Концепции современного естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ ПСИХОЛОГИИ И ПЕДАГОГИКИ

КАФЕДРА ПСИХОЛОГИИ И ПЕДАГОГИКИ

Контрольная работа

по дисциплине

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Студент

Мальцев Александр Валентинович

Группа ЗПСП-104С

Екатеринбург 2015

Вопрос 1. Наука как процесс познания. Формы и методы научного познания. Структура естественнонаучного познания. Общие методы познания. Анализ и синтез. Индукция и дедукция. Приведите примеры использования этих методов на конкретном примере в одной из естественных наук

познание анализ синтез дедукция индукция материя

Ответ:

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ

Предметы окружающей человека действительности представляют собой системы с множеством элементов, их свойств, связей и отношений. Познание мира во всей совокупности его связей и отношений, в процессе его изменения и развития представляет основную задачу научного познания. Первоначально у человека складывается общая картина изучаемого предмета с весьма бедным представлением о его внутренней структуре, составляющих его элементах и связях между ними, знание которых является необходимой предпосылкой раскрытия сущности предмета. Поэтому последующее изучение предмета связано с конкретизацией общего представления о нём. Познание постепенно раскрывает внутренние существенные признаки предмета, связи его элементов и их взаимодействие друг другом. Для того, чтобы осуществить эти шаги, необходимо целостный предмет разделить (мысленно или практически) на составляющие части, а затем изучить их, выделяя свойства и признаки, прослеживая связи и отношения, а также выявляя их роль в системе целого. После того, как эта познавательная задача решена, части можно объединить в единый предмет и составить уже конкретно-общее представление, то есть такое представление, которое опирается на знание внутренней природы предмета. Эта цель достигается с помощью таких операций, как анализ и синтез.

Анализ и синтез -- две универсальные, противоположно направленные операции познавательного мышления:

1. Анализ -- это приём мышления, который подразумевает разъединение целостного предмета на составляющие части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их всестороннего изучения.

2. Синтез -- это приём мышления, который подразумевает соединение ранее выделенных частей (сторон, признаков, свойств или отношений) предмета в единое целое.

Методы анализа и синтеза в научном творчестве органически связаны между собой и могут принимать различные формы в зависимости от свойств изучаемого объекта и цели исследования. Прямые (эмпирические) анализ и синтез применяются на стадии поверхностного ознакомления с объектом. При этом осуществляется выделение отдельных частей объекта, обнаружение его свойств, простейшие измерения, фиксация непосредственно данного, лежащего на поверхности общего. Наиболее глубоко проникнуть в сущность объекта позволяют структурно-генетические анализ и синтез. Этот тип анализа и синтеза требует вычленения в сложном явлении таких элементов, которые представляют самое главное в них, их «клеточку», оказывающую решающее влияние на все остальные стороны сущности объекта.

Для исследования сложных развивающихся объектов применяется исторический метод. Он используется только там, где так или иначе предметом исследования становится история объекта.

Пример использования

В геометрии отыскивать площадь треугольника по высоте и основанию -- значит отыскивать целое по его частям, и наоборот, отыскивать сторону прямоугольника, зная его площадь и одну из сторон, -- значит отыскивать часть по целому и другой части.

ИНДУКЦИЯ И ДЕДУКЦИЯ

В процессе научного поиска исследователю часто приходится, опираясь на уже имеющиеся знания, делать заключения о неизвестном. Переходя от известного к неизвестному, исследователь может либо использовать знания об отдельных фактах, подходя при этом к открытию общих принципов, либо, наоборот, опираясь на общие принципы, делать заключения о частных явлениях. Подобный переход осуществляется с помощью таких логических операций, как индукция и дедукция.

1. Индукция -- это способ рассуждения и метод исследования, в котором общий вывод строится на основе частных посылок.

2. Дедукция -- это способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера.

Индукция и дедукция широко используются во всех областях научного познания. Они играют важную роль при построении эмпирических знаний и переходе от эмпирического знания к теоретическому.

ИНДУКЦИЯ

Индукция представляет собой вид обобщений, связанных с предвосхищением результатов наблюдений и экспериментов на основе данных прошлого опыта. Основой индукции являются опыт, эксперимент и наблюдение, в ходе которых собираются отдельные факты. Затем, изучая эти факты, анализируя их, исследователь устанавливает общие и повторяющиеся черты ряда явлений, входящих в определённый класс. На этой основе он строит индуктивное умозаключение, в качестве посылок которого выступают суждения о единичных объектах и явлениях с указанием их повторяющегося признака, и суждение о классе, включающем данные объекты и явления. В качестве вывода получают суждение, в котором признак, выявленный у совокупности единичных объектов, приписывается всему классу. Ценность индуктивных выводов состоит в том, что они обеспечивают переход от единичных фактов к общим положениям, позволяют обнаруживать зависимости между явлениями, строить эмпирически обоснованные гипотезы и приходить к обобщениям.

