Физ.карт.мира.Раб.прогр.(2010)

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Новгородский государственный университет имени Ярослава
Мудрого»
Кафедра общей и экспериментальной физики
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИЭИС
_________Б.И.Селезнев
«
»___________2010 г.
ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
Дисциплина для студентов специальности 050203.65 (032200) - физика
Рабочая программа
Согласовано
Начальник УМУ
__________Е.И.Грошев
«
»__________2010 г.
Разработал:
Доцент кафедры ОЭФ
___________Н.П.Самолюк
«____»____________2010 г
Принято на заседании
кафедры ОЭФ
«____»_______2010 г
Заведующий кафедрой
____________В.В.Гаврушко
Великий Новгород
2
1. ВВЕДЕНИЕ
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Дисциплина «Физическая картина мира» преподается в соответствии с
Государственным образовательным стандартом высшего профессионального
образования специальности 050203.65 (032200) – физика. Этот стандарт
позволяет присваивать квалификацию учителя физики. Названная
дисциплина входит в блок дисциплин предметной подготовки и
запланирована в Федеральном компоненте.
Целью дисциплины «Физическая картина мира» является
формирование у будущих учителей концептуальных представлений о месте и
применении физических законов и методов для описания широкого круга
явлений и даже всего мира. Необходимость ознакомления студентов
педагогических
специальностей
с
концептуальным
фундаментом
современного естествознания является насущным требованием времени и
связана с переходом на качественно новый уровень подготовки специалистов
в области образования. Это связано с тем, что образование является одним из
главных факторов общественного развития. Сегодня учитель должен быть не
только профессионалом в своей области, но и, прежде всего, лидером
способным формировать мировоззрение других людей. Необходимые для
выполнения этой функции жизненные ориентиры и установки зависят от
общекультурного уровня человека, который формируется в процессе его
воспитания и образования. Показателями такого общекультурного уровня
всегда считалось научное мировоззрение, осведомленность в вопросах,
касающихся общепринятой естественнонаучной картины мира, критическое
отношение к оккультизму и другим ненаучным формам познания.
Дисциплина «Физическая картина мира» опирается на знания,
полученные студентами при изучении общей и теоретической физики,
философии и специальных курсов по физике. Она представляет своего рода
рефлексивный взгляд на роль и место полученных знаний, и их значение в
общей культуре человечества.
Для достижения указанной цели дисциплина должна решить следующие
задачи:
- Сформировать представление о познании и его методах, о
характеристиках знаний, о видах знаний, об их классификации и
особенностях научных знаний.
- Обобщить имеющиеся представления о научном методе в познании
окружающего мира, о науке как типе деятельности, об особенностях
научной информации, ее роли в формировании естественнонаучной
картины мира.
- Сформировать представление о проблеме двух культур (гуманитарной и
естественнонаучной), об особенностях науки, религии и других форм
познания (мифология).
3
- Сформировать представление об этапах развития физической картины
мира и ее особенностях на каждом этапе: механическая картина мира,
электродинамическая культура мира, релятивистская культура мира и
т.д.
- Сформировать представление о применении физических методов
исследования в смежных и гуманитарных науках, о возможностях и
особенностях такого применения.
На изучение дисциплины «Физическая картина мира» по стандарту
выделяется 72 часа, которые в учебном плане специальности распределены
на 22 часа лекций и 50 часов самостоятельной работы. По названной
дисциплине студенты сдают зачет.
2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Содержание теоретических занятий
2.1.1 Введение. Цели и задачи дисциплина «Физическая картина мира» и ее
значение в будущей работе учителя физики.
2.1.2 Человек и окружающий мир. Познание и знание. Особенности знания,
виды знаний, классификация знаний. Гносеология, ее основные
закономерности.
2.1.3 Особенности научных знаний. Научные методы познания мира. Наука
как тип деятельности. особенности эмпирических, теоретических и
экспериментальных исследований, связь между ними. Место
различных научных методов в истории естествознания.
2.1.4 Формы отражения действительности в сознании человека.
Естественнонаучная и гуманитарная культуры. Наука и религия.
2.1.5 Возникновение и особенности первых научных представлений о мире.
Возникновение и особенности механистической картины мира. Кризис
механистической картины мира. Научные революции. Научные
парадигмы.
2.1.6 Электродинамическая картина мира. Методы электродинамики и их
применение для описания состояния объектов различной природы.
