ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
(МИИТ)
УТВЕРЖДЕНО
Проректором по учебно-методической
работе - директором РОАТ
«_28__»_______10_____2010 г
Кафедра_
____________ФИЗИКА и Химия________________________
Автор
: канд. техн. наук, доц. Климова Татьяна Федоровна_______
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
(название)
| Утверждено на заседании Учебно-методической комиссии РОАТ Протокол №_1
«_26
|
Утверждено на заседании кафедры Протокол №_2
«__07
|
МОСКВА - 2010
Автор-составитель:
канд. тех. наук, доцент Климова Татьяна Федоровна________________
( Ф.И.О., ученая степень, ученое звание, должность)
Учебно-методический комплекс по дисциплине
Концепции современного естествознания_____ _____________
(название)
составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ГОС ВПО) по специальности/направлению:
080103.65 Национальная экономика, 080105.65 Финансы и кредит, 080109.65 Бухгалтерский учет, анализ и аудит, 080111.65 Маркетинг, 080507.65 Менеджмент организации,080801.65 Прикладная информатика в экономике_
(название специальности/направления)
Дисциплина входит в федеральный компонент общих математических и естественнонаучных дисциплин и является обязательной для изучения всех перечисленных специальностей.
В основу разработанного комплекса положена Примерная программа дисциплины «Концепции современного естествознания», утверждённая Министерством образования Российской Федерации (2000 г.).
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДЕНО:
Декан факультета Э Проректором по учебно-методической
работе - директором РОАТ
«_28_» ___10__2010г.
Кафедра
_________Физика и химия
________________________________
(название кафедры)
Авторы:
канд.тех.н,,доц.Климова Т.Ф., канд. физ.-мат. н., проф. Силина Е.К.
канд.физ.-мат.н.,доц. Фортыгин А.А.__________________________________
(ф.и.о., ученое звание, ученая степень)
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
______КОНЦПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ_______
(название)
Специальность/направление все экономические_____________________
кроме 080502.65 Экономика и управление на транспорте ________
(код, наименование специальности/направления)
| Утверждено на заседании Учебно-методической комиссии РОАТ Протокол №_1
«_26
|
Утверждено на заседании кафедры Протокол №_2
«__07
|
Москва 2010
1.1. Пояснительная записка
Дисциплина “Концепции современного естествознания“ относится к блоку естественнонаучных дисциплин Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (федеральный компонент), предназначена для студентов экономических специальностей.
Дисциплина «Концепции современного естествознания» содействует получению широкого базового высшего образования, способствует дальнейшему развитию личности. В курсе «Концепции современного естествознания» изучаются фундаментальные законы физики, химии, биологии, формируются представления о естественнонаучной картине мира, эволюции живой и неживой природы. Без глубокого изучения законов природы невозможно понимание современных технологических процессов, использующихся в промышленности, на транспорте.
Курс “Концепции современного естествознания ” знакомит студентов экономических специальностей с приемами познавательной деятельности, сформировавшимися в естественнонаучных дисциплинах.
Данная программа построена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта и «Примерной программы дисциплины «Концепции современного естествознания» Министерства образования Российской Федерации, принятой 08.12.2000г.
1.2 Цели и задачи изучения дисциплины. Соответствие ГОС
Дисциплина «Концепции современного естествознания» входит в цикл «Общематематических и естественнонаучных дисциплин» Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования РФ. Изучение дисциплины закладывает основы общенаучного фундамента будущего специалиста широкого профиля.
Изучение дисциплина «Концепции современного естествознания» преследует цель ознакомления студентов, обучающихся по экономическим специальностям, с неотъемлемым компонентом культуры – естествознанием, и формирование целостного взгляда на окружающий мир. Это тем более необходимо, что сейчас рациональный естественнонаучный метод проникает и в гуманитарную сферу, участвуя в формировании сознания общества.
Идея курса состоит в передаче экономистам элементов научной грамотности, представлений об основополагающих концепциях различных естественных наук, складывающихся в единую картину мира.
Курс КСЕ содержит описание основных законов и явлений природы и тех научных открытий, которые послужили началом революционных изменений в технологиях, мировоззрении и общественном сознании.
Знания и навыки, полученные при изучении дисциплины, значительно повышают эффективность учебного процесса в целом и дают возможность студентам осваивать последующие дисциплины учебного плана на качественно более высоком уровне.
Фундаментальная подготовка студентов соответствует целям и задачам ГОС ВПО по экономическим специальностям:
080105.65 Финансы и кредит
080109.65 Бухгалтерский учет, анализ и аудит
080103.65 Национальная экономика
080507.65 Менеджмент организации
080111.65 Маркетинг
080801.65 Прикладная информатика (в экономике)
1.3 Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Согласно Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника предполагают, что в результате изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» формируются представления:
• о Вселенной в целом и её эволюции;
• о современных представлениях на возникновение жизни и её эволюции;
• о фундаментальном единстве естественных наук; незавершенности естествознания и возможности его дальнейшего развития;
• о дискретности и непрерывности в природе;
• о динамических и статистических закономерностях в природе;
• о вероятности как объективной характеристике природных систем;
• об индивидуальном и коллективном поведении объектов в природе.
В ходе изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» должны быть сформированы знания и умения использовать представления:
• об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания;
• о концепциях пространства и времени;
• о принципах симметрии и законах сохранения;
• о корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;
• о динамических и статистических закономерностях в естествознании;
• о самоорганизации в живой и неживой природе;
• об иерархии структурных элементов материи от микро- до макро- и мегамира ;
• о взаимоотношении теоретического и экспериментального исследования в естествознании;
В содержании программы учтены дидактические единицы, приведенные в стандарте
Степень углубленного изучения отдельных разделов, содержание лекций, практических занятий, самостоятельной работы определяются лектором с учетом количества часов, отведенных на изучение КСЕ, специфики направления и особенностей лабораторной базы в филиалах университета.
Спецификой заочной формы обучения является самостоятельная, внеаудиторная, работа студентов над теоретическим курсом, поскольку отводимое на лекции учебное время используется на освещение наиболее сложных для усвоения разделов. В самостоятельную работу студентов входит подготовка к лабораторным занятиям, работа в дисплейном классе, выполнение 2-х контрольных работ и их защита, а также участие в текущих и предэкзаменационных консультациях.
Контроль текущей работы студентов над курсом "Концепции современного естествознания" осуществляется путем защиты лабораторных и контрольных работ, работ в дисплейном классе и сдачи экзаменов.
1.4 Объем дисциплины
1.4.1 Объем дисциплины и виды учебной работы
Форма обучения – ЗАОЧНАЯ
| Вид учебной работы |
Количество часов |
|
| Всего по учебному плану |
В том числе по курсам и семестрам
|
|
| 1 курс,
1-2 семестр
|
||
| Аудиторные занятия: |
16
|
16
|
| Лекции |
8
|
8
|
| Лабораторные работы |
8
|
8
|
| Самостоятельная работа |
84
|
84
|
| ВСЕГО ЧАСОВ НА ДИСЦИПЛИНУ |
100
|
100
|
| Текущий контроль (количество и вид текущего контроля) |
Контр. раб. №№ 1, 2, тесты № № 1,2 |
Контр. раб. №№ 1, 2, тесты № № 1,2 |
| Виды итогового контроля |
Зачет Экзамен |
Зачет Экзамен |
1.4.2 Распределение часов по темам и видам учебной работы
Форма обучения – заочная
| Наименование разделов и тем |
Макс. учебн. нагр. студента |
Количество аудиторных часов при заочной форме обучения (в часах) |
||||
| в часах |
Всего |
Лекции |
Лаб. раб. |
Самостоя. работа студентов |
||
| Первый курс, 1-2 семестр
Обзорные лекции 1.Тема « Естественная и гуманитарная культура»
1.1 Наука и культура. Проблема двух культур. Наука в современном мире 2.
2.1 Физический вакуум. Ядра и элементарные частицы. Атомы и молекулы. Макроскопические тела. Звезды. Галактики. Метагалактика. 3.
