Раздел I. Физическое моделирование и описание природных явлений и фундаментальных взаимодействий.

ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Учебная программа для специальностей профиля

А ПЕДАГОГИКА

Факультет естествознания

Кафедра ботаники и основ сельского хозяйства

Курс III

Cеместр VI

Лекции 24 + 2 УСРС Зачет VI семестр

Семинарские занятия 6 + 2 УСРС

Всего аудиторных

часов по дисциплине 34

Всего часов Форма получения

по дисциплине 52 высшего образования – очная

заочная

Минск 2010

Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы для высших учебных заведений по дисциплине «Основы современного естествознания», утвержденной 24.09.2008 г., регистрационный № ТД-ОН.003/тип.

Рассмотрена и рекомендована к утверждению кафедрой ботаники и основ сельского хозяйства

« » декабря 2010 г., протокол №

Заведующий кафедрой

__________________Н.Д. Лисов

Одобрена и рекомендована к утверждению Советом Факультета естествознания учреждения образования «Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка»

« » декабря 2010 г., протокол №

Председатель Совета

_________________Н.В. Науменко

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина «Основы современного естествознания» предусмотрена общеобразовательным стандартом и типовым учебным планом подготовки студентов педагогических ВУЗов гуманитарного профиля. Данная дисциплина базируется на гармоничном синтезе естественных наук, таких как физика, химия, астрономия, биология, геология, география, социология, экология и знакомит студентов с фундаментальными законами естествознания, современными концепциями научной картины мира, местом и ролью человека в природе. Теоретические знания, излагаемые в ходе преподавания предмета, позволяют студентам овладеть элементами научного мышления на основе методологии естественных наук, сформировать целостную естественнонаучную картину мира, познать закономерности существования природы, уяснить принципы взаимосвязи и взаимовлияния человека и окружающего мира, что является необходимым элементом подготовки специалистов в соответствии с образовательным стандартом высшего образования первой ступни, направленным на усиление фундаментальности и разносторонности знаний, умения адаптировать новейшие научные достижения естествознания в сфере профессиональной и социальной деятельности.

Целью изучения дисциплины «Основы современного естествознания» является формирование целостного восприятия окружающего мира, раскрытие структурной организации природы, взаимосвязей ее элементов с позиций современных достижений естествознания и универсального эволюционизма.

Дисциплина «Основы современного естествознания» решает задачу формирования у выпускников высших учебных заведений следующего набора ключевых компетенций в области естественнонаучного знания:

· иметь навыки и приемы естественнонаучного анализа и оценки информационных сообщений, предложений и проектов;

· обладать социальной и гражданской ответственностью за экологические последствия принимаемых решений и действий;

· обладать пониманием необходимости самообразования и повышения квалификации в области естественнонаучного знания;

· уметь использовать элементы естественнонаучной культуры при решении профессиональных задач и выполнении социальных функций;

· уметь получать сведения, необходимые для проведения естественнонаучной экспертизы принимаемых решений;

· обладать пониманием возможностей естествознания в решении проблем современного общества.

Дисциплина «Основы современного естествознания» помогает студенту овладеть междисциплинарным подходом в вопросах познания окружающего мира. Смежными дисциплинами являются «Основы общей биологии», «Генетика», «Основы экологии и энергосбережения» и др.

Студенты, изучившие дисциплину «Основы современного естествознания», должны уметь мыслить естественнонаучными категориями и с позиций системности знаний отражать целостную картину окружающего мира, видеть природные процессы в геосфере и биосфере как проявление общих закономерностей материального мира, выявлять причинно-следственные связи между природными явлениями, на основе эволюционного и рационального подхода выявлять пределы и возможности природы.

Основными методами (технологиями) обучения дисциплины являются проблемное изложение материала, частично-поисковый метод, включая ресурсы Интернета в предметной области, а также активные формы обучения (семинары, дискуссии, диалоги).

Всего на изучение дисциплины «Основы современного естествознания» отводится 52 часа, из них аудиторных – 34 (26 – лекции, 8 – семинарские занятия).

Аудиторная работа студента-заочника в период лабораторно-экзаменационной сессии отражена в учебно-методической карте дисциплины для заочной формы получения высшего образования. Всего на изучение дисциплины «Основы современного естествознания» отводится 8 аудиторных часов (6 – лекции, 2 – семинарские занятия).

