Принципы современного научного и учебного познания химической действительности

УДК 378.14; 530

М. Ф. Каримов

Принципы современного научного и учебного познания химической действительности

Бирская государственная социально-педагогическая академия 452453, Башкортостан, г. Бирск, ул. Интернациональная, 10; телефакс (3414)2-64-55

Выделены с соответствующими характеристиками среди основных ориентирующих в методологии положений информативности, системности и историзма научного и учебного познания объектов, процессов и явлений химической действительности, проектируемого и реализуемого в информационном обществе. Охарактеризована направляющая роль этих принципов в научном и учебном системно-структурно-функциональном, статистическом и синергетическом моделировании будущими и настоящими субъектами творческой деятельности фрагментов природной и технической реальности в среде компьютерных и телекоммуникационных технологий. Рассмотрены принципы систематичности и научности обучения студентов вузов информационного общества химическим дисциплинам, имеющие важное дидактическое значение в проектировании и реализации подготовки будущих исследователей и преобразователей природы и технологий.

Ключевые слова: познание химической действительности, принципы научного и учебного познания реальности, информативность, системность и историзм в познании объектов, процессов и явлений, систематичность и научность обучения химии.

Научная и учебная деятельность в области познания и преобразования действительности зависит от того, кто действует (субъект), на что она направлена (объект) и на основе каких принципов она проектируется и реализуется.

Принципы научного и учебного познания природной, технической и социальной действительности, имеющие начало своего становления и развития еще в античности, позволяют выделить и применить такие понятия, как объект и предмет исследования и изучения, уровни эмпирического и теоретического освоения реальности, методы экспериментального и теоретического постижения общественного и личного неизвестного в окружающей нас среде, способы построения частных и общей научных картин мира и т. д.

Благодаря трудам основоположников классической, неклассической и постнеоклассической науки 1 к настоящему времени выделе-

Дата поступления 10.07.08

ны принципы на общеметодологическом и дисциплинарном уровнях, позволяющие проектировать и реализовать научное и учебное познание и преобразование объектов, процессов и явлений природной, технической и социальной действительности.

Рассмотрим принципы информативности, системности и историзма научного и учебного познания химической действительности в свете перехода современного человечества в эпоху информационного общества 2.

Информация, представляющая достоверные сведения об объектах, процессах и явлениях действительности, получаемая с помощью традиционных, компьютерных и телекоммуникационных технологий, становится в настоящее время наряду с веществом и энергией основным ресурсом научно-технического и социально-экономического прогресса общества, оказывает существенное влияние на ускоренное развитие науки и техники, способствует совершенствованию проектирования и реализации процесса обучения и воспитания подрастающего поколения.

Системная информация, включающая в себя описание характеристик и состояний элементов, находящихся в отношениях друг с другом и внешней средой, получается в неорганической и органической химии при постановке экспериментов и построении теоретических моделей атомов и молекул кристаллических и аморфных веществ, находящихся в различных естественных и искусственных условиях 3.

Структурная информация об окружающей нас химической действительности, получаемая с помощью экспериментальных и теоретических методов структурного анализа вещества в различных состояниях, реализуемых в среде компьютерных технологий, содержится в описании закономерных, интегрирующих и устойчивых связей между элементами атомных, молекулярных, кристаллических и аморфных систем 4.

Функциональная информация, постигаемая в ходе и результате экспериментальных и теоретических исследований фрагментов

природной и технической действительности, содержащая сообщение о поведении химических систем при различных условиях, очень важна для традиционного и компьютерного проектирования и реализации технологических процессов 5.

Статистическая информация, представляющая собой сведения о состоянии и поведении микро- и макрообъектов химической действительности, подвергаемых случайным внутренним и внешним воздействиям, получаемая, обрабатываемая и представляемая с помощью компьютерных технологий, становится более достоверной в свете последних достижений теории вероятностей и математической статистики 6.

Синергетическая информация о том, что любая сложная нелинейная открытая неравновесная химическая система обладает способностью к самоорганизации и порождению нового свойства через механизм бифуркации является важным методологическим ориентиром в современной теоретической и прикладной химии 7 .

Принцип информативности подготовки будущих исследователей и преобразователей химической действительности реализуется посредством обогащения содержания, форм и методов обучения студентов высших учебных заведений современными, полученными по традиционным и телекоммуникационным каналам, системно-структурно-функциональными, статистическими и синергетическими моделями объектов, процессов и явлений природной и технической реальности и алгоритмами аналитического и численного решения задач естественно-математических и технических наук 8.

Принцип системности в познании химической действительности важный методологический ориентир научного поиска потому, что большинство химических объектов исследования представляют собой сложную систему, где структура и функции отдельных составных частей обладают многообразными взаимосвязями.

Системность взаимосвязанных химических знаний, получаемых с помощью экспериментальных и теоретических методами исследования и изучаемых посредством логических и эвристических методов обучения естественно-математических дисциплин, приведенных в определенный порядок на основе существенных признаков, например, как это сделано в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева 9, способствует более

эффективному постижению относительной или абсолютной истины относительно объектов, процессов и явлений материального мира, установлению и освоению законов, которым подчиняются фрагменты природной и технической действительности.

Современный персональный компьютер,

подключенный в глобальную сеть Internet 10,

11

имеющий систему языков программирования , систему электронных таблиц 12, систему управления базами данных 13 и систему математического проектирования 14 становится эффективным инструментом науки и дидактики при удовлетворении требований принципа системности познания и освоения химических объектов, процессов и явлений окружающего нас мира.

Принцип историзма стал важным методологическим ориентиром в естественно-математических науках после того, как во второй половине XX века был достоверно установлен факт возникновения и эволюции химических элементов, образующихся в результате цепочки ядерных реакций внутри звезд и попадающих в межзвездное пространство в результате 15

взрывов .

Выявленная нами зависимость вида доменной структуры аморфных пленок гадолиний-кобальт различного состава от магнитной предыстории 16 свидетельствует об универсальности принципа историзма в познании и преобразовании природной и технической действительности.

Исторический подход в изучении нового учебного материала на лекционных, практических и лабораторных занятиях по химии и физике позволяет преподавателю-ученому представить будущим исследователям действительности естественно-математическую науку не как совокупность известных моделей объектов, процессов и явлений и готовых алгоритмов решения теоретических и экспериментальных задач, а как развивающуюся систему зна-

17

ний о природе и технологиях 17.

Дидактический опыт преподавания естественно-математических дисциплин в ряде вузов Урала в течение последних тридцати лет показывает, что исторические хронологии, летописания и календари по физике, химии и технике, составляемые студентами с помощью традиционных и телекоммуникационных технологий, способствуют повышению уровня их академической успеваемости и качества составляемых рефератов и выполняемых курсовых и дипломных работ в области естествознания 18.

Среди дидактических принципов подготовки будущих исследователей и преобразователей химической действительностью своей методологической значимостью выделяются систематичность и научность обучения студентов высших учебных заведений естественно-математическим дисциплинам в условиях информатизации общества.

Принцип систематичности профессиональной подготовки будущих химиков, являющийся логическим продолжением системно-структурно-функционального подхода к изучению природной и технической действительности в условиях вузовского обучения, воспитания и творчества, способствует представлению и освоению учебного и научного материала по естественно-математическим дисциплинам, полученного по традиционным и телекоммуникационным каналам, с четкой дидактической структурой, оптимальной временной последовательностью и функциональной направленностью, построенных с учетом требований научно-технического и социально-экономического прогресса информационного общества.

Осуществление принципа систематичности в обучении, воспитании и творчестве студентов вузов путем последовательной постановки и решения постепенно усложняющихся задач информационного моделирования фрагментов природной и технической действительности приводит, как показывает дидактический опыт, к формированию в сознании будущих исследователей реальности информационного общества единого и целостного мировоззрения об объектах, процессах и явлениях окружающего нас мира.

Систематическое обучение подрастающего поколения естественно-математическим дисциплинам, как показывает дидактический опыт, приводит к повышению уровня интеллектуального и творческого потенциалов у обучающихся в высшей школе.

Принцип научности методологической, теоретической и методической подготовки будущих исследователей и преобразователей химической действительности в связи с тем, что в высшей школе изучается и развивается наука, одновременно ориентирует преподавателей-ученых на ускоренный переход в процессе обучения студентов естественно-математическим дисциплинам от решения известных учебных и поставленных учебно-исследовательских к постановке и решению научно-исследовательских задач, актуальность которых подтверждается потребностями научно-техническо-

го и социально-экономического развития страны и анализом информации, накопленной в традиционных хранилищах и в глобальной компьютерной сети Internet.

Дидактический принцип научности обучения, воспитания и творчества студентов-химиков требует соблюдения в высшей школе следующих основных условий: а) участие всех преподавателей высшего учебного заведения в актуальных теоретических и экспериментальных исследованиях, определяющих научно-технический и социально-экономический прогресс нашей страны; б) привлечение ученых Российской академии наук, Российской академии образования и Республиканских академий наук, имеющих общепризнанные, состоявшиеся, признанные или известные научные школы, для чтения циклов лекций по естествознанию в вузовской аудитории; в) периодическая, помимо государственного образовательного стандарта, корректировка содержания, форм и методов обучения естественно-математическим дисциплинам в соответствии с основными достижениями и направлениями развития науки, техники и технологий;

г) организация систематической учебной и научной работы будущих исследователей и преобразователей природной и технической действительности в совместных с академическими институтами проблемных лабораториях;

д) осуществление регулярных непосредственных и телекоммуникационных дидактических контактов профессорско-преподавательского и студенческого состава высшего учебного заведения с ведущими отечественными и зарубежными химиками, физиками и технологами на научно-теоретических, научно-методических и научно-практических конференциях и в школах-семинарах международного и всероссийского уровней.

