Статья «Синергетический подход в образовании через глобальный эволюционизм в едином курсе биологии»
статья по биологии на тему

 «Синергетический подход в образовании через глобальный эволюционизм в едином курсе биологии»

Государственное бюджетное профессиональное  образовательное учреждение Образовательный комплекс дизайна и технологий

Епишева Нина Владимировна

nina.episheva@yandex.ru

Исходя из современных представлений о естественно-научной картине мира, известно, что любая неустойчивая система способна к самоорганизации за счет внутренней перестройки в результате воздействия внешних факторов. При этом система достигает равновесия с условиями внешней среды. В результате в системе возникают коллективные формы движения, между которыми существует конкуренция, которая и «производит» отбор наиболее устойчивых из них. Это приводит к установлению весьма сложных структур, причем, этот переход происходит спонтанно. Изучением этих процессов занимается раздел науки, называемый синергетикой. Таким образом, синергетика занимается изучением эффектов самоорганизации в системах, в частности,  в биологических. Известно, что свойства объектов исследователи определяют с помощью анализа, т. е. путем разложения на отдельные части – подсистемы. Например, биолог разлагает орган на отдельные клетки. Основная задача синергетики – вскрыть общие принципы, по которым отдельные подсистемы формируют макроскопические свойства полной системы, причем в качестве подсистем могут выступать молекулы, клетки и даже человек (Архипкин, 2002).

В принципе формирования подсистем в систему просматривается процесс восхождения от абстрактного к конкретному. Выделение исходных абстракций осуществляется на пути познания от чувственно-конкретного к абстрактному, т. к. предмет исследования выступает началом любого исследования. Восхождению от абстрактного к конкретному предшествует восприятие конкретного (например, клетка), его аналитическое расчленение (анализ) и выделение абстрактных отношений. Абстракции в естествознании и, в частности в биологии, выступают в форме нового сущностного знания. Целью познания выступает система взаимосвязанных абстракций, в котором выступает конкретное. Таким образом, восхождение практикуется как построение данной системы, которую можно охарактеризовать, как теоретический базис познания. Полученные абстракции выступают       в качестве исходного «зародышевого» в развертывании той или иной теории (Кузнецов, 1985).

В качестве теории для развертывания «зародышевого» может быть положена идея эволюции, как одной из центральных в картине биологической реальности. Поэтому вопрос о механизмах эволюции имеет первостепенное значение для анализа биологической картины мира (Астафьев, 1981).

К концу прошлого века естествознание нашло теоретические и методологические средства для создания единой модели эволюции, связывающих в единое целое восхождение Вселенной, возникновения как таковой жизни, человека, общества. Такая концепция получила название универсального или глобального эволюционизма, или эволюционно-синергетического мышления. В этой модели Вселенная предстает перед нами, как развивающееся в пространстве и времени природное целое, а вся история от Большого взрыва до возникновения человечества рассматривается как единый процесс, в котором космический, химический, биологический и социальный типы эволюции связаны между собой. Это значит, что Вселенная претерпевает непрерывные изменения и непрекращающуюся эволюцию, что происходит в процессе самоорганизации. К числу таких процессов можно отнести становление разума. Следовательно, все существующее есть результат эволюции, которая имеет всеобщий характер (Архипкин, 2002).

Но в настоящее время без развития экологии до современного уровня увидеть организованность процесса эволюции совершенно невозможно, ибо как говорит Говорунов А.В., раньше эволюция представлялась беспрерывным неструктурированным потоком изменением различного ранга, и оценке подвергалось каждое событие в отдельности.  Экологический же подход впервые позволил увидеть сложную организованность эволюции, оценить любое изменение в зависимости от становления новых крупных этапов эволюции. Например, на основе факторов среды появляется теплокровность, а на ее основе – живорождение и особая форма заботы о потомстве (Говорунов, 1981). Дать четкие и достоверные знания о явлениях природы в их целостности, о возможностях человека в познании свойств биосферы и сохранения природной среды – в этом роль естественных наук, а также в выработке стратегии оптимального природопользования. Для этого необходима качественная перестройка самого естествознания, введение в категориальный аппарат понятий, отражающих специфику социо-природного взаимодействия в новых экологических условиях. В условиях экологической ситуации большее значение имеет выявление и постановка перед естественными науками новых задач, решение которых помогло бы отразить эволюцию традиционного содержания и выработать пути коренных изменений в особенностях подхода к объекту исследования, методах познания и критериев оценки конечных результатов. К числу важнейших задач в области биологии следует отнести разработку принципов и новых методов перестройки экологических цепей, ряд проблем с созданием искусственных организмов, проблемы фотосинтетической продуктивности и др. (Ющенко, 1989).

