Концепции современного естествознания: Рабочая программа, методические указания к изучению дисциплины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра философии и истории

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Рабочая программа Методические указания к изучению дисциплины

Факультет менеджмента Направление подготовки дипломированного специалиста: Специальность 061100 – менеджмент организации Специализация 061101 – финансовый менеджмент Направление подготовки бакалавра 521500 - менеджмент Факультет технологий управления социально-экономическими структурами Специальность

060400 – финансы и кредит

Специализация СД.10.07 – банковское дело Направление подготовки бакалавра 521600 – экономика

Санкт-Петербург 2004 г.

УДК 001:5:1М Утверждено редакционно-издательским советом университета. Концепции

современного

естествознания:

Рабочая

программа,

методические указания к изучению дисциплины. - СПб.: СЗТУ, 2004,- 15 с. Рабочая программа разработана в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по специальностям подготовки дипломированного специалиста 061100 – “ Менеджмент организации “ (специализация

061101 - “Финансовый менеджмент”),

060400 – “Финансы и кредит” (специализация СД.10.07 – “ Банковское дело”) и направлениям подготовки бакалавра – 521500, 521600 . Приведена рабочая программа дисциплины «Концепции современного естествознания», в которой перечислены основные разделы и освещаемые вопросы. Дан тематический план лекций. В программе определена тематика практических занятий, указана литература по дисциплине. Рассмотрено на заседании кафедры «Философии и истории» 09 февраля 2004 г., одобрено методической комиссией факультета менеджмента 10 февраля 2004 г. Рецензенты:

кафедра «Философии и истории» (зав. кафедрой Павлов Б.В., канд. ист. наук, доц.); А.П. Доронин, начальник кафедры экологии ВКА им. А.Ф. Можайского, канд. тех. наук, доц.

Составители: Волков В.Ф., д-р военных наук, профессор. Гуткин В.И., заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р мед. наук, профессор. © Северо-западный государственный заочный технический университет, 2004

2

Предисловие В соответствии с образовательным стандартом дисциплина «Концепции современного естествознания» включена в структуру цикла общих естественнонаучных дисциплин базового высшего образования студентов-менеджеров с дополнительным неотъемлемым компонентом единой культуры – естествознанием, формирующим целостный взгляд на окружающий мир. Данная дисциплина не является механическим соединением традиционных курсов физики, химии, биологии и астрономии, а представляет собой продукт междисциплинарного синтеза на основе комплексного феноменологического, культурологического и эволюционно-синергетического подходов в современном естествознании. Цель курса – помочь студентам: • осознать необходимость формирования естественнонаучной культуры как неотъемлемого компонента единой культуры; • понять важную роль, которую будет играть в их личной и профессиональной жизни современное естествознание; • использовать знание законов естествознания для овладения спецификой рационального научного мышления, решения проблем образования, производства, экономики, бизнеса; • заложить основы целостного взгляда на окружающий мир, представляющий единство природы, человека и общества; осознать возможности и пределы применения достижений науки. Задачи изучения дисциплины Экономистам в условиях динамично развивающихся рыночных отношений необходим методологический аппарат для объективного научного анализа явлений в экономике и выбора наиболее эффективных решений. Образцом такой методологии является естественнонаучная теория, основанная на строгом научном подходе, современных концепциях физики, химии, биологии, моделирования процессов и явлений, математике, практическом опыте. Научный метод изучения и восприятия окружающего мира включает такие взаимосвязан3

ные элементы, как наблюдение, накопление фактов и сопоставление данных, измерения, анализ результатов, постановка экспериментов, выдвижение и проверка гипотез, совместное обсуждение результатов наблюдений и экспериментов, обмен информацией, поиск и выявление закономерностей, создание теорий. Поэтому целью изучения дисциплины является также понимание студентами задач и возможностей современных научных методов, сложившихся в естествознании, их дополнительной природы по отношению к используемым в экономике методам освоения действительности. В результате изучения материала студент должен знать: • задачи и возможности современного естествознания; • методологические основы научных знаний; • содержание и мировоззренческое значение основных законов природы; • факторы и движущую силу эволюционного процесса; • современную естественнонаучную картину мира. УМЕТЬ: • выявлять сущность явлений природы и их законов на этой основе; • раскрывать возможности использования на практике законов, сил и веществ природы; • выявлять скрытые связи, которые создают органическое единство физических, химических и биологических явлений. В результате изучения курса студенты, в соответствии с образовательным стандартом, должны иметь представление: • об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания, ньютоновской и эволюционной парадигмах; • о концепциях пространства и времени; • о принципах симметрии; • о понятии состояния в естествознании; • о корпускулярном и континуальном подходах к описанию природы; • о динамических и статистических закономерностях в естествознании; 4

