3.2. Принцип системной дифференциации в формировании естественнонаучного миропонимания и мировоззрения учащихся
Одним из всеобщих принципов развития всех систем и в том числе систем знаний, является принцип системной дифференциации, который может быть приложен к системе физического образования школьников. Он выражает чрезвычайно важную закономерность обучения и воспитания вообще и физического образования в частности, однако, педагогическое воплощение его до сих пор не найдено и не выражено в форме рекомендаций. Рассмотрим содержание принципа системной дифференциации и возможности его применения к решению частных вопросов образования школьников в области физики.
В исследованиях, посвященных методологическим вопросам школьного естествознания, в наибольшей мере разработаны вопросы формирования физической картины мира (Ефименко, 1975; Мултановский, 1977; Голин, 1986; Гончаренко, 1989). Эти исследования способствовали систематизации физических знаний школьников, повышению теоретического уровня усвоения ими основ физики, а значит, всего естествознания. Многие философы (Дышлевый, 1973, 1983; Микешина, 1983 и др.) считают, что имеющие хождение в культуре мировоззренческие образования, именуемые физической, химической, биологической, астрономической и другими картинами мира, в действительности не являются отображениями мира. Они фиксируют лишь какой-то аспект реальности и не могут быть признаны «картинами» в гносеологическом смысле слова. По нашему мнению, в педагогическом аспекте целесообразна единая картина мира природы, поскольку, с точки зрения психологии, невозможно разделение мышления и мировоззрения личности. При формировании необъединяемых локальных картин мира изучение естествознания мало способствует развитию целостно мыслящей личности. «Мышление распределяется по отдельным дисциплинам. Арифметика, техника, история и т. п. имеет каждая свое отдельное мышление. Не имеет своего мышления только сам человек, мышление которого охватывает и арифметику, и технику, и историю, и другие специальные области» (Рубинштейн, 1935. С.370).
В традиционном процессе обучения различают классификацию изучаемых объектов, систематизацию и обобщение знаний учащихся. Классификация объектов, изучаемых естественнонаучными дисциплинами, осуществляется на основе какого-либо существенного признака (системы признаков), что позволяет выделить существенное общее, что объединяет объекты в систему. К систематизации приводит установление причинно-следственных связей и отношений между изучаемыми явлениями, выделение основных единиц материала, закономерностей и подчиняющихся им явлений, процессов.
Классификация и систематизация сопровождаются процессом формирования обобщений. Он состоит в том, что учащийся посредством сравнений выделяет некоторые повторяющиеся свойства группы предметов. При этом происходит, с одной стороны, поиск и обозначение словом некоторого инварианта в многообразии свойств предметов, с другой – опознание предметов данного многообразия с помощью выделенного инварианта. Если в процессе обобщения учащийся оперирует непосредственно воспринимаемыми признаками изучаемых предметов, то он получает эмпирические обобщения[2]. На этой логической основе построены многочисленные определители в естественных науках. При формировании содержательных обобщений очень важно открыть некоторую закономерность, необходимую взаимосвязь особенных и единичных явлений с общей основой некоторого целого.
В дидактике физики процессу систематизации знаний на протяжении многих лет, благодаря усилиям выдающихся методистов, уделялось достаточно большое внимание, а в этом контексте и формированию естественнонаучного миропонимания школьников. «Операция выявления сходства, систематизация представлений, образование упорядоченных звеньев знаний – самопроизвольный процесс, аналогичный процессу образования упорядоченных структур в окружающей природе (образования атомов, кристаллов, органических молекул и т. д.). Если сознание оперирует разобщенными представлениями и понятиями, то новое, усвоенное им знание будет воспринято на уровне памяти, не оказав влияния на развитие целостности знаний. Если же сознанию свойственна систематичность спонтанных понятий, развиты отношения общности между ними, то полученное знание включается в систему и все знания, хранящиеся им, становятся более систематичными и емкими» (Ильченко, 1993. С.16).
