Естественнонаучная картина мира

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗВАНИЯ
«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра теоретической физики и компьютерного моделирования
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС КУРСА
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
Направление: 050100 – Педагогическое образование
Профили: Физика, Информатика и ИКТ
Квалификация (степень): Бакалавр
Пермь
ПГПУ
2012
2
УДК
ББК
Р е ц е н з е н т: к. ф.- м. н., доцент кафедры теоретической физики и компьютерного моделирования ПГПУ В.И.Якушин
Автор-составитель: старший преподаватель кафедры теоретической физики
и компьютерного моделирования ПГПУ С.Б.Шатунов
Естественнонаучная картина мира: учебно-методический
комплекс по дисциплине. Направление: 050100 – Педагогическое
образование. Профили: Физика, Информатика и ИКТ.
Квалификация (степень): Бакалавр / авт.-сост. С.Б.Шатунов; Перм.
гос. пед. ун-т. – Пермь, 2012. – 18 с.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Естественнонаучная
картина мира» составлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению «Педагогическое образование».
Дисциплина относится к обязательным дисциплинам базовой части математического и естественнонаучного цикла цикла.
Адресовано студентам, изучающим курс «Естественнонаучная картина
мира».
Утверждено:
«___» ________________2012 г.
Начальник учебно-методического
управления __________________
Утверждено на заседании кафедры
теоретической физики и компьютерного моделирования:
Протокол №
« »
2012 г.
Зав. кафедрой _______________
Печатается по решению учебно-методического совета
Пермского государственного педагогического университета
3
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Цель изучения дисциплины
Место дисциплины в структуре ООП
Требования к результатам освоения дисциплины
Объем дисциплины
Содержание дисциплины
Формы и методы обучения
Структура и содержание самостоятельной работы студентов
Учебно-методическое, информационное и материально-техническое
обеспечение дисциплины
9. Содержание и порядок проведения входного и текущего контроля,
промежуточной аттестации
4
4
4
5
6
11
11
13
14
4
1. Цель изучения дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Естественнонаучная картина мира»
является получение студентами основополагающих представлений о физической картине мира как основе для интеграции естественнонаучных знаний и
преодоления фрагментарных представлений, складывающихся при изучении
основ отдельных наук. Дисциплина «Естественнонаучная картина мира» содержит информацию об основных этапах развития науки; о научных картинах мира; об основных принципах классического и современного естествознания; о концепциях физики, химии, биологии, астрономии. Содержание
курса направлено на развитие у студентов научного мышления и расширение
их научного кругозора, становление профессиональной компетентности студента в вопросах научного мировоззрения. Дисциплина «Естественнонаучная
картина мира» способствует формированию навыков применения понятий
науки к анализу отдельных проблем и самостоятельного анализа паранаучных идей и околонаучных спекуляций.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к обязательным дисциплинам базовой части математического и естественнонаучного цикла. Для освоения дисциплины «Естественнонаучная картина мира» студенты используют знания, умения и навыки, сформированные при изучении следующих дисциплин:
1. Дифференциальное и интегральное исчисления
2. Механика
3. Молекулярная физика
4. Оптика
5. Электродинамика
6. Квантовая механика
7. Астрономия
3. Требования к результатам освоения дисциплины
3.1. Принятая структура компетенций
Дисциплина способствует формированию следующих компетенций,
предусмотренных ФГОС по направлению подготовки ВПО:
1. способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);
2. знает концептуальные и теоретические основы физики, ее место в общей системе наук и ценностей, историю развития и современное состояние (СК-1);
5
3. владеет системой знаний о
фундаментальных физических
законах и теориях, физической сущности явлений и процессов в природе и технике (СК-2).
В результате изучения дисциплины студент должен
знать: основные этапы развития науки и содержание господствующих на
этих этапах научных программ; основные научные картины мира; основные
принципы классического и современного естествознания; основные концепции физики, химии, биологии, астрономии;
уметь: применять понятия науки к анализу отдельных проблем; определять
объект и предмет исследования отдельных научных дисциплин; ясно и логически последовательно излагать научные концепции;
владеть: основными понятиями естествознания, научным стилем речи.