Дальнодействие и близкодействие. Силовое поле, фундаментальные
взаимодействия.
2.1.7 Релятивистская картина мира. Развитие представлений о пространстве
и времени в физике. Математические методы описания пространства и
времени. Стрела времени.
2.1.8 Квантово-полевая картина мира. Корпускулярно-волновой дуализм,
история возникновения корпускулярно-волновых представлений.
Возникновение и особенности квантового описания природы.
2.1.9 Современное состояние физической картины мира и тенденции ее
развития. Физическая картина мира как часть естественнонаучной
картины мира.
4
2.1.10 Физическая картина мира и научно – технический прогресс. Роль
физики в решении глобальных проблем человечества.
2.1.11 Роль физики в развитии методологии науки и теории познания.
Всего на лекционные занятия запланировано 24 часа.
2.2 Задания для самостоятельной работы студентов
Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Физическая
картина мира» направлена на подготовку к лекциям изученного в различных
разделах физики конкретного материала по различным темам, а также на
изучение методологических вопросов физики и отдельных ее разделов.
Содержание этой работы можно представить следующими темами. Эти темы
могут изменяться и дополняться в ходе конкретной работы с различными
студенческими потоками.
2.2.1 Познание и знание. Формы отражения действительности в сознании
человека. Характеристики научных знаний. Наука как тип деятельности.
Методы научного исследования. Особенности естествознания. Методы
естествознания.
2.2.2 Возникновение науки. Наука в Древней Греции и Риме. Возникновение
современного естествознания. Ньютон и Декарт как основоположники
современного естествознания.
2.2.3 Наука и научно – техническая революция. Роль естествознания в
решении глобальных проблем человечества. Законы естествознания и
пределы роста техногенной цивилизации.
2.2.4 Механика Ньютона. Триумф небесной механики и детерминизм
Лапласа.
Идеализированный
мир
динамических
теорий.
Механистическая картина мира.
2.2.5 Частицы и поля в классическом естествознании. Характеристики
частиц. Атомизм. Характеристики силовых полей.
Изображение
силовых полей.
2.2.6 Классические представления о пространстве и времени. Постулаты
специальной теории относительности. Связь между массой и энергией.
2.2.7 Обратимые и необратимые процессы. Направление процессов в
природе. Второе начало термодинамики. Учение о тепловой смерти
Вселенной.
2.2.8 Кризис классической физики. Тепловое излучение. Фотоэффект.
Волновые и квантовые свойства света.
2.2.9 Фундаментальные взаимодействия. Основные проблемы на пути к
объединению
электрослабого
и
сильного
взаимодействия.
Суперобъединение и его возможные реализации. Гносеологические
аспекты современной физики микромира.
2.2.10 Основные представления общей теории относительности и
космологическая модель Эйнштейна – Фридмана. Иерархия структуры
5
Вселенной от микро – до макро – и мегамира. Гипотеза Большого
Взрыва.
2.2.11 Особенности эволюции по сравнению с динамическими и
статистическими
процессами.
Динамический
хаос
как
фундаментальное свойство природы. Бифуркации и катастрофы.
Открытые диссипативные системы в физике, химии, биологии,
экологии.
2.2.12 Фундаментальные взаимодействия как материальная основа всех
процессов в природе. Особенности применения физики для описания
природных процессов на различных иерархических уровнях
структурной организации материи.
Всего на самостоятельную работу запланировано 48 часов
3 Объем дисциплины, виды учебной работы, формы контроля
Таблица 1 Распределение часов полной трудоемкости дисциплины по видам
занятий
Вид учебной работы
Теоретические занятия
(лекции)
Самостоятельная работа
Всего
Вид итогового контроля
Всего
часов
24
Часов по семестрам
10 семестр
24
48
48
72
231
зачет
231
231
201 к зачету
4. Примерный перечень вопросов
72
4.1 Человек и окружающий мир. Познание и знание. Особенности знаний.
4.2 Классификация знаний. Особенности научных знаний. Отличие
научных знаний от мифологических и религиозных знаний.
4.3 Формы отражения действительности в сознании человека и их
особенности. Научные методы.
4.4 Эмпирический, теоретический и экспериментальный методы в физике.
История развития методов физики. Основные этапы развития физики.
4.5 Формы существования научной информации. Особенности физической
информации.
