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 Методические рекомендации студентам Формы контроля

Подобный материал:

• Программа учебной дисциплины «Концепции современного естествознания» Программа дисциплины, 116.26kb.
• 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

(базовая программа ГОС ВПО ЕН.Ф. 08)

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.


30. Заключение. Закономерности развития естественнонаучных теорий.


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