Авторская программа " Сложные системы"
рабочая программа по обществознанию (10 класс) на тему

Прграмма содержит общие рекомендации, цели, задачи, примерное содержание, расчасовку, литературу 

Скачать:

ВложениеРазмер
Файл avtorskaya_uchebnaya_programma.docx60.81 КБ

Предварительный просмотр:

Авторская учебная  программа по обществознанию

Учебный модуль «Сложные системы»

Программа предназначена для профильных гуманитарных классов

Предмет - «обществознание»

Автор: Сафроненко Е.В. учитель высшей категории МОУ лицей №7 г. Красный Сулин                                                          

 

 

 

                                                                                            2010г.

                                               Содержание

Введение
1. Организационно-методические указания 

   1.1. Цели и задачи изучения учебного модуля

   1.2. Требования к знаниям и умениям, приобретаемым при изучении курса в соответствии с квалификационной характеристикой выпускника 

   1.3. Объем и сроки изучения курса 

   1.4.Учебно-тематический план

   1.4.1. Лекционные занятия 

   1.4.2. Семинарские занятия 

   1.5. Виды контроля знаний учащихся  

   2. Содержание модуля 

   2.1. Базовые понятия  

   3. Методические рекомендации по изучению курса 

   3.1. Перечень и тематика самостоятельных работ учащихся 

   3.1.1. Индивидуальные домашние задания 

   3.2. Обзор рекомендуемой литературы 

   3.3. Техническое и программное обеспечение дисциплины 

   4. Список рекомендуемой литературы 

   4.1. Основная литература 

   4.2. Дополнительная литература 

                                                                  "Этот космос, один и тот же для всего существующего, не создал никакой бог и никакой человек, но всегда он был, есть и будет вечно живым огнем, мерами загорающимся и мерами потухающим" Гераклит

Введение  

 Учебная программа курса  «Сложные системы» разработана для учащихся, обучающихся  в профильных гуманитарных классах по учебным планам в рамках Государственного образовательного стандарта общего  среднего образования.  Данная учебная программа - нормативный документ, определяющий содержание, объем, порядок изучения и преподавания учебного модуля" Синергетика". Модуль имеет ярко выраженную интегративную направленность: в нем переплетаются самые разные естественнонаучные и гуманитарные дисциплины, так как объектами исследования синергетики выступают самые разные системы, от атома до человека. Данный курс  излагает единый подход к анализу и изучению динамики открытых нелинейных и крайне неравновесных сложных систем вне зависимости от их природы (естественнонаучные и «человеческие» - социоэкономические, социокультурные, психические и др.); выявляет общую структуру процессов эволюции – развитие через накопление неустойчивостей, бифуркации и самоорганизацию.

  Синергетика – это относительно молодое междисциплинарное научное направление.  Она изучает общие закономерности самоорганизации, становление структур, которые образуются в сложных, открытых системах в процессе перманентного потокового обмена веществом, энергией и информацией с окружающей средой в неравновесных условиях. Важным для синергетики является выявление пространственно-временной структуры организации, условий ее возникновения и развития. «Принципиально важно, что новое понимание реальности скрыто не столько в мирах физики элементарных частиц или глубинах Вселенной, но растворено в повседневности встреч со сложностью нашего мира, изменчивого мира "здесь и сейчас", что вновь наполняет жизнь очарованием тайны, ключи от которой теперь доступны каждому. Именно этим можно объяснить такой интерес к синергетике у широкой аудитории, доступность ее принципов и домохозяйкам и академикам. Кстати, с этим связана и возможность эффективного преподавания синергетики, как школьникам( « СИНЕРГЕТИКА: ИСТОРИЯ, ПРИНЦИПЫ, СОВРЕМЕННОСТЬ» Буданов В.Г.)

   Согласно И. Пригожину и И. Стенгерс, пафос рождающегося на наших глазах мировидения - это призыв к "новому диалогу человека с природой", понимаемого целостно, эволюционно. В новой картине мира человек должен думать не просто о выживании, а осознать свою роль и ответственность в единстве сотворчества с природой, научиться законам коэволюции с ней. Для этого ему предстоит лучше понять и мир и себя, свой природный и социальный генезис, законы мышления; отрефлектировать, как он понимает, моделирует реальность. Поэтому синергетика это еще и наука о человекомерных системах,

Синергетика прошла большой путь. Тридцать лет назад на нее смотрели как на забаву физиков-теоретиков, увидевших сходство в описании многих нелинейных явлений. Двадцать лет назад, благодаря ее концепциям, методам, представлениям были экспериментально обнаружены многие замечательные явления в физике, химии, биологии, гидродинамике. Сейчас этот междисциплинарный подход все шире используется в стратегическом планировании, при анализе исторических альтернатив, в поиске путей решения глобальных проблем, вставших перед человечеством. Несколько лет назад директор Института философии РАН В. С. Стёпин, один из ведущих специалистов в мире по философии науки, выступил с тезисом о том, что именно синергетика в XXI веке окажется в центре научной картины мира.