3.1Особенности гравитационного взаимодействия его роль в формировании Вселенной. Законы Кеплера. Теория тяготения Ньютона. Черные дыры. 3.2 Классические представления об электромагнитном взаимодействии. Основные законы электромагнетизма. Электромагнитные волны и их свойства 3.3 Слабое взаимодействие. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. 3.4. Сильное взаимодействие. Основные положения квантовой хромодинамики. Нуклоны. Строение атомного ядра. Дефект массы 4. Тема «Концепции единства пространственно-временных отношений в природе»
4.1. Фундаментальные представления о пространстве и времени. Масштабы и свойства пространства и времени. 4.2 Законы сохранения и симметрия пространства- времени 4.3 Мир событий при больших и малых скоростях. Постулаты СТО. Следствия СТО. Искривление пространственно-временного континуума в ОТО 5. Континуальные и корпускулярные традиции описания природы
5.1 Вещество: поле и дискретные частицы. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип неопределенностей. Принцип дополнительности. 6. Эволюция Вселенной
6.1 Концепция Большого взрыва. Закон Хаббла. Возраст Вселенной. Проблема черной и массы и энергии. 6.2Ранняя Вселенная и первичный нуклеосинтез. Образование звезд. Звездный нуклеосинтез. 6.3 Характеристики звезд. Виды галактик. Крупномасштабная структура Вселенной. |
16 |
16 |
8 1 1 2 1 1 2 |
8 2 2 2 2 |
||
| Всего на первом курсе |
100 |
16 |
8 |
8 |
84 |
|
1.5 Содержание курса
1. Тема «Естественная и гуманитарная культура Панорама современного естествознания»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты на качественно новом уровне, по сравнению со школьным, должны усвоить роль и значении науки современных естественных наук в построении естественно-научной картины мира и в научно-технической революции, осознать специфику естественнонаучного метода
Литература: [1, 2].
- виды самостоятельной работы студентов.
1. Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках.
2. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
2. Тема «Структурные уровни организации материи»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты на качественно новом уровне, по сравнению со школьным, должны усвоить уровни организации неживой и живой материи, понятие физического вакуума как базовой формы материи.
- виды самостоятельной работы студентов.
Литература [1, 2, 3].
1. Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках.
2. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
3. Написание контрольной работы № 2 в виде реферата, если темы относятся к рассмотренному материалу.
3. Тема «Фундаментальные взаимодействия»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты на качественно новом уровне, по сравнению со школьным, должны усвоить типы фундаментальных взаимодействий, особенности гравитационного взаимодействия, его роль в формировании Вселенной, основные идеи классической теории электромагнетизма, основные свойства электромагнитных волн. Понять особенности слабого взаимодействия и его роль на ранних стадиях эволюции Вселенной, ознакомиться с понятием радиоактивности и законом радиоактивного распада, получить феноменологические представления о сильном взаимодействии и квантовой хромодинамике, строение атомных ядер.
Студенты учатся применять полученные знания в лабораторном практикуме и при самостоятельном решении задач.
Литература: [1-3, 5, 7].
- виды самостоятельной работы студентов:
1. Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках.
2. Решение задач по каждой теме и подготовка к контрольной работе.
3. Проработка методических указаний к лабораторным работам в процессе подготовки к их выполнению и защите.
4. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
5. Написание контрольной работы № 2 в виде реферата, если темы относятся к рассмотренному материалу.
4. Тема «Концепции единства пространственно-временных отношений в природе»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты на качественно новом уровне, по сравнению со школьным, усваивают фундаментальные представления о пространстве и времени. Знакомятся с новыми для них понятиями о свойствах пространства и времени. Студенты получают представления о законах сохранениях как проявлении симметрии пространства и времени. Осваивают постулаты и основные выводы СТО и следствия из нее. На феноменологическом уровне знакомятся с положениями ОТО. Кроме того, студенты приобретают навыки пользоваться законами сохранения энергии, импульса и момента импульса при решении задач
Литература: [1 – 3, 5,7].
- виды самостоятельной работы студентов:
1. Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках.
2. Решение задач по каждой теме и подготовка к контрольной работе.
3. Проработка методических указаний к лабораторным работам в процессе подготовки к их выполнению и защите.
4.Написание контрольной работы № 2 в виде реферата, если темы относятся к рассмотренному материалу.
5.Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
5. Тема «Континуальные и корпускулярные традиции описания природы»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты на качественно новом уровне, по сравнению со школьным, осваивают основные явления и понятия раздела. Детально разбирают вопросы проявления вещества и корпускулярно-волнового дуализма. Получают представление о принципах неопределенности и дополнительности. Знакомятся с принципом Паули и периодической системой элементов.
Студенты учатся приводить примеры проявления этих фундаментальных принципов в природе и обществе.
Литература: [1 – 3, 5 – 7].
- виды самостоятельной работы студентов.
1. Проработка лекционного материала и соответствующих разделов в учебниках.
2. Решение задач по каждой теме и подготовке к контрольной работе.
3. Проработка методических указаний к лабораторным работам в процессе подготовки их выполнению и защите.
4. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
5. Написание контрольной работы № 2 в виде реферата, если темы относятся к рассмотренному материалу.
6. Тема «Эволюция Вселенной»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты осваивают современную теорию эволюции Вселенной, концепцию Большого взрыва, закон Хаббла, проблемы черной массы и энергии. Осваивают процесс эволюции ранней Вселенной и первичного звездного нуклеосинтеза, образование звезд и звездный нуклеосинтез. Знакомятся с иерархией в мегамире: звезды, галактики, скопление галактик, и крупномасштабной структурой Вселенной.
Студенты осваивают антропный принцип и химический состав Вселенной. Учащиеся должны уметь оперировать основными полученными понятиями, объяснять суть процесса развития Вселенной и применять полученные знания при решении задач.
Литература: [3, 5].
- виды самостоятельной работы студентов.
1. Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках.
2. Решение задач по каждой теме.
3. Проработка методических указаний к лабораторным работам по физике в процессе подготовки к их выполнению и защите.
4. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
5. Написание контрольной работы № 2 в виде реферата, если темы относятся к рассмотренному материалу.
6. Тема «Биологический уровень организации материи»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты на качественно новом уровне усваивают особенности биологического уровня организации материи, сущность живого и его структурную организацию, химическую организацию клетки и основами клеточной теории. Знакомятся с целым рядом понятий наследственности: генетическим механизмом передачи и хранения информации, наследственным аппаратом и генной инженерией. Осваивают современные представления о возникновении жизни, движущих силах эволюции и антропогенезе.
Литература: [2,4, 8, 9].
- виды самостоятельной работы студентов:
1. Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках.
2. Решение задач по каждой теме.
3. Проработка методических указаний к лабораторным работам по физике в процессе подготовки к их выполнению и защите.
4. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
5. Написание контрольной работы № 2 в виде реферата, если темы относятся к рассмотренному материалу.
8. Тема «Порядок и хаос в природе. Синергетика. Процессы самоорганизации в природе и обществе»
- требования к знаниям и умениям студентов
.
Студенты на качественно новом уровне осваивают основные выводы синергетики, с соотношением порядка и беспорядка в неживой и живой природе. Знакомятся с этапами детерминированного и недетерминированного развития сложных систем и самоорганизацией в живой и неживой природе.
Литература: [1 – 3, 6].
- виды самостоятельной работы студентов:
1. Проработка лекционного материала и соответствующих разделов в учебниках.
2. Решение задач по каждой теме.
3. Проработка методических указаний к лабораторным работам по физике в процессе подготовки к их выполнению и защите.
4. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.
5. Написание контрольной работы № 2 в виде реферата, если темы относятся к рассмотренному материалу.
1.6 Темы практических занятий
В заочной форме обучения практические занятия по физике не предусмотрены
1.7 Лабораторные работы (лабораторный практикум)
Лабораторные занятия по дисциплине «Концепции современного естествознания» проводятся в специально оборудованных лабораториях с применением необходимых средств обучения: лабораторного оборудования, образцов для исследований, методических пособий, компьютерных средств обработки результатов измерений.
При выполнении лабораторных работ проводятся: подготовка оборудования и приборов к работе, изучение методики работы, воспроизведение изучаемого явления, измерение величин, определение соответствующих характеристик и показателей, обработка данных и их анализ, обобщение результатов.
В ходе проведения работ используются план работы и таблицы для записей наблюдений. При выполнении лабораторной работы студент ведет рабочие записи результатов измерений (испытаний), оформляет расчеты, анализирует полученные данные путем установления их соответствия нормам, сопоставления с известными в литературе данными, а также данными других студентов. Окончательные результаты оформляются в форме выводов к работе.