Принципиально новыми формами отношения человека к природе должно явиться формирование экологической этики и экологического сознания. Принципы теории взаимодействия общества и природы являются не только методологической основой указанной теории, но и требуют выявления и практической реализации новых тенденций; основными среди них являются:

• Соотнесение проблем, изучаемых естественными науками, объективным требованиям законов сохранения биосферы;
• Разработки новых научных направлений, нейтрализирующих естественнонаучные теории, не учитывающие специфики экологической проблемы;
• Создание на базе естественных наук технических объектов и технологий, ориентированных ресурсосбережение и воспроизводство истощающихся видов природных ресурсов, других компонентов природной среды;
• Создание теоретической основы для различных типов экологического производства при минимальных воздействиях на окружающую среду (Ющенко, 1989).

Современная картина природы предполагает осознание качественной специфики различных уровней и форм биологических связей. Специфика объектов и типов связей между ними естественно требует изменения диалектического принципа системности и системного подхода. Методологические принципы системного подхода  к экологическим проблемам были разработаны В.И. Вернадским. Из всего многообразия естественных наук в его концепции были использованы преимущественно данные биологии и геохимии. В настоящее время в решении глобальных экологических проблем становится очевидной необходимость участия в той или иной степени всех естественных наук (Суханов, 1981). Дальнейшая конкретизация системного подхода связана с системным анализом, который предполагает более частные, чем системный подход методы («Систематический анализ и научное знание», 1979). Системный подход, и особенно диалектический принцип системности, как методологическая установка, лежит в основе решения проблемы охраны и преобразования природы (Суханов, 1981).

Человечество является составной частью биосферы и, достигнув высокой степени могущества в возможностях разрушения, вынужден принять ответственность за сохранение жизни на Земле. Взаимодействие человечества с биосферой вышло на качественно новый уровень. В 20-е годы

образованию. Здесь имеется в виду понятийный аппарат науки, который выступает системообразующим фактором развития научных знаний и научной картины мира. Понятийно-категориальный аппарат имеет важное значение с точки зрения модернизации современного образования ХХ столетия французский ученый Э. Леруа ввел понятие ноосферы (в переводе с греческого – сфера разума). Впоследствии это понятие было углублено Тейяром де Шарденом и В.И. Вернадским, исходившим из того, что человечество, вооруженное научной мыслью, превращается в ведущую силу, которая впредь будет определять эволюцию нашей планеты (Фролов, 2003).

Согласно А.Д. Урсула главный признак ноосферы – это приоритет разумности решений, как важнейшей характеристики, которая только благодаря нравственно-гуманистическому разуму сможет выжить. Очень важно сформировать иное содержание и мышление людей (Урсул, 1993).

Гуманитарная культура личности сегодня выступает одновременно как средство и цель образования. Поэтому главной задачей современного общества является становление ноосферного образования. Важный методологический принцип ноосферного образования был заложен в научных идеях В.И. Вернадского – важность категориального аппарата науки для образовательного процесса. «Научный аппарат человечества», по В.И. Вернадскому – важный показатель прогресса науки, образования в целом; создание научного аппарата человечества за последние триста лет является важным этапом на пути к ноосферному обществу и ноосферному. Понимание, как цель образования, может быть достигнуто только тогда, когда в учебно-воспитательном процессе осуществляется интеграция собственно науки, истории науки, философии науки и системы психолого-педагогических условий развития интеллекта.      