3.2. Матрица соотнесения разделов учебной дисциплины и формируемых
компетенций
№
п/п
Раздел
Кол-во
часов/ЗЕ
1. История естествознания
2. Физические картины мира
3. Структурные уровни организации материи
ИТОГО
14
24
34
72/2
Коды
формируемых
компетенций
ОК-4, СК-1
ОК-4, СК-1, СК-2
ОК-4, СК-1, СК-2
4. Объем дисциплины
4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Номер семестра:
Аудиторные занятия, в т.ч.:
1. Лекции (Л)
2. Практические занятия (ПЗ)
3. Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа студентов, в т.ч.:
1. Конспект в рабочей тетради
2. Другие виды самостоятельной работы
Общая трудоемкость: часы/ зачетные единицы
Входной контроль
Текущий контроль
Форма промежуточной аттестации
Количество часов по
формам обучения
Очная
10
28
10
18
–
44
+
+
72/2
опрос
зачет
6
4.2. Распределение часов по темам и видам учебной работы
№
п/п
Раздел
1.
2.
3.
История естествознания
Физические картины мира
Структурные уровни организации материи
ИТОГО, ч/ ЗЕ
Виды учебной работы студентов
и трудоемкость, ч
Всего, ч
Аудиторная работа
Сам. работа
Лек.
Пр.
Лаб. Обяз.
Доп.
14
2
4
–
6
2
24
4
6
–
10
4
34
4
8
–
14
8
72/2
10
18
–
30
14
5. Содержание дисциплины
5.1. Программа дисциплины
№
Раздел
Понятия
Содержание
Физическая картина мира
как основа для интеграции
естественнонаучных знаний. Естествознание в системе культуры. Научный
метод. Развитие науки в
Новое время.
Наука как отрасль культуры. Признаки (критерии)
научного знания. Наука и
псевдонаучное (паранаучное) знание. Наука как вид
деятельности. Наука как
социальный институт. Естествознание как исторически первый и основной
вид научного познания.
Естественнонаучная и гуманитарная
культуры.
Формирование предпосылок науки в древневосточных цивилизациях. Античная наука. Состояние
науки в Средние века в
Европе. Наука в странах
Востока. Научная революция XVI-XVII вв. Принципы классического естествознания.
Утверждение
гелиоцентрической системы мира. Закономерности
развития науки. Научная
революция на рубеже XIXXX вв.
Формирование механической картины мира.
Принцип относительности
Галилея.
Классическая
концепция пространства и
1.
История естествознания
2.
Физические картины ми- Механическая картина мира
ра. Возрождение атомизма
в физике XIX в. Электромагнитная картина мира.
Теория относительности и
7
3.
физическая картина мира. времени. Возникновение
Квантово-полевая картина электромагнитной картимира.
ны мира. Появление эволюционных идей в биологии. Учение о свете. Учение о теплоте. Начала термодинамики. Возрождение
атомизма. Периодический
закон Менделеева. Учение
об электричестве и магнетизме. Теория электромагнитного поля Максвелла.
Постулаты
специальной
теории относительности
Эйнштейна. Общая теория
относительности. Корпускулярно-волновой
дуализм. Волновая механика
Шредингера и матричная
механика
Гейзенберга.
Принципы суперпозиции,
неопределенности и дополнительности.
Структурные уровни ор- Микро-, макро- и мегами- Структурность и системганизации материи
ры. Космологические мо- ность материального мира.
дели Вселенной. Физиче- Микромир, его границы.
ская картина мира и Фундаментальные взаимотрансдисциплинарные
действия. Классификация
идеи естествознания.
элементарных частиц. Ядро. Макроскопические тела. Агрегатные состояния
веществ, фазовые переходы. Солнечная система и
ее состав. Строение Земли.
Звезды, их типы и эволюция. Нейтронные звезды и
черные дыры. Галактики и
Метагалактика. Материальная природа Вселенной. Космогонические гипотезы. Теория Большого
Взрыва. Сценарии эволюции Вселенной: замкнутая
и открытая модели. Специфика описания природы в
постнеклассическом естествознании.
Принципы
универсального
эволюционизма; путь к единой
культуре.