• о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения физических объектов, переходах из упорядоченного состояния в неупорядоченное и наоборот; • о самоорганизации в живой и неживой природе; • о смене научных парадигм как ключевых этапах развития естествознания; • о принципах универсального эволюционизма и синергетики. При изучении курса «Концепции современного естествознания» особое внимание должно быть уделено работе с литературой. Существует большое количество литературных источников, касающихся отдельных разделов естествознания, от научно-популярных изданий до вузовских учебников, рассчитанных на несколько семестров изучения физики, химии, биологии и т.д. В настоящее время отсутствует достаточно сжатое и в то же время емкое изложение соответствующего материала по курсу «Концепции современного естествознания». Поэтому при работе с рекомендуемой литературой студент должен стараться найти разделы, соответствующие настоящему курсу и получить ответы на вопросы для самопроверки. 1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1 Содержание дисциплины по ГОС Естественно-научная и гуманитарная культуры: научный метод; история естествознания; панорама современного естествознания; тенденции развития; корпускулярная и континуальная

концепции описания природы; порядок и

беспорядок в природе; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро- и мегамиры; пространство, время; принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие; близкодействие; дальнодействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности; динамические и статистические закономерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; принцип возрастания энтропии; химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность веществ; особенности биологического уровня организации мате5

рии; принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; экология и здоровье; человек, биосфера и космические циклы; ноосфера; необратимость времени; самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволюционизма; путь к единой культуре. 1.2. Объем дисциплины и виды учебной работы для очной (ОЧ) и очно-заочной (ОЗ) форм обучения Виды занятий

Всего часов сп. 061100 ОЧ 152

Всего часов сп. 061100 ОЗ 152

Всего часов сп. 060400 ОЧ 94

Всего часов сп. 060400 ОЗ 94

36 –1с, 36-2с 24 –1с, 162с 24-1с, 24-2с 20-1с, 12-2с

24-1с, 24-2с

20-4с

12-1с, 12-2с

16-4с

Практические занятия

12-1с, 12-2с

4-1с, 4-2с

12-1с, 12-2с

4-4с

Самостоятельная работа

80

112

46

74

Вид итогового контроля

1с-зачет 2с-экзамен

1с-зачет 2с-экзамен

1с-зачет 2с-диф. зачет

4с-диф. зачет

Трудоемкость по ГОС Аудиторные занятия Лекции

1.3. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (152 час.) 1.3.1. ВВЕДЕНИЕ [1], c.109…115; [2], c.11…16 Цели и задачи курса «Концепции современного естествознания», его роль в подготовке менеджеров. 1.3.2. МАКРОСТРУКТУРА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ЗНАНИЯ [1], c. 6…27; [2], c.16…24; [9], c.112…203 Особенности накопления и обработки информации в естествознании. Классификация методов научного познания в природе. Роль физики в форми-