Новая инновационная программа по биологии должна быть  выстроена на основе элементов синергетического подхода. В основе трех курсов по биологии (растения, животные, человек) могут быть положены следующие положения, принципы, идеи и методы:

1. системно-модульный подход;
2. синергетический подход;
3. принцип опережения знаний;
4. принцип восхождения от абстрактному к конкретному;
5. диалектические методы познания: анализ, синтез, индукция, дедукция;
6. метод обобщения и систематизации знаний, интеграция знаний;
7. идея эволюции, как одна из центральных в картине биологической реальности;
8. концепция глобального эволюционизма;
9. экологическая этика и экологизация сознания человека;
10. принцип ноосферного образования
11. нравственные нормы и ценности в современном образовании.

В процессе обеспечения теоретической базой каждый курс может начинаться  системно-интегрированным уроком, который дается с опережением целостного знания (например, урок в курсе «Человек» - «Историко-философский взгляд на строение человека»). Таким образом, вводный урок, развиваясь на последующих занятиях, в итоге выходит на качественно новый уровень: от общего, через конкретное и частное, снова к общему, но на качественно более высоком уровне. Результатом заключения каждой темы могут являться обобщающие уроки: информационно-обобщающие, системно-обобщающие, повторительно-системно-обобщающие, проблемно-обобщающие, проблемно-обобщающие с исследовательским компонентом, системно-проблемно-обобщающие уроки, а также системно-ориентированные, как глобально-ориентированные уроки. Обучение курсу биологии ведется с элементами и компонентами нового мышления, а именно: в процессе урока происходит формирование знаковой культуры на основе свертывания и развертывания знаний, формирование и обучение методологическим положениям, формирование анализирующего знания в обобщенном, свернутом виде, систематизация информации на основе элементов философского знания, обучение сопоставлению фактов на основе анализа, синтеза и обобщения, исследование причинно-следственных, коррелятивных и логических связей между системами, формирование умозаключений в форме общих выводов на основе интеграции знаний.

    Инновацией в эволюционном подходе является введение синергетического подхода к единому курсу биологии. Основополагающим положением курса может  являться системно-модульный подход, который позволит выстроить курсы так, что отдельные темы будут  тесно взаимодействовать друг с другом на основе синергетического, эволюционного и экологического подходов. Блок уроков во всех курсах можно  представить так, чтобы уроки с разным видом обобщающего знания взаимодействовали между собой, и взаимодействие это было целенаправленным, исходящим из концепции глобального эволюционизма. При этом знания, формируемые в системно-модульном подходе, должны качественно отличаться от первичного нового знания. Более того, можно добиться  третьего уровня нового знания. При проведении всех видов обобщающих уроков в модуле происходит выход  на общие методологические принципы ноосферного образования, по которым школьники выходят на проблемное глобально-ориентиорованное знание (концепция глобального эволюционизма, экологизация человеческого сознания). В совокупности комплекс обобщающих уроков по курсу всей биологии можно включить в совокупную модель, в центре которой будет стоять человек, так как в условиях резкого усложнения нашей цивилизации и роста ее могущества, дальнейшее существование на Земле человека требует тонкого согласования антропогенных нагрузок на биосферу с теми процессами, которые в ней происходят. Таким образом, в процессе естественной эволюции Вселенная обретает с помощью человека способность не только познавать саму себя, но  направлять свое развитие так, чтобы компенсировать или ослабить возможные дестабилизирующие факторы. Тем самым у человечества появляется определенный шанс сохранить себя в биосфере, во Вселенной (Архипкин, 2002).

      Модель обобщающих уроков позволяет, абстрагируясь, выйти ученику в новое ноосферное образовательное пространство и видеть проблемы всего человечества.

      Таким образом, инновационный подход в построении данной программы заключается в следующем:

1. в данной модульной программе используется синергетический подход к концепции глобального эволюционизма;
2. используется экологический подход при формировании нравственных норм и ценностей личности, необходимых для создания ноосферного общества;
3. используется системно-модульный подход в основе, которого лежит модуль обобщающих уроков.