Содержание курса  обеспечивает преемственность по отношению к  профильному уровню путем углубленного изучения тем, рассмотренных ранее. Наряду с этим вводится ряд новых, более сложных вопросов, понимание которых необходимо современному человеку.

Учебный модуль «Синергетика» должен явиться базовой философской основой для понимания сложных процессов, происходящих в окружающей нас среде.

 Курс “Синергетика ” – это попытка адаптировать к школьной практике:

  1. новейшую научную парадигму последней трети XX и начала XXI веков «Нелинейную динамику» или «Синергетику»,
  2. компьютерное моделирование в качестве метода визуализации, исследования и прогнозирования динамики систем различной природы (естественнонаучной, социогуманитарной и др.),
  3. постановку в практической плоскости проблемы двух культур, естественнонаучной и гуманитарной.

Учебная программа содержит общую структуру курса, методические указания к изучению курса, тематический план, список рекомендуемой литературы.

    1. Организационно-методические указания 

  

  1. Цели и задачи изучения учебного модуля

 Целью изучения данного модуля  является ознакомление учащихся с основными законами,  понятиями и положениями теории сложных систем. Знание синергетики создает основу для рассмотрения более частных проблем, связанных с самыми разными учебными предметами.

    Также целью курса является:

-формирование у школьников нелинейного стиля мышления;

- повышение  естественнонаучной  грамотности учащихся, расширение их знаний;

- формирование общей системы научных знаний о природе на основе проблемно- интегративного обучения, целостного восприятия мира;

- развитие  индивидуальных возможностей  и способностей учащихся, интерес к предмету;

- овладение умениями получать и критически осмысливать новую информацию, анализировать, систематизировать полученные данные;

-освоение способов познавательной, коммуникативной, практической деятельности, необходимых для участия в жизни гражданского общества и государства;

- формирование практических умений и навыков, трудолюбия;

- формирование опыта применения полученных знаний и умений для решения типичных задач в области социальных отношений; гражданской и общественной деятельности, межличностных отношений, отношений между людьми различных национальностей и вероисповеданий, в семейно-бытовой сфере.

Задачи курса.

Обучающие:

-повысить теоретические знания в соответствии с программой и поставленными целями;

- повышать интеллектуальный уровень учащихся, культуру речи, общения;

- научить учащихся работать 

 Развивающие:

- определять  сущностные характеристики  изучаемого объекта, сравнение, сопоставление, оценка и классификация объектов по указанным критериям;

- объяснять  изученные  положения  на предлагаемых конкретных примерах;

- уметь обосновывать суждения, давать определения, приводить доказательства (в том числе от противного);

- поиск нужной информации по заданной теме в источниках различного типа и извлечение необходимой информации из источников, созданных в различных знаковых системах (текст, таблица, график, диаграмма, аудиовизуальный ряд и др.). Отделение основной информации от второстепенной, критическое оценивание достоверности полученной информации, передача содержания информации адекватно поставленной цели (сжато, полно, выборочно);

-развивать индивидуальные способности учащихся;

-развивать интерес к познанию окружающего мира;

-продолжать составлять информационный банк по изучаемому курсу;

-готовить презентации, кейс-стади  по изучаемому курсу.

 Воспитательные:

-создать условия для приобретения опыта решения учебных проблем на основе всестороннего переноса, интеграции, синтеза и применения знаний и умений;

-способствовать становлению активной жизненной позиции ученика, его готовности участвовать в будущем в решении личностных, профессиональных и социально значимых проблем современности комплексного характера;

-способствовать формированию нелинейного подхода к решению своих личных жизненных проблем.

  1. Требования к знаниям и умениям, приобретаемым при изучении курса в соответствии с квалификационной характеристикой выпускника

В результате изучения данного курса учащийся должен

знать, понимать:

-основные закономерности развития мира как совокупности сложных систем;

- тенденции развития общества в целом как сложной динамичной системы, а также важнейших социальных институтов;

уметь:

- характеризовать основные природные и  социальные объекты, выделяя их существенные системные  признаки, закономерности и случайности развития;

- объяснять: причинно-следственные и функциональные связи изученных природных и социальных объектов (включая взаимодействия человека и общества, важнейших социальных институтов, общества и природной среды, общества и культуры, взаимосвязи подсистем и элементов общества);

- осуществлять поиск информации, представленной в различных знаковых системах (текст, схема, таблица, диаграмма, аудиовизуальный ряд); извлекать из неадаптированных оригинальных текстов (правовых, научно-популярных, публицистических и др.) знания по заданным темам; систематизировать, анализировать и обобщать неупорядоченную информацию; различать в ней факты и мнения, аргументы и выводы;

- формулировать на основе приобретенных знаний собственные суждения и аргументы по определенным проблемам;

-использовать  приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: совершенствования собственной познавательной деятельности; осуществления самостоятельного поиска, анализа и использования собранной социальной информации; ориентировки в актуальных общественных событиях, определения личной гражданской позиции; предвидения возможных последствий определенных социальных действий.

