Сопряжение как один из принципов интеграции естественнонаучных знаний

УДК 5 ББК 20

И.А. Третьякова

сопряжение как один из принципов интеграции естественнонаучных знаний

В настоящей статье интегративный потенциал принципа сопряжения в образовательной области подтвержден и реализован на представленных в статье авторских моделях, отражающих интеграцию научных знаний на предметном, метапредметном и философском уровнях. Данные модели помогут учащимся и студентам при изучении естественнонаучных дисциплин развить образное интегративное мышление до теоретического уровня.

Ключевые слова: материя, взаимодействие, сопряжение, принцип, интеграция, модель, картина мира.

I.A. Tretyakova

CONJUGATION AS A PRINCIPLE OF SCIENTIFIC KNOwLEDGE INTEGRATION

An integrative potential principle of conjugation in educational field is confirmed and implemented on the article author's models, reflecting the integration of scientific knowledge on the subject, meta-subject and philosophical levels. These models will help pupils and students in studying natural science disciplines develop figurative integrative thinking to a theoretical level.

Key words: fabric, interfacing, conjugation, principle, integration, model, world view.

Усиление взаимосвязи наук - важнейшая тенденция их современного развития, которая выражает и новые возможности науки, и новые запросы практики, и новые потребности всего общества. Быстрые темпы развития современного общества порождают сложные и масштабные проблемы, решение которых возможно только на основе более тесной интеграции между общественными, естественными и техническими науками. Только синтетический взгляд, интегрирующий естествознание и обществозна-ние, позволяет правильно увидеть современную общность, единство природы и общества, специфику того и другого, определить вектор их дальнейшего поступательного развития.

Эта стратегия развития науки в современных условиях находит отражение и в сфере образования, однако зачастую о здесь предпринимаются попытки исполь-5 зовать для разработки образовательных концепций лишь отдельные принципы интеграции, что приводит к искажению ^ сущности самой теоретической идеи и

к негативным последствиям в практическом обучении учащихся и студентов. В частности это выражается в резком сокращении часов для изучения фундаментальных дисциплин и тенденции к сворачиванию дифференцированного обучения в будущем.

Механизм интеграции наук и научных знаний обусловлен диалектико-ма-териалистическим соотношением форм движения материи, совпадением логического и исторического. Что касается уровней интеграции, то можно выделить несколько форм ее проявления, которые тесно связаны между собой. Прежде всего, следует выделить основные блоки системы научных знаний, внутри которых происходит интеграция понятий, законов и теорий. Таковыми являются предметные, метапредметные и философские знания.

Конечным результатом внутри предметной интеграции является «рождение» метатеории данной науки, которая становится стратегией развития всех ее направлений. В качестве примера такой

метатеории является эволюционное учение в биологии, которое используется как методология познания организации, функционирования и развития всех живых существ на Земле.

Эволюция трактуется как необратимый процесс исторического изменения живого. Из этого следует, что понятие «жизнь» является ключевым в этом определении, интегрирующим фундаментальные знания о сущности биологической формы движения материи. Конкретизируя это положение, нами разработана идеализированная модель живой системы под названием «Эмблема жизни», которую можно считать достаточно цельным символом жизни, так как в ней нашли отображение фундаментальные основы живой материи, связанные с превращением вещества, энергии, информации и формы; важнейший принцип самоорганизации - принцип сопряжения, одним из механизмов которого является механизм обратной связи, лежащий в основе зарождения, сохранения и эволюции живых систем, начиная с клетки и заканчивая биосферой (изменение формы); взаимосвязь с окружающей средой; природоохранные мероприятия (рис. 1).

