УМК КСЕ СПО. Учебнометодический комплекс по дисциплине концепции современного естествознания для студентов всех специальностей
 Скачать 3.72 Mb.
|
|
Синергетика (совместное, или кооперативное действие) – теория о самоорганизации систем, о превращении хаоса в порядок,возникла в 70-х годах XX столетия благодаря работам Г. Хакена и И. Пригожина. Понятие самоорганизации отражает фундаментальный принцип приро     ды, лежащий в основе развития от менее сложных к более сложным и упорядоченным формам организации вещества. Синергетика объясняет самоорганизацию систем как совокупный результат взаимодействия в них таких противоположных тенденций, как неустойчивость и стабильность, беспорядок и порядок, случайность и необходимость. В основе теория синергетики две принципиальные исходные позиции: 1) процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной равноценны; 2) процессы созидания (увеличение упорядоченности) имеют единый алгоритм независимо от природы системы. Методология постижения открытого мира Как известно, XXI в. характеризуется бурным ростом научных знаний. Человечество знает и умеет значительно больше, чем может осмысленно использовать. Это породило серьезную проблему, ранее не стоявшую перед человеком: противоречие между его глобальным планетарным могуществом и недальновидными эгоистичными действиями людей. Чарльз П. Сноу сформулировал проблему об увеличивающемся разрыве между естественно-научной культурой, и культурой гуманитарной. Разделение наук на гуманитарные, изучающие человека во всех проявлениях, и естественные, исследующие закономерности окружающего нас мира, в настоящее время выглядит условным. В науке выделяются два процесса: дифференциация различных областей научного знания, приводящая к появлению узких специалистов, и все более усиливающиеся интегративные тенденции в науке, сопровождающиеся проникновением представлений и исследовательских методов из точных наук в гуманитарные, и наоборот. Одной из важнейших задач современности является гармоничное развитие человека и устранение противоречия между гуманитарной и естественно-научной формами культуры. Гуманитарное содержание современного естествознания связано с развитием мышления (нелинейного, синергетического), формированием мировоззрения, воспитанием чувств. Современное состояние научного знания характеризуется тенденцией к междисциплинарности и мультидисциплинарному взаимопроникновению. Мультидисциплинарным синтезирующим статусом сегодня обладают системный подход и его наиболее конструктивная часть: синергетический подход (системный подход в узком смысле) и все большие эвристические возможности раскрывают синергетическая образовательная среда и теория фракталов. Имеются веские основания полагать, что рефлексивное обращение фрактальных представлений на саму социальную деятельность субъекта и в особенности на его познавательную деятельность обернется новым концептуальным сдвигом в решении классических философских проблем качественного образования. Необходимость такого рода рефлексивного обращения, прежде всего, определяется тем, что сложность системы социальной деятельности (по критериям числа взаимодействующих элементов и уровней организации) возросла настолько, что традиционные подходы уже не согласуются ни с полной оценкой ситуации, ни тем более с прогнозом последующих состояний. Предметом рассмотрения выступают отношения инвариантности и подобия, которые связывают целостные системы и процессы социальной человеческой деятельности с каждым ее элементом и этапом, а именно особые виды деятельности, которые феноменологически проявляют структуру деятельности во всей ее сложности и полноте: это управленческая и учебно-познавательная деятельность в синергетической среде. Концепция синергетической среды открытого образования предполагает обеспечение на базе высоких наукоемких технологий полной академической свободы личности в выборе форм, способов и места доступа к потребному знанию с минимальными энергетическими и номинальными интеллектуальными затратами. Нами на протяжении многих лет исследовалась и проектировалась синергетическая среда в образовании как новое направление в современной дидактике. В качестве методологического системообразующего основания служили синергетический и личностно-деятельностные подходы, а также идея проектирования синергетической среды в образовании. Модель познавательной, управленческой и образовательной деятельности содержит разделенное пространство (рис. 9.1) на реальный (внизу) и рефлексивный мир (вверху).  Рис. 9.1. Модель познавательной, управленческой и образовательной деятельности в синергетической среде В основе модели лежат гносеологические, онтологические, методологические и праксеологические процедуры системной деятельности и мыследеятельности, включающие следующие умственные действия, приемы и операции:
по типу логики мышления: рассудочно-эмпирические (классически-логические по Аристотелю) и разумно-теоретические (диалектико-логические по В.В. Давыдову), синергетический стиль мышления (по А.И. Бочкарёву);
Левый верхний квадрант для рефлексивного мира отражает зону Веры и, в пределе, веру в первопричину всего сущего. Правый верхний квадрант отражает зону Науки (Разума) и, в пределе, веру в Абсолютную истину или в «Абсолютный дух» по Гегелю. Нижний левый квадрант соответствует материальному миру, а справа – миру искусственному, всему, что создано человеком и современными технологиями. В центре находится субъект-субъектная подсистема познания, управления и учения, владеющая процедурами системной (синергетической) мыследеятельности: индукцией, обобщением, дедукцией, анализом и синтезом; методами классификации, моделирования и абстрагирования, инверсией, рефлексией, способами сравнения, измерения, выдвижения гипотез, проведения экспериментов, проектирования и конструирования, прогнозирования и планирования, синергетическим стилем мышления и др., в конечном итоге замыкающимися на практическую деятельность – праксеологическую составляющую спирального цикла познавательной, управленческой и образовательной деятельности. Важным в этой модели можно считать следующее: любой истинный квант знания – «когнитон» – получается как результат полного витка спирального цикла познавательной, управленческой и образовательной деятельности, охватывающей все пространство через синергетический метаязык (штриховая кривая по ходу часовой стрелки, охватывающая все квадранты и сходящаяся в центре), «понятный естественнику и гуманитарию». Проходя всю логическую цепочку, будущее знание, начинаясь как факт, частность, свойство, затем накапливается и посредством метода индукции превращается в общее свойство – метазнание. Дальнейшее применение к общему метазнанию методов анализа и синтеза, классификации, моделирования и абстрагирования превращает метазнание в форму «абстрактного метазнания», «чистой идеи», обладающей качествами красоты и гармонии. Но абстрактное метазнание для своего превращения в истинное знание еще должно быть проверено практикой. Принципы синергетики и синергетическая среда Синергетический подход к познанию, точнее, к постижению Природы расставляет все точки над i, т.е. становится более понятным, что знания не приобретают как вещь, ими овладевают, чтобы в дальнейшем обладать, не терять самообладания и действовать, жить правильно в неравновесном открытом, катастрофическом мире. Знания, полученные в синергетической образовательной среде, способствуют постижению действительности без отторжения субъекта (человека) от объекта (природы) на фундаментальном уровне. Проектирование – это деятельность в областях, где недостаточно только линейного мышления, как указывал Б. Ф. Ломов. Поэтому интересен подход Дж. Джонса к видению структуры постижения природы, состоящего из трех ступеней: дивергенции, трансформации и конвергенции. Дивергенция характеризуется крайней неустойчивостью и условностью целей, сознательной установкой на критическое восприятие действительности, разрушение стереотипов, использование предельно широких метафор и крайне далеких ассоциаций. Трансформация направлена на упорядочение поля поиска, его концептуальную структуризацию, на поиск языка данной задачи, пригодного для ее целостного и точного выражения. Это ступень выделения альтернатив и параллелей в решении исходной задачи. Наконец, конвергенция – это настойчивая и жесткая направленность на усечение проектного поля, сокращение числа альтернатив, детализацию отобранных моделей и т.д. Исследователи говорят о двух диаметрально противоположных стратегиях проектирования: от внешнего – к внутреннему (из соображений целостного облика к его конструктивным деталям) и от внутреннего – к внешнему (стратегия увязки, сведения отдельных элементов в целостный облик). Эти подходы к проектированию созвучны принципам синергетики. Проектирование нацелено на создание технологий. В самом проектировании как деятельности можно обнаружить свою совокупность инструментальных средств, свой подход к информационным ресурсам и, особенно подчеркнем, свой нелинейный (синергетический) стиль мышления, свой ценностный мир. Выделение этих взаимосвязанных компонентов позволяет представить проектирование синергетической среды образовательного процесса современного естествознания как нелинейную динамическую систему, генерирующую в заданных пределах созидательную структуру общества и способ жизни, а также определяющую современное состояние образования и перспективы развития человечества. Под синергетической средой мы понимаем совокупность материальных, духовных факторов и средств в любой открытой системе, в которой при взаимодействии ее частей на основе динамической иерархичности и наблюдаемости возникает усиление управляющих воздействий, согласование темпов и уровней развития управляемых частей, становление творческой личности, сочетающей рациональные и иррациональные компоненты мышления, имеющей целостное мировоззрение и познающей природу без отторжения на фундаментальном уровне. Успехи в области современных высоких технологий, внедрение курса «Концепции современного естествознания» с использованием его гуманитарного потенциала делают актуальной проблему проектирования синергетической среды в системе образования и формирования синергетического стиля мышления. Эффективность технологий XXI в., видимо, будет зависеть от решения задач, связанных с этой проблемой. Проектирование синергетической среды в любой сфере обеспечит сочетание рационального и иррационального в процессе взаимодействия, формирование метаязыка аналогий, понятного естественнику и гуманитарию. Гуманитарный потенциал современного естествознания связан прежде всего с развитием мышления, формированием целостного мировоззрения, воспитанием чувств. Известны семь принципов синергетики, из которых – два принципа Бытия (иерархичность и гомеостатичность) и пять принципов Становления (незамкнутость, неравновесность, нелинейность, динамическая иерархичность, циклическая коммуникативность. Принцип дополнительности – обобщение принципа подчинения: рождение параметров порядка и наблюдаемость. Последние два включают принципы дополнительности и соответствия, кольцевой (циклической) коммуникативности и относительности к средствам наблюдения. Это позволяет начать диалог между внутренним наблюдателем (природа индивида) и внешним наблюдателем (жизнедеятельность в процессе познания природы) в синергетической среде. Под проектированием синергетической среды в системе будем понимать процесс создания в системе такой совокупности информационно-методических, эргономических, экономических, правовых условий и средств управления на базе принципов синергетики, которая обеспечит становление в социуме творческой личности, имеющей опыт безопасной жизнедеятельности на стадии обучения, воспитания и развития. Под формированием синергетического стиля мышления будем понимать деятельность в синергетической среде, направленную на практическое использование алгоритма реальности обучающими и обучаемыми, которые сочетают рациональные и иррациональные компоненты мышления, основываясь на целостном мировоззрении и познании мира на фундаментальном уровне без отторжения. Синергетический стиль мышления –это многостороннее, нелинейное, открытое мышление, совокупность и гармоничное сочетание понятийного и образного мышления, связующим (синхронизирующим) фактором которого является алгоритм реальности. Под алгоритмом реальности будем понимать конечную последовательность предписаний, достаточную для оценивания состояния системы в развитии через связь прошлого и будущего в настоящем. Именно проектирование синергетической среды, прежде всего, в социальной сфере способствует формированию синергетического стиля мышления и отображению реальности в ее процессуальном единстве. Культура личности в сочетании с ее нелинейным синергетическим инновационным стилем мышления, «владеющей методологией освоения будущего, становится главными целями современного неклассического опережающего образования. Это образование формирует нового человека, опираясь на новую синергетическую парадигму фундаментальности образования, в которой каждый образовательный цикл завершается синтетически целостной картиной мира». Формирование инновационной культуры Инновационная культура –это способность личности к созданию и использованию новшеств в материальной и духовной сферах культуры при сохранении в них динамического единства старого, современного и нового. Она основана на восприимчивости к новому, креативности, знаниях, умениях, опыте, инновационном мышлении и творческом потенциале. Человек как субъект культуры преобразует (обновляет) окружающие его природный, вещный, духовный миры и самого себя таким образом, что эти миры и сам человек все более полно пронизываются собственно человеческим смыслом, т.