Концепции современного естествознания. Под редакцией Л. А. Михайлова

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ПРЕДМЕТ И СТРУКТУРА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
1.1. Наука. Функции науки
1.2. Естествознание – комплекс наук о природе
1.3. Методы естественнонаучных исследований
Вопросы для самопроверки
Глава 2 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ О МАТЕРИИ
2.1. Материя и ее свойства
2.2. Фундаментальные взаимодействия
2.3. Тепловое излучение. Рождение квантовых представлений
2.4. Гипотеза де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме свойств частиц
2.5. Опыты Резерфорда. Модель атома Резерфорда
2.6. Теория Бора для атома водорода. Постулаты Бора
2.7. Атом водорода в квантовой механике
2.8. Многоэлектронный атом. Принцип Паули
2.9. Квантово-механическое обоснование Периодического закона Д. И. Менделеева
2.10. Основные понятия ядерной физики
2.11. Радиоактивность
Вопросы для самопроверки
Глава 3 ПРОСТРАНСТВО, ВРЕМЯ, ПРИНЦИПЫ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
3.1. Ньютоновская концепция абсолютного пространства и времени. Законы движения
3.2. Законы сохранения
3.3. Принципы современной физики
3.4. Понятие о состоянии системы. Лапласовский детерминизм
3.5. Специальная теория относительности (СТО)
3.6. Начала термодинамики. Представления об энтропии
Вопросы для самопроверки
Глава 4 ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ЗНАНИЯ О ВЕЩЕСТВЕ
4.1. Химия как наука. Краткая историческая справка. Проблемы и перспективы современной химии
4.2. Химический элемент. Строение атома. Периодический закон
4.3. Химическое соединение, химическая связь
4.4. Химическая реакция, ее скорость, кинетика и катализ, биокатализаторы
4.5. Взаимосвязь химического строения и структуры неорганических и органических соединений
4.6. Эволюционная химия – отбор химических элементов во Вселенной
4.7. Концептуальные системы химических знаний
Вопросы для самопроверки
Глава 5 НАНОТЕХНОЛОГИИ
Вопросы для самопроверки
Глава 6 МЕГАМИР И ЕГО СВОЙСТВА
6.1. Общие представления о Вселенной
6.2. Галактики
6.3. Звезды
6.4. Солнечная система
Вопросы для самопроверки
Глава 7 ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
7.1. Форма и размеры Земли
7.2. Космические ритмы
7.3. Зональные комплексы
7.4. Комплексные природные зоны
7.5. Понятие о литосфере
7.6. Геологическое летосчисление
7.7. Рельефообразующие процессы
7.8. Основные формы рельефа Земли
7.9. Минеральные ресурсы литосферы
7.10. Гидросфера
7.11. Атмосфера
7.12. Общие представления о географической оболочке
Вопросы для самопроверки
Глава 8 ЖИВАЯ МАТЕРИЯ
8.1. Электромагнитные взаимодействия как определяющие химический и биологический уровень организации материи
8.2. Симметрия и асимметрия в природе
8.3. Самоорганизация природы (понятие синергетики)
8.4. Основные свойства самоорганизующихся систем
8.5. Представление о жизни в современном естествознании
8.6. Структурные уровни организации живой материи
8.7. Гипотезы происхождения жизни
8.8. Физико-химические предпосылки для зарождения жизни на Земле
8.9. Теории эволюции органического мира
8.10. Основы генетики
Вопросы для самопроверки
Глава 9 УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
9.1. Биосфера, ее структура и функции
9.2. Живое вещество как системообразующий фактор биосферы
9.3. Биосфера – экосистема планетарного масштаба
9.4. Принципы устройства биосферы
9.5. Превращение биосферы в ноосферу
Вопросы для самопроверки
Глава 10 ЧЕЛОВЕК КАК ПРЕДМЕТ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
10.1. Происхождение человека
10.2. Сходство и отличие человека и животных
10.3. Стадии эволюции человека
10.4. Соотношение биологического и социального в человеке
10.5. Здоровье человека. Демографические проблемы
10.6. Работоспособность и творчество
Вопросы для самопроверки
Глава 11 ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ
11.1. Задачи, методы экологии как науки
11.2. Среды жизни, экологические факторы
11.3. Современные экологические проблемы
11.4. Загрязнение окружающей среды
11.5. Влияние неблагоприятных экологических факторов на состояние здоровья человека
11.6. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
11.7. Экологическое образование
Вопросы для самопроверки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
К главе 1 «Предмет и структура естествознания»
К главе 2 «Фундаментальные понятия о материи»
К главе 3 «Пространство, время, принципы относительности»
К главе 4 «Естественнонаучные знания о веществе»
К главе 5 «Нанотехнологии»
К главе 6 «Мегамир и его свойства»
К главе 7 «Планета Земля»
К главе 8 «Живая материя»
К главам 9 «Учение о биосфере» и 10 «Человек как предмет современного естествознания»
К главе 11 «Основы экологии»
ОТВЕТЫ НА ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
К главе 1
К главе 2
К главе 3
К главе 4
К главе 5
К главе 6
К главе 7
К главе 8
К главам 9 и10
К главе 11
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Естествознание – наука о явлениях и законах природы. На современном этапе развития естествознание включает множество отраслей: физику, химию, биологию, биохимию, геохимию, астрономию, генетику, экологию и др. Естествознание охватывает широкий спектр вопросов о разнообразных свойствах объектов и явлений природы, которую можно рассматривать как целостную систему. Успехи естествознания, особенно с XVII–XVIII вв., надолго сделали принципы естествознания эталоном рациональности. Изучение природы было естественным стремлением человека познать окружающий мир и стало основой практической деятельности. Основные понятия, само представление о закономерностях изменения явлений, способы применения законов природы были порождены ее исследованием. Отношение к природе, понимание ее места в мироздании, представление о явлениях, происходящих в ней, были основой научных и философских систем в различных цивилизациях. В настоящее время естественнонаучные знания являются сферой активных действий и основанные на них современные технологии формируют новый образ жизни человека.

