. Начала термодинамики. Энтропия как мера неупорядоченности.
7. Электродинамическая картина мира.
8. Свет – частица и волна. История становления представлений о природе света.
9. Развитие представлений о пространстве и времени.
10. Определение популяции, свойства популяции, роль популяций в эволюции, как основной единицы естественного отбора 11. Границы биосферы по В.И. Вернадскому. Суть биотического круговорота в поддержании жизни.
12. Суть гипотезы А.И. Опарина. Доводы за и против концепций «голо- и генобиоза».
13. Черты сходства и различия в строении животной и растительной клеток 14. Характеристика закона толерантности и суть принципа Ле Шателье 15. Причины и последствия глобального воздействия человека на среду (возникновение и влияние на жизнедеятельность видов озоновых дыр, парникового эффекта, кислотных дождей) 16. Биосинтез белка в клетке – специфичность живого 17. Типы хромосомных мутаций, их роль в эволюции 18. Исторические этапы в развитии естествознания (краткая характеристика временных отрезков и основных научных открытий) Примерные вопросы для зачета 1. Наука. Тенденции развития.
2. Структура научного познания. Классификация наук.
3. Системы мира Аристотеля, Птолемея и Коперника. Научные революции.
4. Физическая картина мира, физические измерения и единицы.
5. Материя. Структурные уровни организации материи. Виды материи.
6. Роль симметрии и асимметрии в естественном познании.
7. Основные проблемы современной химии.
8. Типы взаимодействий. Концепции близкодействия и дальнодействия.
9. Принципы современной физики (неопределенности, суперпозиции, дополнительности) 10. Порядок и беспорядок в природе. Хаос.
11. Синергетика. Значение синергетики для современной физики.
12. Структурные уровни организации материи: объекты мега-. макро- и микромира.
13. Современные представления о пространстве и времени.
14. Принцип относительности Галилея.
15. Теория относительности Эйнштейна.
16. Законы сохранения в физике.
17. Современная научная картина мира.
18. Астрономия, её разделы, предмет изучения, методы изучения.
19. Современные проблемы астрофизики.
20. Модель Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной.
21. Происхождение и эволюция звёзд.
22. Отличие живого от неживого и модели происхождения жизни.
23. Ведущие генетические законы и механизм воспроизводства жизни.
24. Понятия и законы экологии.
25. Основные положения общей теории эволюции и концепции коэволюции.
26. Синтетическая теория эволюции и концепция Гея-Земли.
27. Учение В.И.Вернадского о биосфере.
28. Этапы формирования геосферы, роль геохимических циклов в эволюции Земли.
29. Биотический круговорот и его значение для эволюции биосферы.
30. Этапы становления человека, его отличия от животных.
31. Концепция ноосферы и ее научное обоснование.
32. Эволюция видов – эволюция экосистем.
33. Сущность жизни. Свойства живых систем, их отличие от неживой 34. Типы сред. Действие факторов среды.
35. Роль мутаций и окружающей среды в эволюции живого.
Примерные темы рефератов 1. Взгляды выдающихся мыслителей древности на окружающий мир.
2. Возникновение науки. Наука и мифология.
3. Ученые средних веков и их воззрения на строение Вселенной.
4. Наука эпохи возрождения.
5. Наука как эволюционный процесс. Научные революции.
6. Мир как число. Пифагорейский союз.
7. И. Кеплер: от поисков гармонии мира к открытию тайны планетных 8. Г. Галилей и его роль в становлении классической науки.
9. Современное естествознание и его роль в науке и жизни общества.
10. Альберт Эйнштейн и создание теории относительности.
11. М.В. Ломоносов – великий сын России.
12. И Ньютон и создание фундамента механической картины мира.
13. Учреждение Петербургской академии наук и ее первые академики.
14. И.В. Курчатов и развитие в России ядерной физики.
15. Л.Д. Ландау – основоположник отечественной теоретической физики.
16. Ноосфера. Учение В.И. Вернадского о ноосфере.
17. Проблема самоорганизации материи. Синергетика.
18. Материальность и единство окружающего мира.
19. Пространство-время и вещество.
20. Развитие взглядов на пространство и время в истории науки.
21. Вакуум.
22. Концепции близкодействия и дальнодействия в науке.
23. Порядок и беспорядок в природе.
24. Генезис: рождение пространства, времени и вещества.
25. Модель Большого взрыва и расширяющейся Вселенной.
26. Происхождение и эволюция звезд.
27. Образование Солнечной системы.
28. Физика Солнца.
29. Строение Земли. Оболочки Земли.
30. Почва – строение и регулирующие функции.
31. Вещество и антивещество.
32. Статистические закономерности в природе, их особенности.
33. Понятие «энергия» в науке: с древнейших времен до наших дней.
34. История закона сохранения и превращения энергии.
35. Закон сохранения импульса в природе.
36. Проблемы современной энергетики.
37. Возникновение и эволюция биосферы.
38. Большой адронный коллайдер.
39. Природа звуковых явлений, их роль в природе.
40. Эндотермические и экзотермические процессы в природе.
41. Понятия «вещество» и «физические поля» в современной науке.
42. Физические поля в функционировании живых организмов.
43. Использование электрических и магнитных явлений в медицине.