4.6 Проблемы двух культур: естественнонаучная и гуманитарная культура.
4.7 Механическая картина мира. Основные понятия и законы механической
картины мира.
6
4.8 Электродинамическая картина мира. Основные понятия и законы
электродинамической картины мира.
4.9 Релятивистская картина мира. Основные понятия и законы
релятивистской картины мира. Возникновение релятивистской картины мира
и ее развитие.
4.10 Квантово-полевая картина мира. Основные понятия и законы квантовополевой картины мира. Возникновение квантово-полевой картины мира.
4.11 Современное состояние физической картина мира. И тенденции ее
развития.
4.12 Закономерности развития физической картины мира. Научные
революции. Научные парадигмы.
4. 13 Естествознание и его отличия от других циклов наук. Классификация
естествознания.
4. 14 Общенаучные и конкретно-научные методы исследования.
4.15 Специфика научно-технических и научных революций. Научные
революции 20 века.
4.16 Теория познания и современное естествознание. Этические проблемы
естествознания.
4.17 Основные методологические концепции развития современного
естествознания.
4.18 Главные выводы специальной и общей теории относительности.
4.19 Современные проблемы квантовой механики.
4.20 Значение синергетики для современного естественнонаучного познания.
4.21 Проблемы соотношения вещества и поля, материи и энергии.
4.22 Характеристика основных физических взаимодействий.
4.23 Роль информации как общенаучного понятия и его соотношение с
понятиями вещества, энергии, энтропии.
5 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
5.1 Список литературы
1. А. А. Баранников, А. В. Фирсов. Основные концепции современной
физики. М.: Высшая школа, 2006. - 352 с.
2. Милантьев В.П. История возникновения квантовой механики и развитие
представлений об атоме. 2009. - 248 с.
3. Эрекаев В.Д. Современная философия и квантовая физика.
Аналитический обзор. 2007. – 110 с.
4. Томилин К.А. Фундаментальные физические постоянные в историческом
и методологическом аспектах. 2006. – 368 с.
5. Владимиров Ю.С. Основания физики. 2010. - 455 с.
6. Левич Е.М. Исторический очерк развития понятия науки. 2008. - 344 с..
7. Кириллин В.А. Страницы истории науки и техники. - М. Наука. 2004.
8. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Новосибирск.
2007. – 678 с.
7
9. Черепащук А.М., Чернин А.Д. Вселенная, жизнь, черные дыры. –
Фрязино: Век 2 , 2003.- 320 с.
10.Хокинг С. Черные дыры и молодые Вселенные. – СПб.: Амфора. ТИД
Амфора, 2004. – 189 с.
11.Владимиров Ю.С. Метафизика. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2002.
-550 с.
12.Кравченко А.Ф. История и методология науки и техники. – Новосибирск:
Издательство СО РАН, 2005. – 360 с.
13.Вонсовский С.В. Современная естественнонаучная картина мира. –
Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт
компьютерных исследований, 2006. – 680 с.
14.Менский М.Б. Квантовые измерения и декогенеризация. М.: Физматлит.
2001. – 108 с.
15.Степин В.С. Философия и универсалии культуры. – СПб, 2000. – 218 с.
16.А.В. Ахутин. Поворотные времена. Статьи и наброски. 1975-2003.III.
Научные революции «Квантовая» история физики. – 24 с.
5.2. Карта учебно-методического обеспечения
Дисциплины – Физическая картина мира
Специальность 050203.65 – физика
Формы обучения – очная, дневное отделение
Часов: всего – 72 часа, лекций – 24, практ. зан. - нет, лаб. раб. - нет, СРС – 50
Институт – ИЭИС Кафедра - ОЭФ Семестры - 10
Таблица 1- Обеспечение дисциплины учебными изданиями
Библиографическое описание* издания
(автор, наименование, вид, место и год
издания, кол. стр.)
Вид
занятия, в
котором
использует
ся
Вонсовский
С.В.
Современная Лекции,
естественнонаучная картина мира. – Самост.
Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и
Раб.
хаотическая
динамика»,
Институт
компьютерных исследований, 2006. –
680 с.
А. А. Баранников, А. В. Фирсов. Лекции,
Основные концепции современной Самост.
физики. М.: Высшая школа, 2006.–352 с.
Раб.
