Тольятти - 2012

ББК

УДК

Рецензент:

зам. директора Института экологии Волжского бассейна РАН,

Заслуженный деятель науки Российской Федерации,

доктор биологических наук, профессор С.В. Саксонов

Концепции современного естествознания: учебно-методический комплекс для студентов всех специальностей среднего профессионального образования / А.И. Бочкарёв, В.М. Васюков, О.В. Козловская, И.А. Дымченко. – Тольятти: изд-во ПВГУС, 2012 – 184 с.

Учебно-методический комплекс предназначен для студентов специальностей среднего профессионального образования и разработан на основании Федеральных государственных образовательных стандартов Российской Федерации для студентов СПО

© А.И. Бочкарёв, В.М. Васюков, О.В. Козловская, И.А. Дымченко

© Поволжский государственный

университет сервиса

Содержание

1. Рабочая учебная программа дисциплины...................................................... 6

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины........................................................... 6

1.2. Место дисциплины в структуре ООП специальности................................. 7

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины............................................................................................................................... 7

1.4. Структура и объем дисциплины................................................................... 9

1.4.1. Структура дисциплины (распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий)..................................................................................................... 9

1.4.2. Содержание дисциплины (распределение фонда времени по темам и видам занятий).................................................................................................................. 10

2. Конспект лекций............................................................................................. 14

Лекция № 1. Естествознание в контексте человеческой культуры. История естествознания......................................................................................................... 14

1.1. Научное познание и роль науки в обществе. Структура естествознания 14

1.2. Естественные и гуманитарные науки......................................................... 15

1.3. Эмпирический и теоретический уровни в естествознании........................ 16

1.4. Возникновение рационального мышления. Формирование научного метода. Классический и неклассический периоды естествознания................................ 17

Лекция № 2. Механический детерминизм. Корпускулярные и континуальные концепции в естествознании.................................................................................. 21

2.1. Механика Ньютона и детерминизм Лапласа. Законы сохранения........... 21

2.2. Дискретность и непрерывность материи в классическом естествознании 23

2.3. Концепции дальнодействия и близкодействия........................................... 24

Лекция № 3. Пространство, время, относительность. Статические закономерности в природе........................................................................................................... 25

3.1. Эволюция представлений о пространстве и времени................................ 25

3.2. Постулаты и следствия специальной теории относительности................. 27

3.3. Взаимосвязь массы и энергии как основа ядерной энергетики. Основные положения и выводы общей теории относительности.................................................. 28

3.4. Описание состояний в динамических и статических теориях. Законы термодинамики.................................................................................................................... 29

3.5. Хаос, беспорядок и порядок в природе. Энтропия................................... 30

Лекция № 4. Квантовые представления в физике микромира. На переднем плане микромира........................................................................................................ 32

4.1. Противоречия в классической теории излучения и проявления концепции квантов. Корпускулярно-волновой дуализм........................................................... 32

4.2. Особенности описания состояний в квантовой механике. Дискретные уровни энергии электронов в атомах и принцип Паули...................................................... 33

4.3. Методы изучения микромира. Ускорители элементарных частиц. Стандартная модель элементарных частиц............................................................................ 35

4.4. Проблемы объединения фундаментальных взаимодействий.................... 37

Лекция № 5. Строение вещества...................................................................... 39

5.1. Химия и алхимия......................................................................................... 39

5.2. Учение о составе вещества. Понятие о химических элементах. Периодическая система Д.И. Менделеева....................................................................................... 40

5.3. Учение о структуре вещества..................................................................... 42

5.4. Химические связи и строение молекул. Учение о химических процессах 42

5.5. Неорганические и органические соединения............................................. 43

5.6. Каталитическая и эволюционная химия..................................................... 46

Лекция № 6. Вселенная. Звезды. Земля........................................................... 47

6.1. Масштабы и строение Вселенной............................................................... 47

6.2. Развитие космологических и космологических представлений................ 48

6.3. Экспериментальные обоснования концепции Большого Взрыва. Темная материя и темная энергия................................................................................................. 48

6.4. Разнообразие звезд, их строение и устойчивость. Рождение и термоядерная жизнь звезд. Смерть звезд............................................................................................ 49

6.5. Солнце и солнечная система....................................................................... 50

6.6. Предмет и методы наук и Земле. Возникновение Земли и основные периоды геологической эволюции......................................................................................... 51

6.7. Внутренние и внешние оболочки Земли.................................................... 52

6.8. Тектоника литосферных плит. Эволюция атмосферы и гидросферы....... 54

Лекция № 7. Жизнь........................................................................................... 55

7.1. Структурная иерархия живой материи. Феноменология жизни.............. 55

7.2. Молекулярные процессы в клетке.............................................................. 58

7.3. Происхождение жизни и основные этапы ее эволюции............................ 66

7.4. Генетика и эволюция................................................................................... 69

Лекция № 8. Человек. Биосфера...................................................................... 77

8.1. Человек в иерархической структуре царства животных. Основные стадии антропогенеза.............................................................................................................. 77

8.2. Социальная природа человека................................................................... 79

8.3. Человек разумный....................................................................................... 81

8.4. Экосистема и ее элементы........................................................................... 85

8.5. Геохимические функции живого вещества. Биосфера и человек.............. 90

8.6. Глобальный экологический кризис............................................................ 93

Лекция № 9. Естествознание и научно-технический прогресс. Самоорганизация эволюционных процессов в природе............................................................. 95

9.1. Естествознание и техника............................................................................ 95

9.2. Особенности эволюционных процессов в природе................................... 97

9.3. Синергетика как наука о самоорганизации. Закономерности самоорганизации. Генезис синергетики. Моделирование самоорганизующихся процессов в природе и обществе........................................................................................................... 109

3. Практические занятия (лабораторный практикум).................................... 117

3.1. Практические занятия............................................................................... 117

3.2. Лабораторный практикум........................................................................ 119

Лабораторная работа № 1. Изучение движения тел...................................... 120

Лабораторная работа № 2. Изучение статического равновесия механических систем........................................................................................................................... 122

Лабораторная работа № 3. Изучение эволюции организационных структур методом моделирования электростатических полей..................................................... 124

Лабораторная работа № 4. Исследование обменных процессов................... 127

Лабораторная работа № 5. Основные закономерности протекания химических процессов................................................................................................................ 130

Лабораторная работа № 6. Земля во Вселенной............................................ 134

Лабораторная работа № 7. Солнечная активность........................................ 137

Лабораторная работа № 8. Сравнение строения клеток прокариот и эукариот 140

Лабораторная работа № 9. Выявление активности процесса фотосинтеза... 141

Лабораторная работа № 10. Исследование динамики открытых систем...... 142

Лабораторная работа № 11. Имитационное моделирование филогенеза..... 144

Лабораторная работа № 12. Изучение индивидуальных авторитмов.......... 147

Лабораторная работа № 13. Исследование принципа симметрии................ 149

Лабораторная работа № 14. Экологическая характеристика места жительства, жилища и образа жизни....................................................................................... 154

Лабораторная работа № 15. Изучение информационного поля конкурентного взаимодействий в малой социальной группе......................................................... 155

Лабораторная работа № 16. Изучение оптических явлений и иллюзий восприятия действительности.............................................................................................. 158

4. Самостоятельная работа............................................................................. 162

5. Образовательные технологии...................................................................... 166

6. Оценочные средства для контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.......................................................................... 166

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины........ 173

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины................................. 176

Примерная технологическая карта дисциплины............................................ 179

Дата добавления: 2015-07-02