Человек как высшая форма организации материи

Человек как высшая ступень эволюции жизни. Человек в системе животного мира. Основные этапы эволюции человека. Нервная система человека как основа высшей психической деятельности (разума). Специфические особенности нервной ткани. Строение и функции нейрона. Природа нервного импульса. Строение нервной системы как системы обработки информации и управления. Эволюция системы нервного управления. Безусловно-рефлекторное, условно-рефлекторное, разумное поведение. Появление речи и формирование человеческого общества как социальной формы организации материи. Мышление образное и абстрактное. Скорости и дальнейшие пути развития человеческой цивилизации.

6. СТЕПЕНЬ СЛОЖНОСТИ материальных систем
и методы ПРЕОДОЛЕНИЯ СЛОЖНОСТИ

Природа сложной организации живых систем. Комбинаторика как раздел математики, раскрывающий сложность биосистем. Математическая теория графов и её применение в описании сложных систем. Системный подход как средство преодоления сложности. Общая теория систем Л. Берталанфи. Тектология А.А. Богданова. Кибернетика как наука об управлении сложными системами. Принцип «чёрного ящика». Понятия «вход» и «выход» системы, обратная связь Биологические системы как объекты управления и самоуправления.

Управление и информационные процессы. Общая характеристика информационных процессов, их соответствие основным фундаментальным законам природы - законам сохранения и превращения энергии. Живые организмы как энерго-информационные системы. Измерение количества информации. Роль математики в создании теории информации. Формулы Хартли и Шеннона. Примеры использования теории информации в биологии. Передача информации в системах нервного и гуморального управления организмом. Информационные процессы в экосистемах. Проблемы развития теории информации. Виды информации. Статистическая, семантическая и прагматическая информация.

Темы семинарских занятий

Семинар 1.МАТЕРИАЛЬНОСТЬ МИРА, ЕГО ПОЗНАВАЕМОСТЬ,
СИСТЕМА НАУЧНОГО ЗНАНИЯ

1. Материальность мира. Виды материи. Движение материи. Эволюция материи. Познающая материя.

2. Развитие знания в истории человечества. Религиозный и научный подходы к познанию.

3. Парадигмы и научные революции

4. Бесконечность процесса познания. Принцип иерархии как средство преодоления бесконечности. Современная система научного знания как отражение иерархии уровней организации материи. Физическая, химическая, биологическая и социальная формы организации материи.

5. Возникновение математики. Познавательная роль принципа иерархии на примере десятичной и других систем исчисления в математике.

6. Место математики в системе научных знаний. Источники возникновения и развития математических теорий. Значение математики в процессе познания.

7. Основные количественные характеристики материального мира: масса, пространство, время, сила. Единицы измерения.

Литература:

Золотухин, И.А. Концепции современного естествознания : конспект лекций / И.А. Золотухин ; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2006. – 150 с.

Концепции современного естествознания:сборник тестовыхзаданий для самостоятельной работы студентов / сост. В.И. Якушин (отв. ред.), А.Л.Жуланов, И.А. Золотухин, Н.А. Литвинов, С.Б. Шатунов; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2008. – 96.

Интернет.

Семинар 2.физические концепции естествознания

1. Строение материи. Атомистические представления, их возникновение и развитие.

2. Современное представление о строении атома. Элементарные частицы.

3. Энергия как важнейшая характеристика материальных процессов.

4. Виды сил и виды энергии.

5. Классификация материальных систем по отношению к потокам вещества и энергии. Открытые, закрытые и изолированные системы.

6. Первый закон термодинамики. Определение и примеры. Справедливость для всех форм организации материи.

7. Второй закон термодинамики. Определение и примеры.

8. Энтропия как мера рассеивания энергии и мера необратимости процессов.

9. Практические следствия законов природы.

Литература:

Интернет.

Семинар 3.химические концепции естествознания

1. Химические элементы и их классификация. Изотопы.

2. Принципы взаимодействия атомов. Виды химических связей. Валентность. Молекулы и ионы.

3. Минеральные вещества и органические вещества.

4. Пространственная организация молекул.

5. Химические реакции. Скорость химических реакций. Влияние температуры и катализаторов.

6. Углеводороды. Строение, распространение в природе. Значение.

7. Углеводы, строение, свойства и значение.

8. Жиры и липиды, строение, свойства и значение.

Литература:

Золотухин, И.А. Концепции современного естествознания: конспект лекций / И.А. Золотухин ; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2006. – 150 с.

Интернет.