Милантьев В.П. История возникновения Лекции,
квантовой
механики
и
развитие Самост.
представлений об атоме. 2009. - 248 с.
Раб.
Число
часов,
обеспечив
аемых
изданием
72
Кол. экз.
в библ.
НовГУ
(на каф.)
50
3
30
3
5
Примеча
ние
8
Эрекаев В.Д. Современная философия и
квантовая
физика.
Аналитический
обзор. 2007. - 110 с.
Томилин
К.А.
Фундаментальные
физические постоянные в историческом
и методологическом аспектах. 2006. –
368 с.
Владимиров Ю.С. Основания физики.
2010. - 455 с.
Левич Е.М. Исторический очерк
развития понятия науки. 2008. - 344 с..
Дубнищева
Т.Я.
Концепции
современного
естествознания.
Новосибирск. 2007. – 678 с.
Кириллин В.А. Страницы истории
науки и техники. - М. Наука. 2004.
Черепащук
А.М.,
Чернин
А.Д.
Вселенная, жизнь, черные дыры. –
Фрязино: Век 2 , 2003.- 320 с.
Хокинг С. Черные дыры и молодые
Вселенные. – СПб.: Амфора. ТИД
Амфора, 2004. – 189 с.
Владимиров Ю.С. Метафизика. – М.:
БИНОМ. Лаборатория знаний, 2002. 550 с.
Кравченко А.Ф. История и методология
науки и техники. – Новосибирск:
Издательство СО РАН, 2005. – 360 с.
Менский М.Б. Квантовые измерения и
декогенеризация. М.: Физматлит. 2001.
– 108 с.
Степин В.С. Философия и универсалии
культуры. – СПб, 2000. – 218 с.
А.В. Ахутин. Поворотные времена.
Статьи и наброски. 1975-2003.III.
Научные
революции
«Квантовая»
история физики. – 24 с.
Крейч В. Мир глазами современной
физики. - М. Мир. 1984. – 263 с.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
50
5
50
10
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб..
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
Лекции,
Самост.
Раб.
100
3
50
3
100
10
60
5
30
5
50
5
100
3
50
5
30
3
30
3
30
3
Лекции,
самост.
работа
50
5
Электр.
вариант
9
Ахундов М.Д. Концепции пространства
и
времени.
Истоки,
эволюция,
перспективы. - М. Наука. 1982. – 217 с.
Ахундов М.Д. Пространство и время в
физическом познании. - Мысль. 1982. –
137 с.
Ахундов М.Д., Баженов Л.Б. Физика на
пути к единству. - М. Знание. 1985.-97 с.
Баженов Л. Б. Строение и функции
естественнонаучной теории. - М. Наука
. 1978. – 139 с.
Гуревич П.С. Философия культуры. - М.
Аспект Пресс. 1995. – 275 с.
Пригожин И. Р. От существующего к
возникающему. Время и сложность в
физических науках. - М. Наука. 1985. –
379 с.
Пригожин И.Р., Стенгерс М. Время,
хаос, квант. - М. Прогресс. 1994. 349 с
Лекции,
самост.
работа
Лекции,
самост.
работа
Лекции,
самост
работа
Лекции,
самост.
работа
Лекции,
самост.
работа
Лекции,
самост.
работа
20
5
20
5
20
5
20
5
20
7
20
5
Лекции,
самост.
работа
20
5
Таблица 2 - Обеспечение дисциплины учебно-методическими изданиями
Библиографическое описание* издания
(автор, наименование, вид, место и год
издания, кол. стр.)
Вид
Число
занятия, в
часов,
котором обеспечи
использу
ваемых
ется
изданием
Рабочая программа по дисциплине Лекции,
75
«Физическая картина мира». /Сост. самост.
Самолюк Н.П. – В. Новгород, НовГУ, работа
2010. –9 с.
Вайскопф В. Физика в двадцатом Лекции,
50
столетии. – М.: Атомиздат, 1977. – 379 с.
самост.
работа
Тригг Дж. Физика ХХ века. Ключевые Лекции,
50
эксперименты. – М.: Мир, 1978. – 368 с.
самост.
работа
Учебно-методическое обеспечение дисциплины 100 %.
Зав. кафедрой___________________В.В.Гаврушко
Кол. экз.
в библ.
НовГУ
(на каф.)
Примеча
ие
5
Есть
электрон
ый
вариант
5
10