скачать книгу бесплатно
Концепции современного естествознания
Геннадий Тарасович Кузнецов
Данный курс призван помочь студентам сформировать современную естественнонаучную картину мира. Курс позволяет ознакомиться с основными принципами и методами исследований в естествознании.
Дисциплина способствует формированию у студентов научного мировоззрения и знакомит с принципами развития природы: от микромира до Вселенной и человека.
В ходе обучения студент приобретает навыки обосновывать свою мировоззренческую позицию в объяснении процессов, происходящих в природе, устанавливать причинно-следственные связи, пользуясь современными научными методами. Данный курс знакомит с логикой и историей науки.
В целом, курс призван сформировать элементы культуры естественнонаучного мышления, необходимого современному специалисту.
В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.
Г. Т. Кузнецов
Концепции современного естествознания
Учебно-методическое пособие
Автор:
Кузнецов Геннадий Тарасович – кандидат биологических наук, доцент кафедры специальной педагогики и естественнонаучных дисциплин СГПИ (филиал в г. Буденновске).
Рецензент:
Папиян Тигран Гургенович – кандидат технических наук; доцент кафедры специальной педагогики и естественнонаучных дисциплин СГПИ (филиал в г. Буденновске).
Программа курса
Часть первая
Развитие знаний о природе до начала XX века
В этом разделе рассматриваются понятия естественнонаучной и гуманитарной культуры; Духовная жизнь общества. Ценности, традиции, мораль и поведение. Специфика направленности и формирование интересов людей гуманитарной культуры. Социальное положение и духовность. Научный метод; история естествознания. Первичное накопление знаний.
Античность и средневековье. Эпоха Возрождения и новое время в науке.
Достоверность, доказательность и проверяемость естественнонаучных знаний. Гуманитарный и прикладной аспекты знаний естественных наук.
Принципы классификации наук.
Уровни организации материи и общие свойства материальных объектов.
Краткая характеристика отдельных уровней организации материи.
Вещество, поле, макро и микрообъекты, иерархичность. Формы движения материи. Инертность, отражение, пространство, время… Единство материального мира.
Этапы развития науки. Методы научного познания.
Натурфилософский, аналитический и синтетический этапы. Их специфика.
Эмпирический и теоретический этапы развития наук. Специфика методов каждого этапа. Наблюдение, эксперимент, моделирование, сравнение, измерение. Исторический, логический и инструментальный, частные методы.
Повседневный этап накопления конкретных знаний о природе в первобытном обществе. Географические, биологические, медицинские и др. зачатки знаний. Мифотворчество. Зарождение календаря, счета, пиктография, магия. Становление науки Египта, Индии, Китая.
Дифференциация наук. Особенности науки Средневековья, Возрождения и нового времени. Развитие техники.
Часть вторая
Современная естественнонаучная картина мира
Становление классической физики и астрономии.
Работы Н. Коперника Г. Галилея, И. Ньютона, И. Канта, П. Лапласа.
Становление экспериментальной науки. Математизация и формализация знаний.
Формирование современных разделов и понятий естествознания в 19 и начале 20 веков.
Учение об электричестве и магнетизме. Ш. О. Кулон, А. М. Ампер, Д. К. Максвелл и др. законы сохранения энергии Д. Джоуля и Г. Гельмгольца.
Работы Ч. Лайеля и Ч. Дарвина, Д. И. Менделеева и др. Открытие радиоактивности и электрона. Первая модель строения атома.
Революционный и эволюционный периоды в естествознании. Принципы относительности пространства и времени.
Революционные взгляды Н. Коперника в ХVI веке. Создание гелиоцентрической системы в астрономии. Астрономические открытия Г. Галилея. Законы И. Кеплера. Эволюционный период накопления и систематизации знаний. Революция в физике. А. Эйнштейн. Создание квантовой физики.
Классификация элементарных частиц их свойства.
Открытие элементарных частиц Д. Томсоном в 1897 году. Модель атома Э. Резерфорда. Открытие позитрона и аннигиляции. Понятие кварков.
Волновые свойства элементарных частиц. Характеристики элементарных частиц: спин, масса, заряд… Виртуальные частицы.
Переносчики основных типов взаимодействий в природе. Поиск первооснов материи эволюции мира. Принцип дополнительности.
Гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие.
Частицы переносчики этих взаимодействий. Теории объединения.
Описание частиц в разных системах координат Н. Бором.
Атомно-молекулярный уровень организации материи.