Рис. 1. эмблема жизни

Предложенную эмблему можно рассматривать как символ, сопрягающий (интегрирующий) в себе элементы образности и теоретичности. Созданная на основе различных методологий, она сама становится методологией научного познания живых систем различного уровня организации и поможет учащимся и студентам при изучении биологических дисциплин развить образное инте-гративное мышление до теоретического уровня и на этой базе сформировать экологическое (биологическое) мышление и сознание, которые станут основой для формирования биологической картины мира в целом. «Эмблема жизни» в определенной степени раскрывает содержание понятия «жизнь», которое является ключевым понятием биологической картины мира (БКМ), точно также как понятие «материя» является ключевым для общенаучной картины мира. Мировоззренческий потенциал современной БКМ должен использоваться в качестве методологической основы не только в сфере науки, но и в сфере образования в силу того, что определяет стратегию решения самых глобальных проблем, возникающих в разных сферах человеческой деятельности.

Тенденция к усилению взаимодействия естественных наук является отражением естественного механизма усиления интеграции между структурными элементами материи в процессе ее эволюции. Эта естественная закономерность нашла свое отражение в сфере науки, где предопределила интеграцию научных знаний на метапредметном уровне. Такой матапредметной наукой о неживой и живой природе служит естествознание, которое интегрирует самые фундаментальные знания частных наук и отражает их в наиболее общих понятиях, законах и теориях, которые используют в качестве общей методологии частные науки в соответствующих областях исследования. К таким фундаментальным естественнонаучным знаниям относятся, прежде всего, такие понятия, как «вещество», «поле», «энергия», «информация» и др.; законы термодинамики, оптики, всемирного тяготения, сохранения и

X

го

X

со *

.а X

т >.

го

X

о

X

X

ф

ш I-

о ф

I-

о ф

го ф

IX ^

ей о

с ^

X

с

о ^

го

X

ф

И

к ^

с

о

о

го ш о ¡£ к

XI

н ф

превращения энергии, сохранения массы и др.; электронная теория строения атома, квантовая теория света, теория относительности, атомно-молекулярная теория строения вещества и др.

Самую высокую степень интеграции и универсальности знаний имеет философия диалектического материализма, отражающая атрибутивные (неотъемлимые) свойства материи, всеобщие принципы законы строения, изменения и развития всех типов материальных систем природы и общества, а также систем познавательной и творческой деятельности. Философские знания отражают наиболее общие законы человеческого познания (мышления) и методы исследования, которые проявляются в той или иной форме во всех науках.

Среди атрибутов материи важнейшую роль в интеграции и познавательной деятельности исследователей играют такие как движение, взаимодействие, отражение, пространство, время, структурность, системная организация, единство прерывности и непрерывности. Особо следует выделить категорию «взаимодействие», так как только при взаимодействии, согласно Ф. Энгельсу, можно выявить сущность объектов и явлений.

Взаимодействие выступает как интегрирующий фактор, посредством которого происходит соединение различных материальных элементов в системы, системную организацию материи, что обуславливает ее целостность. В силу универсальности взаимодействия осуществляется функциональная взаимосвязь всех структурных уровней бытия, материальное единство мира. Именно взаимодействие определяет отношение причины и следствия между объектами, т.е. устанавливает генетические связи в системе, предопределяя развитие объектов. При развитии происходит изменение состояния объекта, обусловленное возникновением, трансформацией или исчезновением его элементов и связей в результате взаимодействия.

Категория «взаимодействие» является существенным методологическим принципом познания природных и общественных явлений. Любой объект может быть понят и определен лишь в системе

отношений и взаимодействий с другими окружающими явлениями, их частями, сторонами и свойствами. Познание вещей означает познание их взаимодействия и само является результатом взаимодействия между субъектом и объектом. «Исследование особенностей этого взаимодействия, природы взаимодействующих систем, и субъекта прежде всего, является ключом к пониманию сущности мышления» [1, с. 160]. (Курс. наш).

Всеобщие атрибуты материи находят свое выражение в действии универсальных диалектических законов развития и взаимосвязи. Таковыми являются закон единства и борьбы (взаимодействия) противоположностей; закон взаимного перехода количественных и качественных изменений; закон спирального развития (отрицания отрицания); закон сохранения материи и движения, закон убыстрения темпов развития с прогрессом и усложнением структуры систем.

Целостное и систематизированное представление об изучаемой действительности целесообразно выразить в форме идеализированной схемы (модели), которая отразит ее фундаментальные объективные законы, и сделает их сущность наглядной. В качестве такой схемы предлагается «Атрибутивная модель понятия «материя», которая интегрирует в себе базовые категории философии и естествознания (рис. 2). Данную модель можно рассматривать как средство реализации интегративных тенденций науки в сфере образования. Данная модель может определять стратегию изучения не только частных, но и интегративных курсов, положительно влиять на качество усвоения учащимися и студентами фундаментальных естественнонаучных понятий, законов, теорий и служить методологической основой построения и развития современной общенаучной (естественнонаучной) картины мира в целом.

Выделение форм интеграции научных знаний на предметном, метапред-метном и философском уровнях является относительным в силу того, что они глубоко взаимосвязаны, обуславливают друг друга, детерминируя тем самым их постоянное параллельное развитие.

* Энергия -

общая количественная мера всех форм движения и взаимодействия материи

I к

I

№ &

Я

ев

а

о

я

а

*

* *

(В

а 0)

о

с -с

(В

0 §

(В

1

1

к н о о

ВС X и Вт*

о ч

о?

о-о

ВС

я Рч и 3

Элементарные частицы

Атомы

Молекулы

МАТЕРИЯ

л н X «и

<и

и

В

ВС &

и

а

н

и

г

Формы проявления

Атрибуты (существенные свойства) | / :

/ Взаимодействие

/ *

! N. I

Вещество

т

1

Реальные частицы

МИКРОЧАСТИЦЫ

Гравитационное

I

к я с о а н х

*

*

Электромагнитное

Ядерное

к н о о я ас <и ВТ1

о Ч К

&Ч

о

ВС

<и ОС

св &

и

Виртуальные частицы

Слабого взаимодействия

Рис. 2. Атрибутивная модель понятия «материя» *, **, *** - мерные характеристики атрибутов материи

00 СО

Сопряжение как один из принципов интеграции естественнонаучных знаний

го ш о ¡£ к

XI

н ф

Особую роль в такой межпредметной интеграции научного знания играет естествознание из-за своего содержательного и методологического потенциала, который питает философию диалектического материализма, поставляя материал, отражающий общенаучные принципы и законы природы. В свою очередь, философия диалектического материализма обрабатывает эти знания (и знания общественных наук) своими и методами и формулирует всеобщие принципы и законы, которые отражают сущность бытия в целом. Эти философские знания используются естествознанием в качестве всеобщей методологии для более углубленного изучения материальных систем, а также для совершенствования общенаучных методологий, которые будут востребованы всеми естественными науками. Эффективность такого взаимодействия подтверждается всем ходом исторического развития науки.

Таким образом, содержательный и методологический потенциал естествознания используется в двух направлениях: для более высокого уровня интеграции научных знаний в рамках философии и для решения конкретных фундаментальных проблем в рамках отдельных наук (физики, химии, биологии и др.), а также их собственных методологических подходов. Можно сказать, что естествознание - это важнейшее связующее звено между философией диалектического материализма и частными науками о природе, которое во многом обеспечивает целостность научного знания. Отсюда следует, что интеграция философских и естественнонаучных знаний является самой общей и глубокой формой интеграции.

В качестве примера связующей функции естествознания между философией и частными науками можно привести научное направление, которое на основе исторического анализа научных знаний выработанных частными науками выявляет общие закономерности развития природы, фиксирует эти знания в фундаментальных естественнонаучных понятиях (категориях) и увязывает их с соответствующими философскими категориями. Уникальность и значимость

таких естественнонаучных понятий заключается в том, что они одновременно интегрируют в себе некоторые всеобщие и особенные знания о природе. Как промежуточное звено между философией и наукой эти понятия сопрягают онтологию и гносеологию (объективное знание и познавательный прием), связывают теоретический уровень с эмпирическим, способствуя выработке экспериментальных схем.

В современный период развития науки особенно усиливается и становится более зримой фундаментальная роль философских категорий и принципов, содержание которых обогащается и в значительной мере обновляется благодаря их переплетению с конкретно-научными началами. Среди основных философских понятий все возрастающее значение в настоящее время приобретает категория «взаимодействие». Особое значение имеют исследования внутренних сторон взаимодействия, которые отражают взаимные превращения и переходы, взаимную обусловленность и взаимную связь объектов и явлений. Понимание этих механизмов позволяет решать важнейшие проблемы человечества.

Взаимодействие, как было показано выше, может проявлять себя прямо противоположным образом. В одних случаях взаимодействие объектов и явлений друг с другом приводит к появлению более сложных систем с новым качеством. В других случаях взаимодействие приводит к обоюдной деградации исходных систем. Проведенный нами теоретический анализ научных знаний в рамках естествознания позволил выдвинуть идею о том, что одну из внутренних сторон взаимодействия, которая обеспечивает повышение уровня организации природных систем можно обозначить как сопряжение. Принцип сопряжения объясняет механизм повышения уровня организации любой природной системы и их генетическую связь. Опора на диалектическую логику как на метод познания позволила теоретически обосновать и предложить возвести понятие «сопряжение» в ранг естественнонаучной категории, которая способствует более пол-

ному раскрытию сущности важнейшего атрибута материи - взаимодействия. В дальнейших исследованиях этот теоретический постулат нашел свое конкретное подтверждение при рассмотрении биологической формы движения материи, начиная с электронного уровня и заканчивая биосферой [3].

Отражая сущность одной из внутренних сторон взаимодействия, категория сопряжения расширяет границы нашего понимания о принципах структурной организации материи в целом, благодаря чему открываются новые перспективы, новые подходы к решению важнейших проблем науки и их роли в понимании структуры рационального познания. Как логическая форма мышления сопряжение выражает содержание других форм рационального познания, и в частности, такой формы нормативного знания, как стиль научного мышления, который востребован в настоящее время, как в области науки, так и в области образования.

Взаимосвязь обозначенных выше фундаментальных блоков интеграции научных знаний целесообразно выразить обобщенно-образной моделью, отражающую взаимосвязи и иерархию основных понятий, законов, теорий на предметном, метапредметном и философском уровнях. При этом в модели важно обозначить общую методологию (через категории), которая является принципом формирования и развития понятий, законов и теорий на всех отмеченных уровнях познания. В качестве такой методологической основы в разработанной нами модели (рис. 3) является сопряженная диалектическая пара понятий «обобщение - развитие», которая определяет весь онтогенез рационального познания в процессе изучения естественных дисциплин в вузе. Категория «сопряжение», отражающая взаимосвязь объектов и явлений в природе, в данном случае проявляется в том, что мыслительная деятельность, связанная с обобщением, выводит мышление на качественно новую ступень его развития. Более развитое теоретическое (рациональное) мышление, в свою очередь, позволяет делать обобщения на более высоком уровне познания ма-