 1.3. Объем и сроки изучения курса

Программа курса рассчитана на 20 часов. Примерная программа по обществознанию (профильный уровень) предполагает резерв – 20часов, за счет этого времени в 10 классе и можно углубить школьный уровень с помощью курса «Синергетика».

  1. Учебно-тематический план.

Способ построения программы – линейный.

Тема

Кол-во час.

Уроки-лекции

Самостоятельная

работа в компьютерном классе по модулю

Семинары

Контрольные

1.

История европейской науки и синергетики

1

1

2.

Причины возникновения синергетики

2

1

1

3.

Предмет и метод синергетики

1

1

4.

Задачи синергетики

1

1

5.

Особенности теории самоорганизующихся систем (на примерах экономики, социологии, политологии, истории и биологии).

5

2

2

1

6.

Основные принципы синергетики

10

3

5

1

1час - зачет

Всего: 20часов

1.4.Учебно-методическое обеспечение

Для данного курса автором разработаны:

-лекции;

-модульные уроки;

-методические рекомендации         к самостоятельной работе с модулями

2.Содержание курса

СИНЕРГЕТИКА - современная теория самоорганизации, новое мировидение, связываемое с иследованием феноменов самоорганизации, нелинейности, неравесновесности, глобальной эволюции, изучением процессов становления "порядка через хаос" (Пригожин), бифуркационных изменений, необратимости времени, неустойчивости как основополагающей характеристики процессов эволюции. Синергетика – это теория самоорганизации в системах различной природы. Она имеет дело с явлениями и процессами, в результате которых у системы – у целого – могут появиться свойства, которыми не обладает ни одна из частей. Проблемное поле С. центрируется вокруг понятия "сложность", ориентируясь на постижение природы, принципов организации и эволюции последнего.

1.История европейской науки и история синергетики

 В развитии европейской науки можно выделить 4 периода:

Романтический(XV-XVIIIв.в.), когда наука перестает быть любительским занятием и становится профессией. Возникает опытное эмпирическое естествознание, внутри науки формируются отдельные дисциплины.

Классический (XIX-н.XXв.в.) , во время которого по примеру наиболее развитой научной дисциплины -  механики – создаются другие сциентистские теории. Научные достижения начинают активно использоваться обществом.  

Неклассический ( вторая треть XXв.) характеризуется зарождением так называемой большой науки созданием основных неклассических теорий (теория относительности, новая космология. ядерная физика, квантовая механика, генетика). Идет фронтальное внедрение научных идей в технические инновации и быт.

Постнеклассический (последняя треть XX в.  - нач. XXI в.)связан с развертыванием во всех ракурсах большой науки, формированием новых идей. Наглядным их  примером могут служить положения синергетики, в которой природа, общество и человек рассматриваются как частные случаи самоорганизации сложной системы, дается новое понимание взаимодействия «хаоса» и «порядка», показана творческая роль случайности в этой самоорганизации. При этом утверждается, что нет однозначной причинности, а есть многозначная, ветвящаяся крона возможных направлений движения мироздания, биосферы, истории. Наука становится предметом всесторонней опеки государства, элементом его системы. Реализуются масштабные проекты типа атомных, космических программ, исследования типа «геном человека» или «экономический мониторинг».

Совершим теперь краткий экскурс в историю самой синергетики.Она, будучи, наукой о процессах развития и самоорганизации сложных систем произвольной природы наследует и развивает универсальные, междисциплинарные подходы своих предшественниц: тектологии А.И. Богданова, теории систем Л. фон Берталанфи, кибернетики Н.Винера. Однако, ее язык и методы опираются на нелинейную математику и результаты естественных наук, изучающих эволюцию сложных систем, существенно обогащая наши представления о сложном.

История методов синергетики связана с именами многих выдающихся ученых ХХ века. Прежде всего, это великий французский математик, физик и философ Анри Пуанкаре, который уже в конце XIX века заложил основы методов нелинейной динамики и качественной теории дифференциальных уравнений. Именно он ввел понятия аттракторов (притягивающих множеств в пространствах состояний открытых системах), точек бифуркаций (значений параметров задачи, при которых появляются альтернативные решения, либо теряют устойчивость существующие), неустойчивых траекторий и динамического хаоса в задаче трех тел небесной механики (притяжение Земля-Луна-Солнце).

В первой половине ХХ века большую роль в развитии методов нелинейной динамики играла русская и советская школа математиков и физиков: А.М. Ляпунов, Н.Н. Боголюбов, Л.И. Мандельштамм, А.А. Андронов, А.Н. Колмогоров, А.Н. Тихонов. Эти исследования стимулировались в большой мере решением стратегических оборонных задач: создание ядерного оружия, освоение космоса. Западные ученые также использовали первые оборонные ЭВМ при обнаружении неравновесных тепловых структур: модель морфогенеза (А.М.Тьюринга) и уединенных волн - солитонов (Э.Ферми). Этот период можно назвать "синергетикой до синергетики", т.к. сам термин еще не использовался.

В 60-70 годы происходит подлинный прорыв в понимании процессов самоорганизации в самых разных явлениях природы и техники. Перечислим некоторые из них: теория генерации лазера Г.Б. Басова, А.М. Прохорова, Ч. Таунса; колебательные химические реакции Б.П. Белоусова и А.М. Жаботинского --- основа биоритмов живого; теория диссипативных структур И. Пригожина; теория турбулентности А.Н. Колмогорова и Ю.Л. Климонтовича. Неравновесные структуры плазмы в термоядерном синтезе изучались Б.Б. Кадомцевым А.А. Самарским, С.П. Курдюмовым. Теория активных сред и биофизические приложения самоорганизации исследовались А.С. Давыдовым, Г.Р. Иваницким, И.М. Гельфандом, Молчановым А.М., Д.С. Чернавским. В 1963 году происходит эпохальное открытие динамического хаоса, сначала в задачах прогноза погоды (Э. Лоренц), затем теоретически, начинается изучение странных аттракторов в работах Д. Рюэля, Ф. Такенса, Л.П. Шильникова.

Для странных аттракторов характерна неустойчивость решения по начальным данным, знаменитый "эффект бабочки", взмах крыльев которой может радикально изменить дальний прогноз погоды --- образ динамического хаоса. Создаются униваерсальная теория катастроф (скачкообразных изменений состояний систем) Р.Тома и В.И. Арнольда и развиваются ее приложения в психологии и социологии; теория автопоэзиса живых систем У. Матураны и Ф. Вареллы. Круг этих методов и подходов в изучении сложных систем Герман Хакен и назовет в 1970 году синергетикой (теорией коллективного, кооперативного, комплексного поведения систем), предварительно эффективно применив их в теории генерации лазера.

В 80-90 годы продолжается изучение динамического хаоса и проблемы сложности. В связи с созданием новых поколений мощных ЭВМ, развиваются фрактальная геометрия (Б.Мандельброт), геометрия самоподобных объектов (типа облака, кроны дерева, береговая линия), которая описывает структуры динамического хаоса и позволяет эффективно сжимать информацию при распознавании и хранении образов. Были обнаружены универсальные сценарии перехода к хаосу М. Фейгенбаума, Ив. Помо. В 1990 году открыт феномен самоорганизованной критичности. Его можно исследовать, рассматривая кучу песка (П. Бак). Сходящие лавинки воспроизводят распределения Парето по величинам событий для биржевых кризисов, землетрясений, аварий сложных технических комплексов и т.д. Символом синергетики стал трёхглавый дракон, замечательный рисунок которого сделала Кира Иванова. Этот дракон имеет множество интерпретаций. Например, есть такая. Одна голова смотрит в далёкое будущее, занимается тем, что может изменить саму общенаучную парадигму. (Это не преувеличение. Несколько лет назад директор Института философии РАН В. С. Стёпин, один из ведущих специалистов в мире по философии науки, выступил с тезисом о том, что именно синергетика в XXI веке окажется в центре научной картины мира.) То, что делает эта голова, витающая в небесах, может понадобиться немедленно, а может — через 50 или 100 лет.

Вторая голова занимается «нормальной наукой», как называл её философ и историк науки Томас Кун. Занимается тем, что популярно здесь и сейчас, что уже воплощается в конкретные технологии. Синергетика сегодня представляется развитой сложившейся областью со своими научными школами, проблемами, многочисленными приложениями. Среди них многие задачи нанотехнологии и проблемы прогноза, методы медицинской диагностики и новые подходы к защите информации, химическая технология и проблемы физики плазмы, а также многое, многое другое.

Третья голова занимается «тяжёлыми задачами», тем, чем нужно заниматься, чтобы сберечь или разумно улучшить нашу реальность. Это проблемы мировой динамики, стратегический прогноз развития стран и регионов, управление риском природных и техногенных катастроф и социальных нестабильностей. Или прогноз развития высшей школы России при различных управляющих воздействиях

Сегодня синергетика быстро интегрируется в область гуманитарных наук, возникли направления социосинергетики и эволюционной экономики, применяют ее психологи и педагоги, развиваются приложения в лингвистике, истории и искусствознании, реализуется проект создания синергетической антропологии.

Область применения синергетики, которую в большинстве случаев трактуют весьма произвольно и обобщенно, охватила различные области науки. Такая широкая популярность синергетики привела к использованию ставший уже модным термин в самых различных контекстах: синергетический подход к проблемам национальной безопасности, синергетические начала образования ит.д.
Само слово "синергетика" трактуется как "совместное действие", делая акцент на согласованность функционирования составляющих частей, которая отражается в поведении системы как целостного механизма.
Системы, изучаемые синергетикой, различаются по своей природе и содержанию. Также они являются предметом изучения различными науками, такими как физика, химия, математика, экономика, биология, лингвистика, социология и др. При этом каждая из наук проводит исследования своих систем только ей присущими, методами. Выводы формулирует также на "своем" языке. Зачастую это приводит к тому, что достижения одной науки непонятны представителям других наук. Синергетика – междисциплинарная наука. Междисциплинарные подходы очень обогащают тот контекст, в котором работает ученый. Вероятно, поэтому отечественной научной культуре обобщающие идеи синергетики оказались очень близки. Для многих классиков русской и советской науки было характерно стремление увидеть общее в различных дисциплинах и на этой основе получить оригинальные результаты в каждой их них. При этом организация дальнейших исследований, усилия по изменению отношения общества к научным результатам, выращивание учеников, непосредственное участие в государственных делах ценились научным  сообществом весьма высоко. Вспомним М.В. Ломоносова, который занимался и химией, и физикой, и историей, и филологией, который "сам был нашим первым университетом". Дмитрий Иванович Менделеев был не только великим химиком, видным общественным деятелем, много сделавшим для развития промышленности в целом, и нефтехимии в частности, в своем отечестве. Он был блестящим профессором, написавшим основополагающие учебники, демографом, выдающимся экономистом. И свои работы по обоснованию государственной поддержки отечественных предпринимателей – политики протекционизма – сам он оценивал не менее высоко, чем свои исследования по химии. Любопытно, что и в то время "междисциплинарность" опиралась на прочный естественнонаучный фундамент, на использование математики.

    В этой связи интересна мысль одного из самых блестящих политиков России – Сергея Юльевича Витте, способствовавшего многократному увеличению протяженности сети железных дорог, осуществившего одну из наиболее удачных денежных реформ, заложившего основы политехнического образования в России и предсказавшего ход исторических процессов на десятилетия вперед. Он, получивший физико-математическое образование, делил всех математиков на "математиков-вычислителей" и "математиков-философов". С.Ю. Витте ценил вторых гораздо выше и полагал, что их мнение, совет и исследования могут быть весьма важны в государственных делах. Широтой интересов отличался и В.И. Вернадский. С одной стороны, он – основатель геохимии и организатор ряда геологических изыскательских работ. С другой, глубокий философ, увидевший в формировании ноосферы надежду для человечества, прозорливо предсказавший огромное будущее атомной энергии на заре XX века.
   Президент Академии наук СССР М.В. Келдыш, с именем которого связывают успехи в освоении космоса, в создании ряда систем стратегических вооружений, в нашей стране, пришел в науку как чистый математик. На его научном пути – и работы по теории несамосопряженных операторов, и теория флаттера, давшая ключ к пионерским инженерным решениям, и обоснование научной стратегии сверхдержавы, и мечты о дальнем космосе.

   Большое влияние на отечественные междисциплинарные исследования в последние десятилетия оказывала деятельность недавно ушедшего от нас академика Н.Н. Моисеева. Его работы по автоматическому управлению, нелинейной механике, анализу экономических механизмов, оптимизации, системам поддержки принятия решений, рефлексивным процессам привели к созданию ярких самобытных научных школ. Последние его работы по экологии, связанные с концепцией устойчивого развития, по философии, где он выдвинул концепцию универсального эволюционизма, по анализу сценариев выхода России из системного кризиса не всегда находили понимание. Помнится, с какой горечью он рассказывал одному из авторов о своей беседе с высокопоставленным (впрочем, правильнее, наверное, было бы писать в два слова) чиновником. Он предложил развернуть работы по научному обоснованию стратегических транспортных проектов – трансъевразийской магистрали и Северного морского пути. Великий "путь из англичан в японцы", как он говорил, возможен благодаря уникальному евразийскому положению России и ее научно-техническому потенциалу. "Вы – математик. Ну и занимайтесь математикой, а в наши дела не лезьте", – услышал он в ответ на свои предложения. Но времена меняются. Давно простыл след временщика, беседовавшего с академиком. А многие идеи Н.Н. Моисеева вновь и вновь переосмысливаются или переоткрываются.
Итак, синергетика, в отличие от привычных сфер науки, изучая системы любой природы способна описывать их развитие и становление на интернациональном языке, языке математики. Это позволяет синергетике делать достижения одной области науки доступными пониманию представителей других, иногда, весьма далеких от нее областей науки.

   Согласно И. Пригожину и И. Стенгерс, пафос рождающегося на наших глазах мировидения - это призыв к "новому диалогу человека с природой", понимаемого целостно, эволюционно. В новой картине мира человек должен думать не просто о выживании, а осознать свою роль и ответственность в единстве сотворчества с природой, научиться законам коэволюции с ней. Для этого ему предстоит лучше понять и мир и себя, свой природный и социальный генезис, законы мышления; отрефлектировать, как он понимает, моделирует реальность. Поэтому синергетика это еще и наука о человекомерных системах,

3.Предмет и метод  синергетики

На вопрос: "Что такое синергетика?" можно дать несколько ответов.
    Во-первых, буквальный. Речь идет о явлениях, которые возникают от совместного действия нескольких разных факторов, в то время как каждый фактор в отдельности к этому явлению не приводит.
    Во-вторых, синергетику часто определяют как науку о самоорганизации. Последнее означает самопроизвольное усложнение формы, или в более общем случае структуры системы при медленном и плавном изменении ее параметров (
ячейки Бенара).
Сейчас также
самопроизвольно возникающие образования объединяются под общим названием — диссипативные структуры (термин предложен И.Р. Пригожиным).
   Можно дать третье определение: синергетика — наука о неожиданных явлениях. Это определение не противоречит, а скорее дополняет предыдущие. Действительно, все перечисленные явления на первый взгляд неожиданны. При низкой температуре подогрева ячеек Бенара не было, а при увеличении ее структура "вдруг" появилась. То же можно сказать об автоколебаниях: ритмический режим появляется "вдруг" при медленном плавном и монотонном изменении параметров. Можно сказать, что любое качественное изменение состояния системы (или режима ее работы) производит впечатление неожиданного. При более детальном анализе выясняется, конечно, что ничего "неожиданного" в этом нет. "Причиной" неожиданного, как правило, оказывается неустойчивость.
Анализ, вскрывающий причину неожиданного явления, и составляет предмет синергетики.

Синергетика, будучи, наукой о процессах развития и самоорганизации сложных систем произвольной природы наследует и развивает универсальные, междисциплинарные подходы своих предшественниц: тектологии А.И. Богданова, теории систем Л. фон Берталанфи, кибернетики Н.Винера. Однако, ее язык и методы опираются на нелинейную математику и результаты естественных наук, изучающих эволюцию сложных систем, существенно обогащая наши представления о сложном. Метод (или математический аппарат), который используется в синергетике,— это теория динамических систем.
В отличие от наук, возникавших на стыке двух дисциплин, например, физической химии или химической физики, одна из которых предоставляет новой науке предмет, а другая —  метод исследования, синергетика опирается на методы, одинаково приложимые к различным предметным областям, и изучает сложные («многокомпонентные») системы безотносительно к их природе.

Область исследований синергетики чётко не определена и вряд ли может быть ограничена, так как её интересы распространяются на все отрасли естествознания. Общим признаком является рассмотрение динамики любых необратимых процессов и возникновения принципиальных новаций. Математический аппарат синергетики скомбинирован из разных отраслей теоретической физики: нелинейной неравновесной термодинамики, теории катастроф, теории групп, тензорного анализа, дифференциальной топологии, неравновесной статистической физики.

Приложения синергетики распределились между различными направлениями:

  1. теория динамического хаоса исследует сверхсложную упорядоченность, напр. явление турбулентности;
  1. теория детерминированного хаоса исследует хаотические явления, возникающие в результате детерминированных процессов (в отсутствие случайных шумов);
  1. теория фракталов занимается изучением сложных самоподобных структур, часто возникающих в результате самоорганизации. Сам процесс самоорганизации также может быть фрактальным;
  1. теория катастроф исследует поведение самоорганизующихся систем в терминах бифуркация, аттрактор, неустойчивость;
  1. лингвистическая синергетика и прогностика.

4.Причины возникновения

Сравним системы, существующие в природе, с теми, которые созданы человеком.
Для существующих в природе систем характерна устойчивость относительно внешних воздействий, самообновляемость, возможность к самоусложнению, росту, развитию, согласованность всех составных частей. Для созданных человеком систем характерны — резкие ухудшения функционирования даже при сравнительно небольшом изменении внешних воздействий или ошибках в управлении.

Вывод: нужно позаимствовать опыт построения организации, накопленный природой, и использовать его в нашей деятельности.
При решении самых разных задач от физики и химии до экономики и экологии создание и сохранение организации, формирование упорядоченности является либо целью деятельности, либо ее важным этапом.