ДЕДУКЦИЯ

Дедукция отличается от индукции прямо противоположным ходом движения мысли и представляет собой переход от общего к частному. В дедукции, опираясь на общее знание, делают вывод частного характера, поэтому одной из посылок дедукции обязательно является общее суждение. Если оно получено в результате индуктивного рассуждения, тогда дедукция дополняет индукцию, расширяя объём полученного знания. Наибольшее познавательное значение дедукции проявляется в том случае, когда в качестве общей посылки выступает не просто индуктивное обобщение, а какое-то гипотетическое предположение, новая научная идея. В этом случае дедукция играет не просто вспомогательную роль, дополняя индукцию, а является отправной точкой зарождения новой теоретической системы. Созданное таким путём теоретическое знание предопределяет дальнейший ход эмпирических исследований и цели направляет построение новых индуктивных обобщений. В целом, на начальной стадии научного исследования преобладает индукция, в ходе же развития и обоснования научного знания большую роль начинает играть дедукция. Таким образом, эти две операции научного познания неразрывно связаны и дополняют друг друга.

Пример использования.

В биологии: Дезоксикортикостерон - это накапливающий натрий гормон надпочечника, или "минералокортикоид". Мы обнаружили, что при определенных экспериментальных условиях он тормозит противовоспалительное действие кортизола. Другой минералокортикоид, соединение» S» Рейхштейна, также тормозит это действие. Данный факт был подтвержден целым рядом опытов с использованием набора минералокортикоидных гормонов. Опираясь на проведенные наблюдения, мы путем индуктивного рассуждения пришли к обобщению, согласно которому минералокортикоиды подавляют соответствующие свойства кортизола.

После того как был открыт «естественный минералокортикоидный» гормон альдостерон, мы решили выяснить, какими фармакологическими свойствами он может обладать. Лишь тогда нам удалось обратиться к дедуктивному рассуждению и осуществить переход от общего к частному. Мы допустили, что поскольку альдостерон - тоже минералокортикоид, то разумно было бы ожидать, что он обладает свойствами антикортизола.

Опираясь только на это допущение, мы приняли решение проверить имеющиеся у нас несколько миллиграммов альдостерона именно на это действие, а не проверять бесчисленное количество других свойств, которыми он мог бы обладать. В полном соответствии с нашей гипотезой оказалось, что альдостерон является антагонистом противовоспалительных гормонов.

Последовательное пошаговое применение обоих способов мышления сначала было необходимо для того, чтобы выдвинуть "теорию антагонистического действия кортикоидов", а затем для того, чтобы проверить, будет ли "естественный минералокортикоид" обладать предсказуемыми свойствами

Вопрос 2. Системный подход в химии. Периодическая система Д.И. Менделеева - естественная классификация элементов по электронным структурам атомов. Структура Периодической системы: периоды, группы и семейства s- , p-, d - и f - элементов. Какие химические элементы называются электронными аналогами? Как изменяются свойства атомов элементов малых периодов? Каков характер изменения химических свойств образованных ими простых веществ и химических соединений?

Ответ:

Электронная аналогия

Проявляется у элементов, имеющих сходные электронные формулы. Элементы, входящие в подгруппу электронных аналогов, аналогичны по конфигурации внешнего электронного слоя и достраивающихся внутренних подуровней. Отнесению к электронным аналогам не препятствуют отличия в конфигурации благородного газа, включенного в электронную формулу ([He]², [Ne]¹⁰ и т.д.); при этом конфигурация [Xe]⁵⁴4f¹⁴ считается эквивалентной конфигурации благородного газа. Провал электрона также не нарушает электронную аналогию. Так, например, молибден ([Kr]³⁶4d⁵4s¹ и вольфрам [Xe]⁵⁴4f¹⁴5d⁴6s²) являются электронными аналогами, хотя их электронные формулы отличаются по структуре как внешнего, так и внутренних электронных слоев.

Различают полные и неполные электронные аналоги. Полные аналоги имеют аналогичные электронные конфигурации в любых степенях окисления. Неполные электронные аналоги характеризуются сходными электронными конфигурациями лишь в некоторых степенях окисления.

Изменения свойства атомов элементов малых периодов

По периоду слева направо:

· заряд ядра атома - увеличивается;

· радиус атома - уменьшается;

· количество электронов на внешнем уровне - увеличивается;

· электроотрицательность - увеличивается;

· отдача электронов - уменьшается;

· прием электронов - увеличивается.