Основные мировоззренческие и методологические принципы современного естествознания, ведущие направления их развития и положение в общекультурной картине мира предлагаются для изучения в курсе «Концепции современного естествознания». Однако подробное изложение естественнонаучных знаний, накопленных во всех отраслях естествознания, – необходимый, но сложный процесс, для решения которого в данном учебнике используется принцип концептуальности изложения научного материала.

Понятие «концепция» включает в себя основополагающие идеи, принципы, что позволяет студентам получить фундаментальные знания о природе и на их основе более детально изучить специализированные дисциплины профильной подготовки. Концептуальное мышление и восприятие естествознания необходимо для студентов естественных, технических и гуманитарных факультетов, так как оно показывает роль естествознания в современной жизни, приложимость его принципов и законов к разнообразным сферам теоретической и практической деятельности человека.

Учебник «Концепции современного естествознания» подготовлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. Цель учебника заключается в том, чтобы сделать доступным для студентов понимание проблем и результатов исследований в области естественных наук, познакомить студентов на уровне общих представлений с наиболее важными положениями, концепциями наук о природе в их взаимосвязи, развитии.

Реализация этой цели предполагает решение следующих задач:

♦ дать представление об основополагающих концепциях различных естественных наук, направлениях их развития в историческом аспекте;

♦ сформировать систему общих знаний о живой и неживой природе и законах ее существования;

♦ развить способность использования системного подхода в оценке развития направлений современного естествознания;

♦ научить анализировать основное содержание конкретных научных теорий и основополагающих концепций;

♦ познакомить студентов с важнейшими достижениями современного естествознания;

♦ охарактеризовать задачи рационального природопользования, а также роль, место и значение человека в эволюции не только Земли, но и Космоса.

В соответствии с Государственным образовательным стандартом в данном учебнике рассматриваются следующие вопросы:

♦ предмет, структура и методы естествознания (глава 1);

♦ физическая картина мира и ее структура (главы 2–3);

♦ основы современной химии (глава 4);

♦ современные представления о мегамире: Вселенной, Солнечной системе, звездах (глава 6), а также о Земле – планете Солнечной системы (глава 7);

♦ современные теории происхождения, развития жизни, биосферы, человека (главы 8-10);

♦ концепции естественнонаучных основ современных технологий и экологии (главы 5, 11).

В конце каждой главы представлены вопросы для самопроверки студентов. В учебнике дается список литературы, использовавшейся при написании пособия и рекомендуемой студентам при подготовке к практическим занятиям, а также тестовые задания. Помимо помощи студентам в освоении дисциплины данное учебное пособие решает задачу ознакомления с основами современного естествознания всех интересующихся проблемами в этой области науки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современную науку характеризует смена парадигм, то есть сложившихся научных стереотипов. Смена научной парадигмы определяется, в первую очередь, переходом от антропоцентризма к биосфероцентризму, усиливающими процессами интеграции научного знания.

Сформировалась современная научная картина мира как целостная система представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникшая в результате обобщения основных естественно-научных теорий. Основой для формирования научной картины мира является естествознание.