Выводами, следующими из анализа и обобщения приведенного выше краткого материала относительно принципов современного научного и учебного познания химической действительности, проектируемого и реализуемого в условиях информатизации общества, являются нижеследующие положения:

1. Принцип информативности научного и учебного познания химической действительности, ориентирующий настоящих и будущих исследователей на получение и освоение достоверных сведений об объектах, процессах и явлениях материального мира с помощью системно-структурно-функционального, статистического и синергетического моделирования и традиционных, компьютерных и телекомму-

никационных технологий, становится одним из ведущих направляющих факторов при постановке и решении естественно-математических задач информационного общества двадцать первого века.

2. Принцип системности теоретического и экспериментального исследования и вузовского изучения химических объектов, процессов и явлений, выделяющий универсальное положение о том, что все объекты, процессы и явления природы и технологий есть различные системы определенной целостности и сложности, указывающий на эффективность использования компьютерных и телекоммуникационных систем в познании и освоении материальной действительности, обладает высокими исследовательским, объяснительным и предсказательным потенциалами.

3. Принцип историзма постижения истины в химической науке и преподавании химических дисциплин, находящий себе применение от объяснения возникновения и эволюции химических элементов до повышения эффективности обучения будущих исследователей и преобразователей фрагментов природной и технической реальности, получающий дополнительные возможности в реализации в сферах науки и образования посредством глобальных компьютерных сетей, входит в число основных познавательных и дидактических ориентиров и информационного общества.

4. Дидактический принцип систематичности освоения студентами вузов химических дисциплин, предусматривающий последовательный переход от учебной к научной деятельности при постановке и решении все усложняющихся задач естествознания, востребованных условиями научно-технического и социально-экономического прогресса информационного общества, способствует формированию у обучающейся молодежи научного мировоззрения при одновременном повышении у нее уровня интеллектуального и творческого потенциалов.

5. Дидактически принцип научности обучения будущих исследователей и преобразователей природы и технологий химическим дисциплинам, требующий организации и проведения совместных экспериментальных и теоретических исследований с компьютерным сопровождением преподавателей-ученых и студентов с последующим обсуждением полученных результатов на международных и всероссийских традиционных и телекоммуникационных конференциях, остается веду-

щим дидактическим ориентиром в высшей

школе и в условиях интенсификации процесса

информатизации общества.

Литература

1. Менделеев Д. И. Полное собрание сочинений: В 25-ти тт.- Л.-М.: Изд-во АН СССР, 1934— 1954.

2. Bell D. The social framework of the information society // The microelectronic revolution: The complete guide to the new technology and its impact on society / Ed. T. Forester. — Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1980.— P. 500.

3. Каримов М. Ф. // Баш. хим. ж.— 2007.— Т.14.— № 2.— С. 59.

4. Кандаурова Г. С., Каримов М. Ф., Васьковский

B. О. Параметры доменной структуры аморфных пленок Gd-Co разного состава // Физика твердого тела.— 1981.— Т. 23.— Вып. 3.—

C. 720.

5. Кандаурова Г. С., Каримов М. Ф. // ЖТФ.— 1982.— Т.52.— Вып.7.— С. 1428.

6. Каримов М. Ф. // Баш. хим. ж.— 2006.— Т.13.— № 4.— С. 51.

7. Кандаурова Г. С., Каримов М. Ф. // Физика металлов и металловедение.— 1983.— Т.55.— Вып.2.— С. 248.

8. Каримов М. Ф. // Баш. хим. ж.— 2006.— Т.13.— № 5.— С. 98.

9. Менделеев Д. И. // Журнал Русского химического общества.— 1869.— Т.1.— Вып. 9 и 10.— С. 60.

10. Каримов М. Ф. // Баш. хим. ж.— 2005.— Т.12.— № 4.— С. 30.

11. Каримов М. Ф. Политехническое содержание школьного и вузовского курсов основ информатики и вычислительной техники // Сб. науч. статей «Подготовка учителя в условиях непрерывного образования».— Уфа: Изд-во БашГПИ, 1989.— С. 193—200.

12. Каримов М. Ф. Электронные таблицы Excel в интегрировании математических, физических и гуманитарных дисциплин // Сб. трудов участников XV Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании».— М.: Изд-во МИФИ, 2005. — Часть III.— С. 110—112.

13. Каримов М. Ф. // Баш. хим. ж.— 2007.— Т.14.— № 4.— С. 57.

14. Каримов М. Ф. // Баш. хим. ж.— 2007.— Т.14.— № 3.— С. 107.

15. Fowler W. A., Hoyle F. Nucleosynthesis in massive stars supernovae.— Chicago: University of Chicago Press, 1965.— 148 p.

16. Каримов М. Ф., Кандаурова Г. С. // Физика металлов и металловедение.— 1981.— Т.51.— Вып.3.— С. 663.

17. Каримов М. Ф. // История науки и техники.—

2005.— № 3.— С. 103.

18. Каримов М. Ф. // История науки и техники.—

2006.— № 5.— С. 122.