Как свидетельствуют исследования психологов (Л.С.Выготский, С.Л.Рубинштейн, Д.Б.Эльконин), сознание учащихся развивается в направлении все большего охвата знаний, интеграции их и уплотнения – образования понятий все большей емкости. «Развитый ум обладает теоретическим мышлением, имеющим своим содержанием область объективно взаимосвязанных явлений, составляющих целостную систему. Без нее и вне ее эти явления могут быть объектом лишь эмпирического рассмотрения» (Давыдов, 1986. С.108). Однако мы, в отличие от В.В.Давыдова, не склонны противопоставлять эмпирическое и теоретическое в образовании и усвоении знаний независимо от того, что лежит в основе этого противопоставления: содержание формирующегося понятия или его генез (происхождение). По В.В.Давыдову, формирование научного понятия и теоретического обобщения начинается сразу с выделения принципиально важного, сущностного отношения в изучаемом явлении. Оно и становится «клеточкой» квазиисследования. При этом этапы образования синкретических единств, поликомплексов и предпонятий ребенок минует в специально организованном учебном процессе. В.В.Рубцов рассматривает процесс образования понятий в более широком теоретическом контексте; а в генетическом плане как систему взаимопереходов «вещь – имя – понятие – идея» и исходит из того, что идея вещи так же реально существует, как и сама вещь. «В рамках такого рассуждения становится очевидным, что разрыв между эмпирическим и научным понятием, на котором строится концепция противопоставления теоретического и эмпирического знания, скорее не качественный, а количественный, ибо и то и другое есть лишь этапы целостного процесса становления и взаимопроникновения хода вещей и хода идей» (Рубцов, 2000. С.71). Заметим однако, что на каждом из этих этапов понятие и знание в целом характеризуется и качественным своеобразием.
В традиционном преподавании физики принято считать, что на первой его ступени, в VII–VIII классах, обучение должно носить эмпирический характер и строиться на основе восхождения от частного к общему, а процесс истинной систематизации знаний, обобщения и придания им целостности возможен только в старшей школе. Но наблюдения показывают, что, проявляя интерес к физике на первой ступени обучения, учащиеся теряют его уже в IX классе. Может быть, это происходит потому, что развивая любознательность как первую ступень развития познавательного интереса, мы забываем, что истинный познавательный интерес возникает только на основе самостоятельного решения правильно поставленных проблем и развития теоретического мышления в согласии с возрастными возможностями ребенка. Когда же начинать формирование естественнонаучной картины мира? В методической литературе рекомендуется делать это на второй ступени обучения физике на базе изученных физических теорий, т. е. индуктивным путем, от частного к общему.
Мы же считаем, что первой стадией теоретического исследования мира природы должно стать построение его естественнонаучной картины – она предшествует построению теории. Систематизация знаний о природе в процессе формирования естественнонаучного миропонимания должна проводиться дедуктивно-индуктивным путем: от фактов и наблюдений через эмпирические зависимости (самые «низкие» аксиомы, которые мало отличаются от непосредственного опыта) к частным, специфическим законам, к их системам, все время подготавливая открытие ребенком знания о фундаментальных закономерностях природы. Первоначально, на интуитивно-эмпирическом уровне это знание существует в форме «предпонимания целого» – основы для включения частных закономерностей в единую систему знаний о природе. Иначе говоря, это движение мысли от общего (как предпонимания целого) через частное (дифференциацию) к системному (интеграционному единству). Такой подход мы называем дифференциально-интеграционным, основанным на всеобщем принципе системной дифференциации.
В.Я.Перминов приводит «реконструированную» Лакатосом логику доказательства Эйлером теоремы многогранника, которая включает в себя следующие этапы:
1. Выдвижение догадки. Этот момент, согласно Лакатосу, не поддается рациональному описанию. Как и в сфере эмпирического знания, догадка в математике не может быть объяснена в качестве результата индукции, закономерного перехода от конкретных примеров к общему утверждению.