6

ровании естественнонаучного мышления. Естествознание и математика. Естествознание и научно-технический прогресс, его причины. 1.3.3. КОНЦЕПЦИИ ДЕТЕРМИНИЗМА В КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ [1], c. 197…211; [2], c. 37…42; [10], c. 53…81 История понятий времени и пространства. Абсолютное время и принцип инерции Галилея. Уравнения движения и роль начальных условий. Законы механики Ньютона. Законы сохранения импульса и энергии. 1.3.4. КОНЦЕПЦИЯ РЕЛЯТИВИЗМА ОТ ГАЛИЛЕЯ ДО ЭЙНШТЕЙНА [1], c. 211…237; [2], c.42…51; [4], c. 58…66; [10], c.239…255 Принцип относительности Эйнштейна. Относительность одновременности. Релятивистские эффекты «сокращения» длины и «замедления» времени. Релятивистская динамика и взаимосвязь массы и энергии. Концепция пространства и времени в естествознании и их эволюция. Основные результаты общей теории относительности. Экспериментальное подтверждение теории относительности. 1.3.5. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРМОДИНАМИКИ [3], c. 119…130; [4], c.86…87; [5], c.143…163 Описание законов термодинамики. Термодинамическое равновесие. Обратимость и необратимость. «Стрела времени». Происхождение понятия «энтропия». Вероятностная природа энтропии. Второй закон термодинамики и качество энергии. Преобразование энергии в различных технических системах и законы термодинамики. 1.3.6. ДИНАМИЧЕСКИЙ ХАОС КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ СВОЙСТВО ПРИРОДЫ [2], c. 106…109; [3], c.211…213; [4], c.81…90 Динамические и статистические закономерности в естествознании. Хаотическое поведение детерминированных систем. Бифуркации и катастрофы. Фракталы.

7

1.3.7. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ [3], c. 323…328; [4], c.72…81; [9], c. 147…167 Смысл и значение информации, единицы измерения, информационный канал, пропускная способность канала. Кодировка и способы кодирования. Управление в живых и технических системах. Биологическая и машинная (электронная) память. Возможности мозга человека по хранению информации. Информация и энтропия. 1.3.8. ПАНОРАМА СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ [1], c. 146…166; [2], c.330…333; [4], c.167…193; [14], c. 346…374 Соотношение философской, научной и религиозной картин мира. Понятие о микро-, макро- и мегамире. Структурные уровни организации материи. Поле и вещество, вакуум и виртуальные частицы. Классификация элементарных частиц. Современные средства изучения микромира. 1.3.9. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НАШЕГО МИРА [1], c. 290…343; [3], c.44…52; [4], c. 230…246; [5], c.368…470 Земля и околоземное космическое пространство. Солнечная система. Гипотезы происхождения объектов солнечной системы. Звезды и их эволюция, Галактика, Метагалактика. Виды движений в мегамире. Закон Хаббла. Современное состояние космонавтики. Концепция «Большого взрыва». 1.3.10. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КАК КАТЕГОРИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ [1], c. 197…211; [2], c.77…106; [3], c.131…145; [4], c. 70…71 Виды фундаментальных взаимодействий и их характеристика. Роль и место различных видов взаимодействий в микро-, макро- и мегамире. Биосфера, человек и космос; концепции А. Л. Чижевского, В. И. Вернадского, Л. Н. Гумилева. Понятие фундаментальной проблемы в естествознании. Идеализация и абстрагирование. Постнеоклассическая наука. 1.3.11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ЖИЗНЬ» [1], c. 408…445; [2], c. 198…206; [4], c. 90…99 Состав живой системы. Организация живой системы. Отличие живого от неживого. Концепция возникновения жизни. Вещественная основа жизни. Спе8

цифический биологический обмен. Обмен энергии. Определение понятия «жизнь». 1.3.12. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ В МАКРОСКОПИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ [5], c. 535…539; [7], c.115…127; [8], c.191…219; [12], c.44…47 Термодинамические системы. Энергия. Термодинамические функции. Интенсивные и экстенсивные факторы. Внутренняя энергия. 1-й закон термодинамики. Приложимость первого закона термодинамики к описанию процессов, протекающих в биологических системах. 2-й закон термодинамики. Направленность самопроизвольно протекающих процессов. Энтропия. Изменение энтропии в закрытых и открытых системах. От термодинамики закрытых систем к синергетике. Принцип возрастания энтропии. Термодинамика открытых систем. Уравнение Пригожина. Поток энтропии. Производство энтропии. Стационарное состояние. Устойчивость стационарного состояния. Приложимость второго закона термодинамики к описанию процессов, протекающих в биологических системах. Особенности биологического уровня организации материи. Жизнь как борьба с ростом энтропии. Важные свойства живых систем (компактность, способность создавать порядок, обмен с окружающей средой, автокатализ, высокий уровень упорядоченности и асимметрии в пространстве и во времени, наличие прошлого, способность к избыточному самовоспроизводству). Синергетика как концепция развития в современном естествознании. 1.3.13. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [1], c. 370…407; [2], c.145…157; [5], c.283…314; [7], c. 97…105; [11], c.80…89 Химические системы. Концептуальные схемы химии (атомистическая теория строения материи, структурная химия, учение о химических процессах, эволюционная химия). Уровни сложности химических процессов (атом химического элемента, молекула химического соединения, система реагирующих 9

веществ, высокоорганизованная каталитическая система). Самостоятельная химическая форма материи. Эволюция химических соединений (неорганическая, органическая, биохимическая, антропогенная). Энергетика химических процессов. Реакционная способность веществ. Кинетика биологических процессов. Влияние

температуры

на

скорость

биохимической

реакции.