8
5.2. Содержание практических занятий
Раздел 1. Истрия естествознания
Практическое занятие № 1. Естествознание в системе культуры. Научный метод.
Практическое занятие № 2. История естествознания и тенденции его современного развития. Развитие науки в Новое время.
Вопросы для подготовки:
1
Понятие науки: наука как вид знания, как вид профессиональной деятельности, как
социальный институт. Социальные функции науки.
2 Методы эмпирического и теоретического познания (наблюдение, измерение, эксперимент, моделирование, абстрагирование, формализация, идеализация, анализ и синтез, индукция и дедукция, гипотетико-дедуктивный и др.).
3 Формы научного познания: факт, гипотеза, принцип (начало), аксиома (постулат),
теория.
4 Естественнонаучная и гуманитарная культура. Критерии научного знания. Формы
вненаучного знания (обыденное, художественное, мировоззренческое). Наука и псевдонаука.
5 Культурные предпосылки зарождения науки в древних цивилизациях. Характеристика зарождающейся науки.
6 Формирование первых научных программ Античности (атомистической, математической и континуалистской).
7 Наука в странах Востока (Индия, Китай, страны арабоязычной культуры). Состояние
науки в Средние века в Европе.
8 Научная революция XVI-XVII вв. Принципы классического естествознания.
9 Рене Декарт. Натурфилософская картина мира.
10 Ньютон и картина мира его времени.
Список рекомендуемой литературы
1. Золотухин И.А. Концепции современного естествознания: Конспект лекций / И.А.Золотухин; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2005.
2. Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания: учебное пособие /
А.Л.Жуланов; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2011.
3. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М.: Просвещение, 1974.
4. Спиридонов А.П. Свет: физика, информация, жизнь. М.: Просвещение,
1993.
Раздел 2. Физические картины мира
Практическое занятие № 1 Механическая картина мира Электромагнитная картина мира.
Практическое занятие № 2 Принципы постнеклассической науки. Специальная теория относительности и физическая картина мира.
Практическое занятие № 3 Общая теория относительности как теория
гравитации Квантово-полевая картина мира
9
Вопросы для подготовки:
1
Начала механики: принципы относительности, дальнодействия, динамические законы движения. Ковариантность законов движения.
2 Пространство и время в классической физике.
3 Корпускулярная и континуальная концепции описания природы (атомизм, учение о
невесомых флюидах). Оптика.
4 Принципы механической теории теплоты. Порядок и беспорядок в природе. Энтропия как мера неупорядоченности движения.
5 Классическая электродинамика. Электромагнитное поле. Экспериментальные законы
электромагнетизма. Электромагнитная индукция Фарадея и идея электромагнитного
поля.
6 Теория электромагнитного поля Максвелла, ее основные следствия. Континуальная
концепция описания природы и принцип близкодействия.
7 Применение принципа относительности к электромагнитным явлениям. Постулаты
специальной теории относительности Эйнштейна.
8 Релятивистская концепция пространства и времени. Четырехмерный пространственно-временной континуум.
9 Принцип относительности и неинерциальные системы. Общая теория относительности, ее эмпирические доказательства. Кривизна пространства и неевклидовы геометрии.
10 Кризис классического естествознания на рубеже XIX-XX вв. (Х-лучи, радиоактивность, электрон, кванты и др.)
11 Модели атома Томсона, Резерфорда и Бора.
12 Корпускулярно-волновой дуализм. Волновая механика Шредингера и матричная механика Гейзенберга. Принципы суперпозиции, неопределенности и дополнительности.
Список рекомендуемой литературы
1. Золотухин И.А. Концепции современного естествознания: Конспект
лекций / И.А.Золотухин; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2005.
2. Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания: учебное пособие / А.Л.Жуланов; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2011.
3. Кузнецов Б.Г. Эволюция картины мира. М.: Изд. АН СССР, 1961.
4. Кудрявцев Золотухин И.А. Концепции современного естествознания:
Конспект лекций / И.А.Золотухин; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2005.
5. Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания: учебное пособие / А.Л.Жуланов; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2011.
6. П.С. Курс истории физики. М.: Просвещение,1974.
