УМК КСЕ СПО. Учебнометодический комплекс по дисциплине концепции современного естествознания для студентов всех специальностей

• Название: Учебнометодический комплекс по дисциплине концепции современного естествознания для студентов всех специальностей
• Анкор: УМК КСЕ СПО.doc
• Дата: 25.04.2017
• Размер: 3.72 Mb.
• Имя файла: УМК КСЕ СПО.doc
• Тип: Учебно-методический комплекс; #4821
• страница: 1 из 20

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА»

(ФГБОУ ВПО «ПВГУС»)

кафедра «Современное естествознание»

Согласовано	Утверждаю
Протокол УМС № _____ «____»______________20 г.	Проректор по УР и КО _________ О.Н.Наумова
Проректор по УМР __________О.Н. Наумова	«____»______________20 г.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
по дисциплине

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

для студентов всех специальностей

среднего профессионального образования
А.И. Бочкарёв, В.М. Васюков, О.В. Козловская, И.А. Дымченко

Тольятти-2013

ББК

УДК
Рецензент:

зам. директора Института экологии Волжского бассейна РАН,

Заслуженный деятель науки Российской Федерации,

доктор биологических наук, профессор С.В. Саксонов
Концепции современного естествознания: учебно-методический комплекс для студентов всех специальностей среднего профессионального образования / А.И. Бочкарёв, В.М. Васюков, О.В. Козловская, И.А. Дымченко. – Тольятти: изд-во ПВГУС, 2012 – 184 с.

Учебно-методический комплекс предназначен для студентов специальностей среднего профессионального образования и разработан на основании Федеральных государственных образовательных стандартов Российской Федерации для студентов СПО


© А.И. Бочкарёв, В.М. Васюков, О.В. Козловская, И.А. Дымченко
© Поволжский государственный

университет сервиса
Содержание
1. Рабочая учебная программа дисциплины 6

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины 6

1.2. Место дисциплины в структуре ООП специальности 7

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 7

1.4. Структура и объем дисциплины 9

1.4.1. Структура дисциплины (распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий) 9

1.4.2. Содержание дисциплины (распределение фонда времени по темам и видам занятий) 10
2. Конспект лекций 14
Лекция № 1. Естествознание в контексте человеческой культуры. История естествознания 14

1.1. Научное познание и роль науки в обществе. Структура естествознания 14

1.2. Естественные и гуманитарные науки 15

1.3. Эмпирический и теоретический уровни в естествознании 16

1.4. Возникновение рационального мышления. Формирование научного метода. Классический и неклассический периоды естествознания 17
Лекция № 2. Механический детерминизм. Корпускулярные и континуальные концепции в естествознании 21

2.1. Механика Ньютона и детерминизм Лапласа. Законы сохранения 21

2.2. Дискретность и непрерывность материи в классическом естествознании 23

2.3. Концепции дальнодействия и близкодействия 24
Лекция № 3. Пространство, время, относительность. Статические закономерности в природе 25

3.1. Эволюция представлений о пространстве и времени 25

3.2. Постулаты и следствия специальной теории относительности 27

3.3. Взаимосвязь массы и энергии как основа ядерной энергетики. Основные положения и выводы общей теории относительности 28

3.4. Описание состояний в динамических и статических теориях. Законы термодинамики 29

3.5. Хаос, беспорядок и порядок в природе. Энтропия 30
Лекция № 4. Квантовые представления в физике микромира. На переднем плане микромира 32

4.1. Противоречия в классической теории излучения и проявления концепции квантов. Корпускулярно-волновой дуализм 32

4.2. Особенности описания состояний в квантовой механике. Дискретные уровни энергии электронов в атомах и принцип Паули 33

4.3. Методы изучения микромира. Ускорители элементарных частиц. Стандартная модель элементарных частиц 35

4.4. Проблемы объединения фундаментальных взаимодействий 37
Лекция № 5. Строение вещества 39

5.1. Химия и алхимия 39

5.2. Учение о составе вещества. Понятие о химических элементах. Периодическая система Д.И. Менделеева 40