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

II. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Введение. Система естественнонаучного знания: особенности современного состояния и основные тенденции развития.

Естественнонаучное знание в системе общечеловеческой культуры. Особенности научного познания и его отличия от других форм познания мира. Наука и религия. Знания и вера. Идеалы и нормы научного познания. Революционные изменения в науке как смена научной парадигмы. Глобальные проблемы современности как реальная цена научных инноваций.

Взаимодействие естественнонаучного и гуманитарного знания. Естествознания и нравственность. Усиление интегративных и междисциплинарных тенденций. Появление новых областей науки. Ценностные ограничения на свободу научного поиска. Результаты научных исследований и социальная ответственность ученого.

Раздел I. Физическое моделирование и описание природных явлений и фундаментальных взаимодействий.

1.1. Особенности физического описания реальности. Идеальные образы объектов реальности (твердое тело, частица, вакуум, среда, поле, вихрь, волна). Физические характеристики идеальных объектов и представление о способах их описания. Единицы измерения физических величин.

1.2. Движение. Современные представления о пространстве – времени. Движение – перемещение в пространстве-времени. Относительность покоя и движения с постоянной скоростью. Принцип относительности. Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса. Пространство и время с точки зрения физического эксперимента. Эксперименты по сравнению хода покоящихся и движущихся часов в одной и той же системе отсчета. Экспериментальное обнаружение «эффекта близнецов». Собственное время. Экспериментальное обнаружение верхнего предела скорость движения физических объектов. Электромагнитные волны как материальная реализация движения с предельной скоростью. Относительность понятий одновременности и расстояния для различных наблюдателей. Релятивистский закон сохранения энергии-импульса. Экспериментальное обнаружение нарушения закона сохранения массы. Недостаточность ньютоновских представлений об абсолютном времени и «плоском» пространстве для космической навигации и для управления транспортом на Земле с помощью космических систем позиционирования.

1.3. Теплота. Порядок-хаос. Макроскопические характеристики термодинамических систем. Превращение работы в тепло и тепла в работу: расширенная формулировка закона сохранения энергии. Статистическая модель тепловых явлений. Обратимые и необратимые процессы. Равновесное состояние как наиболее вероятное. Флуктуации. Энтропия. Закон возрастания энтропии. Слабо неравновесные системы. Образование макроскопических потоков (конвекция, теплопроводность). Поток энергии и энтропии во внешний мир. Теплоизоляция. Сильно неравновесные системы. Возникновение диссипативных структур. Бифуркации и аттракторы. Спонтанная самоорганизация (модель самозарождения жизни).

1.4. Кванты. Молекулы, атомы, ядра, поля-частицы. Фотоэффект. Эффект Комптона. Опыты по дифракции электронов и фотонов. Соотношение неопределенностей. Излучение и поглощение света атомами и молекулами. Лазеры. Равновесное излучение. Волновые свойства атомов и молекул. Квантовая инженерия в наномире. Атомные ядра, ядерные взаимодействия и распады. Атомная и термоядерная энергетика. Создание новых элементов таблицы Менделеева. Современные ускорители. Процессы рождения и аннигиляции релятивистских частиц-полей. Технологические применения релятивистских частиц и излучений. Бозоны и фермионы. Виды взаимодействий фундаментальных частиц. Законы сохранения в мире фундаментальных частиц. Кварки и лептоны: представление о Стандартной модели. Виртуальные частицы: квантовый вакуум. Проблемы объединения Стандартной модели и теории гравитации.

1.5. Физическая Вселенная: современная космология. Космические объекты и методы их исследования. Экспериментальное обнаружение нецентрального положения Солнечной системы в галактике; существования других галактик (туманность Андромеды); разбегания галактик. Модель Большого взрыва. Соотношение водорода и гелия во Вселенной. Образование легчайших атомов и отделение света от вещества. Экспериментальное открытие реликтового (космического микроволнового, фонового) излучения. Возникновение и эволюция звезд. Взрывы сверхновых звезд: создание тяжелых элементов таблицы Менделеева. Возникновение и динамика звездных систем. «Темная материя». Галактика Млечный путь и ее соседи. Современные научные представления о Земле. Антропный принцип.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: