автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Дидактическая организация знаний на основе концепции симметрии (на примере преподавания общей химии в вузе)

Автореферат диссертации по теме "Дидактическая организация знаний на основе концепции симметрии (на примере преподавания общей химии в вузе)"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ПРОБЛЕМ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ

рп; од

ДЛЯСИН Геннадий Геннадьевич

ДИДАКТИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ СИММЕТРИИ

(на примере преподавания общей химии в вузе)

Специальность 13.00.01 - общая педагогика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва - 1996г.

Работа выполнена в Исследовательском центре проблем качества подготовки специалистов Госкомвуза Российской Федерации

Научный руководитель:

академик ПАНИ, доктор философских наук, доктор экономических наук, А. И. Субетто

Научный консультант:

академик РАО,

доктор психологических наук, профессор И. А. Зимняя

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук профессор В. В. Карпов

кандидат педагогических наук доцент Л. И. Катаева

Ведущая организация:

Московский педагогический государственный университет

Защита состоится 11 апреля 1996 года в 14 часов на заседании диссертационного совета К. 053. 35. 01 Исследовательского центра проблем качества подготовки специалистов Госкомвуза РФ по адресу: 105318, Москва, Измайловское косее, 4.

О диссертацией ¡.¡окно ознакомиться в библиотеке Исследовательского центра.

Автореферат разослан Мй'рТА 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат педагогических наук доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Необходимость пог^аешш качестра образования на фоне смены образовательной яарадигук в современном обществе'связывается прежде всего с кризисом образовательной системы, отмечаемым во всем кафе, и касаю-пц1>,;оя ее организационных Форм и содержания. Отметим, что эти процеесь проходят ка фоне экспонентного роста объема научной информации. Повышение качества образования является в силу этого одной из актуальны* проблем, решении которой ттосгяЕвнн многочисленные исследования ( А. И. Субетто, Е А. Селезнева, Тх Г. Татур и яр.). В этом контексте в современном образовании возникает целый ряд более частных, собственно педагогических проблем, К ним, в первую очередь, может быть отнесена дидактическая организация знаний, как условие повышения качества и: усвоения.''

Состояние исследования проблемы.

Проблема дидактической организации знаний всесторонне рассматривалась в работах А. Б. Славина, А. И. Уемовз, В. В. Гузеева, В. Ф. КЬтало-ва, И. Ф. Талызиной, Ей. Скаткика, 10. К. Еабанского, В. И. Гинецинского, Б. Н. Клротяева, В. В. Давыдова, В. П Беспалько, С. Д. Пятыго, С. А. Мав-рина, Е- а Наумова, М. И. Погеева, й. 1'. Сашиной и др. Однако вопрех специальной организации предметного знания в целях создания на это! основе дидактической его организации ранее не ставился. Тем более ш 'ставился вопрос разграничения и соотношения единиц предметного научного знания и дидактических единиц.

В диссертации подчеркивается, что не все отрасли научного знани; в равной мере могу? сыть структурированы и организованы, что : определенной мере мсакгт быть соотнесено с их характеристикой ка] относящихся к парадигыальным и непарадигмальным наукам ( по Т. Куну], Так, не все естественные науки организованы одинаково - химия лучит других - белее ста ртдцати лет существует учение Д. К Менделеева ' системе элементов. Зао, в свою очередь, ведет к тому, что соответственно, учебные дисциплины не могуг быть организованы в равно, мере. В силу этого обстоятельства в качестве примера научного знани выбрано именно химическое знание.

Психолого - педагогические основы оптимальной организации знани в контексте психологии познания и учения раскрыты в работах К. Г. Юнга Ж. Пиаже, Дж. Брунера, Л. С. Выгодского, А. Е Леонтьева, П. Я

Гальперина и др.

Данная проблема рассматривалась и в работах педагогов, разрабатывающих проблематику как теоретических основ преподавание химии, так и вопросов его методического обеспечения. Спектр работ такого рода представляют исследования Г. М. Чернобельской, О. С. Зайцева, Л М. Титовой, О. И. Агаповой, Л. М. Кирюшкина, Г. С. Удаяова, Е Е. Кузнецова и др.

В диссертации за основу исследования принят. системный подход н рассмотрению дидактической организации химического знания в свете глубокой взаимосвязи принципов системности и симметрии в общей теори; систем (по Ю. А. Урманцеву и А. И. Уемову). Представления о гармонии V инвариантах систем в последнее время активно развиваются в рамках общенаучной и философской парадигмы системогенетики, представленной у развиваемой в основополагающих работах А. И. Субетто, Э. М. Сороко, Ю. В, Яковца, Е Е Александрова и др.

