Наша программа охватывает следующие разделы: Способы познания окружающего мира icon

Наша программа охватывает следующие разделы: Способы познания окружающего мира



Смотрите также:
«Интерференция света»...
Группа разработчиков...
Моделирование, как метод познания окружающего мира на уроке литературное чтение...
Ямало Ненецкий автономный округ...
Программа, по которой работает наш детский сад...
Программа кружка научно- познавательного направления «Хочу все знать»...
Тема. Содержание учебного материала...
Конспекты занятий элективного курса...
Тема урока Кол-во часов...
Программа элективного курса на тему: «Математика метод познания окружающего мира»...
Экспериментальное задание по теме «Элементы электростатики»: наблюдение явления электризации тел...
Образовательная программа кружка «Физика в природе»...



страницы:   1   2   3   4   5   6
скачать


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО РОССИИ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ


Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ


КАФЕДРА «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ЭКОНОМИКЕ»


лекции по курсу "КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ".

название курса


Составил доц. кафедры «Общая физика»


Говорунов Н.Н.


Саров 2008


^ Лекции по курсу «КСЕ»


Лекция №1.

Введение. Курс «КСЕ» вошел в обязательный минимум предметов естественнонаучного цикла ряда экономических и гуманитарных специальностей в 1997 году и отнести его к числу установившихся пока нельзя. Дополнительной причиной этого обстоятельства является необъятность предмета. Ведь объект исследования естествознания – весь окружающий нас материальный мир, вся природа. Изучить данный предмет – означает овладеть мировоззрением, установившимся в целом ряде естественных наук: физике, химии, биологии, экологии, космогонии и т. д., а также на стыках этих наук. Разумеется, мы не ставили задачу добиться от студентов овладения каждой из них, но постичь важнейшие концептуальные взгляды этих наук необходимо.

Может показаться, что и авторы программ, учебных пособий или учебников по курсу «КСЕ», в свою очередь, должны быть абсолютными энциклопедистами. Мы ни в коей мере не претендуем на такую роль, хотя составленная нами в свое время рабочая программа по данному курсу в основном оказалась созвучной тем, с которыми мы познакомились позднее.

Наша программа охватывает следующие разделы:

  1. Способы познания окружающего мира.

  2. Физическая картина мира.

  3. Мировоззренческие вопросы химии и биологии.

  4. Космология. Рождение и развитие Вселенной (включая зарождение и эволюцию животного мира).

  5. Человек и природа. Технический прогресс и экология, состояние и перспективы.

Лекционный курс поддерживается практическими занятиями, исследованиями математических моделей явлений природы, демонстрацией научно-популярных видеофильмов.

Теперь раскроем предмет данной дисциплины. Естественнонаучные разработки порождают гипотезы и теории, открывают законы, формируют модели явлений и процессов, протекающих в природе. Совокупность перечисленных результатов научных исследований можно объединить общим термином «концепции». Однако объектом нашего предмета являются те из них, которые в свое время сыграли революционную роль в естествознании, одномоментно расширившими горизонты миропонимания.

Современность концепций предполагает, что они возникли, по крайней мере, в ХХ веке. Но мы не станем ограничивать себя временными рамками и проанализируем многие наиболее значимые открытия в естествознании всех времен и народов. Строго говоря, совершенно новые взгляды на мир, не установившиеся на сегодняшний день, нами затрагиваться не будут вообще либо будут упоминаться в виде гипотез. Как предмет изучения мы рассматриваем только взгляды на сегодня утвердившиеся в научном мире.


Лекция 1

  1. ^ СПОСОБЫ ПОЗНАНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА


В наиболее лаконичном виде, процесс познания описывает формула: «От чувственного созерцания к абстрактному мышлению, а от него к практике». То есть фактически познание осуществляется в три этапа:

1) поиск, накопление научных фактов в круге исследуемых явлений;

2) осмысление накопленной информации, высказывание научных гипотез, построение теории;

3) экспериментальная проверка теории, наблюдения неизвестных ранее явлений, предсказываемых теорией и подтверждающих ее состоятельность.

Разумеется, что на этом исследование не заканчивается. Всякая теория лишь приблизительно описывает исследуемое явление, или как принято говорить – дает относительную истину. На определенном этапе некоторая группа фактов приходит в противоречие с данной теорией. Тогда снова наступает период поиска и повторения тех же трех этапов. При этом новая теория будет признана лишь в том случае, если она не перечеркивает уже признанную теорию, а лишь очерчивает границы ее применимости.

Охарактеризуем теперь методы, используемые на каждом из названных этапов.

Предположим, мы установили некоторый опытный факт. Например, мы заметили, что даже в отсутствие дуновений ветерка наблюдается «пляска» в воздухе мелких пылинок (броуновское движение). Таким образом, мы зафиксировали первый опытный факт. Став отправной точкой научного поиска, он тем самым становится научным фактом. При этом наиболее значимыми становятся те научные факты, которые постоянно повторяются (воспроизводятся) в аналогичных условиях, поскольку ученому важно не просто установить факт, но выяснить закономерности, которым они подчиняются, и понять глубинный механизм данного явления.

