Межпредметные связи и системное мышление как фактор нравственного воспитания в школе.
презентация к уроку по теме

Межпредметные связи и системное мышление как фактор нравственного воспитания в школе.

«У человека нет времени нащупывать организацию мира методом проб и ошибок... Мы должны вычислять и проектировать будущее, опираясь на науку, на законы организации и самоорганизации».        

С.П. Курдюмов [http://spkurdyumov.ru/]

Школьный учитель, создавая межпредметные связи на базе смежных дисциплин, как правило действует в соответствии со своими знаниями, педагогическим опытом и интуицией. Однако в современной науке существует единая основа для межпредметных связей, общая не только для смежных научных дисциплин, но и для дисциплин на первый взгляд далеких друг от друга. Эта основа заложена практически в самом изучаемом в школе объекте.  

С чем в конечном счете знакомятся учащиеся  на уроках? С тем, как устроены и как взаимодействуют между собой огромное количество различных систем, которые составляют наш единый мир. Это системы природные, технические, социальные и многие другие.

Действительно, выпускники школы получив профессию, будут  ремонтировать, обслуживать, исследовать, лечить, управлять, создавать какие-либо из живых или искусственных систем. А для того, чтобы стать хорошим специалистом в своем деле, необходимо знать закономерности развития и работы не только тех систем, с которыми  он собирается работать, но и тех, с которыми они взаимосвязаны.

 Кроме этого, к великому сожалению, в современном мире возникли  новые проблемы. Они связаны с глобализацией экономических и политических,  технических и информационных систем, которые невозможно отделить друг от друга. Эти проблемы в скором будущем лягут на плечи тех, кто сегодня сидит за школьной партой. Следовательно, мы, взрослые, просто обязаны подготовить растущее поколение к решению данных проблем.

Герой фильма «Сказка странствий», средневековый лекарь, исследуя органы человека, сделал открытие, что каждый человек – это  целый мир, внутри которого по кровеносным сосудам  текут реки, его органы подобны материкам и островам, в этом мире в полном согласии живут тысячи крохотных существ – живых клеточек. Так и мы, люди, по мнению героя сказки, подобны клеточкам, живущим в едином живом организме имя которому –  Земля. Реки – это жилы, по которым течет ее голубая кровь, континенты – это ее сердце, легкие, почки …. Раз уж люди и государства являются частями одного организма – им лучше жить мирно, сотрудничая и помогая друг другу.

Подобное видение мира на первый взгляд кажется наивным и идеалистическим. Зачастую идеализм высмеивается. (К слову сказать, самый легкий способ убить хорошую идею – высмеять ее.)  Между тем стремление к идеалу имеет под собой крайне рациональное основание.  К примеру, почему большинство женщин хотели бы иметь идеальную фигуру? Почему мужчин привлекают женщины с идеальной фигурой? – Потому что у привлекательной женщины обычно  округлые бедра, значит, она может выносить и легко родить ребенка; грудь у нее достаточно развита, чтобы выкормить ребенка молоком; тонкая талия свидетельствует о  хорошем обмене веществ, следовательно, велика вероятность того, что ребенок родится здоровым; у привлекательной женщины длинные пышные волосы, значит,  можно будет укрыть ими ребенка в холодную погоду.

Другой пример. Большинство людей хотели бы иметь идеальную работу. Идеальная работа – это та работа, которая нравится и за которую платят хорошие деньги. Человек на любимой работе с легкостью приносит пользу и самому себе, и обществу. Если общество рассматривать как единый организм, а человека как его клеточку, то идеальное общество – это то общество, в котором все клеточки здоровы.  Организм заботится о нужных ему клетках, а они с удовольствием выполняют каждая свою работу на пользу организма. Иначе ведут себя только раковые клетки. Результат их поведения известен всем.

Таким образом, здравый идеализм – это  не пустые мечты, он направляет  каждого человека и общество к самому желательному (идеальному, лучшему) положению вещей.

Как сказанное относится к школьному образованию?

Сравним высказывания двух известных великих людей.

Дмитрий Сергеевич Лихачев: - «Человека создает средняя школа, высшая дает специальность» -

Теодор Рузвельт: -  «Человек, который никогда не ходил в школу, может украсть вагон, но если он учился в университете, то способен украсть всю железную дорогу».

Разница в данных  высказываниях позволяет понять, что в наше время перед школой стоит острая проблемная задача, а именно – как эффективно объединить между собой воспитательный и образовательный процессы, исходя из реалий современности. Одной лишь доброй воли гуманитариев и других школьных учителей в век отрицания идеалов и поклонения гедонизму, капиталу и «западным ценностям» не достаточно. Необходимы более веские доводы, основанные на достижениях современной науки.  