Семинар 4.строение живых организмов

1. Живая форма организации материи с точки зрения витализма и физикализма. Атомарный состав живых организмов. Химические элементы клетки и окружающей неживой среды. Классификация элементов.

2. Доказательство справедливости первого закона« термодинамики для живых организмов.

3. Антиэнтропийность» жизни, её уникальность и сложность организации.

4. Основные положения теории клеточного строения живых организмов. Клетка как элементарная единица жизни.

5. Многообразие типов клеток живых организмов. Прокариоты, эукариоты. Неклеточные формы жизни.

6. Строение и значение неорганических веществ в живой клетке.

7. Белковые молекулы как основа жизни. Аминокислоты. Строение, свойства и функции белков.

Литература:

Интернет.

Семинар 5.ОРГАНИЗАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ЖИВОГО

1. Нуклеиновые кислоты, строение и функции. ДНК, нуклеотиды, матричный синтез, репликация. Жизнь как космическое явление. Гипотезы возникновения жизни.

2. Наследственность как передача способности синтезировать специфически белки. Кодирование строения белка в ДНК. Редупликация.

3. Синтез белка в клетке. Транскрипция и синтез информационной РНК. Трансляция - сборка белковой молекулы при участии иРНК, тРНК и рибосом.

4. Организация и упорядоченность процессов в клетке. Биологические мембраны как важнейшие структурные элементы. Жидкостно-мозаичная модель строения мембраны. Функции мембран.

5. Энергетические процессы в клетке. Способы получения энергии. Гетеротрофное питание. Дыхание и роль митохондрий.

6. Автотрофное питание. Фотосинтез и хлоропласты.

7. Изменчивость организмов, механизмы изменчивости. Мутация как предпосылка эволюционного процесса. Естественный отбор как важнейший фактор эволюции.

8. Размножение организмов.

Литература:

Интернет.

Семинар 6.Вселенная, ЗВЁЗДЫ, ПЛАНЕТЫ

1. Внегалактическая астрономия. Вселенная, её происхождение и строение.

2. Звёзды и звёздные системы. Характеристика галактики «Млечный путь».

3. Солнечная система, планеты солнечной системы.

4. Строение Земли и биосферы.

Литература: Золотухин, И.А. Концепции современного естествознания : конспект лекций / И.А. Золотухин ; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2006. – 150 с.

Интернет.

Семинар 7. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ

1. Жизнь как космическое явление. Гипотезы возникновения жизни.

2. Условия на первобытной Земле. Эксперименты по зарождению жизни.

3. Зарождение и первые этапы развития жизни.

4. Геохронология эволюции жизни.

5. Система органического мира. Классификация живого.

Литература:

Интернет.

Семинар 8.ЧЕЛОВЕК КАК РЕЗУЛЬТАТ ЭВОЛЮЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ

1. Человек в системе животного мира. Основные этапы эволюции человека.

2. Нервная система человека как основа высшей психической деятельности (разума). Специфические особенности нервной ткани. Строение и функции нейрона.

3. Природа нервного импульса. Строение нервной системы как системы обработки информации и управления.

4. Эволюция системы нервного управления. Безусловно-рефлекторное, условно-рефлекторное, разумное поведение.

5. Появление речи и формирование человеческого общества как социальной формы организации материи.

6. Мышление образное и абстрактное.

7. Скорости и дальнейшие пути развития человеческой цивилизации.

Литература:

Интернет.

Семинар 9. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД. СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ

1. Природа сложной организации систем.

2. Комбинаторика как раздел математики, раскрывающий сложность биосистем.

3. Математическая теория графов и её применение в описании сложных систем.

4. Системный подход как средство преодоления сложности. Общая теория систем Л. Берталанфи.

5. Тектология А.А. Богданова.

6. Самоорганизующиеся системы и синергетика.

7. Кибернетика как наука управления сложными системами. Принцип «чёрного ящика». Понятия «вход» и «выход» системы, обратная связь

8. Биологические системы как объекты управления и самоуправления.

Литература:

Интернет.

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Список литературы

основной:

1. Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания: учебное пособие для студентов гуманитарных специальностей педагогических вузов / А.Л. Жуланов;Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2011. – 209 с.

2. Золотухин, И.А. Концепции современного естествознания: конспект лекций / И.А. Золотухин; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2006. – 150 с.

3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997.- 520.

4. Концепции современного естествознания: сборник тестовых заданий для самостоятельной работы студентов / сост. В.И. Якушин (отв. ред.), А.Л. Жуланов, И.А. Золотухин, Н.А. Литвинов, С.Б. Шатунов; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2008. – 96 с.