Физико-

химические механизмы катализа. Взаимодействие химических веществ с более сложными формами материи. 1.3.14. ПРИНЦИПЫ СТРУКТУРЫ И ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ [1], c. 479…507; [2], c.239…263; [3], c.286…298; [4], c. 115…127; [5], c.465…508; [13], c.55, 220…292 Разнообразие живых организмов. Единство принципов структуры и организации живых организмов. Единство элементарного состава. Единство типов химических связей. Единство мембранного типа строения субклеточных образований. Единство клеточного строения. Единство строения многоклеточных организмов. Единство биохимических реакций и циклов. Единство дыхания. Единство пищеварения. Единство движения. Единство наследования основных принципов строения и функций. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы. 1.3.15. ПРИНЦИП ВОСПРОИЗВОДСТВА ЖИВЫХ СИСТЕМ [2], c. 251…263; [7], c.115…127; [8], c.191…219; [12], c. 52…75 Важные составляющие процесса развития организма (оплодотворение, воспроизводство, деление клеток). Способы деления клеток (митоз, мейоз). Бесполое размножение (митотическое деление, спороообразование, почкование, деление тела на две части, фрагментарное деление, вегетативное размножение черенками, усами, клубнями). Половое размножение. Развитие половых клеток. Половой отбор. 1.3.16. ПРИНЦИП РАЗВИТИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ [3], c. 303…314; [5], c.435…458; [6], c.202…211; [13], c. 98 10

Индивидуальное развитие. Реализация наследственной информации. Онтогенез. Постэмбриональный период. Метаморфоз. Прямое развитие. Наследственность. Законы наследования признаков. Закон единообразия первого поколения гибридов. Закон доминирования. Неполное доминирование. Множественный аллелизм. Закон расщепления. Закон чистоты гамет. Закон независимости наследования признаков и их комбинации во всех возможных сочетаниях. Функции носителей информации (самовоспроизведение, хранение информации, реализация информации в процессе роста новых клеток). Воспроизводство (репликация, транскрипция, трансляция). 1.3.17. ПРИНЦИП ЭВОЛЮЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ [1], c. 471…517; [2], c.369…278; 339…342; [4], c.96…98; [8], c. 191…219; [12], c.128…135 Эволюция органического мира. Причины и движущие силы эволюционного процесса. Основные законы эволюции. Изменчивость. Естественный отбор. Формы естественного отбора. Искусственный отбор. Приспособленность организма к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора. Приспособительные особенности строения, окраски, поведения. Забота о потомстве. Физиологическая адаптация. Синтетическая теория эволюции. Концепция эволюции. Организация и эволюция биосферы. 1.3.18. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА [1], c. 308…574; [2], c.283…316; [4], c.122…168; [12], c.116..138 Положение человека в системе животного мира. Человек как предмет естественного познания. Сходство и отличие человека от животных. Антропология. Эволюция человека. Здоровье. Физиологическая норма. Истинные и релаксоконстанты. Гомеостаз. Механизм поддержания постоянства параметров внутренней среды организма.

11

Эмоции. Положительные и отрицательные эмоции. Мотивации. Физиологические механизмы эмоций. Работоспособность. Творчество. Проблема единства человека и Вселенной. Вклад естествознания в изучение человека. Социобиология. Этология и человек. Этнология. 1.4. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ (Сп. 061100 – 48 часов, сп. 060400 – 24 часа) №

Название темы

п/п

Объем,ч. Объем,ч. 061100

060400

1.

Панорама современного естествознания.

4

2

2.

Элементы специальной теории относительности.

4

2

4

2

Концепции релятивизма от Галилея до Эйнштейна. 3

Общая теория относительности и ее экспериментальное подтверждение.