Авторы учебников и учебных пособий по химии считают, следуя первооткрывателю периодической системы - Д. И. Менделееву, что системг элементов является основой организации химических знаний. I организации и обобщении теоретических основ знаний о периодической системе элементов Д. И. Менделеева за последние десятилетия можнс выделить работы Б. № Кедрова, Г. Т. Сиборга, С. А. Шукарева, Д. а Трифонова, В. М. Клечковского, Е А. Фигуровского, В. И. Слицына, Г. Н. Флёрова, А. А. Макарени, ИХ. Карапетьянца и др. Следует отметить, что большинство из этих ученых внесли основополагающий вклад и е педагогический аспект такой организации.

Целью данной диссертации является разработка и теоретическое обоснование дидактической организации естественнонаучного знания.

Объект - организация учебного процесса. При этом круг рассматриваемых проблем непосредственно охватывает исследование организации содержания как способа достижения лучшего усвоения знаний и лишь опосредованно касается вопросов способов его передачи и методов преподавания.

Предмет - дидактическая организация естественнонаучных знаний (на примере химических знаний) на осноЕе внутренней природы самого научного знания.

Гипотезой является предположение о том, что дидактическая организация естественнонаучного С в частности, химического) знания в силу его специфики с необходимостью отражает научную предметную организации этих знаний,в данном случае, его симметрийную основу с соотнесение тер-

минэв симметричный, симметрический и симметрийный дано в текст диссертацию. Б диссертации мы полагаем, что Д|адактическая организаци знаний;-"- отражая степень - организованности научного_ знания, может стро

иться ка тех т основа:',, яа которых строятся само научное знание, пр. этом дидактическая организация, построенная на основе соединения спи ралькости у. симметрии является эффективной, представляя собой наиболее свернутую модель организованного знания. Эта основная гипотеза диссертационного исследования рассматривается здесь при условии сравнени: степени 'исходного раскрытия сущности. периодической системы химически: элементов, исходного характера обобщения и свертки ее системных зако номерноотей.

Немало педагогических исследования специально посвящались рол; системы химических элементов в преподавании химии (ЕЕ Агафошин, А. Г. Кульман, Г. В. Черняк, Б. Г. Краснова, Л. С. Карапетян, Ф. Г. Фельдман Г. М. Крючкова и др.)• Основная часть подобных работ посвящена проблемам методики преподавания соответствующих разделов курсов химии в школе или вузе, средствам обучения и наглядным пособиям. Дидактическая модель преподавания химии, представляемая в настоящем исследовании, отличается от существующих тем, что свертывание и последующее развертывание знаний об основных закономерностях учения о системе и закономерностях изменения сголотв элементов производится посредством единен алгоритма - симметрии.

Принятая за основу симметричная организация знаний предполагаем дефиницию самого попятил с-ижетрии, которое (по Г. Вейлки математически строго определяется как "... инвариантность некоторой конфигурации, относительно определенной группы преобразований (групп автоморфизмов) а в более широком смысле, как согласование частей в целое, смысл "средней .иьры", и, в конечном итоге, как красота. Понятие симметрии относят к исходным фундаментальным понятиям науки (по Ю. А. Ур-манцеву и др.).

Исходя из научной гипотезы и поставленной цели, были сформулированы следувдяе осяовнш гадачи исследования:

1. Провести теоретический. анализ современного состояния проблеме дидактической организации естественнонаучных знаний.

Произвести соотнесение внутренней структурной организации научного и предметно - организованного учебного знания в целях дидактической организации последнего.

3. Разработать модель дидактической организации предметного химического знания на симметрийней основе.

4. Провести теоретический сопоставительный анализ преимуществ дидактической организации знания на основе симметрии с другими типам! его дидактической организации.

5. Обосновать симметрийный подход к организации знаний с точю зрения данных различных разделов химии.

Для решения поставленных задач применялись следующие иетот исследования:

- анализ теоретических оснований (исторических и логических предпосылок) , лежащих в основе формирования современных методик преподавания химии и структурирования учебного материала в учебниках и учебны) пособиях по химии и биологии;

- обобщение существующих подходов к способам организации знаний I дидактике, систематизация научно - теоретического, педагогического ; психологического базиса формирования этих подходов;

- моделирование способов свертывания знаний на основе прикятогс симметрийного подхода;

- проектирование дидактической организации химических знанп; исход из арсенала разработанных наглядных моделей;

- экстраполяция полученных способов дидактической организацш знаний на другие предметные области.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Способ организации знания через симметрию является предпочтительным при условии рассмотрения степени его соответствия внутренне! суцщости самого научного знания.

2. Условием дидактической организации естественнонаучного знаш« является отражение в ней внутренних законов жизни самого знания, чтс применительно к химическому знанию, выражается в выделении структурированности знания, выделении инвариантных моделей, которые могут был положены в основание организации знаний.

3. Принципы дидактической системы организации химических знаний как системы, спроектированной в виде модели эффективной еимметрийноз свертки информации.