7. Ансельм А.И. Очерки развития физической теории в первой трети ХХ
века. М.: Наука, 1986.
8. Спиридонов А.П. Свет: физика, информация, жизнь. М.: Просвещение,
1993.
9. Иванов Б.Н. Этюды о физике. М.: Просвещение, 1993.
10. Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике. М.:Мир.
1974.
10
Раздел 3. Структурные уровни организации материи
Практическое занятие № 1. Структурность и системность материального мира. Микромир.
Практическое занятие № 2. Макроскопические тела.
Практическое занятие № 3. Мегамир: планеты, звезды, галактики, вселенная.
Практическое занятие № 4. Элементы релятивистской космологии.
Теория Большого Взрыва.
Вопросы для подготовки:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Микромир, его границы. Фундаментальные взаимодействия, их характеристики.
Классификация элементарных частиц. Фундаментальные частицы.
Состав ядра. Ядерные реакции. Реакции термоядерного синтеза.
Строение атома. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева.
Агрегатные состояния веществ, фазовые переходы. Особенности движения атомов и молекул в различных агрегатных состояниях.
Гипотезы происхождения планеты Земля. Строение Земли, геосферные оболочки. Состав вещества планеты и его распределение. Первичная атмосфера, ее состав.
Солнечная система, ее состав. Планеты земной группы и планеты-гиганты. Поиск планет
за пределами Солнечной системы.
Образование звезд. Температура звезд. Радиус звезд. Массы звезд. Спектр звезд и спектральная классификация. Диаграмма «спектр-светимость».
Эволюция звезд: ранние стадии, уход звезд с главной последовательности, гравитационный коллапс и конечные стадии эволюции звезд.
Нейтронные звезды и черные дыры. Физические условия в недрах звезд. Строение
Солнца.
Наша галактика – Млечный Путь. Диффузная материя в Галактике. Межзвездное поглощение света.
Классификация галактик по Хабблу. Расстояние до галактик. Красное смещение в спектрах галактик.
Метагалактика. Космологическая модель однородности и изотропности. Масштабный
фактор.
Замкнутая и открытая модели Вселенной. Космологические модели Вселенной. Космогонические гипотезы.
Большой Взрыв: сингулярное состояние; модель «горячей» Вселенной; реликтовое
излучение; адронная и лептонная эры; эра излучения и вещества.
1.
2.
3.
4.
5.
Список рекомендуемой литературы
Золотухин И.А. Концепции современного естествознания: Конспект
лекций / И.А.Золотухин; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2005.
Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания: учебное пособие / А.Л.Жуланов; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2011.
Ансельм А.И. Очерки развития физической теории в первой трети ХХ
века. М.: Наука, 1986.
Спиридонов А.П. Свет: физика, информация, жизнь. М.: Просвещение,
1993.
Иванов Б.Н. Этюды о физике. М.: Просвещение, 1993.
11
6. Вайнберг С. Первые три
минуты. Современный взгляд
на происхождение Вселенной. Пер. с англ./ С. Вайнберг. – М.: Энергоиздат, 1981.
7. Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике. М.:Мир.
1974.
8. Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной // М.:
Наука, 1975.
6. Формы и методы обучения
Технологии аудиторной работы:
Академические лекции, практические занятия.
Технологии внеаудиторной работы:
Конспектирование литературы, подготовка реферативных сообщений
(презентаций).
7. Структура и содержание самостоятельной работы студентов
7.1. Структура и трудоемкость самостоятельной работы студентов
Составление аналитических таблиц, схем
Общая трудоемкость, ч/ЗЕ
История естествознания
Физические картины мира
Структурные уровни организа3.
ции материи
Итого:
Подготовка реферативных сообщений
1.
2.
Раздел дисциплины
Конспектирование
№ раздела
Формы СРС
+
+
+
+
+
+
8
14
+
+
+
22
44
12
конспект
+
+
опрос
конспект
+
+
опрос
Понятие науки. Социальные функции науки.
Методы эмпирического и теоретического познания. Формы научного познания. Естественнонаучная и гуманитарная культура. Критерии научного знания. Формы вненаучного
знания. Наука и псевдонаука. Предпосылки
История ес- зарождения науки в древних цивилизациях.