Приведем два примера:
1. Задачи, связанные с управляемым термоядерным синтезом. В большинстве проектов самый важный момент — создание необходимой пространственной или пространственно-временной упорядоченности.
2. Формирование научных коллективов, где активная творческая работа большинства сотрудников должна сочетаться с возможностями совместно решать крупные задачи. Такой коллектив должен быть устойчив и быстро реагировать на все новое. Какова оптимальная организация, позволяющая добиваться этого?
    Вопрос об оптимальной упорядоченности и организации особенно остро стоит при исследованиях глобальных проблем — энергетических, экологических, многих других, требующих привлечения огромных ресурсов. Здесь нет возможности искать ответ методом проб и ошибок, а "навязать" системе необходимое поведение очень трудно. Гораздо разумнее действовать, опираясь на знание внутренних свойств системы, законов ее развития. В такой ситуации значение законов самоорганизации, формирования упорядоченности в физических, биологических и других системах трудно переоценить.
    Другая причина, обусловившая
создание синергетики, — необходимость при решении ряда задач науки и техники анализировать сложные процессы различной природы, используя при этом новые математические методы.
    Классическая математическая физика (т. е. наука об исследовании математических моделей физики) имела с линейными уравнениями. Формально это уравнения, в которые неизвестные входят только в первой степени. Реально они описывают процессы, идущие одинаково при разных внешних воздействиях. С увеличением интенсивности воздействий изменения остаются количественными, новых качеств не возникает. Область применения линейных уравнений необычайно широка. Она охватывает классическую и квантовую механику, электродинамику и теорию волн. Методы их решения, разрабатывавшиеся в течение столетий, обладают большой общностью и эффективностью.
    Однако ученым все чаще приходится иметь дело явлениями, где более интенсивные внешние воздействия приводят к качественно новому поведению системы. Здесь нужны нелинейные математические модели. Их анализ — дело гораздо более сложное, но при решении многих задач он необходим. Это приводит к формированию широкого фронта исследований нелинейных явлений, к попыткам создать общие подходы, применимые ко многим системам (к таким подходам относится и синергетика). Современная наука все чаще формулирует свои закономерности, обращаясь к более богатому и сложному миру нелинейных математических моделей.

5.Задачи синергетики

— выяснение законов построения организации, возникновения упорядоченности. Здесь акцент делается на принципах построения организации, ее возникновении, развитии и самоусложнении.

6.Особенности синергетики

  1. Во-первых, это ее человекомерность и адаптивность, в данном случае моделирование задач актуальных для человеческой культуры в каждый конкретный период, и учет антропного характера процессов познания и принятия решений.
  2. Во-вторых, ее методы имеют генетическую связь с математикой, вечной наукой, результаты которой в определенном смысле не подвластны времени.
  3. В-третьих, открытость ее методов к пополнению новыми квазиуниверсалиями, обнаруженными в частных дисциплинах, и не только естественнонаучных.
  4. В-четвертых, ее преемственность: синергетика относится к своим междисциплинарным предшественницам, теории систем и кибернетике, согласно принципу соответствия: опираясь на них, включая их методы в свой инструментарий, но, вместе с тем, и указывая область их применимости. Так, например, относится современная квантовая релятивистская физика к физике Ньютона, новая парадигма к старой парадигме.
  5. В-пятых, особая междисциплинарная толерантность к новым методам и гипотезам, их самоценность для синергетики. Наряду с девизом "подтвердить или опровергнуть", девиз принятый в дисциплинарной науке для проверки гипотез, добавляется совершенно иной: "найти область применимости" данного метода, найти адекватный ему контекст. Акцент переносится так же с явления на средства его исследования и описания.
  6. В-шестых, самоприменимость синергетики, поскольку ее развитие есть сложный эволюционный процесс в пространствах постнеклассической науки и культуры.
  7. В-седьмых, философская диалогичность и рефлексивность. Имеется в виду восприимчивость в диалогах с философскими традициями разных направлений, времен и народов, с целью рефлексии своих оснований и принципов.

Основные принципы синергетики

  1. Природа иерархически структурирована в несколько видов открытых нелинейных систем разных уровней организации: в динамически стабильные, в адаптивные, и наиболее сложные — эволюционирующие системы.
  2. Связь между ними осуществляется через хаотическое, неравновесное состояние систем соседствующих уровней
  3. Неравновесность является необходимым условием появления новой организации, нового порядка, новых систем, т.е — развития
  4. Когда нелинейные динамические системы объединяются, новое образование не равно сумме частей, а образует систему другой организации или систему иного уровня
  5. Общее для всех эволюционирующих систем: неравновесность, спонтанное образование новых микроскопических (локальных) образований, изменения на макроскопическом (системном) уровне, возникновение новых свойств системы, этапы самоорганизации и фиксации новых качеств системы
  6. При переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все развивающиеся системы ведут себя одинаково
  7. Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией и веществом с внешней средой, за счёт чего и происходят процессы локальной упорядоченности и самоорганизации
  8. В сильно неравновесных состояниях системы начинают воспринимать те факторы воздействия извне, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии
  9. В неравновесных условиях относительная независимость элементов системы уступает место корпоративному поведению элементов: вблизи равновесия элемент взаимодействует только с соседними, вдали от равновесия — «видит» всю систему целиком и согласованность поведения элементов возрастает
  10. В состояниях, далеких от равновесия, начинают действовать бифуркационные механизмы — наличие кратковременных точек раздвоения перехода к тому или иному относительно долговременному режиму системы — аттрактору. Заранее невозможно предсказать, какой из возможных аттракторов займёт система.

4.1. Основная литература

  1. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986.
  2. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003,
  3. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. — М.: Мир, 1990
  4. Аршинов В.И. Синергетика как феномен постнеклассической науки. — М., 1999.
  5. Бородкин Л.И. «Порядок из хаоса»: концепции синергетики в методологии исторических исследований // Новая и новейшая история, 2003, № 2.
  6. Бородкин Л.И. Синергетика и история: моделирование исторических процессов // История и математика: Анализ и моделирование социально-исторических процессов / Ред. Малков С. Ю., Гринин Л. Е., Коротаев А. В. — М.: КомКнига/УРСС, 2007.
  7. Василькова В.В. Порядок и хаос в развитии социальных систем: Синергетика и теория социальной самоорганизации. СПб.: Изд-во «Лань», 1999.
  8. Ельчанинов М.С. Социальная синергетика и катастрофы России в эпоху модерна. М.: КомКнига, 2005.

 4.2. Дополнительная литература

Безручко Б.П., Короновский А.А., Трубецков Д.И., Храмов А.Е.
Путь в синергетику: Экскурс в десяти лекциях. Изд.2
2010.

Майнцер К.
Сложносистемное мышление: Материя, разум, человечество. Новый синтез. Пер. с англ.2009.

Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. — М., 1997.

Олемской А.И.
Синергетика сложных систем: Феноменология и статистическая теория
2009

Князева Е.Н., Курдюмов С.П.
Основания синергетики: Синергетическое мировидение. Изд.3, доп.
2010

Князева Е.Н., Курдюмов С.П.
Синергетика: Нелинейность времени и ландшафты коэволюции. Изд.2
2011.

Пригожин И., Николис Г.
Познание сложного. Введение. Серия "Синергетика: от прошлого к будущему". Перевод с английского. Изд.3, доп.
2008.

Баранцев Р.Г.
Синергетика в современном естествознании. Изд. 2, доп.
2009.

Арнольд В.И.
Теория катастроф. Серия "Синергетика: от прошлого к будущему". Изд.6
2009

Турчин П.В.
Историческая динамика: На пути к теоретической истории. Пер. с англ. Изд.2

Гуц А.К., Фролова Ю.В.
Математические методы в социологии. Изд.22010.

История и синергетика: Математическое моделирование социальной динамики. — М.: КомКнига, 2005. 

Пригожин И., Стенгерс И.
Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. Пер. с англ. Изд.6

Ссылки:

  1. http://spkurdyumov.narod.ru/ 
  2. ru.wikipedia.org/wiki/Синергетика
  3. http://bibleworld2005.narod.ru/book/Evolution/10/10.html 
  4. http://slovari.yandex.ru/dict/krugosvet/artikle/d/d2/1012079.htn 
  5. http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/SOLNECHNAYA_SISTEMA.htmlhttp://elementy.ru/news/430766 
  6. http://www.biophys.msu.ru/rbpdb99/.
  7. http://elementy.ru/news/430766 
  8. http://www.tspu.tula.ru/res/other/politolog/lec6.html и др.

 


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Презенттация проекта авторской программы "Коррекционное обучение и воспитание детей дошкольного возраста со сложным дефектом"

Актуальность создания программы обучения и воспитания для детей со сложным дефектом обусловлена тем, что в последние годы отмечается устойчивая тенденц...

реферат сущность автоматизации управления в сложных системах

Не можете найти в продаже нужную курсовую?Что можно написать на кружкеK = Kв · KV – коэффициент нагрузки; не имеют названий, а цифровые обозначения иллюстраций и таблиц не соответствуют 7 Выдвижение и...

Презентации к урокам обществознания по темам раздела "Общество как сложная система"

Презентации к теме "Общество как сложная система" представляют материал о системном строении общества. основных сферах жизни общества и их взаимосвязи, противоречивости воздействия людей на природную ...

Тесты по теме "Общество как сложная система" 2 варианта.

Тестовый контроль знаний учащихся по теме "Общество как сложная стстема"....

Авторская программа элективного курса по математике для учащихся 9 класса "Систематизируем курс математики: от простого к сложному "

Программа элективного курса рассчитана на 34 часа и будет способствовать повышению эффективности подготовки обучающихся 9 класса к основному государственному экзамену по математике за курс основн...

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ПРЕДМЕТУ ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОГО ИСКУССТВА УРОВНЯ ОСНОВНОГО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ 5-7 КЛАССОВ (составлена на основе авторской программы «Изобразительное искусство и художественный труд» авторского коллектива под руководством Б. М. Нем

РАБОЧАЯ ПРОГРАММАПО ПРЕДМЕТУ  ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОГО ИСКУССТВА УРОВНЯ ОСНОВНОГО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ  5-7  КЛАССОВ(составлена на основе авторской программы «Изобразительное искус...

Авторская программа "Формирование графических навыков письма букв, их соединений в слова у обучающихся со сложной структурой дефекта на основе реализации задач ИОМ на 2016-2020гг"

В условиях современной школы, когда обучение строится на основе АООП образования обучающихся  с умеренной, тяжёлой и глубокой умственной отсталостью (интеллектуальными нарушениями) тяжелыми и мно...