Итак, мы решили продолжить исследование и выяснить, является ли установленный факт всеобщим, либо он имеет ограниченную значимость. Для этого нам потребуется накопить многочисленный статистический материал с различными по природе веществами: жидкими, твердыми и газообразными. При этом мы, очевидно, должны обеспечить себя приборами для наблюдения. В частности, мы можем следить за влиянием температуры, массы или размеров частиц на интенсивность движения. Таким образом, мы от наблюдения переходим к эксперименту, испытанию объекта исследования в различных специально созданных условиях. Так начинаются измерения, то есть сопоставление интересующей величины с однородной, принимаемой за эталон. Для этого нам уже потребуются измерительные приборы: термометр, секундомер, измерительный микроскоп.

С учетом возможности дробления тел на определенной стадии исследований высказывается научная гипотеза: все тела состоят из чрезвычайно мелких невидимых глазу движущихся частичек, удары которых и вызывают движение относительно крупных пылинок. Одновременно можно поставить эксперименты по исследованию характера зависимости удаления наблюдаемой частицы от начального положения со временем.

Обычно на начальной стадии исследования, когда характер функциональной зависимости не изучен, эмпирически получают таблицы, в которых в одной строке приводится независимая переменная величина (в нашем примере – время), а в другой – исследуемая функция (удаление частицы от начального положения). Далее, по экспериментальным точкам строится график исследуемой зависимости. Затем, продуктивным оказывается подбор эмпирической формулы, удовлетворительно согласующейся с найденной функцией. Наиболее употребительными при этом являются ряд элементарных функций, свойства которых хорошо изучены. Это линейная функция: у = кх + в; квадратичная и кубическая параболы: у = кх2 + вх + с или у = кх3 + вх2 + сх + d, степенная функция у = кхn с произвольным (в том числе дробным показателем), а также некоторые трансцендентные функции, такие, например, как тригонометрические, показательная или логарифмическая. Найденную зависимость пытаются описать приближенной эмпирической формулой. В подобных случаях весьма удобен метод линеаризации. Так, если таблицу аппроксимируют степенной функцией, то

ln у = ln к + n ln х.

Тогда переходя к новым переменным у1 = ln у, а х1 = ln х, получаем линейную функцию с неизвестными параметрами: угловым коэффициентом n и отрезком, отсекаемым от оси ОУ равным ln к. При этом в математике разработаны различные методы определения параметров линейной функции наилучших в некотором смысле (например, метод наименьших квадратов). На базе этих полуколичественных исследований начинается выдвижение новых гипотез о механизме процессов, проявляющихся в увеличении интенсивности броуновского движения при нагревании. Прежде всего, возникает вопрос, какие существуют способы изменения температуры тела? Неясно также, что же представляют собой измеряемые на опыте температура тела или давление газа с микроскопической точки зрения? В науку входят новые понятия – «теплота» и «работа» как способы изменения температуры. Вопрос о природе теплоты порождает гипотезу о существовании некоей тепловой жидкости – «теплороде», количество которой в теле и определяет его температуру. С появлением теплорода появляются понятия теплоемкости, как «вместимости тела к теплороду». Дальнейшие исследования вытеснили понятие теплорода из термодинамики, но термин «теплоемкость» остался и дошел до наших дней. В трактате М.В. Ломоносова «О мельчайших нечувствительных частицах вещества» получает подтверждение гениальная догадка древних философов. Все вещества состоят из мельчайших невидимых не только простым глазом, но и при гигантских увеличениях элементах структуры – атомов. По современной терминологии различаются структурные элементы материи – атомы, молекулы и ионы. Ломоносов предполагает, что эти элементы находятся в непрерывном движении. Им высказывается гипотеза о том, что температура является всего лишь мерой интенсивности «коловратного движения» этих элементов. Чем выше средняя энергия движения структурных элементов, тем выше температура. Данная гипотеза побуждает найти хотя бы косвенные свидетельства того, что таковое движение существует. Вскоре факты, подтверждающие это предположения, были обнаружены. Это не только открытие ботаником Броуном движения микроскопических частиц, но также диффузия, то есть самопроизвольное перемешивание находящихся в термодинамическом равновесии газов, жидкостей и твердых веществ, а также тепловое расширение тел.

Наконец, от полуэмпирического подхода начинается переход к теоретическому осмыслению, к стремлению понять не как, а почему.

В первую очередь создается упрощенная модель рассматриваемого объекта или явления. Затем формируется система аксиом, то есть положений, принимаемых без доказательства либо ввиду их очевидности, либо как результат твердо установленных опытных фактов. Далее, на основе аксиом для данной модели по законам математической логики строятся абстрактные математические теории, следствия которых вновь проверяются эмпирически. Результата опытной проверки могут опровергнуть созданную теорию или подтвердить ее справедливость на данном этапе развития науки.

Иногда значительный прогресс в развитии естественнонаучных концепций достигается методом аналогий. Так, например, для открытия законов сохранения энергии и электрических зарядов немаловажную роль сыграл установленный Ломоносовым и Лавуазье закон сохранения вещества. Закон Ома устанавливался по аналогии с законами течения жидкости. Процессы в колебательном контуре анализировались по аналогии с колебаниями маятника. В одних случаях аналогия бывает чисто внешней, в других она отражает глубинное родство внешне непохожих явлений.

Рассмотренные способы изучения объектов и явлений материального мира используются не только в естественных науках, но также в общественных или иных гуманитарных дисциплинах. В то же время, в естествознании широко используются так называемые общенаучные методы познания, к которым относятся:




  1. Скачать 0,97 Mb.
    оставить комментарий
    страница1/6
    Дата30.09.2011
    Размер0,97 Mb.
    ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх