ПРОСТРАНСТВО, ВРЕМЯ, СИММЕТРИЯ 1 часть

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При составлении тематических заданий (тестов) за основу принимаются требования ГОС к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы соответствующей дисциплины. Для дисциплины КСЕ эти требования мало отличаются друг от друга (табл. 1). Однако, по трудоемкости, времени, выделяемому в учебных планах на изучение КСЕ, различия могут быть существенными. Поэтому сейчас тесты Росаккредагентства разрабатываются для двух уровней: для направлений и специальностей с трудоемкостью до 130 учебных часов (уровень 1) и более 130 часов (уровень 2).

Таблица 1

Специальность: 080502.65 — Экономика и управление на предприятиях (по отраслям)

Дисциплина: Концепции современного естествознания ыполнения теста: 80 минут

Колличество заданий: 32

Требования ГОС к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы

Таблица 2

Специальность: 080502.65 — Экономика и управление на предприятиях (по отраслям)

Дисциплина: Концепции современного естествознания

Время выполнения теста: 80 минут

Количество заданий:32

Тематическая структура аттестационных педагогических измерительных материалов

Независимо от трудоемкости, содержание учебной дисциплины КСЕ раз­деляется на шесть разделов, которые называются дидактическими единица­ми (ДЕ). Названия этих ДЕ приведены в табл. 2 и соответствуют названиям отдельных глав настоящего пособия. Каждая ДЕ, в свою очередь, состоит из 4-8 тем, число которых и определяет количество тестовых заданий при проведении интернет-экзамена. Число и название этих тем могут различать­ся разных направлений и специальностей. Чаще всего в тестах встречается от 26 до 32 допросов. В пособии рассмотрено максимальное число тем — 32 (см. табл. 2). В тестах с меньшим числом заданий некоторые темы отсутсвуют или объединены друг с другом.

Информация о ГОС и тематической структуре аттестационных педагогических измерительных материалов доступна на сайте Росаккредагентства www.fepo.ru.

Сак же оцениваются результаты тестирования? Интернет-тестирование проходит в компьютерных классах сразу для целой группы студентов. Каждый студент выполняет индивидуальное задание (тест), но результат тестирования относится ко всей группе. Важнейшим критерием оценки является процент усвоения ДЕ. Она считается усвоенной, если студент правильно ответил на 50% и более вопросов по темам, относящимся к этой ДЕ. Например, проведении тестирования по КСЕ для студентов специальности 080502.65 табл. 1) ДЕ № 3 «Структурные уровни и системная организация материи» считается усвоенной студентом, если он дал правильные ответы на 4 вопроса и более. В противном случае ДЕ не считается усвоенной.

Как отмечалось выше, особенностью интернет-тестирования является то, при подведении итогов учитываются не отдельные достижения каждого студента, а интегральный результат академической группы, курса, всего контингента студентов. При этом результат экзамена считается положительным, если не менее 50% студентов продемонстрировали усвоение всех (!) ДЕ. Таким образом, можно, например, ответить на 29 вопросов из 32, но если неправильные три относятся к одной ДЕ, где всего четыре вопроса, то данный студент вносит отрицательный вклад в итоговый результат тестирования группы.

На ответы по тесту студенту отводится определенное время (см. табл. 2). В зависимости от количества вопросов это время может составлять от 45 до 90 минут. Порядок ответов на вопросы произвольный, можно пропустить какой-то вопрос и вернуться к нему позже. При этом скорость выполнения ний теста не имеет никакого значения и никак не учитывается.

Все тестовые задания делятся на четыре типа, отличающиеся формулировками и значками, стоящими перед вариантами ответов (в настоящем пособии эти значки не воспроизводятся).

Первый тип — это задание с выбором одного-единственного варианта ответа (на компьютере около вариантов ответов изображены маленькие кружки), например,

Задание 23.8 (выберите один вариант ответа).

Согласно космологическим моделям происхождение легких химических элементов (до железа) связано с ...

Варианты ответа:

1. Процессами жизнедеятельности живых организмов.

2. Реакциями радиоактивного распада тяжелых элементов.

3. Термоядерными реакциями внутри звезд.

4. Вулканической деятельностью Земли.

Правильным является ответ: 3) термоядерными реакциями внутри звезд.

Второй тип — задание, предполагающее выбор нескольких (как прави­ло, двух) вариантов ответа (на компьютере около вариантов ответа изобра­жены небольшие квадратики), например,

Задание 21.2 (выберите несколько вариантов ответа).

Не прибегая к вычислениям, укажите, в каких процессах энтропия воз­растает:

Варианты ответа:

Правильными являются ответы:

Третий тип — задание на установление правильной последовательности. Здесь надо нужные цифры вставить в большие квадраты около вариантов ответа. Например,

Задание 11.7 (выберите варианты согласно указанной последовательности).

Укажите правильную последовательность (от большего к меньшему) в структурной иерархии мегамира:

□ Галактики. □ Планеты. □ Звезды. □ Метагалактика.

Правильный вариант ответа: 1) метагалактика; 2) галактики; 3) звезды; 4) планеты.

Наконец, четвертый тип — это задание на установление соответствия. Фактически такие задания напоминают первый тип, так как возможные со­ответствия указаны в вариантах ответа. Нужно только выбрать соответст­вующий вариант. Например,

Задание 21.1 (установите соответствие между формулировками второго начала термодинамики и свойствами энтропии).

1. Энтропия — мера вероятности макроскопического состояния системы.

2. Энтропия изолированной системы с течением времени может только возрастать или оставаться постоянной.

3. Энтропия системы — мера отсутствия детального знания о ней.

Варианты ответа:

A. При получении системой тепловой энергии ее энтропия возрастает.

Б. Доступная об изолированной системе информация с течением времени

убывает.

B. Теплота самопроизвольно передается от горячего тела к холодному, но не наоборот.

Г. С течением времени изолированная система самопроизвольно перехо­дит из менее вероятного в более вероятное состояние.

Правильным является соответствие: 1 — Г; 2 — В; 3 — Б.

Желаем успехов всем участникам интернет-экзамена по КСЕ!

ЭВОЛЮЦИЯ НАУЧНОГО МЕТОДА И ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА

1.

НАУЧНЫЙ МЕТОД ПОЗНАНИЯ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

1.1 Наука представляет собой сферу человеческой деятельности, функцией которой является производство и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. Будучи компонентом духовной культуры (наряду с искусством, религией, моралью и т. д.), наука, в свою очередь, разделяется на естествознание (естественные науки), гуманитарные(или общественные) науки и технические науки.

1.2 Объектом изучения естествознания является природа, под которой понимается весь окружающий человека материальный мир, включая и телесную оболочку самого человека. Гуманитарные науки занимаются специфическими особенностями человеческого бытия (как индивидуального, так естественного). Что касается технических наук, то они представляют собой связующее звено между технологической базой производства (относящейся к материальной культуре) и фундаментальным естествознанием.

1.3 Естественные науки включают в себя физику, химию, биологию, науки о Земле^[3].

1.4 Научное знание существует в форме законов, понятий и принципов, яющих описывать, объяснять и предсказывать процессы и явления ятельности. Научное знание отражает объективные, достоверные связи между объектами и явлениями природы.

1.5 Принцип соответствия требует, чтобы новое знание, претендующее на более глубокое описание реальности и более широкую область применимо­сти, чем старое, включало последнее как частный, предельный случай. Примерами могут служить релятивистская теория, переходящая в ньютоновскую механику в пределе малых относительных скоростей, квантовая механика, содержащая классическую в пределе h -> 0 (h — постоянная Планка).

1.6 Широко используются в науке принцип редукции, когда изучение сложной системы сводится к познанию ее частей, а также противоположный ему принцип целостности, фокусирующий внимание на специфических особенностях поведения сложных систем, не сводящихся к поведению компонентов.

1.7 Наука начинается с накопления и осмысления фактов. Это может быть простое наблюдение явлений природы, например, в астрономии, палеонтоло­гии, истории и других областях знания. Ученый здесь просто не в состоянии как-то вмешиваться в изучаемое явление, проводить повторные опыты в изме­ненных условиях. Более информативным методом познания является экспери­мент, когда явление изучается в контролируемых, управляемых условиях. В обоих случаях речь идет об эмпирическом исследовании^[4], об эмпирическом уровне научного знания. Полученная в результате такого исследования инфор­мация проходит предварительную обработку, направленную на обнаружение качественных или количественных корреляций (соответствий) между экспе­риментальными фактами. Так как при этом ученый старается за частными результатами увидеть общие закономерности, то основным логическим мето­дом обработки данных становится индукция. Индуктивное обобщение экспе­риментальных результатов обычно рассматривается как эмпирический закон.

1.8 Установление ложности какого-либо положения называется фальси­фикацией. Считается, что утверждение является ненаучным, если не пред­ложен метод его фальсификации. Именно этот критерий часто помогает осу­ществить демаркацию, т. е. провести границу, между научными и псевдона­учными высказываниями.

1.9 Теоретический уровень в науке состоит в построении идеализирован­ной модели того или иного объекта или явления. Фактически речь идет о создании такой идеальной структуры, состоящей из связанных между собой абстрактных элементов, чтобы поведение этой структуры моделировало по­ведение ее реального прототипа. Описание такой идеальной структуры, осо­бенностей ее поведения и составляет содержание теории рассматриваемого реального явления. Логическим методом построения теории является пере­ход от некоторых общих принципов, постулатов, к их следствиям, опреде­ляющим поведение рассматриваемой теоретической модели в тех или иных конкретных ситуациях. Такой метод получения знания называется дедукци­ей и является одним из основных средств доказательств.

1.10 Так как при построении модели того или иного объекта или явле­ния приходится абстрагироваться от некоторых моментов, которые исследо­ватель считает несущественными, то наиболее важным вопросом для теоре­тического уровня знаний является верификация теории, т. е. установление адекватности предлагаемой теоретической схемы тем реальным явлениям, которые эта схема должна отражать.

1.11 Историческая изменчивость научных методов исследования приво­дят к тому, что истина является категорией относительной. То, что когда- то считалось истинным, затем уточняется, модифицируется, а порой и от­брасывается. Тем не менее теория познания рассматривает и абсолютную истину как такое знание, которое полностью исчерпывает предмет и не мо­жет быть опровергнуто в дальнейшем. Однако очевидно, что абсолютной ис­тины достичь невозможно, как нельзя достичь горизонта.

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ

Задание 1.1 (выберите варианты согласно тексту задания).

Установите соответствие между определением метода научного познания и самим методом:

1.Определение количественных значений свойств, сторон изучаемогообъекта или явления с помощью специальных технических устройств.

2. Активное, целенаправленное, строго контролируемое воздействие ис- ателя на изучаемый объект.

3. Чувственное отражение предметов и явлений внешнего мира.

Варианты ответа:

А. Моделирование.

Б. Измерение.

В. Эксперимент.

Г. Наблюдение.

Обоснование ответа. Определение количественных значений свойств, изучаемого объекта или явления с помощью специальных технических устройстройств — это измерение. Активное, целенаправленное, строго контролтруемое воздействие исследователя на изучаемый объект происходит в процессе проведения эксперимента. В этом его отличие от наблюдения, которое представляет собой чувственное отражение предметов и явлений внешнего мира человеком. Следует иметь в виду, что и при наблюдениях могут применяться технические приборы и другие специальные средства. Например, в астрономических наблюдениях используются телескопы, а в биологической практике - микроскопы. Тем не менее наблюдения не предполагают активного вмешательства в изучаемое явление.

Правильными являются соответствия: 1 — Б; 2 — В; 3 — Г.

Задание 1.2 (выберите один вариант ответа).

Научная теория, занимающаяся проблемами поиска человеком истинных фактов бытия в целом и природы в частности, называется ...

Варианты ответа:

1. Натуральной философией.

2. Теорией познания.

3. Космологией.

4. Теорией хаоса.

Обоснование ответа. Наиболее подходящим ответом на это задание является теория познания». Этот раздел философии, который имеет название гносеология, изучает особенности мыслительной деятельности человека, приводящей к получению и обоснованию истинных утверждений. Другие варианты здесь не подходят. В частности, натуральная философия — это устаревший термин, в VII-VIII веках означавший «естествознание». Космология занимается проблемами происхождения и эволюции Вселенной, а теория хаоса - это современное направление в науке, изучающее проявления непредсказуемого, случайного поведения в различных областях природы и общества.

Правильным является вариант ответа: 2) теория познания.

Задание 1.3 (выберите один вариант ответа).

Критерием истинности научного знания является принцип ...

Варианты ответа:

1. Верификации.

2. Неопределенности.

3. Дополнительности.

4. Причинности.

Обоснование ответа. Речь идет о критерии истинности теоретического знания, которое не должно противоречить действительности. Другими сло­вами, научное знание должно подвергаться проверке на соответствие реаль­ности. Это и означает англоязычный термин «верификация» (verify — под­тверждать). Остальные термины, приведенные в вариантах ответа, не имеют отношения к критериям истинности научного знания.

Правильным является вариант ответа: 1) верификации.

Задание 1.4 (выберите один вариант ответа).

Согласно одной из классификаций методов познания специальные мето­ды физики являются ... методами.

Варианты ответа:

1.Математическими.

2.Философскими.

3.Частнонаучными.

4. Общенаучными.

Обоснование ответа. Различают всеобщие (философские), общенаучные и частнонаучные методы познания. Последняя группа методов включает в себя те, которые применяются в отдельных науках или их разделах. Таким образом, в условии задания речь идет о частнонаучных методах.

Правильным является вариант ответа: 3) частнонаучными.

Задание 1.5 (выберите один вариант ответа).

Начальным элементом эмпирического уровня научного познания явля­ется ...

Варианты ответа:

1. Формулировка гипотез.

2. Наблюдение и сбор фактов.

3. Аксиоматизация.

4. Новое объяснение известных явлений.

Обоснование ответа. Эмпирический уровень исследования начинается с наблюдения и сбора фактов, в том числе в результате проведения целена­правленных экспериментов.

Правильным является вариант ответа: 2) наблюдение и сбор фактов.

Задание 1.6 (выберите один вариант ответа).

Научным методом называется ...

Варианты ответа:

1. Способ познания, исследования явлений природы и общественной жизни.

2. Система приемов в любой деятельности.

3. Отрасль педагогической науки, исследующая закономерности обучения.

4.Совокупность приемов целесообразного проведения какой-либо работы. Обоснование ответа. Из приведенных вариантов методом исключения ет выбрать первый, так как хотя этот вариант и не является определе- научного метода (под приведенное определение можно подвести и ненаучную деятельность), однако остальные варианты находятся еще дальше от (еления научного метода.

Правильным является вариант ответа: 1) способ познания, исследования явлений природы и общественной жизни.

Задание 1.7 (выберите один вариант ответа).

Под достоверностью научного знания понимается ...

Варианты ответа:

1. Готовность поставить под сомнение и пересмотреть даже самые основополагающие результаты.

2. Необходимость обязательного обоснования путем эксперимента или еских доказательств.

3. Нейтральность науки в морально-этическом плане.

4. Независимость знания от индивидуальных особенностей ученого.

Обоснование ответа. Ни один из предложенных вариантов стилистически не соответствует формулировке задания. Действительно, достоверность — атрибут знания, а не «готовность» или «необходимость». Тем не менее следует выбрать второй вариант, который ближе всего связан с вопросом и говорит о том, как обосновывается достоверность знания.

Правильным является вариант ответа: 2) необходимость обязательного обоснования путем эксперимента или логических доказательств.

Задание 1.8 (выберите один вариант ответа).

Возможность многократной проверки полученных результатов свидетельствует о (об)... научного знания.

Варианты ответа:

1. Объективности.

2. Системности.

3. Достоверности.

4. Универсальности.

Обоснование ответа. Это задание перекликается с предыдущим, где так же шла речь о достоверности научного знания. Объективность в данном случае подходит, так как можно многократно перепроверять полученный результат, не обеспечив объективные условия. Универсальность и систем никак не связаны с многократными проверками научного знания.

Правильным является вариант ответа: 3) достоверности.

2.

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ КУЛЬТУРА

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

2.1 Как уже указывалось в предыдущем разделе, естественные науки включают в себя физику, химию, биологию, науки о Земле.

2.2 Наука имеет сложную, иерархическую структуру, причем тенден­ция к еще большему усложнению (дифференциации) этой структуры не осла­бевает, что является условием ее устойчивости. В процессе эволюции неко­торые научные направления могут исчезнуть, другие, наоборот, появиться. В целом же развитие науки носит прогрессивный характер, отражающий все более глубокое ее «погружение» в окружающий нас мир.

2.3 Однако есть и отрицательная сторона дифференциации науки. Наука сейчас такова, что процессы дифференциации явно опережают процессы ин­теграции. Часто ученый-специалист говорит на таком языке, который непо­нятен его коллеге-ученому из соседней области науки. Поэтому какая-то эзо­терическая, девиантная наука (вроде торсионных полей), возникшая в од­ной области, другими учеными может приниматься на веру.

2.4 Гуманитарно-художественная культура в широком смысле отлича­ется от естественнонаучной, во-первых, субъективностью знания, во-вторых, образностью (нестрогостью) используемого языка, в-третьих, выделением (акцентированием) индивидуальных (субъективных) свойств изучаемых объектов или явлений, в-четвертых, сложностью или невозможностью ве­рификации и фальсификации.

2.5 Этические принципы научных исследований: самоценность истины, исходный критицизм, свобода научного творчества, новизна научного зна­ния, равенство ученых перед лицом истины, общедоступность истины.

2.6 Псевдонаучная деятельность (алхимия, астрология и т. п.) предше­ствовала науке и в дальнейшем шла рядом с наукой. Современная псевдонау­ка, как и настоящая наука, весьма неоднородна по составу. Сюда входят различные эзотерические, мистические учения, практическая деятельность колдунов, магов, экстрасенсов. Эти учения, которые можно назвать парана- учными (от греч. para — около), на самом деле не нуждаются в научном обос­новании. Научный статус, к которому они стремятся, нужен только для по­вышения их рейтинга, авторитета. К таким псевдонаукам относятся пара­психология, учение о биополе, астрология и т. п.

2.7 Псевдонаучные идеи возникают и в недрах настоящей науки, когда ученые «забывают» о научных методах, научной этике, пытаясь совершить научную революцию на пустом месте. Объектами изучения таких псевдоуче­ных являются неопознанные летающие объекты (уфология), торсионные и информационные поля, лазерно-голографические свойства биологических объектов и другие проблемы так называемой девиантной науки.

2.8 Что же отличает псевдонаучные теории? Прежде всего фрагментар­ность. Эти теории часто интересуются не объективным явлением природы, а только какой-то одной его стороной, демонстрируя некритичный подход к исходным данным. Обычно при этом характеристики явления «подгоняются» под объяснение, а не наоборот. Псевдонаучные теории, как правило, приимчивы к критике. Любая критика воспринимается на «бытовом» уровне как клевета, оскорбление, незаслуженная обида. Критерием псевдонауки всегда являлись попытки «исправить» самые фундаментальные основы ествознания. Очень часто псевдонаучные рассуждения просто не сооветствуют фактам, а вся деятельность псевдоученых противоречит этически м нормам науки.

2.9 Биоэтика возникла во второй половине XX века на границе науки и системы человеческих ценностей, естественнонаучного и гуманитарного знания. Она изучает комплекс проблем, связанных с любым вмешательством в едеятельность живых систем в пределах биосферы. Это и трансплантация, и генная инженерия, и реаниматология, и новые репродуктивные технологии. В биоэтике изучаются такие вопросы, как статус человеческого эмбриона, проблемы человеческой смерти, в том числе эвтаназия, и т. д. Фактически в биоэтике, как и в других аналогичных областях современной науки, делается попытка выхода к некоторой новой реальности, которая объединяла бы в себе материю и сознание, субъект и объект, «внешнее» и «внутреннее».

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ

Задание 2.1 (выберите один вариант ответа).

Неорганическую и органическую природу Земли и Вселенной изучают ... науки.

Варианты ответа:

1. Гуманитарные.

2. Социальные.

3. Естественные.

4. Технические.

Обоснование ответа. Наука, как компонент духовной культуры включает в себя естественные, гуманитарные и технические науки. Неорганическую , органическую природу Земли и Вселенной, в том числе и человека как биологического объекта, изучают естественные науки.

Правильным является вариант ответа: 3) естественные.

Задание 2.2 (выберите один вариант ответа).

Учение, описывающее и анализирующее природные явления, появившееся в Древней Греции, стало прообразом современного естествознания. Позже термином стали называть раздел философии о природе, называемый ...

Варианты ответа:

1. Физика.

2. Космогония.

3. Космология.

4. Натурфилософия.

Обоснование ответа. В Древней Греции появилось учение, описываю­щее и анализирующее природные явления, которое называли физика (Ари­стотель). Проблематика физики в этот период значительно отличалась от той, которая составляет содержание современной физики. Древнегреческая физика была ближе к философии природы. Это учение позже стали называть натуральной философией.

Правильным является вариант ответа: 4) натурфилософия.

Задание 2.3 (выберите несколько вариантов ответа).

К естественным относятся следующие науки:

Варианты ответа:

1. Биология, астрономия.

2. Экономика, математика.

3. История, психолингвистика.

4. Физика, химия.

Обоснование ответа. К естественным наукам традиционно относят ас­трономию, физику, химию, биологию, науки о Земле.

Правильными являются варианты ответа: 1) биология, астрономия; 4) фи­зика, химия.

Задание 2.4 (выберите один вариант ответа).