е. гуманизируются. Культура как способ жизни и коммуникации имеет довольно интригующую аналогию с передачей, хранением и обработкой сигналов, несущих информацию по каналам связи. Так же, как и передача сигналов по каналам связи, культура имеет свойство передачи, обработки, преобразования, хранения. Она подвержена помехам различного основания и подразделяется на аналоговую и цифровую составляющую. Формированию инновационной культуры способствуют проектирование и реализация мультидисциплинарных дидактических комплексов (МДК). Под этим комплексом нами понимается совокупность дисциплин, спроектированная на едином системообразующем основании, при использовании которого возникает нелинейный эффект усиления дидактического результата. Инновационная культура создается не сама по себе и не ради себя самой, она выступает инструментом в руках человека для его всестороннего развития, призвана содействовать этому процессу, предваряя его, активно участвуя в нем, совершенствуя его применительно к формированию нового образа жизни человека. Основа ИННОвационной культуры (деятельности, поведения, мышления и. т.д.) заключается, на наш взгляд, в простой триаде: «изменчивой» «наследственности» путем «отбора» (отбора всего нового, что обеспечивает необратимое, закономерное изменение, т.е. развитие). Что означают буквы инно в слове инновационная: И – изменчивость, Н – наследственность (исходная, родительская), Н – наследственность (измененная путем, например, генетического и естественного О – отбора или в результате инновационной деятельности). Генезис и логика СТА... НОВ... ЛЕНИЯ (чего-либо) – это и есть ИННОвационные изменения наследственности путем отбора, т.е.: инновационной деятельности, инновационного поведения, инновационного мышления, инновационной культуры. Какая аналогия и связь напрашивается между корпускулярно-волновым дуализмом и алгоритмом формирования инновационной культуры? Аналогию и связь можно пояснить на явлении аннигиляции частиц с использованием принципа Дирака и гипотезы Луи де Бройля. Например, свободные частицы электрон и ее античастица позитрон, занимая ранее ограниченную область пространства и сталкиваясь друг с другом, аннигилируют, превращаясь в два фотона 2γ, занимая все пространство: от минус до плюс бесконечности. После аннигиляции вещество превращается в поле с «двойной наследственностью», как бы учитывающее различный временной континуум для частицы и античастицы. В формуле де Бройля (p = h/λ) слева – импульс частицы, справа – длина волны, а коэффициентом усиления квантового эффекта служит фундаментальная постоянная Планка, имеющая размерность и характер действия, которая может трактоваться и как фундаментальный предел коэффициента «усиления инновационного действия». Если в физике постоянная Планка понимается как минимальное действие в природе, то почему бы ее не считать как фундаментальную «постоянную инновационного действия», характеризующую минимальное инновационное действие в природе, некий «шаг квантования инновационной культуры»... Инновационное действие сродни спонтанному нарушению симметрии. Реакции аннигиляции обратимы так же, как обратимы действия людей при исследовании истории науки, техники, культуры. В инновационной культуре связь прошлого, современного и нового осуществляется по принципу преемственности традиций с непременным сохранением и усилением новизны. Недаром говорят: новое – это хорошо забытое старое. Таков путь человечества к новой, единой инновационной культуре. Литература: 1, 5–9. 3.ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ 3.1. Практические занятия Практические (семинарские) занятия с обучаемыми состоят из следующих этапов: теоретическая подготовка к выполнению практических заданий; выступление и обсуждение на семинарском занятии; проверка заданий и подведение итогов занятия. Преподаватель оценивает результаты выступления и обсуждения и определяет количество баллов в соответствии с технологической картой для рейтинговой системы. Практическое занятие 1. Естествознание в контексте человеческой культуры. История естествознания (раздел 1)
Литература: 1, 5–9. Практическое занятие 2. Пространство, время, относительность. Статистические закономерности в природе (раздел 3)
Литература: 1, 4–9. Практическое занятие 3. Квантовые представления в физике микромира. На переднем крае физики микромира (раздел 4)
Литература: 1, 4–9. Практическое занятие 4. Вселенная. Звезды. Земля (раздел 6)
Литература: 1–9. Практическое занятие 5. Жизнь (раздел 7)
Литература: 1–3, 5–9. Практическое занятие 6. Человек. Биосфера (раздел 8)
Литература: 1–3, 5–9. Практическое занятие 7. Естествознание и научно-технический прогресс. Самоорганизация в природе и в обществе (раздел 9)
Литература: 1–9. 3.2. Л А Б О Р А Т О Р Н Ы Й П Р А К Т И К У М |