Примерно до середины прошлого века об идеалах рассуждали в основном т. наз. «лирики». Теперь к ним подключились и «физики». Отличие в рассуждениях гуманитарных и представителей точных научных дисциплин в том, что последние свои выводы обосновывают  математически и физически в соответствии с современной научной парадигмой. «Физики» совместно с «лириками» создали междисциплинарную область науки, одним из самых важных открытий которой является понимание того, что мир это единый целостный организм, в котором все взаимосвязано. Человек в этом мире является не сторонним наблюдателем, но одной из активных его частей, способной до определенной степени влиять на окружающую действительность. Эта область науки  называется общей теорией систем или же синергетикой (от греч. συνεργία – совместное действие).  

Синергетика

Синергетика появилась тогда, когда ученые разных наук поняли, что системы разные, а математические модели, описывающие их, законы и принципы, по которым системы существуют – одинаковы.

Синергетика является междисциплинарной сферой научного знания и отличается от отдельных научных дисциплин тем, что дает максимально полную систему понятий, общую не только для смежных, но и для дисциплин на первый взгляд далеких друг от друга.  

В настоящее время синергетика является не только наукой, но и мировоззрением, в рамках которого мир – это целостный сложный живой эволюционирующий организм. 

Предмет синергетики – это развивающиеся сложные открытые системы: физические, биологические, химические, социальные и другие.

Крестный отец синергетики – Герман Хакен в своей книге Синергетика пишет: «Синергетика занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем самой различной природы, таких как электроны, атомы, молекулы, клетки, нейроны, механические элементы, фотоны, органы, животные и даже люди».

 В центре внимания синергетики находится согласованность взаимодействия отдельных частей при образовании структуры как единого целого.

Синергетику, которая занимается поисками единого в самых разнообразных системах, можно рассматривать как науку, стремящуюся возвратить единство в разрозненную картину мироздания.

Синергетика возникла не на ровном месте — она появилась как объединение на более высоком уровне знаний, идей и методов различных наук, у каждой из которых она заимствовала что-либо.

[Путь в синергетику. Экскурс в десяти лекциях. http://baguzin.ru/wp ]

Задачи синергетики – изучение и прогноз поведения объекта, явления или процесса.

Синергетика как современная научная парадигма способствует решению той задачи, которую остро ставит перед школой глобальная сложность и взаимосвязь современных проблемм. Синергетика способствует гуманитаризации естественнонаучных знаний, поскольку предоставляет строгую научную основу для выстраивания у учащихся целостной картины мира, формирующей глобальное мышление. Ведущие российские и зарубежные ученые (С.П.Курдюмов, В.И.Аршинов, В.Г.Буданов, Г.Хакен, Г.Г.Малинецкий,  и др.), создавшие интегративное синергетическое движение считают, что формирование глобального мышления необходимо для выживания человечества, его самосохранения, нормального функционирования и прогрессивного развития. [http://spkurdyumov.ru/category/education/]

Вопросы, на которые ищут и находят ответы ученые-синергетики:

• Как «объять необъятное», получая образование?
• Можно ли с единой точки зрения взглянуть на проблемы математики и экономики, физики и психологии, компьютерных наук и географии, техники и философии?
• Как преодолеть «пропасть двух культур» - естественнонаучной и гуманитарной?
• Куда идет человечество на данной стадии развития?
• Каковы надвигающиеся кризисы и как их преодолеть?

Сегодня синергетика рассматривается ведущими учеными не только как наука, но и как «социальный мегапроект, объединяющий своей методологией представления различных аспектов бытия культуры». В целях гуманитаризации естественнонаучных  знаний очень ценной является инициатива начинать конкретное знакомство с синергетикой со школьной скамьи. [В.Г.Буданов. http://www.bioinformatix.ru/sinergetika/sinergetika-istoriya-printsipyi-sovremennost.html]

Почему синергетику можно и нужно использовать в качестве основы межпредметных связей уже в школе?