рекомендуемый:

1. Бондарев В.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов вузов.- М.: Альфа-М, 2003.- 464 с.

2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания.- М.: Центр, 1997.- 208 с.

3. Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания.- М.: «Учпедгиз», 2000.

4. Дубнищева Т..Я. Концепции современного естествознания.- Новосибирск: ООО «Изд-во ЮКЭА»,1997 (2000,2003).- 332 с.

5. Канке В.А. Концепции современного естествознания.- М.: «Логос», 2001.

6. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов/ В.Н. Лавриненко, В.П. Ратников, В.Ф. Голубь и др.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997.- 271с.

7. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания.- М.; «Юнити», 2000.

дополнительный:

1. Аналитический ежегодник «Россия в окружающем мире». М.: МНЭПУ, 2000

2. Гинзбург В.А. О теории относительности. М.: Экономика, 1979.

3. Грин Н, Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3-х тт.- М.: Мир, 1990.

4. Гуляев С.А., Жуковский В.М., Комов С.В. Основы естествознания. Учебное пособие для гуманитарных направлений бакалавриата. – Екатеринбург: «УралЭкоЦентр», 2000.- 560 с.

5. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие. М.: «Прогресс-традиция», 2000.

6. Лобачёв А.И. Концепции современного естествознания.- М.: ЮНИТИ, 2001.- 240 с.

7. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б, Козлова Т.А. Основы биологии.- М.: Просвещение, . 1992 .- 416.

8. Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь Разума. М.: МНЭПУ, 1998.

9. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания, М.: «Гардарики», 1999.

10. Научно-популярные журналы:
«Природа», «Земля и Вселенная», «Наука и жизнь», «Знание - сила», «В мире науки», «Химия и жизнь», «Экология», «Экология и жизнь», «Техника молодежи», еженедельник «Зеленый мир» за 2000-2004 гг. и др.

11. Общая биология / Под ред. проф. А.О. Рувинского.- М.: Просвещение, 1993 .- 543 с.

12. Пехов А.П. Биология с основами экологии: Учебник для студ. вузов, обуч. по естественно-науч. спец. – СПб.: Лань, 2000.- 672 с.

13. Потеев М.И. Концепции современного естествознания.- СПб.: «ПИТЕР», 1999.- 352 с. (для гуманит и эконом.; в конце -тесты и кроссворды)

14. СолоповЕ.Ф. Концепции современного естествознания, М.: «Владос», 2001.

15. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие для вузов.- М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1998.- 232 с.

16. Стадницкий Г.В. Экология. - СПб.: Химиздат, 2002.

17. Хорошавина Концепции современного естествознания. Курс лекций.- Ростов-на-Дону, 2002.- 480 с.

18. Хотунцев Ю.А. Человек, технологии, окружающая среда. М.: «Мир», 2001

19. Хотунцев Ю.М. Экология и экологическая безопасность. - М.: АСАОЕМА, 2002.

20. Экологическая химия. Основы и концепции. Под редакциейКорте Ф.М.:«Мир», 1997.

21. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. Под редакцией В.Г.Глушкова, А.Т. Шевченко.- М.: Московский лицей, 2002.

6.2. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины

6.2.1. Компьютерный класс, который позволяет проводить занятия с подгруппой студентов при индивидуальном пользовании компьютером, или с группой студентов при работе студентов по двое за одним компьютером.

6.2.2. Электронный вариант учебно-методического комплекса по предмету «Биология с основами экологии». Размещён в компьютерной базе данных с доступом для всех обучающихся студентов.

6.2.3. Электронный вариант учебного пособия: Золотухин, И.А. Концепции современного естествознания: конспект лекций / И.А. Золотухин ; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2006. – 150 с.

6.2.4. Электронный вариант учебного пособия: Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997.- 520.

6.2.5. Электронный вариант учебного пособия: Найдыш В.М. Концепции современного естествознания, М.: «Гардарики», 1999.

6.2.6. Электронный вариант учебного пособия: Новоженов В.А. Концепции современного естествознания, Барнаул: Алтайский государственный университет, 2001.

6.2.7. Цифровые фотографии микропрепаратов для лабораторных занятий.

6.3. Методические указания студентам

Самостоятельная работа студентов, предусмотренная учебным планом в объеме не менее 50-70% общего количества часов, должна способствовать более глубокому усвоению изучаемого курса, формировать навыки исследовательской работы и ориентировать студентов на умение применять теоретические знания на практике.