44. Корпускулярно-волновой дуализм.
45. Строение атома и периодический закон.
46. Строение атома.
47. Строение атомного ядра.
48. История появления в современной науке квантовых представлений.
49. Периодическая система элементов.
50. Теория суперструн.
51. История закона сохранения массы.
52. Роль закона сохранения заряда в природе.
53. Симметрия и асимметрия в природе.
54. Особенности взаимодействия молекул в веществе.
55. Роль агрегатных переходов в живой и неживой природе.
56. Свойства воды, ее роль в природе.
57. Вода, ее роль в возникновении и развитии жизни на Земле.
58. Растворы в живой и неживой природе.
59. Химическая связь, ее роль в живой и неживой природе.
60. Роль каталитических реакций в живой природе.
61. Химические элементы в организме человека и животных.
62. Химия питания.
63. Химия лекарств.
64. Химия в сельском хозяйстве.
65. Химия и физика фотографии.
66. Роль фундаментальных открытий физики и химии в развитии биологических наук.
67. Особенности энергетических процессов в живых организмах.
68. Мутации. Роль мутаций в эволюции живого.
69. Биосфера человек и космос. Концепция А.Л. Чижевского.
70. Биосфера. Учение В.И. Вернадского о биосфере.
71. Биосфера как экологическая система.
72. Биосфера как геологическая оболочка Земли.
73. Превращение энергии в биосфере.
74. Происхождение человека. Стадии эволюции человека.
75. Биологическое и социальной в онтогенезе человека.
76. Биологическое и социальное в историческом развитии человека.
77. Организация и самоорганизация в живой природе.
78. Структурные уровни живого.
79. Влияние биологических теорий на развитие естествознания.
80. Правила и средства гигиены с точки зрения естественных наук.
81. Пути развития человеческой цивилизации.
82. Человек в центре естественных наук.
83. Техносфера. Влияние человечества на природу.
84. Глобальные проблемы человеческой цивилизации.
85. Глобальное изменение климата. Роль человека в изменении климата.
86. Экологические проблемы человечества.
87. Социально-этические проблемы генной инженерии.
88. Роль мутаций и окружающей среды в эволюции живого 89. Функции биоразнообразия в биосфере 90. Основные проблемы социобиологии 91. Основные проблемы парапсихологии
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов. – М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 2006. - 287 с. – 2. Архипкин В.Г., Тимофеев В.П. Естественнонаучная картина мира:Учебное пособие /Красноярский государственный университет, 2002.
3. Лебедев С.А. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. - Москва: ЮРАЙТ, 2011. - 359 с. – 37 экз.
4. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. Учебное пособие для бакалавров 3-е изд., перераб. и доп. - Москва: ЮРАЙТ, 5. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Основной курс в вопросах и ответах - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2005. - 592 с. – 42 экз.
6. Вонсовский С.В. Современная естественнонаучная картина мира, Екатеринбург: Изд-во Гуманитарного ун-та, 2005. - 680 с. – экз.
7. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии:
Учеб. пособие. М.: ИНФРА, 2002. - 334 с. – 28 экз.
8. Клягин Н.В. Современная научная картина мира: Учебное пособие, Москва: Логос, 2010. - 133 с. – 45 экз.
Дополнительная 1. Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. Учебник 3-е изд., перераб. и доп. - Москва: Дашков и Ко, 2010. - 483 с. – 2. Стрельник О.Н. Концепции современного естествознания. Конспект лекций - Москва: ЮРАЙТ, 2011. - 223 с. – 5 экз.
3. Габриелян О.С., Дюльдина Э.В., Клочковский С.П. Концепции современного естествознания - Москва: Дрофа, 2009. - 208 с. – 4. Кащеев С.И. Концепции современного естествознания: курс лекций. Учебное пособие - Москва: IPR-Медиа, 2010. - 106 с. – 5. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов / Под редакцией Михайлова Л.А. - СПб: Питер, 2008. - 335 с. – 6. Кравченко Л.Г. Концепции современного естествознания. Ответы на экзаменационные вопросы 3-е издание - Минск: ТетраСистемс, 2011. - 128 с. – 3 экз.
7. Садохин А.П. Концепции современного естествознания. Учебное пособие 5-е изд., стер. - Москва: Омега-Л, 2010. - 240 с. – 20 экз.
8. Крюков Р.В. Концепции современного естествознания. Конспект лекций. Учебное пособие - Москва: А-Приор, 2009. - 176 с. – 9. Гусейханов М.К. Концепции современного естествознания.
Учебник и практикум 8-е изд., перераб. и доп. - Москва: ЮРАЙТ, 10. Горин Ю.В., Свистунов Б.Л., Алексеев С.И. Концепции современного естествознания. Учебно-практическое пособие - Москва:
Евразийский открытый институт, 2010. - 240 с. – 15 экз.
5.2. Информационное обеспечение дисциплины Интернет-сайты:
www.en.edu.ru www.elementy.ru www.sovnauka.ru ru.wikipedia.org nauka.relis.ru www.netbook.perm.ru/nauka.html www.nkj.ru
6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ И ДИДАКТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебные и специализированные лекционные аудитории с мультимедиапроектором, ноутбуком и аудиотехникой.
«