Программа учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» Программа дисциплины составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом

Вид материала

Программа

Содержание Программа учебной дисциплины Структура дисциплины (час.) Содержание дисциплины Общие замечания по содержанию дисциплины Примерное содержание курса Примерный список экзаменационных вопросов Методические рекомендации студентам Формы контроля

Подобный материал:

• Программа учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» Программа дисциплины, 106.55kb.
• Программа учебной дисциплины «Основы маркетинга» составлена в соответствии с государственным, 256.87kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины концепции современного естествознания (наименование, 429.82kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания Специальность, 187.08kb.
• Программа учебной дисциплины «Концепции современного естествознания», 1481.56kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины информатика для специальности, 372.87kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины сд. 02 Строительные конструкции для специальности, 269.26kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины сд. 02 Строительные конструкции для специальности, 230.77kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины дс. 01 Основы теории и проектирования энергетических, 268.99kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины метрология, стандартизация и сертификация для, 215.8kb.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Санкт-Петербургский государственный университет

Филологический факультет

Рассмотрено и рекомендовано на заседании кафедры информационных систем в искусстве и гуманитарных науках протокол от №___ Заведующий кафедрой ________________________ (Н.В. Борисов)

«УТВЕРЖДАЮ» Декан филологического факультета профессор С.И. Богданов «___»_________________200 г ___________________________ (подпись)

Программа учебной дисциплины

«Концепции современного естествознания»

Программа дисциплины составлена

в соответствии с государственным образовательным стандартом

высшего профессионального образования для специальности 080801 «Прикладная информатика в области искусств и гуманитарных наук»


Санкт-Петербург

2006

Цели и задачи: на базе фактических сведений, полученных при изучении курсов в рамках СРЕДНЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ программы сформировать у обучаемых правильные философско-мировоззренческие ПРЕДСТАВЛЕНИЯ о взглядах современного естествознания на устройство окружающего мира, основных перспективных НАПРАВЛЕНИЯХ дальнейшего развития естественно научных дисциплин, их месте в современной системе общечеловеческих ценностей и возможностях их практического применения.

Методика преподавания: проведение обзорных лекций-дискуссий после обязательного первоначального ознакомления учащихся с темой очередного занятия по авторскому конспекту (А.С.Чирцов "Концепции современного естествознания" и электронному мультимедиа сборнику "Физика: модель, эксперимент, реальность"); выбор выносимых на обсуждение тем осуществляется с учетом пожеланий учащихся; в случае наиболее ТРУДНО ВОСПРИНИМАЕМЫХ тем лекция сопровождается компьютерными демонстрациями изучаемых моделей.

Структура дисциплины (час.)

			Аудиторные занятия		Самостоятельная работа
?	Тема		Лекции	Семинары, деловые игры, лабораторные работы	студентов
	Введение		4		10
	Мир глазами Исаака Ньютона		16		10
	Мир глазами Альберта Эйнштейна		16		10
	Мир глазами Нильса Бора		16		10
	Мир глазами Поля Дирака		16		10
	Заключение		4		10
		ИТОГО:	72		60
		ВСЕГО:	132

Содержание дисциплины

Введение. Структура естественно научных знаний и их роль в развитии общества.

1. Мир глазами Исаака Ньютона: обзор основных достижений классического естествознания. (Классические представления о пространстве и времени. Способы описания движения. Взаимодействия. Законы сохранения и их связь с симметрией систем. Строение солнечной системы. Статистическое описание равновесных систем. Неравновесные системы и самоорганизация. Биологическая эволюция.)
   
2. Мир глазами Альберта Эйнштейна: Теория относительности - как первый опыт критического переосмысления классических концепций естествознания. (Электромагнитные взаимодействия и концепция поля. Электромагнитные поля в природе и технике. Механизмы Необходимость переосмысления классических представлений о пространстве-времени. Принцип соответствия. Основные выводы специальной теории относительности. Гравитация и современные взгляды на строение Вселенной. Энергетика и экология. Космология.)
   
3. Мир глазами Нильса Бора: квантовомеханический способ описания и отказ от требований классического детерминизма. Физические и психологические аспекты зрительного восприятия образов. Традиционное описание оптических явлений - первый шаг к волновой механике. Фотоны и кванты. Философские аспекты проблемы познаваемости мира в свете корпускулярно-волнового дуализма и соотношения неопределенности. Вероятностное описание событий. Химические процессы с точки зрения квантовомеханического описания. Биология. Современные представления о механизмах наследственности. Проблема нарушения четности . )
   
4. Мир глазами Поля Дирака: квантовая электродинамика как попытка синтеза идей релятивизма и квантовомеханического подхода к описанию объектов микромира. (Спин как пример не имеющего классического аналога свойства реальных объектов. Квантовая статистика: бозоны и фермионы. Современные лазеры и их использование. Строение атомов и кристаллов. Полупроводники и их использование. Понятие об архитекруре ЭВМ. Дираковский вакуум, частицы и античастицы. Фотоны и колебания вакуума. Нанотехнологии.)
   