4

Общенаучная энтропийная концепция.

4

2

5

Взаимодействие, как категория естествознания.

4

2

Динамические и статистические закономерности 6

Мегамир. Современные концепции космологии.

4

2

7

Определение понятия «жизнь».

4

2

8

Синергетические концепции в химии и биологии.

4

2

9

Энергетика химических процессов.

4

2

10

Принципы структуры и организации живых ор-

4

2

4

2

4

2

ганизмов 11

Принципы воспроизводства и развития живых организмов.

12

Концепции эволюции живых систем.

12

1.5. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНО-ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ (Сп. 061100 – 32часа, сп. 060400 – 16 часов) Темы лекций

Объем, ч. Объем, ч. 061100

1. Гуманитарная и естественнонаучная культура. Панорама современного естествознания. 2. Мегамир. Концепция «большого взрыва».

060400

2

2

4

2

3. Принципы симметрии. Законы сохранения. Антропный принцип. 4. Понятие состояния в естествознании. Корпускулярные и континуальные традиции в описании природы. 5. Динамические и статические закономерности в естесвознании. 6. Энтропия. Информация.

4

2

4

2

4

2

2

2

7. Жизнь как высшая из природных форм движения материи. 8. Энергетика химических процессов.

4

2

9.Эволюция живых систем.

4

4 2

1.6. ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (24 часа - сп. 061100 и сп.060400) Темы практических занятий

Объем, ч.

1. Соотношение индуктивного и дедуктивного подходов в науке. Динамические и статистические закономерности в природе.

4

2. Солнечно-земные связи. Мегамир.

4

3. Симметрия и асимметрия в природе и технике. Современное

4

состояние квантовой механики. 4. Проблема сущности живого и его отличие от неживого. Происхождение и эволюция жизни.

2

5. Естествознание с точки зрения физики. Проблемы современной химии.

4 13

6. Биология в современном естествознании. Разнообразие живых организмов

2

7. Принцип эволюции, воспроизводства и развития живых

4

организмов. Самоорганизация в живой и неживой природе. 2. Библиографический список Основной: 1. Грушевицкая Т. Г. Концепции современного естествознания. – М.: Высшая школа, 2003. 2. Канке В.А.. Концепции современного естествознания – М.:Логос, 2002. 3. Карпенков С. Х. Практикум по естествознанию. – М.: ЮНИТИ, 2002. 4. Горелов А. А. Концепции современного естествознания - М.: Центр, 2003. 5. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания – М.: АСАДЕМТА, 2003. 6. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания – М.: Владос, 2003. 7. Скопин А.Ю. Концепции современного естествознания – М.: Проспект, 2003. 8.Самыгин С.И и др. Концепции современного естествознания – М.: Феникс, 2003. Дополнительный: 9. Норберт Винер. Кибернетика. – М.: Советское радио, 1968. 10. Савельев И.В. Курс общей физики, том 1, – М.: Наука, 1998. 11. Глинка Н.В. Общая химия, – М.: Наука, 1998. 12. Мамонтов С. Г., Захаров В. Б. Общая биология – М.: Высшая школа, 2002. 13. Азимов А. Язык наук. – М.: Изд. Амфора, 2002. 14. Моисеев Н.Н. Избранные труды – М.: Тайдекс и Ко, 2003. Средства обеспечения освоения дисциплины (ресурсы Internet) 15. http://www.limm.mgimo.ru/science/ 16. http://www.ostu.ru/departm/physics/sim/Concept/DAT/ 17. http://www.hi-edu.ru/x-books-free/xbook131/01/index.html part-017.htm 18. http://www.anriintern.com/natural history/menu.html 14

СОДЕРЖАНИЕ Стр. Предисловие ………………………………………………………..

3

1. Содержание ……………………………………………………….

5

1.1. Содержание дисциплины по ГОС ……………………………… 5 1.2. Объем дисциплины и виды учебной работы

……………

6

1.3. Рабочая программа ………………………………………………. 6 1.4. Тематический план лекций для студентов очной формы обучения

……………………………………… 12

1.5. Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения

………………………………… 13

1.6. Темы практических занятий

…………………… 13

2. Библиографический список …………………………………….

14

15