5.3. Учение о структуре вещества 42

5.4. Химические связи и строение молекул. Учение о химических процессах 42

5.5. Неорганические и органические соединения 43

5.6. Каталитическая и эволюционная химия 46
Лекция № 6. Вселенная. Звезды. Земля 47

6.1. Масштабы и строение Вселенной 47

6.2. Развитие космологических и космологических представлений 48

6.3. Экспериментальные обоснования концепции Большого Взрыва. Темная материя и темная энергия 48

6.4. Разнообразие звезд, их строение и устойчивость. Рождение и термоядерная жизнь звезд. Смерть звезд 49

6.5. Солнце и солнечная система 50

6.6. Предмет и методы наук и Земле. Возникновение Земли и основные периоды геологической эволюции 51

6.7. Внутренние и внешние оболочки Земли 52

6.8. Тектоника литосферных плит. Эволюция атмосферы и гидросферы 54
Лекция № 7. Жизнь 55

7.1. Структурная иерархия живой материи. Феноменология жизни 55

7.2. Молекулярные процессы в клетке 58

7.3. Происхождение жизни и основные этапы ее эволюции 66

7.4. Генетика и эволюция 69
Лекция № 8. Человек. Биосфера 77

8.1. Человек в иерархической структуре царства животных. Основные стадии антропогенеза 77

8.2. Социальная природа человека 79

8.3. Человек разумный 81

8.4. Экосистема и ее элементы 85

8.5. Геохимические функции живого вещества. Биосфера и человек 90

8.6. Глобальный экологический кризис 93
Лекция № 9. Естествознание и научно-технический прогресс. Самоорганизация эволюционных процессов в природе и в обществе 95

9.1. Естествознание и техника 95

9.2. Особенности эволюционных процессов в природе 97

9.3. Синергетика как наука о самоорганизации. Закономерности самоорганизации. Генезис синергетики. Моделирование самоорганизующихся процессов в природе и обществе 109
3. Практические занятия 117

3.1. Практические занятия 117

3.2. Лабораторный практикум 119

Лабораторная работа № 1. Изучение движения тел 120

Лабораторная работа № 2. Изучение статического равновесия механических систем 122

Лабораторная работа № 3. Изучение эволюции организационных структур методом моделирования электростатических полей 124

Лабораторная работа № 4. Исследование обменных процессов 127

Лабораторная работа № 5. Основные закономерности протекания химических процессов 130

Лабораторная работа № 6. Земля во Вселенной 134

Лабораторная работа № 7. Солнечная активность 137

Лабораторная работа № 8. Сравнение строения клеток прокариот и эукариот 140

Лабораторная работа № 9. Выявление активности процесса фотосинтеза 141

Лабораторная работа № 10. Исследование динамики открытых систем 142

Лабораторная работа № 11. Имитационное моделирование филогенеза 144

Лабораторная работа № 12. Изучение индивидуальных авторитмов 147

Лабораторная работа № 13. Исследование принципа симметрии 149

Лабораторная работа № 14. Экологическая характеристика места жительства, жилища и образа жизни 154

Лабораторная работа № 15. Изучение информационного поля конкурентного взаимодействий в малой социальной группе 155

Лабораторная работа № 16. Изучение оптических явлений и иллюзий восприятия действительности 158

4. Самостоятельная работа 162

5. Образовательные технологии 166

6. Оценочные средства для контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 166

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 173

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины 176

Примерная технологическая карта дисциплины 179

1. РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Концепции современного естествознания» является формирование у обучающегося естественнонаучного мировоззрения, развитие фундаментального синергетического мышления, через познание многообpазия и целостности пpиpоды, науки, техники, технологии, формирование у обучающихся необходимых для их инновационной профессиональной деятельности совокупности компетенций.

Освоение курса позволит обучающему понять взаимодействие гуманитаpной и естественнонаучной форм единой культуpы, ее связи с особенностями мышления, пpиpоды отчуждения и необходимости их воссоздания на основе целостного взгляда на естественную и искусственную природу, материальный и духовный миpы и применить в своей инновационной профессиональной и жизнедеятельности.

Освоение и понимание сущности конечного числа фундаментальных законов пpиpоды позволяет обучающему воспринимать облик совpеменного естествознания, включающего высокие технологии, с научной точки зрения, а также познакомить с пpинципами научного моделиpования и проектирования пpиpодных технических и социальных систем.