По группе сверху вниз:

· заряд ядра атома - увеличивается;

· радиус атома - увеличивается;

· количество электронов на внешнем уровне - не изменяется;

· электроотрицательность - уменьшается;

· отдача электронов - увеличивается;

· прием электронов - уменьшается.

Причина изменения свойств также объясняется строением атомов химических элементов.

Каждый период начинается элементом щелочным металлом (исключение - первый период), в атомах которых на внешнем энергетическом уровне имеются один s - электрон. Общая электронная формула строения внешнего энергетического уровня щелочных металлов ns¹ где n - номер периода.

Каждый период заканчивается элементом благородным газом. В атомах элементов благородных газов на внешнем энергетическом уровне имеются два s- и шесть p-электронов. Общая электронная формула строения внешнего энергетического уровня благородных газов ns²np⁶ , где n - номер периода (исключение: гелий He - ns²)

Характер изменения химических свойств образованных ими простых веществ и химических соединений

I. С возрастанием порядкового номера элемента в периоде уменьшаются металлические свойства элементов и увеличиваются неметаллические, кроме этого, в периодах (малых) валентность элементов в соединениях с кислородом возрастает от 1 до 7, слева направо. Эти явления объясняются строением атомов:

1) С увеличением порядкового номера в периоде постепенно заполняются электронами внешние энергетические уровни, количество электронов на последнем уровне соответствует номеру группы и высшей валентности в соединениях с кислородом.

2) С увеличением порядкового номера в периоде увеличивается заряд ядра, что вызывает увеличение сил притяжения электронов к ядру В результате радиусы атомов уменьшаются, поэтому способность атомов отдавать электроны (металлические свойства) постепенно ослабевает и последние элементы периодов являются типичными неметаллами.

II. В главных подгруппах с возрастанием порядкового номера увеличиваются металлические свойства элементов и умень-шаются неметаллические. Это объясняется тем, что при одинаковом заряде ядра число заполненных энергетических уровней возрастает, значит увеличивается радиус атома, притяжение

1) электронов к ядру ослабевает, а металлические свойства (способность отдавать электрон) увеличиваются.

Вопрос 3. Подтверждения эволюционной теории Ч. Дарвина. Палеонтология. Географическое распространение (биогеография), морфология, эмбриология, сравнительная химия

1. Палеонтология. Эта наука занимается изучением ископаемых остатков, т. е. любых сохранившихся в земной коре следов прежде живших организмов. Среди них -- целые организмы, твердые скелетные структуры, окаменелости, отпечатки.

В XIX в. эти находки были истолкованы с точки зрения теории эволюции. Дело в том, что в самых древних породах встречаются следы очень немногих простых организмов. В молодых породах находят разнообразные организмы, имеющие более сложное строение. Кроме того, достаточно много примеров существования видов лишь на одном из этапов геологической истории Земли, после чего они исчезают. Это понимается как возникновение и вымирание видов с течением времени.

Постепенно ученые стали находить следы все большего количества «недостающих звеньев» в эволюции жизни: либо в виде окаменелостей (например, археоптерикс -- переходная форма между рептилией и птицей), либо в виде ныне живущих организмов, близких по строению к ископаемым формам (например, латимерия, относящаяся к давно вымершим кистеперым рыбам). Конечно, ученым удалось найти далеко не все переходные формы, поэтому палеонтологическая летопись нашей планеты не является непрерывной, и этим аргументом пользуются противники эволюционной теории. Тем не менее, ученые находят убедительные объяснения этого факта. В частности, считается, что далеко не все умершие организмы оказываются в условиях, благоприятных для их сохранения. Большая часть погибших особей съедается падальщиками, разлагается, не оставляя никаких следов, возвращается в круговорот веществ в природе.

Палеонтологам удалось открыть некоторые закономерности эволюции. В частности, с ростом сложности организма продолжительность существования вида сокращается, а темпы эволюции возрастают. Так, виды птиц в среднем существуют 2 млн. лет, млекопитающие -- 800 тыс. лет, предки человека -- около 200 тыс. лет. Также удалось выяснить, что продолжительность жизни вида зависит от размеров его представителей.

2. Географическое распространение (биогеография). Все организмы приспособлены к среде своего обитания. Поэтому все виды возникли в каком-то определенном ареале, а оттуда они могли распространиться в области со схожими природными условиями. Степень расселения зависит от того, насколько успешно могут данные организмы обосноваться в новых местах, насколько сложны естественные преграды, стоящие на пути расселения этого вида (океаны, горы, пустыни). Поэтому обычно распространение видов идет лишь в том случае, если подходящие территории расположены близко друг от друга. Так, в далеком прошлом массивы суши располагались ближе друг к другу, чем сейчас, и это способствовало широкому расселению многих видов. Если же в какой-то области нет более развитых видов, то это указывает на раннее отделение этой территории от места первоначального происхождения видов. Именно поэтому в Австралии сохранилось большое число сумчатых, отсутствующих в Европе, Африке и Азии.

Данные факты не объясняют механизм возникновения новых видов, но указывают на то, что разные группы возникали в разное время и в разных областях, что подтверждает теорию эволюции.

3. Сравнительная анатомия (морфология). Она занимается сопоставлением групп растений и животных друг с другом. При этом выявляются общие структурные черты, присущие им. В результате, становится ясно, что в своей основе они сходны.

Таким образом, сравнительная анатомия выявляет органы, построенные по одному плану, занимающие сходное положение и развивающиеся из одних и тех же зачатков. Существование таких органов, как и появление рудиментарных органов, сохраняющихся у организмов, но не выполняющие никакой функции, можно объяснить только теорией эволюции.

4. Сравнительная эмбриология. Одним из основоположников этой науки стал русский ученый К. М. Бэр, который изучал эмбриональное развитие у представителей разных групп позвоночных. При этом он обнаружил поразительное сходство в развитии зародышей всех групп, особенно, на ранних этапах их развития.

После этого Э. Геккель высказал мысль о том, что ранние стадии развития зародыша повторяют эволюционную историю своей группы. Он сформулировал закон рекапитуляции, по которому индивидуальное развитие организма повторяет развитие всего вида. Так, зародыш позвоночных на разных этапах своего развития имеет признаки рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающего. Поэтому на ранних стадиях развития зародыша бывает очень сложно определить, к какому виду он принадлежит. Лишь на поздних этапах эмбрион приобретает сходство с взрослой формой.

Закон рекапитуляции может быть объяснен только наличием общих предков у всех живых организмов, что подтверждает эволюционную теорию.

5. Сравнительная химияПо мере разработки более точных методов биохимического анализа эта область исследований стала источником новых данных в пользу эволюционной теории. Наличие одинаковых веществ у всех организмов указывает на возможную биохимическую гомологию, подобную морфологической гомологии на уровне органов и тканей. Большая часть сравнительно-биохимических исследований касалась первичной структуры широко распространенных белков, таких как цитохром и гемоглобин, а позднее -- нуклеиновых кислот, в особенности РНК. Незначительные изменения в генетическом коде ДНК, связанные с генными мутациями, приводят к тонким изменениям в общей структуре соответствующих белков или РНК.

Например, при изучении глобинов -- гемоглобина и миоглобина, участвующих в переносе и накоплении кислорода, была получена степень сходства между молекулами гемоглобина у четырех видов приматов: человека, шимпанзе, гориллы и гиббона. Иммунологические исследования тоже свидетельствуют об эволюционном родстве между организмами. Если белки, содержащиеся в сыворотке крови, ввести в кровь животным, у которых этих белков нет, то они действуют как антигены, т.е. побуждают организм вырабатывать соответствующие антитела; в результате возникает реакция антиген -- антитело. Эта иммунная реакция обусловлена способностью животного-реципиента распознавать присутствие в сыворотке чужеродных белков.

Сравнительно-серологический метод широко используется для подтверждения филогенетических связей. Например, зоологи не могли систематизировать мечехвоста. Когда к сыворотке против антигенов мечехвоста добавляли антигены различных членистоногих, образование наибольшего количества преципитата вызывали антигены паукообразных.

Список литературы

· Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания: Курс лекций. 4-е изд.,стер.- СПб.: Издательство «Лань», М.: ООО «Омега-Л», 2004.

· Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания: Структурированный учебник (для вузов).- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003

· Иорданский Н.Н. «Эволюция жизни». - М.: «Академия», 2001г.

· Концепции современного естествознания: учебник / П.А.Голиков, В.В. Зайцев, Е.И. Майорова, Е.Р. Россинская / под ред. Е.Р.Россинской.

· М.: Норма, 2007

· Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник.-Изд.3-е, перераб. и доп.- М:.Альфа-М ; ИНФРА-М, 2009.

· Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учебник для вузов / Ю.А. Ершов, В.А. Попков и др.- 6-е изд. испр.- М.: Высш. шк., 2007.

· Органическая и биологическая химия в схемах и таблицах /Н.Ю.Кепика.- Ростов н/Д: Феникс, 2008.

Размещено на Allbest.ru