Современное естествознание представляет собой разветвленную область научного знания о природе, характеризующуюся одновременно идущими процессами научной дифференциации и создания синтетических дисциплин и ориентированную на интеграцию научных знаний. Каждая дисциплина естествознания видит в природе свой аспект изучения. Это многообразие нашло свое отражение в большом количестве концепций, посвященных практически всем природным объектам, явлениям и процессам. Его отличают ясное понимание целостности природы, эволюционный подход к ее изучению и к осмыслению результатов исследований, интенсивно идущие процессы интеграции разных научных направлений. Системное изучение природы показывает, что материя состоит из атомов и элементарных частиц; свойства объектов зависят от количества и расположения элементарных частиц; Вселенная возникла давно и с тех пор изменяется; клетка является единицей всех живых организмов; все организмы появились в результате естественного отбора. В целом мир многообразен и постоянно находится в процессе превращения одних систем в другие. В то же время общее состояние знаний о природных объектах приводит к выводу, что мир до конца не познан и многие природные явления еще не получили свое объяснение, так как для этого еще не сложились предпосылки.

Сохранение высокого статуса фундаментальных исследований сочетается с расширением разработок прикладного характера. В будущем вряд ли человечество откажется от фундаментальных исследований, не приносящих сиюминутных выгод, но требующих значительных затрат, – освоения космического пространства, изучения микромира и др. Тем не менее наиболее активно, вероятно, будут развиваться те направления науки, которые предусматривают удовлетворение социальных потребностей. Среди таких перспективных направлений можно выделить следующие:

♦ развитие физики высоких энергий, способствующее уточнению специфики элементарных частиц, приближающей к построению единой теории поля;

♦ исследования в области термоядерного синтеза: их переход в сферу прикладных разработок должны доказать эффективность и безопасность функционирования промышленных термоядерных реакторов;

♦ химические исследования, обеспечивающие выход на уровень масштабного получения природных соединений, что будет способствовать смягчению проблемы мирового ресурсного дефицита;

♦ прогноз и предотвращение возможных экологических последствий конкретных научных и технологических разработок, которые обеспечиваются в процессе взаимосвязи фундаментальных и прикладных исследований.

Усиливающая тенденция к интеграции естественных наук позволяет предположить, что в дальнейшем на какой-то более глубокой основе будут объединены все науки о неживой и живой природе. Естествознание, вероятно, будет выступать как единая и многогранная наука о природе.

Учитывая динамизм науки, довольно трудно реально оценить ее будущее. При этом можно отметить следующие прогностические тенденции научного развития:

♦ повышение статуса науки в динамике цивилизационного процесса; именно с развитием научного знания складываются позитивные перспективы цивилизации;

♦ сочетание продолжающейся дифференциации естественных, технических и гуманитарных наук с усилением интегративных тенденций; интеграция системы научного знания в целях разрешения противоречий глобального масштаба;

♦ переход лидерства к системе наук о человеке и биосфере: с одной стороны, сохраняются активные познавательные и деятельностные функции человека, а с другой стороны, его активность ограничивается необходимостью сохранения равновесия естественных экосистем;

♦ реализация динамизма науки в рамках стратегии устойчивого развития, обеспечивающей ее прорыв в непознанное при сохранении сложившихся фундаментальных ценностей.

Динамика развития современной науки столь впечатляюща, что мышление вынуждено приспосабливаться к смене научных парадигм еще при жизни одного поколения. Это свидетельствует о непреходящей ценности и значимости науки – связующего моста между прошлым и будущим современной культуры.

Авторы учебника:

Баленко Ю. К., кандидат технических наук, профессор (гл. 2: § 2.32.11; гл. 3);

Беспамятных Т. Б., кандидат педагогических наук, доцент (гл. 11); Киселева Э. М., кандидат педагогических наук (гл. 8: § 8.10; гл. 9, гл. 10);

Королъкова С. В., кандидат биологических наук (гл. 4, гл. 5);

Костецкая Г. Б., кандидат педагогических наук (гл. 1: § 1.1, 1.2; гл. 6: § 6.1–6.3; гл. 7: § 7.9, 7.10);

Михайлов Л. Б., доктор педагогических наук, профессор, лауреат премии Президента РФ (заключение);

Попова Р. И., кандидат педагогических наук, доцент (гл. 1: § 1.3; гл. 2: § 2.1, 2.2);

Силакова О. В., кандидат педагогических наук (гл. 6: § 6.4; гл. 7: § 7.1–7.8, 7.11);

Соломин В. П., доктор педагогических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, действительный член МАНЭБ (введение);

Царенко В. П., доктор сельскохозяйственных наук, профессор (гл. 8: § 8.1–8.9).
.

Комментарии (6)
Обратно в раздел Наука