5. Заключение. Естественно научные теории: создание, проверка, развитие, использование, замена более совершенной.
   

Общие замечания по содержанию дисциплины

В настоящем курсе не ставится задача систематического описания окружающего мира с точки зрения современного естествознания, что, очевидно, невозможно в рамках односеместрового курса, и весьма проблематично для естественно научных факультетов университетов. По убеждению автора в курсе “Современные концепции естествознания” для студентов экономических специальностей основное внимание должно уделяться следующим аспектам:

1. Объективное существование законов природы, независящих от определяемых мировоззрением исследователя его желаний и часто не вписывающихся в ранее общепринятые теоретические концепции.

2. Сложность адекватного прогноза коммерческой реализации новой естественно научной теории на ранних этапах ее развития.

3. Необходимость математизации естественно научных теорий в целях ускорения их развития и облегчения общения между представителями смежных наук.
   

ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

1. Введение. Естественнонаучное и гуманитарное знание. Структура естественно научных знаний и уровни организации материи. Наука в контексте культуры.
   
2. Основные этапы развития естествознания.
   

Раздел 1 . Мир глазами Исаака Ньютона

(классический подход в естествознании)

3. Классические и современные представления о пространстве и времени.

4. Проблема движения. Формы движения. Модели в естествознании. Математика в естествознании.

5. Взаимодействия. Проблема научного прогноза. Причинность и детерминизм.

6. Законы сохранения и глобальные симметрии мира.

7. Законы движения небесных тел и строение Солнечной системы. Земля, ее строение и эволюция.

8. Термодинамическое и статистическое описание классических равновесных ансамблей. Вероятностный подход и классический детерминизм.

9. Неравновесные ансамбли. Открытые системы. Самоорганизация. Эволюционно-синергетическая парадигма: синергетика. Понятие о теории катастроф.


Раздел 2. Мир глазами Альберта Эйнштейна.

(релятивистское описание)

10 . Электромагнитные взаимодействия.

11. Электрический ток в различных средах.

12. Классическая электродинамика и необходимость пересмотра классических концепций. Принцип соответствия.

13. Основы специальной теории относительности. Релятивистский подход к описанию действительности. Его связь с классическим описанием.

14. Проблемы ядерной энергетики и экологии.

14. Общая теория относительности и современная теория гравитации.

15. Эволюция Вселенной.


Раздел 3. Мир глазами Нильса Бора.

(вероятностное и квантовомеханическое описание)

16. Волны и их восприятие.

17. Развитие взглядов на природу света.

18. Интерференция и дифракция.
    
19. Ульрафиолетовая катастрофа и неизбежность перехода к вероятностному описанию. Принципиальное отличие квантовомеханического описания от вероятностного подхода в рамках классического естествознания.
    

20. Волны, кванты, фотоны.

21. Принципы квантовой механики.

22. Атомы и молекулы. Фундаментальные законы химии. Описание микросистем на языках физики и химии.

23. От молекулы до живой клетки. Химия и биология. Проблема жизни.
    
24. Систематика биологических знаний. Классификации в биологии.
    
25. "Единицы" биологии: клетка, ткань, орган, организм, популяция, биосфера, социум.
    
26. Проблема развития. Зарождение жизни. Макроэволюция.
    
27. Физико - химические механизмы наследственности.
    
28. Живой организм - биосфера - цивилизация. Перспективы объединения естественнонаучного и гуманитарного знания
    

Раздел 4. Мир глазами Поля Дирака

25. Объединение идей квантовой механики и релятивизма.

26. Уравнение Дирака. Антиматерия. Глобальные асимметрии мира.

27. Фермионы. Законы химии и квантовая статистика. Полупроводники. Современные колмпьютерные технологии. Компьютер и проблема сознания. Искусственный интелект. Нейрокомпьютеры.

28. Бозоны. Лазеры. Сверхтекучесть и сверхпроводимость. Нанотехнологии - новый уровень развития технической цивилизации.

29. Первоматерия. Элементарные частицы и кварки. Понятие о теории струн. Большой Взрыв, будущее Вселенной и физика элементарных частиц. Cern - реальных пример международного сотрудничества в фундаментальной науке; перспективы эксперимента 2005 года по созданию кварк-глюонной плазмы.

23. Заключение. Закономерности развития естественнонаучных теорий.
    

ПРИМЕРНЫЙ СПИСОК ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ ВОПРОСОВ :

1. Структура естественно- научных знаний.

2. Мир глазами античных философов

3. Пространство и время

4. Проблема движения

5. Взаимодействия тел

6. Законы сохранения и глобальные симметрии.

7.Законы движения небесных тел и строение солнечной системы.

8. Методы описания классических статистических ансамблей.

9. Неравновесные ансамбли. Открытые системы.

10. Электрический заряд и электромагнитные взаимодействия.

11. Постоянный электрический ток.

12. Классическая электродинамика.

13. Основные положения специальной теории относительности.

14. Ядерные реакции и современная энергетика.

15. Гравитация и геометрические свойства пространства- времени.

16. Строение и эволюция Вселенной.