Полный парк лабораторных работ на кафедре содержит более 20 работ, ко всем имеются методические указания, изданные в РОАТе. Соответствующий библиографический указатель приведён в Приложении 1, ниже в виде примера дана краткая характеристика типичных работ, выполняемых студентами (3 лабораторные работы на первом курсе).
| №№ и названия разделов и тем |
Цель и содержание лабораторной работы |
Результаты лабораторной работы |
|
| Лабораторная работа № 1
|
|||
| Тема 3 Фундаментальные взаимодействия
|
Определение ускорения силы тяжести, потенциала гравитационного поля Земли и гравитационной постоянной из наблюдения колебаний математического маятника |
Напряженность и. потенциал поля Земли. Гравитационная постоянная |
|
| Лабораторная работа № 2
|
|||
| Тема 3 Фундаментальные взаимодействия
|
Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли |
Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли с учетом погрешности измерения |
|
| Лабораторная работа № 3 Изучение законов сохранения на примере фотоядерных реакций |
|||
| Тема 4
Концепции единства пространственно-временных отношений в природе
|
Определение характеристики гамма-излучения в различных типах фотоядерных реакций |
Энергия гамма-кванта, частоты и длины волны излучения |
|
| Лабораторная работа № 4
|
|||
| Тема 5
Континуальные и корпускулярные традиции описания природы
|
Получение вольтамперной характеристики фотоэлемента, определение постоянной Планка и работы выхода электронов из металла |
График вольтамперной характеристики фотоэлемента, постоянная Планка, работа выхода электрона из металла |
|
| Лабораторная работа №5
|
|||
| Тема 5
Континуальные и корпускулярные традиции описания природы
|
Градуировка спектроскопа по гелию, нахождение длины волны спектральных линий атома водорода, расчет постоянной Ридберга |
Градуировочная кривая спектроскопа, длина волны спектральных линий атома водорода, постоянная Ридберга |
|
| Лабораторная работа № 6
|
|||
| Тема 5
Континуальные и корпускулярные традиции описания природы
|
Измерить длину волны лазерного излучения, рассчитать характеристики лазерного излучения |
Длина волны лазерного излучения, погрешность ее определения |
|
| Лабораторная работа № 7
|
|||
| Тема 5
Континуальные и корпускулярные традиции описания природы
|
Изучение картины от дифракционной решетки в проходящем свете; определение длины волны монохроматического света и полосы пропускания светофильтров |
Длина волны монохроматического излучения, пропускаемого светофильтром. Полоса пропускания светофильтра |
|
| Лабораторная работа № 8 Оценка радиационного состояния окружающей среды |
|||
| Тема 7
Биологический уровень организации материи
|
Оценка радиационного состояния окружающей среды |
Измерение мощности экспозиционной дозы естественного фона, почвы, образцов воды и продуктов питания по гамма - излучению |
|
| Лабораторная работа № 9 Изучение радиоактивной загрязненности местности цезием-137 |
|||
| Тема 7
Биологический уровень организации материи
|
Анализ уровня радиоактивного загрязнения почв центральных областей РФ |
Расчет процента загрязненных территорий, установление «горячих точек» и миграционных процессов в загрязненных зонах |
|
| Лабораторная работа № 10 Кислотное загрязнение среды |
|||
| Тема 7
Биологический уровень организации материи
|
Определение водородного показателя химических реактивов и образцов воды |
рН образцов воды и химических реактивов |
|
| Лабораторная работа № 11 Моделирование механизма парникового эффекта |
|||
| Тема 7
Биологический уровень организации материи
|
Изучение механизма возникновения парникового эффекта с помощью моделирования |
Модель парникового эффекта |
|
| Лабораторная работа №12 Влияние внешних факторов на устойчивость биологических мембран |
|||
| Тема 7
Биологический уровень организации материи
|
Определение влияния температуры и внешней среды на проницаемость клеточной мембраны для бетацианина по его выходу в инкубационную среду |
Зависимость скорости выхода бетацианита из вакуоли в инкубационную среду от внешних факторов |
|
| Лабораторная работа № 13 Функциональная асимметрия у человека |
|||
| Тема 7
Биологический уровень организации материи
|
Изучение функциональной асимметрии мозга человека |
Установление ведущей половины головного мозга по осознанным и неосознанным двигательным Реакциям |
|
| Лабораторная работа № 14 Анализ демографической ситуации в России |
|||
| Тема 7
Биологический уровень организации материи
|
Определение средней продолжительности жизни, коэффициента воспроизводства населения в регионе проживания студентов |
Кривые выживаемости населения, средняя продолжительность жизни и коэффициент воспроизводства |
|
| Лабораторная работа № 14 Изучение общих закономерностей поведения открытых систем на примере компьютерной программы «Жизнь» |
|||
| Тема 8
Порядок и беспорядок в природе. Синергетика. Процессы
|
Изучение закономерностей поведения клеточных структур |
Количество циклов развития клеточных структур и их конфигурация |
|
| Лабораторная работа № 15 Изучение колебательных и волновых процессов в открытых системах на примере компьютерной программы популяции |
|||
| Тема 8
Порядок и беспорядок в природе. Синергетика. Процессы самоорганизации в природе и обществ
|
Изучение процессов самоорганизации в системе «хищник-жертва» |
Графики колебания численности популяций в системе «хищник-жертва» |
|
1.8 Тематика контрольных работ и методические указания по их выполнению
На первом курсе студенты – заочники выполняют самостоятельно 2 контрольные работы. Тематика контрольных работ соответствует тематике обзорных лекций и программе курса.
Контрольная работа № 1 содержит шесть задач, подразумевающих запись решения с определением, формулировкой законов, построением объяснением основных формул, графиков, выводов. В методических указаниях приведены в таблицах все необходимые законы и формулы, необходимые для решения задач, а также разбор решения типовых задач и примеры их оформления.
Контрольная работа №2 выполняется в виде реферата, тема которого приведена в методических указаниях и определяется по 2-м последним цифрам шифра студента.
Еженедельно преподаватели кафедры проводят индивидуальные занятия, на которых студент может получить консультацию и обсудить трудные вопросы.
Контрольные работы сдаются студентом на кафедру, где регистрируются в журналах и передаются на проверку преподавателю. В течение 5 дней контрольная работа возвращается студенту при наличии неточностей с замечаниями преподавателя. Перед экзаменом студент должен «защитить» контрольную работу, это является допуском к экзамену.
Темы задач контрольных работ приведены ниже.
Контрольная работа № 1
1. Гравитационные взаимодействия
2. Электромагнитные взаимодействия
3. Черные дыры
4. Формула де-Бройля
5. Соотношение неопределенностей Гейзенберга
6. Ядерные реакции
7. Специальная теория относительности
8. Закон сохранения энергии
9. Закон сохранения момента импульса
10. Закон Хаббла
11. Законы Менделя
12. Молекулярные основы наследственности
Контрольная работа № 2 – темы рефератов
1. Фундаментальные взаимодействия.
2. Особенности электромагнитного взаимодействия.
3. Особенности слабого взаимодействия.
4. Особенности гравитационного взаимодействия.
5. Сильное взаимодействие и элементарные частицы.
6. Иерархия элементарных частиц.
7. Время и способы датировки событий.
8. Симметрия природы и законы сохранения.
9. Чему равна масса нейтрино?
10. “Великое” объединение.
11. Суперобъединение и бозоны Хиггса.
12. Обнаружение “черных дыр”.
13. Экспериментальные доказательства специальной теории относительности.
14. Основные положения и экспериментальные доказательства общей теории относительности.
15. Движутся ли материки?
16. Определение постоянной Хаббла и оценка времени развития Вселенной.
17. Экспериментальные доказательства теории горячей Вселенной.
18. Открытие реликтового излучения.
19. Проблема скрытой массы в современной космологии.
20. История атомистических взглядов на мир. Вакуум и вакуумное состояние вещества.
21. a - распад и туннельный эффект.
22. Механика микрочастиц.
23. Диаграммма Герцшпрунга-Рассела и эволюция звезд.
24. Флуктуации, бифуркации и самоорганизация.
25. Источники энергии звезд.
26. Нейтронные звезды как окончание эволюции звезд. Теория и эксперимент.
27. Квантовая механика и белые карлики.
28. Возникновение галактик.
29. Химический состав Вселенной и эволюции звезд.
30. Происхождение Солнечной системы.
31. Роль микроэлементов в жизни растений и животных.
32. Роль витаминов в жизни человека (А, группа B, C, D, E, P, PP).
33. Белки и их функции.
34. Липиды и их функции.
35. Углеводы и их функции.
36. Иерархия живых организмов.
37. Вирусы.
38. Бактерии.
39. Передача информации в клетке.
40. Прокариоты и эукариоты.
41. Избыточность биологического кода. Механизмы и смысл.
42. Наследственные заболевания, связанные с хромосомными нарушениями.
43. Клонирование. Механизм и использование.
44. Происхождение жизни на Земле.
45. Достижения и проблемы генной инженерии.
46. Происхождение человека.
47. Белые пятна в антропогенезе.
48. Процессы самоорганизации в природе.
49. Процессы самоорганизации в экономике.
50. Мутации и мутагенные факторы
1.9 Самостоятельная работа
По каждой из изучаемых тем предусмотрены следующие виды самостоятельной работы студентов заочной формы обучения:
· Проработка лекционного материала, соответствующих разделов по конспектам лекций, учебной литературе и электронным источникам информации.
· Работа с тестами и вопросами при самопроверке.
· Решение задач по каждой теме и оформление контрольных работы №1.
· Проработка теоретического материала и выполнение контрольной работы № 2 в виде реферата.
· Проработка методических указаний к лабораторным работам в процессе подготовки к их выполнению и защите.
· Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий в часы консультаций.
Примерный перечень тем для самостоятельной работы студентов:
1. Этапы развития естественнонаучного знания
2. Свойства и происхождение физического вакуума
3. Законы небесной механики
4. Теория черных дыр
5. ОТО – современная теория гравитации
6. Электромагнитная теория Максвелла
7. Реакция живых организмов на электромагнитное излучение
8. Роль слабого взаимодействия в процессе формирования Вселенной
9. Деление тяжелых ядер.
10. Ядерная энергетика
11. Термоядерный синтез
12. Естественная и искусственная радиоактивность
13. Основные положения квантовой хромодинамики
14. Великое объединение
15. Антропный принцип
16. Иерархия структур в микромире
17. Иерархия структур в макромире
18. Иерархия структур в мегамире
19. Опытное подтверждение корпускулярно-волнового дуализма
20. Модели эволюции Вселенной
21. Опытные факты, лежащие в основе теории эволюции Вселенной
22. Звезды, их рождение, жизнь и смерть
23. Виды галактик
24. Согласованность фундаментальных констант
25. Природа и состав Солнца
26. Внутренние планеты
27. Внешние планеты и их спутники
28. Особенности планеты Земля
29. Структурные уровни организации живого
30. Химическая организация клетки
31. Основы цитологии
32. Законы Менделя
33. Проблемы генной инженерии
34. Формы естественного отбора и движущие силы эволюции
35. Эволюция головного мозга человека
36. Хаос как непредсказуемая степень порядка
37. Аттракторы и поведение сложных систем
38. Основные принципы синергетики
39. Самоорганизация в неживой природе
40. Самоорганизация в живой природе
Кроме этого желающим студентам предлагаются подготовка рефератов по актуальным вопросам современного естествознания с последующим докладом на студенческой научной конференции «Актуальные проблемы естествознания» в Нижегородском филиале МИИТа.
1.10 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
1.1.0.1 Литература
Основная
1. Горбачев Владимир Васильевич. Концепции современного естествознания: учебное пособие - М.: Мир и Образование; М.: Оникс 21 век, 2005
2. Дубнищева Татьяна Яковлевна. Концепции современного естествознания: учебное пособие - М.: Академия, 2003
3. Дубнищева, Татьяна Яковлевна. Концепции современного естествознания: Учебник. - М.: Маркетинг, 2000.
4. Дубнищева, Татьяна Яковлевна. Концепции современного естествознания: учебник - М.: ЮКЭА, 2005.
5. Канке, Виктор Андреевич. Концепции современного естествознания: учебник/ В. А. Канке. - - М.: Логос, 2003.
6. Карпенков, Степан Харланович. Концепции современного естествознания: Учебник - М.: Академический Проект, 2003.
7. Грядовой, Дмитрий Иосифович. Концепции современного естествознания: Учебник/ Д.И. Грядовой. - М.: ЮНИТИ, 2003.
8. Климова т. Ф.,
Электронный учебник «Концепции современного естествознания» КСЕ-2, РГОТУПС, 2006
Дополнительная
9. Международная Соросовская программа образования в области точных наук. Энциклопедия «Современное естествознание» в 10-ти томах –М., Издательский дом Магистр-Пресс, 2000.
(Математика. Механика; Физика волновых процессов; Физика конденсированных состояний; Физика элементарных частиц; Астрофизика; Физическая химия; Общая химия; Общая биология; Молекулярные основы биологических процессов; Науки о Земле; Современные технологии)
10. Концепции современного естествознания: Учебник/ Мин. общего и проф. образования РФ; под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. - М.: ЮНИТИ, 1997.
11. Коротких М.Т. Концепции современного естествознания: Конспект лекций. - СПб., 2004.
12. Липовко Петр Османович. Концепции современного естествознания: Учебник. - Ростов н/Д: Феникс, 2004.
13. Лихин, Александр Федорович. Концепции современного естествознания: учебник. - М.: Проспект, 2004. .
14. Мотылева Л.С. Концепции современного естествознания: Учебник. - СПб.: Союз, 2000.
15. Рузавин, Георгий Иванович. Концепции современного естествознания: Учебник - М.: ЮНИТИ, 2000.
16. Свиридов, Владимир Владимирович. Концепции современного естествознания: учебное пособие. - СПб.: Питер, 2005
17. Скопин, Алексей Юрьевич. Концепции современного естествознания: учебни - М.: Проспект; М.: ТК Велби, 2004
18. Горохов, Виталий Георгиевич. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М, 2003
19. Гриб, Андрей Анатольевич. Концепции современного естествознания: учебное пособие - М.: БИНОМ, 2003.
20. Гусейханов М.К. Концепции современного естествознания: учебник. - М.: Дашков и К, 2005.
21. Данилова, Вера Софроновна. Основные концепции современного естествознания: Учебное пособие- М.: Аспект Пресс, 2000.
22. CD «Александр Гордон»
1.10.2 Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины «Концепция современного естествознания»
На кафедре «Физика и химия» занятия проводятся в специализированных лабораториях, оснащенных практикумами по всем изучаемым темам курса.
В учебном процессе для освоения дисциплины используются следующие технические средства:
- компьютерное и мультимедийное оборудование (на лекциях, для самоконтроля знаний студентов, для обеспечения студентов методическими рекомендациями в электронной форме);
- приборы и оборудование учебного назначения (при выполнении лабораторных работ, исследований в рамках НИРС);
- пакет прикладных обучающих программ (для самоподготовки и самотестирования);
- видео- аудиовизуальные средства обучения (интерактивные доски, видеопроекторы);
- электронная библиотека курса (библиотека методических указаний в аудиториях для выполнения лабораторных работ: доступ свободный).
- электронный учебник по КСЕ на CD для 1 курса
Научно-популярные и документальные фильмы:
1. Байкал. Легенды великого озера, 2003
2. Воспоминания о будущем, 1970
3. Вселенная - Большой Взрыв
4. Генезис, 2004
5. Гигантские медведи, 1994
6. Голубая кровь: Смертельный эксперимент, 2004
7. Живой океан, 1995
8. Загадки ДНК: поиски Адама, 2006
9. Загадки нашего солнца, 1999
10. Касатки, 1998
11. Киты в опасности, 2004
12. Кошки, 1996
13. Кошки: ласковые тигры, 1991
14. Крадущиеся леопарды, 2001
15. Медведи, 2001
16. Микрокосмос, 1996
17. Мир глазами животных, 2004
18. Мир красоты и гармонии: Симфония воды, 1994
19. Мир красоты и гармонии: Симфония камня, 1996
20. Национальное географическое общество - Прогулка со львами, 2002
21. Невидимая жизнь растений, 1995
22. Одиссея первобытного человека, 2003
23. Отряд космических дворняг, 2004
24. Очарование природой 2: Краски земли, 1996
25. Очарование природой, 1996
26. Планета динозавров, 2003
27. Планеты, 1999
28. Плоды просвещения: Летучая мышь невероятных способностей, 2005
29. Плоды просвещения: Мыши-мутанты, 2004
30. По странам и континентам. Дикая Африка,2001
31. По странам и континентам. Южная Америка,
32. Повакаци, 1988
33. Повакаци 2: Жизнь в трансформации, 1998
34. Подводные впечатления, 2002
35. Подводный космос, 2002
36. Подводный мир Кусто,
37. Поиски драконов, 2005
38. Последний людоед - индийский тигр-убийца, 2003
39. Прогулка со львами, 2002
40. Прогулки с динозаврами, 1999
41. Прогулки с пещерными людьми, 2003
42. Прогулки с чудовищами,2001
43. Птицы 2: Путешествие на край света,2005
44. Ритуал в измененном времени, 1946
45. Свет ярче, чем кажется..., 2004
46. Тигровые акулы, 2000
47. Хищники глубин, 2004
48. Царство Белых Медведей, 2005
49. Чернобыль - за секунды до катастрофы, 2004
50. Чудеса морских глубин 3: Танцы на рифах, 2003
51. Чудеса морских глубин, 1996
52. Чужие из бездны, 2005
Интернет - ресурсы
1. nrc.edu.ru – «Концепция современного естествознания» - электронный учебник, разработанный в Московском Государственном Открытом университете (Эволюция вселенной, биологическая картина мира и др.)
2. ispu.ru - Концепции современного естествознания. Курс лекций. Тихонов А.И., 2002г. (электронное on-line пособие, Ивановский Гос. Энерг. Унив.)
3. bobych.ru - Концепции современного естествознания (КСЕ). Курс лекций.
4. fepo.ru - репетиционное и контрольное тестирование по дисциплине «Концепции современного естествознания» на сайте информационно-методической поддержки Федерального Интернет-экзамена в сфере профессионального образования (ФЭПО).
5. gumfak.ru - электронная библиотека для студентов Гуманитарных специальностей. В разделе Естествознание (КСЕ) - учебник, пособие, лекции и материалы к семинарским занятиям.
6. ihtik.lib.ru - библиотека «Ихтика»:
1) раздел «Учебные материалы» (ihtik.lib.ru/edu_19may2006/) Учебники по естествознанию и КСЕ;
2) раздел «Теоретическое естествознание» (ihtik.lib.ru/teor-estestv_28may2006/).
7. liblaw.bitel.ru – выложены учебники:
8. Потеев М.И. Концепции современного естествознания. СПб.: Издательство «Питер», 1999.— 352 с;
9. Концепции современного естествознания. Л.Д. Столяренко, В.Е. Столяренко, Н.Ю. Турчина, под рук. Самыгина С.И. Сер. «Учебники и учебные пособия». Ростов н/Д: «Феникс», 1997.
10. piramyd.express.ru - Природа о себе или разум о природе. Бахарев В.Н., (ч. 1 - Материя и ее состояние во Вселенной; ч. 2 - Разум и его состояние во Вселенной)
11. philosophy.ru - раздел «Философия языка, философия науки, философия сознания» на сайте «Философия в России». КСЕ в разделе учебники. Выложены книги:
1) История греческой философии в ее связи с наукой. Гайденко П.П.
2) История новоевропейской философии в ее связи с наукой. Гайденко П.П.
3) Концепция современного естествознания: курс лекций. Сипаров С.В.
4) Философия науки и техники. Степин В.С., Горохов В.Г., Розов М.А.
12. books.atheism.ru Концепция современного естествознания. Аруцев А.А., Ермолаев Б.В., Кутателадзе И.О., Слуцкий М.С.
13. tutornet.nsu.ru - 5 книг по общим вопросам естествознания на TutorNet.Ru.
14. vusnet.ru = i-u.ru - Библиотека РГИУ (Российского гуманитарного Интернет-университета):
1) Концепции современного естествознания. Найдыш В.М., Учебник. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М., Альфа-М.doc; ИНФРА-М, 2004. - 622 с. 2) Человек как космопланетарный феномен. Волков Ю.Г., Поликарпов В.С. – Ростов н/д: Изд-во Рост. Ун-та, 1993
15. 5ka.ru - раздел Естествознание на сайте «5ka.ru». Рефераты, курсовые, доклады, экзаменационные вопросы и т.д.
Реализация программы дисциплины «Концепции современного естествознания ” предполагает наличие:
- компьютерного класса с программным обеспечением соответствующих видов занятий.
- лабораторных работ по программе курса;
- билетов для тестового контроля текущего усвоения материала и контроля усвоения материала по основным разделам.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СТУДЕНТАМ
В процессе изучения курса КСЕ студент должен выполнить 2 контрольные работы. Решение задач в контрольной работе № 1 является проверкой степени усвоения студентом теоретического курса, а рецензии на работу помогают доработать и правильно освоить различные разделы курса КСЕ.
Перед выполнением контрольной работы студенту необходимо внимательно ознакомиться с примерами решения задач по данной контрольной работе, уравнениями и формулами, приведенными в методических указаниях. В некоторых случаях преподаватель может дать студенту индивидуальное задание – задачи, не входящие в вариант студента.
1. Выбор задач производится по таблице вариантов, приведенных в каждом разделе: первые четыре задачи выбираются по варианту, номер которого совпадает с последней цифрой учебного шифра, а пятую и шестую задачи – с предпоследней цифрой шифра.
Правила оформления контрольных работ и решения задач:
1. Условия всех задач студенты переписывают полностью без сокращений.
2. Все значения величин, заданных в условии и привлекаемых из справочных таблиц, записывают для наглядности сокращенно (столбиком) в тех же единицах, которые заданы, а затем рядом осуществляют перевод в единицы СИ.
3. Кроме задач на ядерные реакции, все задачи следует решать в СИ.
4. Необходимо указать физические законы, которые должны быть использованы, и аргументировать возможность их применения для решения данной задачи.
5. С помощью этих законов, учитывая условие задачи, получить необходимые расчетные формулы.
6 Вывод формул и решение задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями.
7 Использованные в формулах буквенные обозначения должны быть согласованы с обозначениями, приведенными в условии задачи и на приведенном рисунке. Дополнительные буквенные обозначения следует сопровождать соответствующими объяснениями.
8. Основные законы, которыми следует пользоваться при решении задач (вывод расчетных формул), приведены в каждом из разделов. Там же приведены некоторые формулы, которыми можно пользоваться без вывода.
9. Вычисления следует производить по правилам приближенных вычислений с точностью, соответствующей точности исходных числовых данных условия задачи. Числа следует записывать в стандартном виде, используя множитель 10, например не 0,000347, а 3,47·10-4
.
10. Каждая последующая задача должна начинаться с новой страницы.
11. В конце контрольной работы необходимо указать учебные пособия, учебники, использованные при ее выполнении, и дату сдачи работы.
12. Если контрольная работа не допущена к зачету, то все необходимые дополнения и исправления сдают вместе с незачтенной работой. Исправления в тексте незачтенной работы не допускаются.
13. Допущенные к зачету контрольные работы с внесенными уточнениями предъявляются преподавателю на зачете. Студент должен быть готов дать во время зачета пояснения по решению всех выполненных задач.
При изучении дисциплины и выполнении контрольных работ студентам рекомендуется использовать следующие материалы, разработанные кафедрой:
1. Силина Е.К.. Фортыгин А.А. Концепции современного естествознания. Рабочая программа и задания на контрольную работу для студентов специальностей Ф,БУ, НЭ,МО, М, ЭИ, М.. РГОТУПС, 2005 – 25 с
2. Климова Т.Ф., Климова Д.В., Пушин В.М., Доль Л.В. Концепции современного естествознания. Руководство к выполнению контрольных работ для студентов 1 курса экономических специальностей М., РГОТУПС, 2005 - 83 с
3. Климова Т. Ф., Климова Д. В.. Силина Е. К., Журавлева М.А Электронный учебник «Концепции современного естествознания» КСЕ-2, РГОТУПС, 2006
4.Концепции современного естествознания. Часть 1. Неживая природа. Методические материалы для проведения практических занятий для студентов 1 курса факультета «Информационные технологии специальности БУ, М., РГОТУПС, 2001 - 88 с
5.Концепции современного естествознания Часть 1. Руководство к выполнении лабораторных работ для студентов 1 курса экономических специальностей дневной и вечерней формы обучения факультета «Информационные технологии и менеджмент» М., РГОТУПС, 2001 -75 с
6. Концепции современного естествознания. Часть 2. Живая природа. Методические материалы для проведения практических занятий для студентов 1 курса факультета «Информационные технологии специальности БУ, М., РГОТУПС, 2001 - 90 с
7.Концепции современного естествознания Часть 2. Руководство к выполнении лабораторных работ для студентов 1 курса экономических специальностей дневной и вечерней формы обучения факультета «Информационные технологии и менеджмент» М., РГОТУПС, 2001 -75 с
8 Климова Т.Ф. Климова Д.В. Концепция современного естествознания Рабочая программа для студентов 1 курса экономических специальностей вечерней формы обучения факультета «Информационные технологии и менеджмент» М., РГОТУПС, 2002 -15 с
9 Климова Т.Ф. Климова Д.В. Концепция современного естествознания Рабочая программа для студентов 1 курса экономических специальностей дневной формы обучения факультета «Информационные технологии и менеджмент» М., РГОТУПС, 2003 -20 с
10. Климова Т.Ф. Электронная презентация курса лекций «Концепции современного естествознания», РГОТУПС, 2006
4. МЕТОДИЧЕКИЕ 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.
4. Организуя самостоятельную работу, необходимо постоянно обучать студентов методам такой работы.
5. 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 трёх – четырёх вопросов;
- предоставление студентам четыре – пять 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 бюллетени, 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. 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.
4.
МАТЕРИАЛЫ ТЕКУЩЕГО И ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТРОЛЯ.
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
В процессе проведения лабораторных занятий осуществляется текущий контроль знаний студентов. На зачетном занятии происходит промежуточный контроль знаний по темам выполненного лабораторного практикума.
При самостоятельной проработке материала осуществляется промежуточный контроль знаний студентов посредством тестов в системе КОСМОС. Порядок проведения текущего контроля и промежуточной аттестации строго соответствует Положению о проведении текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов в университете
Итоги промежуточной и текущей аттестации учитываются при приёме экзамена.
2.1 Материалы промежуточного контроля
Ниже приводится ряд примеров материалов, используемых для промежуточного контроля
знаний в рамках самостоятельной работы студентов на лабораторных занятиях.
Лабораторные работы соответствуют программе курса и являются практически тем набором, из которого состоит практикум по физике во всех филиалах. С одной стороны набор вопросов к каждой работе позволит студентам глубже разобраться в изучаемом физическом явлении, а также самим более осознанно и грамотно выполнить практическую часть работы. С другой стороны, набор этих вопросов облегчит преподавателю возможность контролировать полученные знания и практические навыки студентов. Все вместе взятое способствует лучшему усвоению учебного материала и сознательному применению физических знаний в производственной практике и повседневной жизни.
Примеры контрольных вопросов к лабораторным работам по КСЕ для студентов 1 курсов экономических специальностей
Тема 3. Фундаментальные взаимодействия
Лабораторная работа № 2 Изучение магнитного поля Земли
1. Что является источником магнитного поля? Приведите примеры графического изображения магнитных полей.
2. Перечислите и поясните элементы земного магнетизма.
3. Сформулируйте и запишите закон Био - Савара - Лапласа.
4. От чего зависит напряженность магнитного поля в центре кругового тока?
5. Как определить направление Н в центре кругового тока? Поясните на рисунке.
6. Объясните устройство и принцип тангенс-гальванометра.
7. Как следует расположить катушку тангенс-гальванометра перед началом эксперимента? Почему?
8. Напишите расчетную формулу для определения Но
.
9. Как изменится значение Но
в расчетной формуле, если силу тока увеличить в два раза?
10. Одну и ту же экспериментальную установку использовали для определения Но
в Москве и в Архангельске. При прочих равных условиях по току и числу витков одинаковы ли показания угла отклонения a стрелки компаса?
11. Одинаковые ли значения Но
получаться при использовании одной и той же лабораторной установки в Москве и в Воркуте?
12. При каком угле отклонение a тангенс-гальванометра значения Но
и Нвитка
равны?
13. При каких значениях угла отклонения a тангенс-гальванометра Но
> Нвитка
. Поясните рисунком.
14. При каких значениях угла отклонения a тангенс-гальванометра Но
< Нвитка
. Поясните рисунком.
15. Можно ли в схеме лабораторной установки использовать переменный ток? Почему?
16. Какие причины могут влиять на точность результатов измерения в данной работе?
17. Начертите и поясните взаимное расположение векторов Но
и Нвитка
.
18. По результатам работы подсчитайте магнитный поток через катушку тангенс-гальванометра, создаваемый током.
19. Почему в работе по определению горизонтальной составляющей магнитного поля Земли стрелка тангенс-гальванометра отклоняется то в одну сторону, то в другую? Какова причина? Поясните на рисунке.
20. Изменится ли численное значение Н3
, если изменить: а) число витков катушки; б) радиус витков катушки?
21. Чему равна горизонтальная составляющая магнитного поля Земли на магнитном полюсе и на магнитном экваторе планеты?
Тема 4 «Концепция единства пространственно-временных отношений в природе
Лабораторная работа № 4 Изучение законов сохранения на примере фотоядерных реакций»
1. Какое строение имеют ядра химических элементов?
2. Какие частицы входят в состав ядра?
3. Что такое изотопы и изобары?
4. Что называется массовым и зарядовым числами?
5. Что называется ядерной реакцией?
6. Что называется γ-квантом?
7. Какие реакции называются фотоядерными?
8. Что такое каналы ядерных реакций?
9. Какие законы сохранения выполняются в фотоядерных реакциях?
10. Сформулируйте закон сохранения электрического заряда.
11. В чем состоит закон сохранения нуклонов?
12. Сформулируйте и запишите закон сохранения энергии для фотоядерной реакции.
13. Сформулируйте и запишите закон сохранения импульса.
14. Какие законы сохранения лежат в основе определения типов фотоядерной реакции?
15. Какой принцип работы камеры Вильсона?
16. Для чего камеру Вильсона помещают в магнитное поле?
17. Какие частицы оставляют треки в камере Вильсона?
18. Какая сила действует на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле?
19. Как по радиусу кривизны трека частицы определить ее импульс и энергию?
20. От чего зависит кривизна, толщина и длина трека частицы в камере Вильсона?
21. Какие законы сохранения лежат в определении энергии γ-кванта в фотоядерных реакциях?
Тема 5 Континуальные и корпускулярные традиции описания природы
Лабораторная работа № 5 Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
1. Дайте определение дифракции света. При каких условиях она наблюдается?
2. Поясните устройство и назначение дифракционной решетки. Что называется периодом решетки.
3. Сформулируйте принцип Гюйгенса - Френеля и с его помощью объясните явление дифракции.
4. Поясните виды дифракции: дифракция Френеля (на круглом отверстии); дифракция Фраунгофера (на щели).
5. Запишите и поясните условия главных max и главных min при дифракции на решетке.
6. Какую картину можно увидеть на экране от дифракционной решетки, если ее освещать белым светом? Идеальным зеленым светом?
7. Как изменится дифракционная картина на экране, если период дифракционной решетки увеличится? Уменьшится?
8. Почему при освещении решетки белым светом на месте максимумов получаются спектры?
9. Каков порядок следования цветов дифракционных спектров (от нулевого порядка)?
10. Почему спектр нулевого порядка при освещении белым светом не имеет цветной краски?
11. Как изменится дифракционная картина, если закрыть половину решетки?
12. Что называется шириной полосы пропускания светофильтра?
13. Рассчитайте максимальный порядок спектра, который может дать применяемая в работе дифракционная решетка?
14. Как проявляется явление дифракции в природе? Приведите примеры.
15. Исходя из экспериментальных данных, рассчитайте угол дифракции для волны, являющейся внутренней границей спектра первого порядка? Второго порядка? Сравните их.
16. Исходя из экспериментальных данных, рассчитайте угол дифракции для волны, являющейся внешней границей спектра первого порядка? Второго порядка? Сравните их.
17. Что изменится в расчетной формуле, если расчет производим для спектра первого и второго порядков?