1. Основные положения синергетики можно и нужно использовать в школе потому что основные виды существующих систем изучаются именно в школе, а синергетика обнаружила и описывает универсальные принципы, свойственные всякой открытой системе, независимо от ее вида, конкретного содержания и сложности. Знание основных системных (синергетических) принципов способствует формированию систем понятий с опорой на научные факты, теории, законы, идеи, общие не только для смежных учебных дисциплин, но и для дисциплин на первый взгляд далеких друг от друга.
2. Ввиду того, что существование системы любой природы возможно лишь в соответствии с ключевыми системными принципами, то именно их изучение естественно и удобно использовать как методологическую нить, неразрывно связывающую изучение любых системам, какой бы наукой они не описывались, в каком бы классе школы не изучались, на каком бы уровне организации материи не находились. Учащийся, знакомый с универсальными синергетическими принципами, лишь приступая к исследованию новой системы уже многое будет знать о ней самой.  
3. Поскольку синергетика доказывает, что мы, люди, сами являемся живыми открытыми системами и живем в мире подобных систем, то знание принципов синергетики позволяет наиболее эффективно создавать межпредметные связи, формирующие у учащихся заинтересованное, эмоционально-личностное, отношение  к изучению мироздания как глобальной системы в которую он непосредственно включен.
4. Синергетика, являясь точной математической наукой, имеет в своем арсенале еще и метафорический язык. Следовательно, любой школьный учитель, зная ключевые свойства и принципы систем, может объяснять  их учащимся не только с помощью уравнений, графиков, правил, но и с помощью сравнений, аналогий и метафор. Что позволяет развивать системное мышление даже у учащихся младших классов. Как пишет В.Г.Буданов, «методология междисциплинарных исследований это горизонтальная, трансдисциплинарная связь реальности – ассоциативная, с метафорическими переносами и символическими мотивами, несущая колоссальный познавательно-творческий заряд.»  [Буданов В.Г. «Синергетика: мировоззрение, методология, наука».   http://spkurdyumov.ru/category/education]

Почему синергетика способствует гуманитаризации естественнонаучных  знаний?

Универсальность свойств, присущих всем системам без исключения, дает возможность перейти  от природных к общественным закономерностям, позволяет использовать их при изучении человекомерных (социальных, политических, экономических и др.) систем. Как полагает И.Ю.Алексашина, в целостной системе «Человек и Мир» человек имеет особое значение, понимаемый, как целостная личность, реализующая свой творческий потенциал во взаимодействии с миром: природой, обществом, другими людьми.

Так как связи между естественнонаучными и гуманитарными учебными предметами в образовании нацелены  на формирование целостной системы знаний ученика о природе и обществе, то в процессе построения единой картины мира учащимся неизбежно будет вырисовываться место, роль, функции, возможности и ограничения, права и, конечно же, обязанности человека в мировой системе. Кроме того, целостное представление о мире на научной основе дает основания для большей верификации экологических и этический норм и правил, которых следует человеку придерживаться при взаимодействии со всем его окружающим.

Примечательно, что слова  «этика» и «экология» образовались от одного древнегреческого слова «дом». Сейчас этика – это свод правил, порождённых совместным общежитием, нормы, сплачивающие общество, предполагающих преодоление индивидуализма и агрессивности. Экология – это наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей природной средой. Ее правила также предполагают преодоление индивидуализма и агрессивности, но уже в отношении между человечеством и другими живыми существами планеты. И в том, и в другом случае необходима синергия – совместное действие, сотрудничество по определенным правилам, определяющим наилучшее равновесие в глобальной системе под названием Земля.  

Синергетика предлагает рациональные основания для формирования правил, позволяющих человеку выжить в сложном изменяющемся мире. Она помогает понять, что в реальных условиях изолированных систем не существует, поэтому человека ошибочно считать сторонним наблюдателем мира. Он является одной из мыслящих и активных частей мира, которая не может на мир не влиять и  не может от него не зависеть. Следовательно, можно сделать вывод, который сделал много лет назад древний философ М.Фичино: «Всякая вещь в мире является либо причиной  направленной на нас, либо следствием, идущим от нас».

Кратко о синергетике, системах и системных принципах

Система представляет собой совокупность элементов и связей между ними. Понятие «элемент» означает минимальный, далее неделимый компонент в рамках системы. Элемент является неделимым лишь по отношению к данной системе, но сам по себе он может представлять сложную систему. Совокупность связей между элементами образует структуру системы. Сложные живые системы – системы нелинейные, так как регулируются с помощью обратных связей, идущих из внешней или внутренней среды.

 Синергетика свидетельствует, что все природные и социальные объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы, развивающиеся и взаимодействующие между собой по одним и тем же принципам.

К ключевым системным (синергетическим) принципам относят:

1. Целостность системы (неразделимость ее на части)
2. Открытость (способность к обмену энергией, веществом и информацией)
3. Внутренняя неоднородность (наличие внутренней структуры, состав и характеристика частей)
4. Иерархичность (каждая система принадлежит к системе более высокого уровня)
5. Функциональность – наличие и реализация конкретной функции (нескольких функций), исходящей из наличия особого системного свойства, присущего данной системе.
6. Целесообразность – наличие цели существования системы, ее миссия как помощь в достижении требуемого надсистеме результата.  
7. Связи  внутренние (между частями) и внешние (с другими системами),   наличие уравновешивающие и усиливающих обратных связей.
8. Согласованность (синергия) со средой. Существование в изменяющейся среде возможно лишь при способности к самоорганизации и наличии обратных связей.
9. Нелинейность и сложность (невозможность описания системных процессов линейными уравнениями).