4. Элементы разработанной знаниевой компоненты педагогическо: технологии, построенной на основе методов целостного наглядного представления фактических данных химии.

Научная новизна исследования заключается в том, что впервые:

- выделен дидактический принцип организацш научных знаний, целиком опирающейся на концепцию симметрии;

- как основа понимания и представления химических знаний в дидак-

тике вБедекз симметричная спиральная система (ССЭ) химических элементов, являющаяся одной из моделей химической систематики, продолжающей объективную историю-Н-Логику__развития своих графических прототипов, описанных (как правило) в специальной научной литературе;

- разработаны принципы моделирования, используете при соотнесении организации научного предметного содержания знаний и дидактических единиц, которые представляется возможным экстраполировать на другие предметные области;

- разработана я подтверждена фактическими данными различны,-; разделов химии система представлений о неизвестных ранее взаимосвязях и взаимозависимостях между химическими элементами.

Теоретическая значимость исследования закупается в расширении модельной базы организации знаний и разработке оригинальной системы (концепция, теоретическое доказательство, методы) дидактической организации химических знаний, которая решает педагогические проблемы развития альтернативного, диалектического, системного мышления студентов, формирования у них творческого подхода. В области системогенетики исследование подтверждает общие принципиальные взгляды о том, что всякая научная классификация спиральна к сииметрична, давая этому обкому тезису химическое доказательство.

Практическая значимость исследования определяется разработкой неизвестных ранее методов наглядного интегрального представления фиг кг: - химических свойств элементов в системе, которые использовались ?. хуторской программе в учебном курсе общей и неорганический химии.

Практические результаты работы внедрены в учебный процесс в гиде:

- учебных курсов по общей и неорганической химии;

- учебно - методических пособий, связанных с предметом настоящей работы, а такле наглядных пособий - схем, позволяющих через симметрии показать изменение того или иного физического влл химического обойс??-* не фрагментарно, а непосредственно на самой системе химических элементов.

М22ШШ результатов исследования происходила ча кафе лее естествознания университета Мгжцународксй Академии Бизнеса и Заш-х^ксго I;-:-да при Агсгсвазбекке в г. Тольятти. На основе объединения традиционных и представленных здесь положений.. автором были разработаны и реализованы в учебном процессе учебные курсы по общей и неорганической химки дл>; бакалавриата по естествознанию. Основные положения и результаты исследования были представлены в материалах и выступлениях:

- на первой международной конференции "Систе.могенетика и учение о

цикличности развития" (Тольятти, июнь 1994 г.);

- на межрегиональной конференции "Интеграция естественнонаучного знания в системе образования" (Самара, декабрь 1994 г.);

- на Второй Международной Кондратьевской конференции (Санкт-Петербург, март 19S5 г.);

- ка XXIII Академическом симпозиуме "Методология социального проектирования" ( К. Новгород, май 1995 г.);

- ка четвертом симпозиуме "Квалиметрия человека и образования: методология и практика" (Москва, сентябрь 1995 г.).

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, трех глав и заключения. Объем основного текстового содержания составляет 130 страниц.

Раздел приложения включает 80 страниц текста и 40 графических материалов (рисунков, графиков, схем и таблиц).

Список литературы содержит 137 источников.'

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются основная гипотеза, цель и задачи исследования, рассматриваются вопросы его значимости и научной новизны.

Анализу основных понятий и концепций организации знаний (в ток числе особо - естественнонаучных знаний), их взаимному соответствии посвящены вопросы, рассматриваемые в первой главе диссертационного исследования "Проблема организации знаний s дидактика".

Раскрывая историю вопроса и современную проблематику организаци* знаний, в работе выделяются дидактические проблемы как организацда учебной информации,-так и проблемы её передачи. Отмечается, что информация транслируется, а знания выступают усвоенным учащимися продукте)» учения. Здесь з;е раскрываются вопросы ведущей роли понимания знаний, преломления в дидактике общих психологических и философских проблем, касающихся вскрытия путей познания и учения.

В контексте гуманизации образования ставится как актуальная проблема нелинейной свертки учебной информации с позиции гармонии и ритмической структуры схематизированного, кодированного знания. Эта проблема трактуется в связи с формированием этических и эстетических приоритетов личности студентов, а также с широким пониманием мотивации учения.