Задания для самостоятельной работы составляются по разделам и темам, по которым не предусмотрены аудиторные занятия, либо требуется дополнительно проработать и проанализировать рассматриваемый преподавателем материал в объеме запланированных часов.

Задания по самостоятельной работе:

Разделы и темы для самостоятельного изучения	Виды самостоятельной работы
Раздел 1. История развития естествознания
Основные этапы истории естествознания. Естест-вознание в Древнем мире. Шумерская цивилиза- ция, Вавилон, Египет, Греция, наука эллинского мира, взгляды Аристотеля, Рим, Китай, Индия. Средневековая наука Арабского Востока и Евро-пы. Натурфилософия эпохи Возрождения. Науч-ная революция ХYII-ХYIII веков. Естествознание в России. Корни происхождения религии, фило-софии, науки.	Изучение материала по учебной и справочной литературе. Проработка материала по интернету и научной литературе для подготовки докладов к семинарским занятиям.
Раздел 2. Основные физические концепции
Общая характеристика развития физики. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Элементарные частицы, атомы и молекулы. Движение материи. Законы движения, силы в природе. Законы Ньютона.	Изучение материала по учебной и справочной литературе. Проработка материала по Интернету.
Раздел 3. Развитие химических концепций
История химии, алхимия, ятрохимия. Эволюция химических знаний. Неорганическая и органическая химия, развитие учения о составе веществ. Химическая связь. Реакционная способность веществ, анализ и синтез. Распространение химических элементов в природе. Значение Периодической таблицы химических элементов Д.И.Мен-делеева. Развитие структурной химии. Химия высокомолекулярных соединений.	Изучение материала по учебной и справочной литературе. Проработка материала по Интернету и научной литературе для подготовки докладов к семинарским занятиям.
Раздел 4. Космологические концепции
Теории происхождения Вселенной. Принцип Коперника и антропологический принцип. Планеты и их спутники, строение планет. Планета Земля – строение, химический состав. Литосфера как абиотическая основа жизни: ресурсная, геодинамическая, геофизико-, геохимическая, географическая.	Изучение материала по учебной и справочной литературе. Проработка материала по Интернету.
Раздел 5. Биологические концепции
Фотосинтез и хемосинтез. Сходство и различие. Принципы универсальной эволюции, воспроизводства и развития живых организмов. Многообразие живых организмов как условие организации и устойчивости биосферы. Основополагающие жизненные системы: наследственный аппарат: ДНК и РНК, гены и геном, гены индивидуальности. Эволюция как результат усложнения и мутационных изменений генома.	Изучение материала по учебной и справочной литературе. Проработка материала по Интернету и научной литературе для подготовки докладов к семинарским занятиям.
Раздел 6. Концепции устойчивого развития
Рост народонаселения на планете, проблемы демографии; развитие технологической цивилизации. Антропогенное воздействие на природу, биоэтика. Становление социальных отношений. Физиология человека и питание. Понятие о метаболизме, переваривание и усвояемость пищи: превращения белков, жиров и углеводов, питательная ценность пищи, заменимые и незаменимые ингредиенты пищи, витамины. Загрязнение окружающей среды: атмосфера, вода, почва и пища. Пути проникновения поллютантов и ксенобиотиков по пищевой цепочке.	Изучение материала по учебной и справочной литературе. Проработка материала по Интернету и научной литературе для подготовки докладов к семинарским занятиям.

Самостоятельная работа должна носить систематический характер.

Результаты самостоятельной работы контролируются преподавателем и учитываются при аттестации студента (зачет, экзамен). При этом проводятся: тестирование, экспресс-опрос на семинарских и практических занятиях, заслушивание докладов, проверка письменных работ и т.д.

6.4. Методические рекомендации преподавателю

1. Изучив глубоко содержание учебной дисциплины, целесообразно разработать матрицу наиболее предпочтительных методов обучения и форм самостоятельной работы студентов, адекватных видам лекционных и семинарских занятий.

2. Необходимо предусмотреть развитие форм самостоятельной работы, выводя студентов к завершению изучения учебной дисциплины на её высший уровень.

3. Пакет заданий для самостоятельной работы следует выдавать в начале семестра, определив предельные сроки их выполнения и сдачи. Задания для самостоятельной работы желательно составлять из обязательной и факультативной частей.

Организуя самостоятельную работу, необходимо постоянно обучать студентов методам такой работы.