Одной из центральных идей современной науки является идея развития, или эволюционизма. В простейших формах она начала проникать в естествознание в ХVIII в., как процесс образования новых макроскопических структур – новых видов, причем модели эволюции были основаны на принципе Дарвина – выживание наиболее приспособленного вида. До середины ХХ века проникновение идеи эволюции в биологию, геологию, гуманитарные науки и, особенно в физико-химические науки, проходило независимо в каждой из этих областей. Лишь к концу прошлого века естествознание нашло теоретические и методологические средства для создания единой модели эволюции, которая выявляет общие законы природы, связывающие в единое целое происхождение Вселенной, возникновение солнечной системы и планеты Земля, возникновения жизни, человека и общества.

Архипкин В.Г. и др. дает эмпирические обобщения универсального эволюционизма. Опираясь на эти обобщения, в том числе на принципы отбора, и, таким образом, соглашаясь в целом с Архипкиным В.Г., я предлагаю основные методологические положения, основанные на концепции глобального эволюционизма.

Методологические положения, основанные на концепции глобального эволюционизма с использованием синергетического подхода.

1.  Эволюция представляет собой непрекращающийся процесс в неравновесных открытых системах, где она претерпевает непрерывные изменения, и в процессе самоорганизации из хаоса рождается порядок, таким образом, все существующее есть результат эволюции.
2. Процесс самоорганизации является единым во всей истории Вселенной и направлен на повышение структурной организации всего мира, как  единого целого, при этом наблюдается возрастание упорядоченности систем, составляющих единое целое, т. е. уменьшается энтропия.
3. Материя во Вселенной развивается также на основе единого процесса самоорганизации благодаря интенсивному (потоковому) обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. Процесс самоорганизации мира, как единого целого и как проявление бесконечного многообразия материальной природы, основан на принципах универсальных системных связей между элементами в открытых системах.
4. Исходя из концепции глобального эволюционизма, существуют конкретные закономерности универсальной эволюции материи на всех ее структурных уровнях и на всех этапах эволюции.

В основу глобального эволюционизма заложены общие эмпирические обобщения, которые определяют особенности самоорганизации.

• Все элементы саморазвивающейся системы связаны между собой, взаимодействуют друг с другом и это взаимодействие является целенаправленным, при этом у полной системы возникают новые свойства, которые качественно отличаются от свойств отдельных подсистем. Таким образом, в выстроенных нами  курсах по  биологии отдельные темы целенаправленно и тесно взаимодействуют между собой, также взаимодействуют между собой и  блоки самих уроков с разным видом обобщающего знания.
•   Человек выступает, как подсистема и  неотъемлемая часть единой саморазвивающейся системы. Мы предлагаем включить в центр совокупной модели общего  комплекса обобщающих уроков по курсу всей биологии - Человека. В процессе естественной эволюции Вселенная только  с помощью человека может  познавать саму себя и направлять свое развитие так, чтобы ослабить возможные негативные факторы.
• Существующие в мире принципы отбора допускают существование бифуркационных состояний, при которых, даже при отсутствии каких-либо внешних воздействий, возможен переход объекта в целое множество новых состояний, которые непредсказуемы. Таким образом, развертывание эволюции зависит от какого-либо вмешательства (репликатора) в момент неустойчивости системы, например в генетике репликатором выступает ген.

Данные эмпирические обобщения могут составить основу некого универсального языка, пригодного для описания любых процессов, протекающих на всех уровнях организации материи, и позволяют делать заключения фундаментального характера. При этом опытные данные могут приводить исследователей к разным непредсказуемым  утверждениям, следовательно, картина мира, обозначенная исследователем, - не единственная, так как человек тоже часть системы, для которой справедливо свойство неопределенности.