Подробные сведения о синергетике и ключевых системных принципах, необходимое и достаточное для проектирования межпредметных связях в школе, можно найти в учебниках для гуманитарных вузов Концепции современного естествознания.  Кроме того, в интернете в открытом доступе на сайте «Школы ТРИЗ» (теория решения изобретательских задач, которая главным образом базируется на теории систем и обучает системному мышлению) выложено общее представление о системных законах и методы развития системного мышления учащихся школьных и дошкольных учреждений, написанные интересным и понятным учителю любого школьного предмета языком.

В общеобразовательной школе знакомство с понятием системы и системными закономерностями можно красной нитью провести практически сквозь все учебные предметы. Накопление, углубление и расширение знаний о системах способствует формированию устойчивого системного мышления. Постепенный перенос указанных знаний с природных и технических систем на системы «человекомерные» [Буданов] (экологические, социально-психологические, политические) будет способствовать формированию так необходимого в настоящее время глобального и гуманистического мышления.

Цели и задачи введения в образование межпредметных связей на основе ключевых системных принципов :  

Цель: Ознакомить учащихся со спецификой и общностью сложных процессов в окружающем мире на разных уровнях организации материи.

Задачи:

1) обучить учащихся универсальным системным принципам на материале школьных учебных программ;

2)  выработать у учащихся навыки системного мышления и способность распознавать системные закономерности в различных сферах человеческой жизнедеятельности.

Сверхзадача (по терминологии ТРИЗ – идеальный конечный результат): воспитание системно мыслящих граждан, способных устранять системные противоречия в самых различных жизненных сферах (в технике, экономики, экологии, политике и собственной жизни).  

Методы: межпредметные связи в обучении на основе ключевых принципов синергетики и ТРИЗ.

К данной статье в качестве примера построения межпредметных связей между школьными дисциплинами на основе системных (синергетических) принципов прилагается презентация Одна из удивительных особенностей нашего мира – обратные связи. Подобным образом можно «обыграть» любой из существующих системных принципов, используя подходящие темы двух и даже более учебных дисциплин. Понятно, что при этом сами учителями  осуществят сразу два ключевых принципа: синергию и самоорганизацию.

УДАЧИ В ВАШИХ НАЧИНАНИЯХ!

Литература

Список учебников и научно-популярных книг для знакомства с основами синергетики

1. Алексашина. И. Ю. Естествознание (5, 10, 11 кл.). Учебник для общеобразовательных учреждений М.: «Просвещение» - 2008. – 270 с.
2. Алексашина И.Ю. Программа по естествознанию для 10—11 классов общеобразовательных учреждений / И.Ю. Алексашина [и др.]. — М.: Просвещение, 2007.
3. Дж. О*Коннор «Искусство системного мышления». –  М.:  Альпина. 2006. – 256 с.
4. Д. Медоуз. «Азбука системного мышления». — 2-е изд.- М. : БИНОМ. 2011, - 343 с.
5. Капра Ф. «Паутина жизни». Новое научное понимание живых систем. М.: ИД «София», 2003.
6. Прикладной системный анализ (наука и искусство решения проблем):  учебное пособие / Ф.П. Тарасенко. — М. : КНОРУС, 2010. — 224 с.
7. Рузавин Г.И.  Учебник для вузов. «Концепции современного естествознания». М.: 2006. (см. также Садохин, )
8. Сайт «Школа ТРИЗ» - Развитие системного мышления. http://triz.natm.ru/sistem/sis_01.htm 
9. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, - 320 стр.

Список книг о синергетике в образовании и для образования

1. Алексашина И.Ю. Новая философия образования: пути и проблемы становления. Электронный журнал «Директор школы» - 2001.  № 1. С. 71-74. http://ecsocman.hse.ru/direktor/msg/178374.html 
2. Буданов В.Г. Синергетические стратегии в образовании. // Синергетика и образование. — М.: РАГС, 1996.
3. Буданов В.Г. Методология синергетики в постнеклассической науке и образовании. – М.: ЛКИ/ URSS, 2007. — 232 с.
4. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Синергетическое мировидение. – М.: «ЛИБРОКОМ», 2010
5. Солодова Е.А. Концепция модернизации высшего образования России на основе синергетического мировоззрения // Синергетика образования. — М.: Прогресс-Традиция, 2007. - 592 с.

Делай, что можешь, с тем, что имеешь, там, где ты есть. - Теодор Рузвельт