В соответствие *--' •трацацягй педагогики, утверждающей необходимость -соответствия_зак^ЮЕ_ педагогики законам природы (яриродосообразности -по Я А. Комексксму) за основу проектирования—дидактической организации гканкй ^нкимзатоя исходное положжие о том, чтс чоихическпе ярсча-ссь» п&шя и шпеш существенно ускорятся, когда ¿нанке оргаккзов'лко адекватно соответствующей инвариантно? психологической структуре ученика, его образу мира как координата* пространство - ярема и с^^кгнеиш сенантическим пространствам (пс А. Н. Леонтьеву). Это положение подтверждается рассмотрением концепции еаинстьа струг-турньгх инвариантов мышления и бытия или гомеоюрфностз мышления и бытии (пс А. Л Субетто), взглядами Г. Гельмгольца, И. М. Сеченова, 9. Кассирера, Л. Пуанкаре и др,

Проблематика организации знаний раскрывается при сопоставлени! позиций С. А. Архангельского, А. В. Славина, Г. А. Зайаера, Л Я. Зорино! и др. При этом выделяется существенная сторона организации учебной знания - свернутый, нелинейный, непропорциональный по отношению 1 исходному характер, а также общественные характеристики такого знани! ■■ его целостность, о'рязноо'ъ, кохнрованностъ и схематичность.

Иерархия качества псдгс-гсЕхеннсго знания представляет собо; последовательность : текст - таблица - схема - граф ("дерево информация') (по М. 3. Гамезо и е Г. Салминой). Теоретические основания необходимости системного взгляда на структурирование учебного материал; рассматриваются в диссертации в контексте взглядов ПИ Блонского Н. Ф. Талызиной и Б. И. Гиаедакского, который фиксировал разные подход: к анализу знания ( В. II Беспалько, Я. А. Пономарева, И. Я. Лернера, В. В Давыдова и др.). Как наиболее актуальная проблема современной органи зации знаний рассматривается позиция С. Грофа о смене парадигмы современной педагогики через соединение достижений психологии и естествоз нания.

При рассмотрении специфики организации естественнонаучных знани рэспются вопросы различения научной и учебной информации, их неодноз начного Езакмюго соответствия. Эта проблема достаточно развернут представлена ь педагогической литературе. Так, например, В.И. Гине цинский в своих исследованиях особо выделяет проблему специфики дидак тической формы представления естественнонаучного знания. Он указывает в частности, что для знаний этого рода: "... характерна жесткая прямая соотнесенность с определенными классами объектов, или онтологи ческая специфицированность". Специфика естественнонаучных знаний диссертационном исследовании характеризуется таюш позициями аксиома

тичности, формализованное™ и терминологичности. Отмечается процесс дифференциации научных знаний. Шесте с тем выделяются требования целостности и образности в их преломлении как знаний учебных.

Акцент при этом делается на вопросы соотношения образного и рационального в дидактически организованном знании, на преодоление противоречия между дискурсивным и аутистическим мышлением, которое может быть рассмотрено, в частности с позиций "эвристики дальних аналогий и ассоциаций" (по А. И. Субетто) или (следуя исследователю проблем семантики К. К Жолю) чистоты научного мышления, отрицающего образность и антропоморфизм терминов.

В исследовании подчеркивается, что, важнейшей дидактической проблемой, особенно характерной для химии и биологии, является построение дедуктивной системы знания. При рассмотрении существующих методологических основ различных подходов к организации научных знаний (работы В. И. Гинецинекого, Б. И, Коротяева, М. П Зрдкиева, В. Ф. Шаталова и др.), в качестве исходных принимается идея предварительного свертывания и развертывания учебного материала с помощью опорных схем и сигналов и идея выделения научных теорий и их структурных элементов. При этом в качестве исходных позиций структурирования учебного матери-зла принимаются как логические основы научного предмета, так и положения психологии. Разумеется, выбор такой позиции в привнесении системности в организацию знаний основан на традиционном для химии подходе, ведущем свое начало от Д. И. Менделеева. Исследователи отмечают, что учебники по неорганической химии спасает от превращения в справочники только менделеевский периодический закон. Шесте с тем в работе на конкретных примерах показывается, что в современных интегративных программах по естествознанию потенциал системы элементов, как правило, остается невостребованным.

В заключении рассмотрения указанной проблемы, делается вывод с том, что современное научное знание, сохраняя сбои главные особенности в виде рациональной организации и онтологической специфицированности, движется к холистическому, целостному рационально - образному взгляду на природу.

При анализе соответствия предмета исследования и концепции симметрии, рассматривается обоснованность симметрийных представлений, принятых в диссертации, в плане правомерности их использования для .раскрытия предмета исследования - дидактической организации химических знаний на основе системы элементов Д. И. Менделеева. Логика такогс обоснования построена как на исторических, так и современных прецеден-

тах, существующих б педагогике и естествознании. Целесообразность подхода. принятого ъ дасаар?ац;1ояиом исследовании, подтверждается существующая* " работами—исполь зующими концепцию симметрии - при - рассмотрении периодической системы химических элементов СО. К Делпмарский. 0. Г. За-рубицкий, Ю. В. Румер, А. ¿1 'Хет, И.О. Дмитриев, КХ К. Дидык , IIК Ве-лсгл^с? и др. ;. Зрк к симметрийная основа периодической системы не находит отразят«! в аколькых и вузовских курсах химии.