Понимание принципов преемственности и непpеpывности в изучении пpиpоды, общества и мышления, а также необходимости формирования адекватного языка описания по меpе усложнения пpиpодных (естественных) и технических (искусственных) и социальных систем: от квантовой и статистической физики к химии и молекуляpной биологии, от неживых систем к клетке, живым оpганизмам, человеку, биосфеpе и ноосфере необходимость осознания проблем взаимодействия общества и природы, нового диалога человека и природы, через связь и осознание основных концепций и законов современного естествознания в прошлом, настоящем и будущем.

Формирование научного мировоззрения невозможно без фоpмиpования представлений о смене типов научной pациональности (парадигм), в естествознании как ключевых этапах pазвития современного естествознания; представлений о пpинципах унивеpсального эволюционизма и синеpгетики как диалектических пpинципах pазвития в пpиложении к неживой и живой пpиpоде, человеку и обществу; без понимания pоли исторических и социокультуpных фактоpов и законов самооpганизации в пpоцессе pазвития естествознания и техники, диалога науки и общества, человечества и пpиpоды .

Это возможно лишь при изучении мультидисциплинарного курса «Концепции современного естествознания», формирующего представления о современной естественнонаучной картине мира, воспитывающей основные приемы познавательной деятельности, формирующей синергетический стиль мышления, общекультурные и профессиональные компетенции без которых не может обойтись ни один бакалавр, магистр, специалист, в какой бы области профессиональной инновационной деятельности он не работал.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП специальности

Курс «Концепции современного естествознания» представляет собой интегративную дисциплину по выбору математического и общего естественнонаучного цикла специальностей СПО.

При изучении дисциплины используются базовые знания по курсам: «Математика», «Физика», «Химия», «Биология», «Естествознание» и другие. В свою очередь, курс является базовым для дисциплин: «Экология», «Естественно-научные основы высоких технологий», «Фундаментальные основы этногенеза», «Фундаментальные основы защиты информации» и др.
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В процессе освоения мультидисциплинарного курса «Концепции современного естествознания» обучающийся формирует и демонстрирует следующие общекультурные и общепрофессиональные компетенции при освоении ООП СПО, реализующей ФГОС СПО:

Данный раздел формируется в соответствии с ФГОС

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

1. 
   гуманитарный потенциал современного естествознания, связанный с формированием мировоззрения, развитием мышления, воспитанием чувств; мультидисциплинарность культуры, естественно-научные картины мира; научные методы анализа, обобщения, восприятия информации, постановки целей и выбора путей ее достижения; взаимоотношения человека с природой; место человека в ней (ОК-1);
   
2. 
   достижения современного естествознания в исследовании человека, соотношения личности и индивидуальности, творческой самореализации, закономерности развития интеллекта, основы саморазвития и самосовершенствования в синергетической среде мультикультурного профессионального образования, формирующего профессионализм выпускников (ОК-4);
   
3. 
   естественно-научные основы здоровья, работоспособности и творческой природы человека, физиологии, свои достоинства и недостатки, средства самосовершенствования, основы самоорганизации в системах любой природы; закономерности саморазвития личности; роста квалификации и мастерства, бесконфликтной профессиональной деятельности (ОК-8);
   
4. 
   принципы и основы формирования и развития научного знания; основные концепции естествознания, принципы самоорганизации в живой и неживой природе, принципы воспроизводства и развития живых систем, структуру биосферы и ноосферы; эволюцию естественно-научной и гуманитарной форм культуры на пути к единой инновационной культуре (ОК-7);
   
5. 
   закономерности развития и редукции сложных открытых систем в условиях случайного выбора, способы нахождения организационно-управленческих решений в нестандартных ситуациях, самостоятельного принятия решений и готовностью нести за них ответственность (ОК-3);
   
6. 
   синергетику кооперативных явлений в природе, работы в коллективе, творчества, методы инновационного социотехнического проектирования, принципы и методы творческой деятельности, формирования лидера, организации и управления малыми и средними группами, истоки конфликтности и толерантности в коллективе, в команде (ОК-6);
   
7. 
   глобальные процессы в природе и обществе и их направленность, концепции биосферы, ноосферы, пассионарности, солнечной и экономической активности, синергетику социально-экономических систем, социогенетические циклы, мотивационные основы жизнедеятельности (ОК-9).
   