18. Что изменится в расчетной формуле, если увеличить расстояние между дифракционной решеткой и экраном?
19. Что изменится в расчетной формуле, если уменьшить расстояние между дифракционной решеткой и экраном?
20. Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного.
Тема 7. Биологический уровень организации материи
Лабораторная работа № 14 «Изучение общих закономерностей поведения открытых систем на примере компьютерной программы « Жизнь»
1. Чем отличаются открытее системы от замкнутых?
2. Дайте определение открытой и замкнутой систем
3. Выполняются ли законы сохранения в открытых системах
4. Обоснуйте почему не выполняются законы сохранения в открытых системах.
5. Что такое флуктуации?
6. Что является причиной возникновения флуктуаций?
7. Что такое бифуркация?
8. Назовите причины и следствия бифуркаций
9. Какие факторы определяют устойчивость открытой системы?
10. Сформулируйте общие принципы развития открытых систем и приведите примеры их проявления
11. Возможна ли самоорганизация в системах, не имеющих контакта с внешней средой, то есть в замкнутых системах?
12. Если в открытой системе происходит самоорганизация, что происходит в окружающем пространстве?
13. Какие основные закономерности наблюдаются при транспортировке вещества в природе?
14. Является лм благом появление бессмертных организмов?
15. Является ли смерть необходимым фактором существования природных циклов?
16. Возможно ли заимствование вещества биологической системой из систем с более высокой упорядоченностью?
17. Можно ли связать законы синергетики с общими законами развития общества и экологическими проблемами?
18. Какие законы подтверждаются результатами выполненной работы?
Промежуточный контроль знаний при самостоятельной работе студентов осуществляется тестированием в системе КОМПАС. Студентам – заочникам для самопроверки усвоения знаний предлагается на первом курсах ответить на два теста по материалу изучаемых разделов
Примерные образцы заданий приведены ниже
Тест 1 Концепции современных физики и космологии
1. Система научных знаний называется
А) наука; Б) научное познание знание; В) научные знания; Г) нет правильного ответа
2. Состояние механического движения тел по отношению ко времени может быть
А) обратимым Б) необратимым В) безразличным
3. Механистическая картина мира:
А) движение – простое механическое перемещение; Б) законы движения –фундаментальные законы мироздания; В) движение распространение колебаний в поле, которое описывается законами электродинамики;
Г) пространство и время несамостоятельны и зависимы от материи;
Д) пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер
4. Частицы, участвующие в слабых взаимодействиях:
А) кварки; Б) электрически заряженные частицы; В) лептоны, кварки
Г) все частицы
5. Размеры атома:
А) 10 –10
м; Б) (10-15
10-14
) м; В) 10 –15
м; Г) 10-18 м
6.Слабое взаимодействие:
А) имеет универсальный характер и может выступать в зависимости от знака заряда либо, как притяжение либо как отталкивание, оно определяет возникновение атомов, молекул и макроскопических тел.
Б) имеет универсальный характер и выступает в виде притяжения, оно является самым слабым из всех взаимодействий.
В) обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы
Г) действует только в микромире и описывает некоторые виды ядерных процессов, оно короткодействующее и характеризует все виды бета – превращений
7. На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует
А) кулоновская сила F = qE; Б) сила Лоренца F = q[V·B]; В) сила Ампера F = BILsinα
8. Утверждение, без которого немыслима гелиоцентрическая теория: А) Земля имеет форму шара Б) планеты вращаются вокруг Солнца; В) Земля вращается вокруг собственной оси Г) звезды – огромные тела типа Солнца
9. Около центра Солнца расположена
А) конвективная зона; Б) зона ядерных реакций; В) солнечная корона
Г) хромосфера
10. В черные дыры в ходе эволюции превращаются звезды, масса которых
А) порядка массы Солнца Б) меньше массы Солнца В) в 1,2 – 1, 4 раза больше массы Солнца; Г) больше 2-х масс Солнца
11. Радиогалактики:
А) это самые далекие объекты Метагалактики
Б) по виду напоминают туманные пятна эллиптической формы
В) эти галактики похожи на нашу Галактику
Г) в отличие от нормальных галактик являются мощнейшим источником радиоизлучения
12. Упорядоченная целостность систематизированных знаний о Вселенной и человеке, формирующаяся на базе фундаментальных открытий и достижений, прежде всего естествознания называется
А) мифологической картиной мира; Б) религиозной картиной мира; В) картиной мира; Г) философской картиной мира; Д) естественно-научной картиной мира
13. Площадь суши на Земле сокращается в результате затопления водами океана, планета тускнеет, так как уменьшается ее альбедо, оверхность разросшегося океана поглощает больше солнечных лучей. что приводит к общему повышению температуры. этот процесс называют
А) регрессия океана; Б) трансгрессия океана; В)В) глобальной тектоникой) Г) мобилизмом
14. Материя есть субстанция, состоящая из отдельных частиц – атомов или корпускул. Атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы. характеризуются наличием массы и веса . Это утверждает
А) концепция созерцательного материализма в натурфилософии; Б) концепция дискретного строения материи в классической механике; В) концепция континуального (непрерывного) строения материи в электродинамике; Г) концепция корпускулярно - волнового дуализма в квантовой механике.
15. Единая квантово-механическая система, объединяющая атомы
А) молекула; Б) атомы) В) нуклоны) Г) кварки
16. Имеет универсальный характер и может выступить в зависимости от знака заряда либо как притяжение. либо как отталкивание, определяет возникновение атомов. молекул и макроскопических тел
А) слабое взаимодействие; Б) сильное взаимодействие; В) электромагнитное взаимодействие; Г) гравитационное взаимодействие
17. К свойствам пространства не относятся
А) протяженность; Б) необратимость; В) непрерывность; Г) прерывность
18. Самоорганизующаяся система не характеризуется
А) открытостью; Б) равновесностью; В) отсутствием управляющего вмешательства извне; Г) высокой упорядоченностью
19. Ядро 3
7
Li. Число протонов Z = _____, число нейтронов N =____, количество нуклонов А =___
20. В фотоядерной реакции 3
7
Li + γ = 0
1
n+ ? образовалось ядро _____
21. Энергия фотона равна 10 МэВ, частота электромагнитной волны равна ν =____Гц, длина волны λ = ____м
22. Период полураспада актиния 225
Ас равен 10 суток. За суток количество нераспавшихся ядер составит 25% от начального количества
23. Раствор имеет значение рН = 2, концентрация ионов водорода [H+
] равна ____ моль/л, значение рОН равно ____
Тест 2 Синергетика. Концепции современной биологии
1. Самоорганизующаяся система не характеризуется
А) открытостью;
Б) равновесностью;
В) отсутствием управляющего вмешательства извне;
Г) высокой упорядоченностью
2. Признание существования у Природы и всех структур мироздания только в рамках глобального эволюционного процесса, начатого в момент рождения Вселенной, называется
А) системность;
Б) самоорганизация;
В) эволюционизм;
Г) историчность
3. После прохождения точки бифуркации система
А) возвращается в исходное состояние; Б
Б) случайно выбирает путь нового развития;
В) не подчиняется законам термодинамики;
Г) прекращает взаимодействие с другими системами.
4. И. Р. Пригожин открыл самоорганизацию макросистем в виде
А) концентрационных автоволн;
Б) диссипативных структур;
В) открытых каталитических систем;
Г) нестационарных нелинейных систем
5. Способность материи к самоусложнению и созданию все более упорядоченных структур в процессе развития той или иной организации мироздания называется
А) системность;
Б) самоорганизация;
В) эволюционизм;
Г) историчность
6. Признание наличия у Природы и всех структур мироздания истории их существования и развития, а, следовательно, принципиальной незавершенности настоящей, да и любой картины мира, называется
А) системность;
Б) самоорганизация;
В) эволюционизм;
Г) историчность
7. Функция состояния системы, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов в замкнутой системе, называется
а) энергия;
Б) энтропия;
В) энтальпия;
Г) импульс
8. В замкнутой системе энтропия
А) стремится к максимуму;
Б) стремится к минимуму;
В) не меняется;
Г) равна нулю
9.Системность – это
А) упорядоченное множество взаимосвязанных элементов;
Б) способность материи к усложнению и созданию упорядоченных структур; В) признание существования Природы и всех структур мироздания только в рамках глобального процесса развития, начатого в момент развития;
Г) признания наличия у природы и всех структур мироздания истории и развития и, следовательно, принципиальной незавершенности.