В диссертации обратится внимание на то, что вопросы соотнесения Физических и химических моделей, подробно исследованные в научных работах, оказываются недостаточно представленными не только в школьной, по и з вузовской учебной литературе по химии.

Более углубленному и детальному рассмотрению основных посылок, рассмотренных в конце первой главы посвящена вторая глава диссертации "Симметрия как основа дидаттеской организации химических знаний".

Эта проблема вначале исследуется ка наиболее общем плане рассмотрения всех естественнонаучных знаний. Выбор такого подхода подразумевает анализ роли концепций симметрии в естествознании. Такой аналиг производится на основе представлений классиков естествознания и теорий симметрии Г. Вейля, А. В. йубтмова, В. И. Вернадского, а тагах- на основе современных концепций Ю. А. Урм&нцева и обобщающих работ И. II Шафра-ноьского. При этсм гдесь р&еоштриьаетея глоссарий теорий симметрии л дефиниция ссотв*тствукщих терминов и понятий.

Понятие "симметрия" - глубочайшее и важнейшее не только для характеристики окружавшего ¿яра, но и для методов познания и творчеств* в .науке и искусстве. Не только "симметрия вокруг нас" и не толькс "симметрия з основе всего" сущего, но и сам человек, как дизайнер, проектировщик новой искусственной вещественной и культурной, духовно;' среды строит ее на принципах симметрии,

В монографиях, в которых сформулированы основные положения ссьу;-менных представлений симметрии (теории групп) в химии (Г. Джаффе, М. Орчин и др.) симметрия в химии рассматривается только в двух плоскостях-. - симметрия кристаллов;

- симметрия ¡'теории групп), помогающая установлению структуры молекул.

Поскольку любая научная классификация основана на выявлени] свойств симметрии классифицируемых объектов, здесь и далее в диссертации показывается то, что с позиции"симметрии может быть организован» так»» и представление о системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Рассматривая химическое знание как систематизированное научно!

знание выделяются различные подходы к проектированию химической систематики. Основное внимание уделяется характеристике уроЕня системности химических знаний в современных учебниках и учебных пособиях. Подчеркивается традиционно высокий уровень системности знаний (е отличии от других естественнонаучных дисциплин), достигаемый благодаря системе элементов Д. И. Менделеева. Еместе с тем, особо выделяется та часть этих знаний, которая оказывается за пределами системного подхода, рассматривается возможность и способы их дедуктивной свертки, уменьшения объема запоминаемого учебного материала.

Логика рассмотрения темы исследования выводит далее на раскрытие наиболее существенных предпосылок, связанных с отмеченной высокой системностью химических знаний, которые позволяют начать разработку новых дидактических моделей свертки знаний именно с химии. При этом в качестве основы симметрийной дидактической организации знаний и сим-метрийных моделей такой организации рассматривается спиральная система химических элементов.

В этой части диссертационного исследования веодится представление об этой форме системы и рассматривается обоснованность такого представления с точки зрения его сравнения с традиционным формами организации химических знаний. В итоге такого сравнения делаются выводы об отношениях соответствия и дополнительности указанных подходов.

Детальное рассмотрение симметрийной модели, тезисно представленной в конце второй главы более подробно разворачивается в третьей гла-Ее д:: ■ эертационной работы "Система организации химических знаний как общая ... дель сшметрийных оснований дидактической организации знаки;}".

В начале этой главы сущность организации знаний раскрывается гак процесс моделирования, создания дидактических моделей. Понятие кюдедь рассматривается здесь через ее аналогию с прототипом ( в понятийное глоссарии педагогических работ А. И. Уемова). Кроме этого, также используется ключевое понятие интерпретации { по А. К Славику).

Далее, исследуя дидактическую организацию знаний, рассматривается определение моделирования и общая классификация моделей, применяемых ь естествознании и технике (в том числе - по Г. В. Быкову). Как принципиально значимые, выделяются и используются принципы моделирования (пс С. И. Архангельскому), а именно: наглядность, определенность и объективность. В работе отмечается, что наглядные образы постоянно пронизывают абстрактное мышление точно так же, как чувственную деятельност! человека постоянно пронизывает рациональное (логическое) мышление. Пр; этом проблему наглядности Быделяют как одну из центральных методологи-

- 11 -

ческих проблем современной физики.

При отнесении спиральной симметричной системы к конкретным типам

..известных...моделей,__в диссертационном исследовании особо выделяются

яюят?сю& модели ( по Б. а. агоффу, И. Б. Новик, К. Е. Морозову, А. II Уемову и др.}, органически объединяющие в себе функции изображения и обозначения (символизации.). В соответствии с дидактической классификацией Л Н. Нуртдикова ССЯ .может Сыть отнесена к наиболее эффективным знаковым моделям - "схемам со скрытыми связями".

Спиральная система рассматривается в диссертационном исследовании в качестве основы для выделения дидактических единиц обучения. Отмечая наиболее существенные принципы системы элементов - целостность, спи-ральность и симметричность, за основу б данной части исследования, наряду с идеями Д. И. Менделеева с синтетическом характере периодического закона, привлекаются современные данные о моделировании и моделях в химии (по Д. К Трифонову - симметрия является преобладающим принципом моделирования в химии). На основании приведенных различных взглядов ка типологию моделей в диссертации аргументированно производится отнесение модели спиральной симметричной системы к определенным типам моделей.

В работе показывается, что в дидактической организации химических знаний, традиционно опирающейся ка менделеевскую периодическую систему, имеются невостребованные возможности достижения большего уровня системности и наглядности. Зто наглядные графические и объемные методы целостной визуализации характера изменения того или иного физико - химического свойства, которые могут быть смоделированы, в том числе, п по аналогии с методами представлений структуры молекул в квантовой химии с привлечением того же математического аппарата. Так, в графических материалах приложения иепользуется как объемные представления вида векторного поля молекул, так и графические возможности (контурные карты).

Одним из основных положений диссертационного исследования является то, что представляомггй симметрийный подход, конкретизируемый в химических знаниях, оказивагтся способен выполнять функции теоретической модели, общего метода и продуктивной системы понятий и методик в рамках образовательных (педагогических) систем. Проведенное моделирование реально иллюстрирует известные приемы кодирования знаний, свертка учебной информации и перевода её в нелинейную образную форму (в терминах, употребляемых в современной педагогической литературе).

Симметрия позволяет в явном виде привнести в моделируемое знание

л ^ - 1с -

ритмическую структуру, гармонию и в конечном итоге - красоту. Ее значение в формирований человека подчеркивал Е К Рерих. Б диссертационном исследовании доказывается, что подобные возможности нам дает не только эстетико - культурологическое, но и теоретическое естественнонаучное знание. При этом логичной будет точка зрения, что в преподавании естествознания основной наглядный иллюстративный материал ( в том числе - играющий роль опорных сигналов) должен строиться не искусственно, а основываться на гармонии и симметрии, лежащей в основе законов мироздания. Тогда чем к более глубокие эвристикам, инвариантам, аналогиям мы обратимся, тем большего достигнем в качестве образования (по А. И. Субетто - задействуя механизмы аналогий и дальних ассоциаций). В сеязи с зтим в диссертации особо отмечается, что, приняв в начале исследования принцип природосообразности за основу, мы фактически выходим на современный принцип культуросообразности, подтверждая последний эстетическим совершенством свернутого естественнонаучного знания.

Корректировка и дополнение программы общей и неорганической химии представляется в исследовании через расширение понятия периодичность. Переход от категории только периодичности к категориям симметрии, асимметрии и антисимметрии позволит рассматривать многообразие связей в системе через призму всех таких преобразований.

В диссертации отмечается, что выявление осей симметрии предоставляет возможность построить на представлениях симметрии весь раздел программы, касающийся химии элементов. Новые способы эффективной свертки информации смогут обеспечить весьма ощутимый выигрыш во времени. При этом целесообразно использование потенциала различных приводимых в работе наглядных методов. Представляется существенно важным, что система химических элементов Д. И. Менделеева считается в дидактике 1.М.И. Потеев и др. ) "прекрасным образцом листа опорных сигналов".

Разрабатываемые в диссертационном исследовании симметрийные дедуктивные методы представления химических знаний (графические группы и блоки, плоскостные и пространственные методы) продолжают эту традицию, и, безусловно, также представляют собой листы спорных сигналов. Они названы симм&трийшш опорными сигналами. В диссертация выделяются существенные особенности принципов их разработки:

- использование не искусственного "конструирования", а естественной системы (научной классификации);

- использование симметрии, как единой меры, пронизывающей человека и природу (по Протагору: "Человек - мера вещей");

- использован/«? принципов епиральности и цикличности, единых как в естествознании, так и в психологии гюзнанил (по Дж.Брунеру);

~ -"использование" мандатного--принципа построения,- - объединяющего психологию и естествознание.

При рассмотрении в диссертации метода "выхода за пределы необходимой информации.", играющего - по Дж. Брунеру - существенную роль б психологии познания, выделяется вопрос выбора степени "избыточности знаний" и концепции передачи студентам избыточной метасистемы знаний, организованной преподавателем, с их последующей самостоятельной дедуктивной работой по детализации личного "экрана знаний". В работе предполагается, что указанная избыточность, очевидно, должна осуществляться за счет их качества, а ке количества, а таксе качество определяется системностью и инвариантностью знания не только чисто научной , но и психологической, и тогда учащийся получает возможность не только дедуктивно "разворачивать" упакованные и переданные ему преподавателем знания, но и "декодируя" их, ( в силу их еоотносимости с собственными психологическими архетипами) выступать в роли ТЕорца, креатора знаний.

Следующим существенным положением, рассматриваемым в контексте отсутствия ограничений для запоминания больших объемов осмысленного перцептивного материала, (пейзаж:, лица, протжтшт изобразительного искусства и т.н.) является то, что построение учебного материала в гиде мандады К. Г. Юнга, как символической и в то же время иконтеской Iобразной) знаниеьой модели С по A.B. Славину) приближает эту форму именно к такому "осмысленному перцептивному материалу", когда уме не произведение изобразительного искусства, а наглядно - образная научная символическая модель будет наиболее инвариантна структурам памяти. Таким образом, принятый подход к организации химических знаний, с одной стореки. по своему содержанию и форме оказывается вполне адекватным потребностям преподавания химии ("подтягивание" глубинных инвариантов, эвристик сознания, развитие творчества), а с другой - представляет возможность адекватно моделировать образовательное поле, "экран знаний", программы обучение

В диссертационном исследовании делается вывод, что несмотря на стремление науки к максимальной математической отвлеченности, аксиома-тичноети, понятийной адекватности и строгости, соответствующие дидактические единицы обучения должны быть:

- системными и.целостными;

- образными и, по возможности, иконическими (мандальными) (по А. В. Славину, К. Г. Юнгу) так как в этом случае психология памяти сни-

- 14"-

мает ограничения в объеме запоминания;

- симметричными в широком смысле, во всяком случае включать симметрию как инвариант;

- асимметричными или спиральными, т. е. выражающими развитие, генезис знаний;

- эстетически значимыми;

- несущими определенную меру этической нагрузки.

Анализ представленных в диссертации точек зрения позволяем сделать вывод, что научное знание преломляется в знание дидактическое через призму психологии, теорий эффективного обучения и учения. Здес! происходит переход из чисто естественнонаучного знания в комплекс наук, называемых, как сейчас принято, "институт человека" ил! человековедение. Крупнейшие психологи Ж. Пиаже, К. Г. Юнг, Дж. Брукер, А. Пуанкаре, исследователь искусственного интеллекта М. Арбкб, филосос А. И. Субетто с различных точек зрения предъявляют, фактически, одинаковые требования к организации знания. "Объемное целостно! изображение объектов мира" Шепарда и Метцлера, о котором пишет М. Арбиб, "система координат, детерминированная нашим телом" А. Пуанкаре . "психоидный базис" - "архетип" - "мандала" к Г. Itera, "экран знаний; тезаурус памяти ТЕорящей личности" А. И. Субетто - все эти поняти: предъявляют к знанию требование быть человекоеообразкым, если угодно • антропоморфным. При этом учению помогает богатство интуиции, широт; ассоциаций, неожиданность аналогий, пробуждение эвристик и т. п. Но ¡ точки зрения парадигмы современной нам науки, ее развития за после дни. три столетия, а более конкретно, с точки зрения требования чистои научных понятий - антропоморфизм недопустим. Таким образом рассматривая эту ключевую проблему, в диссертации выделяется е< основное противоречие.

Логика дидактического рассмотрения химической модели приводит рассмотрению предпосылок экстраполяции симметрийного метода на другк учебные предметные области. Разворачивание принятой модели произво дится путем выделения ракурсов моделирования химической систематики, плоскостях химии, биологии, математики, квалиметрии и философи рассматривается как сама концепция ССЭ, так и общие принципы построе ния знаниевых систем. При этом как способы упорядочения, органкзаци знаний анализируются возможные системы органических соединений и ами нокислот. В плане прослеживания инвариантов химического и биологи ческого знания выделяются подходы к такому синтезу. При этом даете обзор графовых (кустовых) и табличных систем в биологии (А. А

- 15 -

Гроссгейм, А. Л. Тахтаджян, Э. Майр, Д. Е. Архангельский).

В диссертационном исследования отмечается, что дидактическое рассмотрение-]¿онкрётных'этгмическиэгдзнадги-закономерностей- на моделях. двумерного и трехмерного целостного их представления фактически намечает основу ("канву") принципиально иных учебников химии. При зтсм изначально гуманистический подход к химическим знаниям по мерс его дальнейшего развития, предполагает, по-видимому, такую последовательность разраосп:;; учеО кой .¡ктекту ры подобно го рода - сначала для гуманитарных вузов и младшего и среднего овекз основной школы /внуори ооот-ветстьуюших курсов естествознания/, а затем и для старшего звена школа и специализированных вузов.

3 диссертации отдельно выделяется совокупность наглядных методов представления свойств как основа дидактической обучающей системы. Рассматривается апробация этих методов в преподавании курсов общей и неорганической химии б бакалавриате университета. Анализируются изменения, вносимые в методику преподавания, в программу и построение учебного предмета.