тествознаХарактеристика зарождающейся науки. Форния
мирование первых научных программ Античности. Наука в странах Востока. Состояние
науки в Средние века в Европе. Научная революция XVI-XVII вв. Принципы классического
естествознания. Рене Декарт. Натурфилософская картина мира. Ньютон и картина мира
его времени.
Начала механики: принципы относительности,
дальнодействия, динамические законы движения. Пространство и время в классической физике. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Оптика. Принципы
механической теории теплоты. Классическая
электродинамика. Электромагнитное поле.
Экспериментальные законы электромагнетизма. Теория электромагнитного поля Максвелла. Континуальная концепция описания природы и принцип близкодействия. Применение
Физические принципа относительности к электромагниткартины ми- ным явлениям. Постулаты специальной теора
рии относительности Эйнштейна. Релятивистская концепция пространства и времени. Четырехмерный
пространственно-временной
континуум. Принцип относительности и неинерциальные системы. Общая теория относительности. Кризис классического естествознания на рубеже XIX-XX вв. Модели атома
Томсона, Резерфорда и Бора. Корпускулярноволновой дуализм. Волновая механика Шредингера и матричная механика Гейзенберга.
Принципы суперпозиции, неопределенности и
дополнительности.
Дополнительная
Задания СРС
Обязательная
Раздел
Форма СРС
Виды
СРС
Форма контроля
7.2. Содержание самостоятельной работы студентов (СРС)
Микромир. Фундаментальные взаимодействия. Классификация элементарных частиц.
Состав ядра. Ядерные реакции. Реакции термоядерного синтеза. Строение атома. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева. Агрегатные состояния веществ, фазовые переходы.
Строение Земли, геосферные оболочки. Первичная атмосфера, ее состав. Солнечная система. Планеты. Поиск планет за пределами Солнечной системы. Образование звезд. ТемпераСтруктуртура звезд. Радиус звезд. Массы звезд. Спектр
ные уровни звезд. Диаграмма «спектр-светимость». Эволюорганизации ция звезд. Нейтронные звезды и черные дыры.
материи
Строение Солнца. Наша галактика – Млечный
Путь. Классификация галактик. Расстояние до
галактик. Красное смещение в спектрах галактик. Метагалактика. Космологическая модель
однородности и изотропности. Масштабный
фактор. Замкнутая и открытая модели Вселенной. Космологические модели Вселенной.
Большой Взрыв: сингулярное состояние; модель «горячей» Вселенной; реликтовое излучение; адронная и лептонная эры; эра излучения и вещества.
конспект
+
+
опрос
13
8. Учебно-методическое, информационное и материально-техническое
обеспечение дисциплины
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1.
2.
3.
4.
8.1. Основная литература
Золотухин И.А. Концепции современного естествознания: Конспект лекций / И.А.Золотухин; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2005.
Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания: учебное пособие
/ А.Л.Жуланов; Перм. год. пед. ун-т. – Пермь, 2011.
Кузнецов Б.Г. Эволюция картины мира. М.: Изд. АН СССР, 1961.
Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М.: Просвещение,1974.
Ансельм А.И. Очерки развития физической теории в первой трети ХХ века. М.: Наука, 1986.
Спиридонов А.П. Свет: физика, информация, жизнь. М.: Просвещение,
1993.
8.2. Дополнительная литература
Иванов Б.Н. Этюды о физике. М.: Просвещение, 1993.
Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение
Вселенной. Пер. с англ./ С. Вайнберг. – М.: Энергоиздат, 1981.
Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике. М., Мир.
1974.
Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной // М.: Наука, 1975.
14
8.3. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. www.elementy.ru
8.4. Материально-техническое обеспечение
Мультимедийное оборудование для демонстрации видеофильмов и презентаций.
9. Содержание и порядок проведения входного и текущего контроля,
промежуточной аттестации
9.1. Содержание и формы проведения входного контроля
Входной контроль направлен на проверку уровня знаний об основных
физических законах. Для изучения дисциплины студент должен:
знать: основные физические законы в области механики и молекулярной физики, базовые законы теории электромагнетизма, атомной и ядерной
физики, квантовой механики и астрономии;
уметь: объяснять явления природы;
владеть: базовыми естественнонаучными понятиями.