10. Спонтанный переход открытой неравновесной системы от простых неупорядоченных форм к более сложным и упорядоченным называется
А) развитием;
Б) эволюцией;
В) самоорганизацией;
Г) перестройкой
11. Эволюционизм – это
А) упорядоченное множество взаимосвязанных элементов;
Б) способность материи к усложнению и созданию упорядоченных структур; В) признание существования Природы и всех структур мироздания только в рамках глобального процесса развития, начатого в момент развития;
Г) признания наличия у природы и всех структур мироздания истории и развития и, следовательно, принципиальной незавершенности
12. Синергетика -
А) наука о самоорганизации сложных систем, о превращении хаоса в порядок;
Б) наука, изучающая математическими методами управляющие системы и процессы управления;
В) научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности;
Г)- наука о формах и отношениях, взятых в отвлечении от содержания.
13.Историчность – это
А) упорядоченное множество взаимосвязанных элементов;
Б) способность материи к усложнению и созданию упорядоченных структур; В) признание существования Природы и всех структур мироздания только в рамках глобального процесса развития, начатого в момент развития;
Г) признания наличия у природы и всех структур мироздания истории и развития и, следовательно, принципиальной незавершенности.
14. Синергетика – это наука о превращении
А) простых систем в сложные;
Б) сложных систем;
В) порядка – в хаос
Г) хаоса в космос
15. Термин «синергетика» введен в связи с исследованием
А) неравновесных фазовых переходов лазера;
Б) реакции «химические часы»;
В) согласованных действий нервной системы при мышечных движениях;
Г) сотрудничества оператора с компьютером.
16. Согласно второму закону термодинамики, с течением времени в замкнутой изолированной системе энтропия должна
А) возрастать;
Б) убывать;
В) стабилизироваться;
Г) исчезнуть
17. Неандерталец – это подвид человека
А) умелого; Б) разумного; В) прямостоящего; Г) современного,
18. Самой низкой биомассой и продукцией среди экосистем суши обладают
А) тундра и тайга; Б) пустыни и тайга; В) тайга и пустыни; Г) пустыни и тундры
19. Материалом для эволюционных процессов служит:
А) генетическая разновидность популяции; Б) вид; В) благоприобретенные признаки; Г) бесполезные или вредные признаки
20. Первые организмы на нашей планете:
А) возникли в море; Б) были одноклеточные; В) возникли на суше; Г) могли расти и размножаться
23. Воспроизведение и непрерывность цепи живых организмов на Земле обеспечивается:
А) видообразованием Б) дрейфом генов В) энергетическим обменом Г) размножением
2 2.Ген -это:
А) мономер белковой молекулы Б) материал для эволюционных процессов
В) участок молекулы ДНК. содержащий информацию о первичной структуре белка; Г) способность родителей передавать свои признаки следующему поколению
22.Появление и развитие человека относят:
А) палеогеновому периоду; Б) неогеновому периоду; В) антропогеновому периоду; Г) кайнозойской эре
23.Природное жизненное пространство, занимаемое сообществом. называется:
А) экосистемой; Б) биоценозом; В) биотопом; Г) ареалом
24.Популяцию характеризуют следующие свойства:
А) рождаемость, смертность; Б) среда обитания, условия жизни; В) численность, плотность; .Г) возрастная структура, возрастной спектр; Д) распределение в пространстве (дисперсия)
25.Изъятие травоядных животных из экосистемы природного пастбища вызовет:
А) повышение интенсивности конкуренции и увеличение разнообразия видов растений; Б) понижение интенсивности конкуренции и уменьшение разнообразие видов растений; В) понижение интенсивности конкуренции и увеличение разнообразия видов растений; Г) повышение интенсивности конкуренции и уменьшение разнообразия видов растений
26.Выпадение кислотных дождей связано с:
А) изменением солнечной радиации; Б) повышением содержания углекислого газа в атмосфере; В) увеличением количества озона; Г) выбросами в атмосферу оксида серы и оксидов азота
27.Различают два адаптивных типа человека. Один из них «спринтер», характеризующийся
А) высокой устойчивостью к воздействию кратковременных экстремальных факторов; Б) низкой устойчивостью к воздействию кратковременных экстремальных факторов; В) способностью переносить длительные физические нагрузки; Г) способностью выполнять монотонную работу
2.2 Материалы итогового контроля
Ниже приводится примерный перечень вопросов к экзаменам по всему изучаемому курсу физики.
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Тема. 1 Естественная и гуманитарная культура. Панорама современного естествознания
1. этапы развития естествознания
2. Роль естественных наук в формировании научной картины мира
Тема 2. Структурные уровни организации материи
3. Свойства физического вакуума
4. Структурные уровни микромира
5. Структурные уровни макромира
6. Структурные уровни мегомира
Тема 3. Фундаментальные взаимодействия
7. Типы фундаментальных взаимодействий и их сопоставление
8. Понятие заряда как носителя взаимодействий. Типы зарядов
9 Роль гравитационного взаимодействия в формировании Вселенной
10. Закон всемирного тяготения.
11. Законы Кеплера
12. Черные дыры
13. Гравитационное поле и гравитационные волны
14. ОТО – современная теория гравитации
15. Характеристики электрического и магнитного полей.
16. Свойства электромагнитных волн
17 Шкала электромагнитных волн
18.Характристика слабого взаимодействия
19. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
20 Деление тяжелых ядер. Цепная реакция
21. Сильное взаимодействие. Цветовой заряд
21. Нуклоны. Строение атомного ядра
22. Дефект массы и энергия связи ядра
Тема 4. Концепция единства пространственно-временных отношений
23. Фундаментальные физические представления о пространстве и времени
24. Свойства пространства и времени
25. Закон сохранения импульса и однородность пространства
26. Закон сохранения момента импульса и изотропность пространства
27. Закон сохранения энергии и однородность времени
28. Постулаты СТО
29. Протяженность движущегося объекта и промежуток времени удаленных событий в СТО
30. Взаимосвязь массы и энергии в СТО
Тема 5. Континуальные и корпускулярные традиции описания природы
31. Вещество – поле и частицы
32. Корпускулярно-волновой дуализм, гипотеза и формула де-Бройля
33. Принцип неопределенностей Гейзенберга
34. Принцип дополнительности
35. Принцип соответствия
36. Принцип Паули и периодическая система элементов
Тема 6. Эволюция Вселенной
37. Концепция Большого взрыва.
38. Опытные факты, лежащие в основе теории эволюции Вселенной
39. Закон Хаббла.
40. Проблема темной материи и энергии
41. Первичный нуклеосинтез. Ранняя водоро-гелиевая Вселенная
42. Образование звезд. Звездный нуклеосинтез.
43. Зависимость эволюции звезд от их массы
44. Виды галактик
45. Наша Галактика, характеристика
46. Химический состав Вселенной.
47. Антропный принцип
48. Природа и состав Солнца
49. Характеристика внутренних планет
50. Внешние планеты и их спутники
51. Земля – планета Солнечной системы
Тема 7. Биологический уровень организации материи
53. Сущность живого и основные признаки
54. Структурные уровни организации живой материи.
55. Химическая организация клетки
56. Основные положения клеточной теории
57. Законы Менделя
58. Основные положения теории наследственности
59. ДНК и РНК
60. Современные гипотезы происхождения жизни
61. Движущие силы эволюции
62. Формы естественного отбора
63. Основные этапы антропогенеза
Тема 8. Порядок и хаос в природе. Синергетика. Процессы самоорганизации в природе и обществе
64. Виды аттракторов и поведение сложных систем
65. Бифуркации
66. Общие принципы синергетики.
67. Самоорганизация в неживой природе
68. Самоорганизация в живой природе
2.3 Методическое обеспечение процедуры контроля
Список литературы, рекомендуемой для составления конкретного набора вопросов текущего и итогового контроля знаний студентов, приведён выше в разделе 1.10.1; соответствующие методические рекомендации преподавателями представлены в разделе 3, студентам – в разделе 2.
Сроки и форма проведения контроля должны соответствовать нормам, установленным требованиями Государственного образовательного стандарта, распоряжениями Министерства образования России, а также – соответствующими приказами по Московскому государственному университету путей сообщения (МИИТ).