Строение атома и периодическая система.
Понятие атомов и изотопы. Модель Э. Резерфорда и Н. Бора. Квантовые числа.
Структура электронных оболочек и периодизация свойств химических элементов. Д. И. Менделеев, его роль в классификации химических элементов и их свойств. Взаимопревращения атомов. Ядерные реакции.
Типы химических связей и классификация неорганических веществ.
Молекулярная. Ионная и металлическая химическая связь. Типы кристаллических решеток. Простые и сложные вещества. Понятие молекулы.
Типы простых веществ. Металлы, неметаллы. Амфотерные соединения.
Оксиды, кислоты, основания, соли.
Классификация и многообразие органических соединений.
Строение атомов углерода. Ковалентная связь и структура молекулы метана. Образование углеродных цепочек. Гомологический ряд.
Гомологическая разность. Общие формулы предельных и непредельных углеводородов. Органические кислоты. Спирты. Изомерия органических веществ. Аминокислоты. Углеводы. Жиры. Белки.
Отличительные особенности живых систем. Роль белков и нуклеиновых кислот. Генетический код.
Человек, здоровье, физиология, работоспособность, творчество.
Систематическое положение человека в царстве животных. Двойственная природа человека, его эволюция. Гипотезы происхождения человека.
Часть третья
Особенности естествознания XXI века
Понятие системы и самоорганизации в живой и неживой природе.
Некоторые аспекты изучения Вселенной.
Эволюция методов изучения Вселенной. Лунные и Солнечные календари.
Основные объекты Вселенной и их особенности. Планеты и звезды.
Солнечная система и типы Галактик. Классификация звезд. Малые планеты.
Эволюция взглядов на Вселенную и теория Большого взрыва.
Геоцентрическая Вселенная К. Птолемея. Гелиоцентрическая Вселенная средних веков. Стационарная и пульсирующая Вселенная. Черные дыры.
Пульсары. Темная энергия и масса. Модель горячей Вселенной Г. Гамова.
Возникновение и эволюция звезд. Антропный принцип.
Химический состав звезд. Взгляды современной космологии.
Релятивистские аспекты тяготения. Образование химических элементов, космической пыли и звезд. Эволюция звезд разной массы. Возраст Вселенной.
Структура системы, иерархичность. Фазовое состояние. Классификация систем. Свойства систем: устойчивость, когерентность. Атракторы.
Отличительные особенности живых систем. Гипотезы происхождения жизни. Креоционизм – божественное сотворение Вселенной и жизни.
Гипотеза космозоев и вечности жизни.
Гипотезы геохимической эволюции А. И. Опарина. Роль белков – ферментов в синтезе ДНК и РНК. Геохимическая эволюция и отбор. Понятие о геосферах и геохимии Земли. Общая характеристика планеты Земля.
Характеристика литосферы, гидросферы, общая структура планеты Земля.
Геохимия – наука о химических процессах в земной коре. Состав земной коры. Место Земли в Солнечной системе, основные параметры Земли.
Основные этапы геологической и биологической эволюции.
Возникновение исторической геологии и палеонтологии. Понятие о стратификации. Возраст земных пород и методы определения и датировки находок. Геологические эры и периоды жизни. Дрейф континентов.
Космические и биологические циклы, путь к единой культуре.
Биоритмология – единство космических и биологических циклов.
Гелеобиология. Геологические и социальные циклы. Работы А. Чижевского и Л. Гумилева. Гуманитарная, естественно – научная и техническая культура.
Понятие биосферы и ноосферы.
Структура биосферы, ее границы, устойчивость и саморегуляция.
Незаменимость биосферы. Структурные единицы биосферы, их функции.
Учение В. И. Вернадского. Условия перехода биосферы в ноосферу.
Признаки и свойства ноосферы. Единство процессов эволюции Вселенной и составляющих ее компонентов, как отражение идеи глобального эволюционизма.
Приложение
Список тем курсовых, контрольных работ и рефератов
1. Понятие науки. Наука в системе культуры.
2. Классификация наук.
3. Фундаментальные и прикладные науки.
4. Естественные, общественные и гуманитарные науки.
5. Естествознание в системе наук.
6. Эмпирический и теоретический уровни естественнонаучного познания.
7. Структура научной теории.
8. Функции научной теории: описание, объяснение, предсказание.
9. Типология научных теорий: фундаментальные, прикладные, феноменологические др.
10. Основные этапы становления научной теории.