Особенности глобального эволюционизма:

• из факта, что в  мире действуют механизмы бифуркации, следует необратимость эволюции
• случайность и бифуркации в процессе эволюции приводят к непрерывному росту многообразия и сложности организации форм материального мира, следовательно, самоорганизация Вселенной имеет направленный характер
• направленный характер эволюции – следствие заложенных в ней возможностей притом, что детали самого процесса непредсказуемы
• точно предсказать процесс эволюции нельзя, можно говорить лишь об ожидаемых изменениях органических структур
• смысл эволюции заключается не столько в совершенствовании отдельных организационных структур, их приспособлении к изменяющимся внешним условиям, сколько в замещении менее стабильных более стабильными в данной конкретной обстановке
• кооперативность эволюции – переход суперсистемы в новые системы с новой структурой связи, к новой целостности; в новой системе возникают новые свойства, отсутствующие у подсистем. Мы предлагаем выстроить программу по биологии таким образом, чтобы водный урок, развиваясь на дальнейших занятиях, в итоге выходил на качественно новый уровень: от общего, через конкретное и частное, снова к общему, но на качественно более высоком уровне
• по мере развития цивилизации кооперативность будет играть все большую роль в судьбах человечества
• в процессе самоорганизации происходит ускорение процессов развития и уменьшение степени стабильности систем по мере роста их сложности
• роль человека, как фактора способного обеспечить желаемые тенденции или избежать явлений, способных увести в сторону поток развития событий

  Экологический подход в образовании предусматривает, прежде всего, воспитание экологически грамотного и культурного человека с измененными потребностями и отношением к природе. Следовательно, для формирования ноосферного общества необходим процесс изменения сознания человека.  Для этого человек должен овладеть принципами экологического мышления, которое характеризуется в отрицании противопоставления человека и природы, в признании их партнерского взаимодействия, как двух подсистем в системе целостности мира. Экологическую культуру можно рассматривать, как интегральное образование, отличающееся культурой познания и отношения к миру. В основу эколого-образовательной педагогической системы должны быть положены свобода и ответственность личности. Человек, как субъект и объект, в данном случае  выступает  элементом двух систем: образования и природы (Померанцева, 2002). Экологическую культуру следует понимать, как совокупность опыта взаимодействия людей с природой, которая обеспечивает выживание и развитие человека, и выраженный в виде теоретических знаний и способов практических действий в природе и в обществе, нравственных норм, ценностей и культурных традиций (Адаменко, 2006).

             Знания человека о законах природы, разработанных нами в курсах биологии, необходимо перевести в личностные ориентиры школьников, необходимых для становления их нравственно-этических принципов. Экологический подход в образовании это не просто процесс насыщения содержания образования экологическими знаниями, а целенаправленный процесс раскрытия в школьниках потребности во взаимодействии с природой, в саморазвитии своей личности. В итоге роль экологического подхода в образовании состоит в развитии гражданского общества и ответственности каждого за состояние цивилизации, как саморазвивающейся системы.

Литература:

1. Адаменко А.М. Педагогическая философия конструктивизма как фактор становления ноосферного образования // ж-л «Философия образования», 2006, 1(15).
2. Архипкин В.Г. Естественно-научная картина мира. Красноярск: красноярский гос. Ун-т, 2002.
3. Астафьев А.К. Философия и развитие естественнонаучной картины мира. Л., из-во ЛГУ,1981.
4. Говорунов А.В. Философия и развитие естественнонаучной картины мира. Л., из-во ЛГУ,1981.
5. Кузнецов А.Ю. Метод восхождения от абстрактного к конкретному в генезисе естественнонаучных теорий, Автореф. к. ф. н., М., 1985.
6. Михайловский В.Н. Диалектика формирования современной естественно-научной картины мира. Автореф. д. ф. н.. ЛГУ, 1991.
7. Померанцева Н.Г. Экологизация образования. Сб. н. трудов: Подготовка и повышение квалификации педагогических и управленческих кадров, М., вып.2, 2002.
8. Пустовойтов В.И. Логико-гносиологический анализ картины мира, как формы систематизации естественнонаучного знания. Автореф. к. ф. н., Киев, 1981.
9. «Системный анализ и научное знание, М., 1978.
10. Суханов Б.М. Философия и развитие естественнонаучной картины мира. Л., из-во ЛГУ,1981.
11. Урсул А.Д. Путь в ноосферу. Концепция выживания и устойчивого развития цивилизации. М.,1993.
12. Фролов И.Т. и др.. Введение в философию. М., 2003.
13. Ющенко М.Ф. Экологическая проблема и естественные науки      

    (философско-методологические аспекты). Автореф., МГПИ, 19