ОимметрийноЗ организации знаний отдельных химических учебных дисциплин поссящ-н раздел, раскрывающий результаты , полученные при вменении используемого здесь метода в представлении данных аналитической химии и химии координационных соединений. Здесь х-» рассматривается симметрия элементного состава ,*ивой'и костной (.в те;.микологии Б. 5!. .Вернадского] материи на основании данных Сиокесрганическсй химии я геохимии.

Опираясь на представления, недохенные ранее, в зто-й части выделяется широкий педагогический смысл разрабатываемой евеоь концепции. При >тг»! оо'ггя'о^леее-гоя, .¡то етот подход, !:оккрет,""ируемый в химических знаниях, оказывается способен выполнять Функции теоретической модели, общего метода и продуктивной системы понятий и методик в рамках образовательных (педагогических) систем. Так, анализ выделяемых в диссертационном исследовании методов обучения химии:

- построения системы и самостоятельной дедукции ояаялй учащимися;

- изучения нескольких альтернативных моделей предмета с различными, но коррелирующими между собой системами основных понятий;

- наглядного интегрального представления свойств элементов з системе;

позволяет опробовать их как в других предметных областях, так и I построении отвлеченных от конкретного предмета педагогических системах. В диссертационном исследовании намечаются направления дальнейшей

развития идей по двум взаимосвязанным линиям. Во '- первых, закономерности системы химических элементов могут быть рассмотрены с позиций законов системогенетики (А. К Субетто, Э. М. Сороко и др.). Во второй линии прослеживается связь преобразований симметрии с характером графиков, представляющих функциональные связи в системе, а также закономерности чередования и "вложенности" друг в друга различных преобразований симметрии.

В диссертации предполагается, что разрабатываемые подходы уточняют представления о двух ступенях средств наглядности - чувственной, конкретно - предметной, и рациональной, знаковой модели научных понятий (теорий, законов), представленных в виде логических схем, таблиц и т. д., которые традиционно выделяются в дидактике. Они, являясь рационально - знаковыми и дедуктивными (неся большую "свернутую" химическую нагрузку) своей образно - архетипической "миговской" формой воздействуют непосредственно - эмоционально, образно, если угодно - перцептивно.

Тогда мы выделяем критерий качественности (квалиметрический аспект) свернутого и подготовленного к трансляции знания - таким критерием является его красота, его доведенность до инвариантно -эстетической формы, которая наиболее соответствует эмоционально -духовной, интуитивной внутренней сущности растущего человека. А человек, как убедительно показано выше по работам психологов и философов, от рождения - носитель системных инвариантов всей эволюции природы и цивилизации. Знание, как зстетико -• культурологическое, так и естественно - научное должно быть красиво (гак если бы это делал опытный дизайнер) подготовлено к восприятию. И текст, и график, и схема и рисунок.

Основные положения диссертации отражены б следующих публикациях автора:

1. Организация знаний на основе симметрии /гармонический подход в теории периодической системы и в образовательном процессе/, - В сб.: Системогекетика и учение о цикличности рагЕктия /Международная Академия Бизнеса и Банковского Дела. Отделение образования Петровской Академии кзук и искусств. Исследовательский центр по проблемам качестве подготовки специалистов ГК РФ по высшему образованию / Под редакцией А. К. Субетто и Н. Н. Александрова. - Тольятти.- (Системогенетические исследования). Книга 1.- 1994.- С. 33 - 124.

2. Некоторые принципы построения генетических знаниевых систем. // Системогенетика и учение о цикличности развития. Их приложения г

сфере образования и общественного интеллекта: Тезисы докладов первой международной конференции в йехдувародной Академии Бизнеса и Банковского" Дела'"/ ~!Ьд~рея "К"а--Александрова.- --Тольятти:- йзд-во-Международной Академии Бизнеса и псковского Дела , 1994. - С. 34 - 37.

3. Спирально - циклическая организация химического знания , кан методологическое основание- преподавания химки в ВУЗах. // Общественный интеллект и образование на рубеж тысячелетий. Тезисы восьмой секциу. Второй Международной Кондратьевской конференции (с 15 по 17 марта 199Е г., Оанкт-Пете;>Суг-Г) / Под научней редакцией академика, д. з. н. А. И. Субетто. - Санкт-Петербург - Тольятти, 1995.- С. 140 - 142.

4. Методология проектирования знанкевых систем на основе симметрии // Методология социального проектирования. Тезисы докладов к XXIII Академическому симпозиуму. Н. Новгород, ОАЧ, - 1995. - с. 205 - 207.

5. Системогенетические основания системы оценки качества химического образования //Тезисы докладов к IV симпозиуму "Квалиметрия человека и образования: методология и практика". - Я: Исследовательски центр по проблемам качества подготовки специалистов ГК РФ по высшему обрззоканив - 1995. /в печати/.