17. * Волны и их восприятие

18. Развитие взглядов на природу света.

19. Интерференция и дифракция.

20. Волны, фотоны, кванты.

21. Принципы квантовой механики.

22. Математический аппарат квантовой механики.

23. Атомы и молекулы.

24. Основные этапы развития химии.

25. От неорганической молекулы до живого организма.

26. Молекулярно- химические механизмы наследственности.

27. Объединение идей квантовой механики и релятивизма.

28.* Уравнение Дирака.

29.* Фермионы.

30. Бозоны.

31. Первоматерия.

Знаком * отмечены темы, не вошедшие в лекции и не включенные в список обязательных вопросов


Примечание: настоящая программа составлена на основе ПРИМЕРНОЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ "КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ" /© Министерство образования Российской Федерации, © ГНИИ ИТТ "Информика" (Интернет публикация)/. Отличие от базовой программы состоит в изменении последовательности изложения тем: материал курса сгруппирован не в соответствии с формальным делением по естественнонаучным дисциплинам, а по трем основным фундаментальным подходам, используемым в современном естествознании: классическому, релятивистскому, квантовомеханическому. Такая последовательность изложения позволяет избежать нежелательных для жестко ограниченного временными рамками курса повторений, вызванных весьма условным делением современных знаний на отдельные дисциплины.


Методические рекомендации студентам

Время, отведенное в дисциплине на самостоятельные занятия планируется на закрепление и углубление полученных на теоретических занятиях знаний, изучение основной и дополнительной литературы, работу с конспектом (раздаточным материалом), размещенной в Интернете информацией, приобретение навыков самостоятельной работы.


На итоговом экзамене учитываются результаты промежуточных тестов, проводимых после окончания каждой из четырех основных тем курса, а так же – посещаемость занятий. В случае несогласия студента с оценкой, выводимой по результатам промежуточных тестов, ему предоставляется право попытаться изменить оценку, в результате сдачи устного экзамена по полной программе курса. При этом итоговая оценка может быть как повышена, так и понижена.


ФОРМЫ КОНТРОЛЯ

• Промежуточный контроль – 3 письменных теста по основным разделам курса.
  

• Итоговый контроль – экзамен.
  

Окончательная оценка за курс выставляется с учетом промежуточных тестов, знаний, продемонстрированных студентами на зачете и представленных ими в электронном виде реферативными работами.

Литература

Основная

1. А.С.Чирцов "Концепции современного естествознания" // Учебное пособие.- Спб.:"Бельведер", 2002.- 280 с. ISBN 5-9259-0028-6
   
2. М.В.Абутин, К.П.Колинтко, Д.Ю.Никольский, А.С.Чирцов "Физика: модель, эксперимент, реальность": в 8т. Т.1: "Гравитация: развитие взглядов от И. Ньютона до А. Эйнштейна." // Электронное издание СПб.: Из-во С.-Петерб. Ун-та, 2001г., Ф50, ББК 22.3 я 721.6, ISBN 5-288-02895-8 (Т.1) ISBN 5-288-02896-6
   
3. БудановВ.Г., Мелехова О.П. Концепции современного естествознания. 1998. МГТУГА. 114с.
   
4. Дубнищева И.А. Концепции современного естествознания. Новосибирск, ЮКЭА: 1997.
   
5. Степин B.C., Кузнецова Л.И. “Современная научная картина мира”. М.: Наука, 1997.
   
6. А.Г.Спирин "Основы философии", М., 1988.
   
7. В.П.Бранский "Философское значение "проблемы наглядности" в
   
8. физике", Л., 1962.
   
9. Л.Купер "Физика для всех", Наука, М., 1980, т.1,2.
   
10. Р.Фейнман "Характер физических законов", М., 1970.
    
11. Чирцов А.С. "Электронный конспект по курсу КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ" /www.spin.nw.ru/
    
12. М.В.Абутин, К.П.Колинтко, Д.Ю.Никольский, А.С.Чирцов "Физика: модель, эксперимент, реальность": в 8т. Т.2: "Электрические и магнитные поля: удобная теоретическая модель или физическая реальность?." // Электронное издание. Демонстрационная версия на сайте www.spin.nw.ru
    

Дополнительная

5. И.Р.Пригожин "От существующего к возникающему", М., 1994.

6. Ю.Л.Ермолаев, А.Л.Сание "Электронная синергетика", ЛГУ, 1989.

7. Ю.Л.Климонтович "Турбулентное движение и структура хаоса",

Наука,1990.

8. А.П.Пурмаль "Как превращаются вещества", Наука,1989.

9. М.Д.Франк-Каменецкий "Самая главная молекула", Наука, 1989.

10.М.Б.Веркимблит "Электричество в живых организмах", Н.,1989.

11. И.Д.Новиков “Как взорвалась Вселенная”, Н.,1990.

12. К.Ю.Богданов “Физик в гостях у биолога”. Н., 1990.

13. А.В.Бялко “Наша планета Земля”. Н. 1990.


Составитель: Чирцов Александр Сергеевич, кандидат физ.-мат. наук, доцент физического

факультета СПбГУ