Вузовская лекция – главное звено дидактического цикла обучения. Её цель – формирование у студентов ориентировочной основы для последующего усвоения материала методом самостоятельной работы. Содержание лекции должно отвечать следующим дидактическим требованиям:

- изложение материала от простого к сложному, от известного к неизвестному;

- логичность, четкость и ясность в изложении материала;

- возможность проблемного изложения, дискуссии, диалога с целью активизации деятельности студентов;

- опора смысловой части лекции на подлинные факты, события, явления, статистические данные;

- тесная связь теоретических положений и выводов с практикой и будущей профессиональной деятельностью студентов.

Преподаватель, читающий лекционные курсы в вузе, должен знать существующие в педагогической науке и используемые на практике варианты лекций, их дидактические и воспитывающие возможности, а также их методическое место в структуре процесса обучения.

6. Семинар проводится по узловым и наиболее сложным вопросам (темам, разделам) учебной программы. Он может быть построен как на материале одной лекции, так и на содержании обзорной лекции, а также по определённой теме без чтения предварительной лекции. Главная и определяющая особенность любого семинара – наличие элементов дискуссии, проблемности, диалога между преподавателем и студентами и самими студентами.

При подготовке классического семинара желательно придерживаться следующего алгоритма:

а) разработка учебно-методического материала:

- формулировка темы, соответствующей программе и госстандарту;

- определение дидактических, воспитывающих и формирующих целей занятия;

- выбор методов, приемов и средств для проведения семинара;

- подбор литературы для преподавателя и студентов;

- при необходимости проведение консультаций для студентов;

б) подготовка обучаемых и преподавателя:

- составление плана семинара из 3-4 вопросов;

- предоставление студентам 4-5 дней для подготовки к семинару;

- предоставление рекомендаций о последовательности изучения литературы (учебники, учебные пособия, законы и постановления, руководства и положения, конспекты лекций, статьи, справочники, информационные сборники и бюллютени, статистические данные и др.);

- создание набора наглядных пособий.

Подводя итоги семинара, можно использовать следующие критерии (показатели) оценки ответов:

- полнота и конкретность ответа;

- последовательность и логика изложения;

- связь теоретических положений с практикой;

- обоснованность и доказательность излагаемых положений;

- наличие качественных и количественных показателей;

- наличие иллюстраций к ответам в виде исторических фактов, примеров и пр.;

- уровень культуры речи;

- использование наглядных пособий и т.п.

В конце семинара рекомендуется дать оценку всего семинарского занятия, обратив особое внимание на следующие аспекты:

- качество подготовки;

- степень усвоения знаний;

- активность;

- положительные стороны в работе студентов;

- ценные и конструктивные предложения;

- недостатки в работе студентов;

- задачи и пути устранения недостатков.

После проведения первого семинарского курса, начинающему преподавателю целесообразно осуществить общий анализ проделанной работы, извлекая при этом полезные уроки.

7. При изложении материала важно помнить, что почти половина информации на лекции передается через интонацию. Учитывать тот факт, что первый кризис внимания студентов наступает на 15-20-й минутах, второй – на 30-35-й минутах. В профессиональном общении исходить из того, что восприятие лекций студентами младших и старших курсов существенно отличается по готовности и умению.

8. При проведении аттестации студентов важно всегда помнить, что систематичность, объективность, аргументированность –главные принципы, на которых основаны контроль и оценка знаний студентов. Проверка, контроль и оценка знаний студента, требуют учета его индивидуального стиля в осуществлении учебной деятельности. Знание критериев оценки знаний обязательно для преподавателя и студента.

II.Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных и итоговых аттестаций

В данном разделе указываются содержание и требования к текущему контролю, промежуточной аттестации. Порядок проведения текущего контроля и промежуточной аттестации должен соответствовать Положению о проведении текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов в Пермском государственном педагогическом университете. Поэтому следует привести основные выдержки из Положения, соотнесенные с требованиями преподавателя, предъявляемыми при изучении дисциплины. Требования к итоговой аттестации, если они предусмотрены по дисциплине, определяются требованиями к итоговой аттестации, установленными государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки или специальности.

Приводится примерный перечень вопросов к зачетам и экзаменам по всему изучаемому курсу.

1. Тестовые задания для контроля знаний студентов

Дидактические единицы (разделы) и темы

ДЕ 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

2. Научный метод

3. История естествознания

4. Панорама и тенденции развития современного естествознания

ДЕ 2. ФИЗИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ МИРА

5. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы

6. Структурные уровни организации материи

7. Близкодействие, дальнодействие