Уметь:

1. 
   применять знания принципов и законов современного естествознания; использовать их в мультидисциплинарном качестве; ставить цели, анализировать и оценивать информацию; планировать и достигать цели в профессиональной деятельности (ОК-1);
   
2. 
   использовать достижения современного естествознания в исследовании биосоциальной сущности человека, его естественного стремления к личностному и профессиональному саморазвитию через творчество в повышении своей квалификации и мастерства (ОК-4);
   
3. 
   развивать способность на естественно-научной основе критически оценивать свои достоинства и недостатки, намечать пути и выбрать средства устранения недостатков и развития достоинств (ОК-8);
   
4. 
   объективно оценивать различные социальные явления и процессы, происходящие в обществе, понимать потребности общества, личности и возможности естественно-научного знания, использовать методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в решении возникающих индивидуально-личностных и социальных проблем (ОК-7);
   
5. 
   находить организационно-управленческие решения в нестандартных ситуациях снижать априорную неопределенность случайного выбора, самостоятельно принимать решения и быть готовым нести за них персональную ответственность (ОК-3);
   
6. 
   использовать кооперативные явления в природе, принципы творчества, разрабатывать инновационные проекты, творчески работать в команде, руководить творческой деятельностью, управлять малыми и средними группами, инновационными предприятиями, преодолевать конфликтные ситуации в коллективе (ОК-6);
   
7. 
   понимать социальную значимость своей профессии, использовать знания законов современного естествознания, эволюции глобальных, локальных, региональных социотехнических систем в поддержании высокой мотивации к выполнению своей профессиональной деятельности в ноосферных циклах пассионарности, солнечной и экономической активности, быстрой смены технологий (ОК-9).
   

Владеть:

1. 
   культурой естественно-научного, инновационного мышления, способностью обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели, выбирать пути их достижения, синергетически мыслить глобально, а поступать локально в соответствии с целями развития культуры, общества и человека (ОК-1);
   
2. 
   навыками применения естественно-научных знаний закономерностей интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования, способностью постоянного повышения своей квалификации и мастерства (ОК-4);
   
3. 
   способностью на естественно-научной основе критической оценивать свои достоинства и недостатки в условиях безграничных возможностей открытого кризисного, неравновесного мира, выбора оптимальных путей и средств устранения своих недостатков, самосовершенствования и самореализации (ОК-8);
   
4. 
   способностью использования богатого арсенала научных методов и средств исследования в области современного естествознания, совершенствования профессиональных знаний и умений путем использования возможностей синергетической образовательной среды современного естествознания в профессиональном образовании и жизнедеятельности (ОК-7);
   
5. 
   способностью и навыками организационно-управленческих решений в нестандартных ситуациях случайного выбора в открытом неравновесном, нелинейном, кризисном мире, самостоятельного принятия ответственных решений в условиях ограниченных времени и средств, готовностью нести за них персональную ответственность (ОК-3);
   
6. 
   способностью и навыками творческой работы в малом и среднем инновационном коллективе, разработки инновационных проектов, кооперации с коллегами, работы в команде и самостоятельно, а также управления малыми и средними инновационными коллективами (ОК-6);
   
7. 
   способностью понимать высокую социальную значимость своей профессии, поддерживать мотивацию к выполнению своей профессиональной деятельности в условиях глобальных процессов в природе и обществе, ноосферных циклов пассионарности, солнечной и экономической активности, быстрой смены технологий (ОК-9) .
   

1.4. Структура и объем дисциплины

1.4.1. Структура дисциплины (распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 часов.

Распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий

№ семестра	Число недель в семестре	Количество часов по плану				Количество часов в неделю				Самост. работа
		Всего	Лекции	Лабораторные занятия	Практические занятия	Всего	Лекции	Лабораторные занятия	Практические занятия	Всего часов	Всего в неделю
4	17	108	18	14	14	3	1	1	1	62	4