терии. Таким образом, категории «обобщение» и «развитие» тесно сопряжены и как бы переходят друг в друга, позволяя рациональному познанию постигать все более и более глубокую сущность бытия. Данная модель, после ее осмысления, может являться стратегией развития рационального познания каждого студента и одновременно критерием уровня сформированности мышления на конкретном этапе обучения. Подтверждением правильности выбранной нами стратегии конструирования модели онтогенеза рационального познания является название теорий, разработанных В.В. Давыдовым: «Теория развивающего обучения» и «Теория содержательного обобщения». В этих теориях ключевыми понятиями являются «развитие» и «обобщение». Данные теории и те идеи, которые являются их основой, тесно сопряжены между собой, а реализация их на практике позволяет воспроизвести в учебной деятельности детей даже начальной школы логику научного познания, которая детерминирует формирование теоретического мышления как высшей формы научных знаний. Если принцип сопряжения обеспечивает непрерывность природных объектов и явлений, то в образовательной области он должен обеспечить непрерывность (сопряжение) всех понятий, приведение их в единую систему, которую, по-видимому, можно обозначить как сопряженное понятийное поле. Отдельные понятия отражают не только сущность объектов и явлений, но и их взаимодействие (сопряжение) с другими объектами. «Каждое понятие находится в известном отношении, в известной связи со всеми остальными» [2, с. 179]. Отсюда следует, что принцип:

• сопряжения как исходное дидактическое положение выступает в двух аспектах - методологическом и общедидактическом.

Являясь главным компонентом развития, сопряжение и проявляется как развитие, выступает внутренним механизмом, обуславливающим интегральность, целостность, направленность процессов развития любой системы и по существу регулирует развитие учебного познания. Принцип

X

го

X

со *

.а X

т >.

го

X

о

X

X

ф

ш I-

о ф

I-

о ф

го ф

IX ^

ей о

с ^

X

с

о ^

го

X

ф

И

к ^

с

о

о

Рис. 3. Рациональное познание как сопряженная система Вестник Челябинского государственного педагогического университета. 2016. № 2

сопряжения способствует снятию существующего в предметной системе обучения противоречия между разрозненным по предметам усвоением знаний студентов и необходимостью их синтеза, комплексным применением интегрированных знаний не только преподавателями в педагогической практике, но и любыми специалистами в

их профессиональной деятельности. Вооружение выпускников вузов знаниями и умениями такого рода есть актуальная социальная задача, обусловленная тенденциями интеграции в науке и практике и востребованностью творческого подхода к решению проблем в условиях научно-технического прогресса.

Библиографический список

1. Копнин, П.В. Диалектика, логика, наука [Текст] / П.В. Копнин. - М.: Наука, 1973. - 464 с.

2. Ленин, В.И. Философские тетради [Текст]: полн. собр. соч. Т. 29 / В.И. Ленин. - М.: Политиздат, 1963. - 782 с.

3. Третьякова, И.А. Сопряжение как принцип структурной и функциональной организации биологической формы движения материи [Текст] / И.А. Третьякова // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2015. - № 10 - С. 109-112.

Referencеs

1. P. Kopnin P.V. Dialectics, logic, science. M.: Nauka, 1973. P. 464. [in Russian].

2. Lenin V.I. Philosophical Notebooks. full. coll. op. Moscow: Politizdat. 1963. P. 782. [in Russian].

3. Tretyakova I.A. Pairing as the principle of structural and functional organization of biological forms of movement of matter. Mezhdunarodnyi zhurnalprikladnykh i fundamentalnykh issledovanii. 2015. №. 10. P. 109-112 [in Russian].

Сведения об авторе: Третьякова Ирина Анатольевна,

кандидат биологических наук, доцент, кафедра ботаники, экологии и методики обучения биологии, Челябинский государственный педагогический университет, г. Челябинск, Российская Федерация. Ктай: tretyakovaia10101966@mail.ru

Information about the author: Tretyakova Irina Anatolievna,

Candidate of Sciences (Biology), Academic Title of Associate Professor, Department of Botany, Ecology and Biology Teaching Chelyabinsk State Pedagogical University, Chelyabinsk, Russia E-mail: tretyakovaia10101966@mail.ru

X

го

X

to *

.0 X

т >

го

X

о

X

X

ф

CÛ

I-

о ф

I-

о ф

го ф

IX

s

CQ

о с

s ^

X s

с

X

ф

£ к

с

о

о