Входной контроль проводится в форме письменного опроса.
9.2. Критерии оценки сформированности компетенций
Уровень
сформированности компетенции
Повышенный
0К-4
Пороговый
Код
компетен
ции
Критерии оценки
знает
умеет
владеет
основные
характеристики естественнонаучной картины мира, место и роль человека в
природе
ясно и логически по- основными
поняследовательно изла- тиями естествознагать научные кон- ния
цепции
основные этапы развития науки и содержание
господствующих
на
этих этапах научных
программ;
основные
научные картины мира;
основные
принципы
классического и современного естествознания; основные концепции физики, химии,
биологии, астрономии
применять
естественнонаучные знания в профессиональной деятельности
навыками определения объекта и предмета исследования
отдельных научных
дисциплин; пользования научным стилем речи
Повышенный
СК-2
Пороговый
Повышенный
СК-1
Пороговый
15
место физики как науки
в системе научного познания;
предмет и задачи физики;
основные этапы развития физики;
имеет представление об
основных достижениях
современных
естественных наук
ключевые эксперименты и теории в истории
развития естествознания;
ученых, внесших наибольший вклад в развитие науки
основные физические
законы и теории
выявлять междисци- навыком объективно
плинарные связи в оценивать гипотезы
изучаемых явлениях и теории, объясняющие
явления
природы
оценивать применимость теории или
эксперимента
для
объяснения изучаемого явления
навыком аргументированно
подтверждать или опровергать гипотезы по
объяснению явлений
природы
обнаруживать связь
между
явлениями
природы и соответствующими физическими законами
системой знаний о
фундаментальных
физических законах
и теориях, физической сущности процессов в природе и
технике
физические законы об объяснять физиче- навыком обнаружеявлениях и процессах и ские явления и про- ния связей между
области их применимо- цессы в природе и физическими
теости
технике
риями, законами и
явлениями природы
и
техническими
процессами
Формы текущего контроля знаний
1.
2.
3.
История естествознания
Физические картины мира
Структурные уровни организации материи
Работа на практических
занятиях
Работа на лабораторных
занятиях
Наименование раздела дисциплины
Тестирование
Форма текущего контроля
Контрольная работа
№
п/п
+
+
+
16
Опрос
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
История естествознания
Понятие науки. Социальные функции науки.
Методы эмпирического и теоретического познания.
Формы научного познания.
Естественнонаучная и гуманитарная культура.
Критерии научного знания. Наука и псевдонаука.
Культурные предпосылки зарождения науки в древних цивилизациях. Характеристика зарождающейся науки.
Формирование первых научных программ Античности.
Наука в странах Востока.
Состояние науки в Средние века в Европе.
Научная революция XVI-XVII вв. Принципы классического естествознания.
Рене Декарт. Натурфилософская картина мира.
Ньютон и картина мира его времени.
Физические картины мира
Начала механики: принципы относительности, дальнодействия, динамические законы движения.
Пространство и время в классической физике.
Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
Принципы механической теории теплоты. Порядок и беспорядок в природе.
Классическая электродинамика. Электромагнитное поле.
Экспериментальные законы электромагнетизма. Электромагнитная индукция Фарадея и идея электромагнитного поля.
Теория электромагнитного поля Максвелла, ее основные следствия.
Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна.
Релятивистская концепция пространства и времени. Четырехмерный пространственно-временной континуум.
Принцип относительности и неинерциальные системы.
Общая теория относительности, ее эмпирические доказательства.
Кривизна пространства и неевклидовы геометрии.
Кризис классического естествознания на рубеже XIX-XX вв.
Модели атома Томсона, Резерфорда и Бора.
Корпускулярно-волновой дуализм.
Принципы суперпозиции, неопределенности и дополнительности.
Структурные уровни организации материи
Микромир, его границы. Фундаментальные взаимодействия, их характеристики.
Классификация элементарных частиц. Фундаментальные частицы.
Состав ядра. Ядерные реакции.
Реакции термоядерного синтеза.
Строение атома.
Периодическая система элементов Д.И.Менделеева.
Агрегатные состояния веществ, фазовые переходы.
Строение Земли, геосферные оболочки.
Солнечная система, ее состав. Планеты земной группы и планеты-гиганты.
Образование звезд. Температура звезд. Радиус звезд. Массы звезд.
Спектр звезд и спектральная классификация. Диаграмма «спектр-светимость».
Эволюция звезд, конечные стадии эволюции звезд.
17
13. Нейтронные звезды и черные дыры.
14. Наша галактика – Млечный Путь.
15. Классификация галактик по Хабблу. Расстояние до галактик. Красное смещение в
спектрах галактик.
16. Метагалактика. Космологическая модель однородности и изотропности.
17. Замкнутая и открытая модели Вселенной. Космологические модели Вселенной.
Космогонические гипотезы.
18. Большой Взрыв.
Вопросы для зачета
1. Понятие науки, ее социальные функции. Критерии научного знания. Наука
и вненаучное знание.
2. Научный метод. Методы и формы познания на эмпирическом и теоретическом уровнях науки.
3. Наука как социальный институт. Этические принципы науки.
4. Естественнонаучная и гуманитарная культура.
5. Основные этапы и закономерности развития науки.
6. Основные черты постнеклассической науки XXI в. Путь к единой культуре.
7. Предыстория науки. Формирование предпосылок науки в древневосточных цивилизациях.
8. Античная наука. Первые научные программы: атомистическая, математическая, континуалистская.
9. Развитие астрономии в Древней Греции. Геоцентрическая картина мира.
10. Состояние науки в Средние века. Схоластика и догматизм в европейской
науке. Наука в странах Востока.
11. Астрономическая картина мира Нового времени. Гелиоцентризм, законы
Кеплера, небесная механика Ньютона.
12. Формирование основ классического естествознания в XVI–XVII вв.
Классическая механика (принципы относительности, дальнодействия). Начала механики. Инерциальные системы и ковариантность законов движения.
Динамические законы механики.
13. Механическая картина мира. Парадигма классической науки. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы и их использование
в физике (учение о свете).
14. Субстанциальная и реляционная концепции пространства и времени.
Классическая концепция пространства и времени Ньютона. Принцип симметрии и законы сохранения в физике. Инвариантность.
15. Учение о теплоте. Классическая термодинамика, ее начала. Энтропия
как мера неупорядоченного движения. Молекулярно-кинетическая теория и
статистические законы.
16. Учение об электричестве и магнетизме. Создание классической электродинамики. Вещество и поле. Утверждение концепции близкодействия и континуальной концепции описания природы.
18
17. Релятивистская
концепция пространства и времени Эйнштейна
(специальная и общая теория относительности). Пространственно-временной
континуум. Кривизна пространства и неевклидовы геометрии.
18. Научная революция на рубеже 19-20 вв. и кризис механистического естествознания. Квантовая гипотеза Планка. Проблема фотоэффекта. Возвращение к корпускулярной концепции в оптике.
19. Модели атома Томсона, Резерфорда, Бора. Строение атома и атомные
спектры.
20. Квантовая теория атома. Корпускулярно-волновой дуализм. Волны де
Бройля. Уравнение Шредингера. Принцип дополнительности, соотношение
неопределенностей. Статистический характер квантовой механики.
21. Современные представления о микромире. Типы взаимодействий в природе. Классификация элементарных частиц. Фундаментальные частицы.
22. Макромир. Молекулярно-кинетическая теория строения вещества. Агрегатные состояния вещества, фазовые переходы.
23. Мегамир. Солнечная система, ее состав. Типы звезд и их эволюция. Галактики, их типы.
24. Космогонические гипотезы. Теория Большого Взрыва и модель «горячей» Вселенной. Космологические модели Вселенной. Сценарии дальнейшей
эволюции Вселенной.
25. Понятие химического элемента. Обоснование концепции атомизма в
химии XVII–XIX вв. Типы химических связей атомов. Химические процессы.
26. Гипотезы происхождения Земли, ее строение. Химический состав Земли.