1 См.: Голованов в. Н. Законы в системе научного знания. М., 1970.
очередь сами оказывают на этот уровень определенное влияние Методы науки, как и сама наука, совершенствуются, видоизменяю-,..' ся, дополняются и последовательно находят пути для более полного и глубокого изучения явлений действительности.
Характерным для методов и средств науки является также и то что они позволяют проводить объективную критическую оценку научных теорий, их закономерностей и принципов, сочетая в этой оценке количественные и качественные показатели явлений.
Применительно к высшей школе методы науки могут быть выражены как некоторые условия, которые необходимо учитывать в процессе подготовки студентов:
умение проводить научный анализ, используя аппарат и технические средства научного проникновения;
умение широко использовать логико-математические средства в обработке данных научного исследования и применять для этого современную вычислительную технику;
умение находить выводы и принимать научно обоснованные решения в условиях неопределенности;
знание возможностей и перспектив развития соответствующих (для данной специальности) областей науки, техники и общественного производства;
наличие достаточной подготовки для квалифицированного понимания состояния и развития смежных со специальностью студентов областей науки; техники и производства;
умение пользоваться современной научной информацией, перерабатывать ее и передавать для оптимального использования в творческой деятельности;
наличие творческих, изобретательских навыков, умение находить пути совершенствования своей области деятельности, предлагать ценные и полезные идеи;
постоянное изучение, усвоение и совершенствование методики современного научного и творческого поиска.
Учебный процесс, исходя из основного закона обучения, представляет собой взаимосвязную деятельность студентов и преподавателей. От каждой стороны в этой деятельности требуются определенные знания, умения, навыки, мастерство и система выполнения своих задач. Такая система, иначе — методика учебной работы нужна как студентам, так и преподавателям. Особенно она необходима преподавателям. Каждый преподаватель высшей школы ведет свои занятия со студентами, исходя из своих знаний, своего индивидуального мастерства, со своими субъективными особенностями, создавая определенную систему преподавания на основе соединения научных и учебных задач.
Научный метод применительно к методике обучения в высшей школе требует определенной ступенчатой последовательности изучения предмета и одновременного развития творческой мыслительной деятельности студентов.
Наиболее целесообразная последовательность изучения на °с\ нове закономерностей теории обучения в высшей школе включает- пропедевтическое, предварительное изучение предмета; формирование закономерной системы знаний предмета, его основных понятий, определений, принципов, законов в определенных связях и отношениях; логически организуемое, алгоритмическое изучение предмета на основе правил, предписаний, использования доказательных средств и методов; эвристическое, поисковое изучение определенных разделов предмета путем самостоятельной работы с использованием аналитико-синтетических методов и средств; проблемное решение учебных задач с элементами научного поиска, с использованием моделирования и гипотетических построений.
Введение в предмет изучения. Изучение любого предмета высшей школы требует предварительного, пропедевтического ознакомления, освещения его основных целей и задач, главных направлений содержания. Такого рода подготовительный вводный курс, или введение в систематический курс в сжатой, интересной для студентов форме, излагает основную сущность научной дисциплины или определенной деятельности (например, в курсе «Введение в специальность») .
В пропедевтическом изложении сообщаются начальные сведения о предмете изучения, в форме введения их в определенную область науки, основные понятия и определения научной дисциплины. Вводный, пропедевтический курс, как правило, предшествует более глубокому и обстоятельному изучению соответствующей области знания или профессиональной деятельности.
Существенно важным для формирования системы научных знаний, для широкого творческого приложения знаний является усвоение научных понятий, начальное ознакомление с которыми происходит при изучении вводных курсов. Понятия выражают целостный образ отличительных и существенных признаков и свойств изучаемых объектов и явлений учебной дисциплины. Они по праву могут быть отнесены к элементарным составляющим научного знания.
Любая форма, любой вид обучения всегда сводятся к умению оперировать понятиями, уточнять их и находить между ними связи и отношения. Все информационные компоненты системы учебного процесса теснейшим образом связаны с оценкой роли и значения понятий, определяющих содержание обучения и логику его последовательно-связного функционирования.
Системность любого предмета обучения является непосредственным следствием системной природы изучаемой области науки и техники, выражаемой в определенных научных понятиях. В научных понятиях как элементарных составляющих систему знаний отражается действительное понимание сущности предмета познания.
Характерным для всей системы информационных коммуникаций учебного процесса является то, что понятия как элементы информации и составляющие знаний проходят через все ее компоненты. Они рассматриваются и находят применение на лекциях, семинарских н практических занятиях, в лабораториях, при курсовом и дипломном проектировании и т. д. Изложение содержания учебной дисциплины, ее восприятие и усвоение, формирование знаний, контроль знаний студентов и умения применять их на практике — Все требует оперирования соответствующими понятиями. Поэтому, когда ставится вопрос, что первоначально формирует знания, что в содержании обучения и в определении знаний студентов может быть принято за элементарное начало, мы отвечаем: научные понятия.
Учебный предмет в высшей школе, как правило, представляет собой логически стройную систему знаний, с указанием путей их приложения к практике. По отношению к учебному процессу учебный предмет выступает как подсистема, с присущими системе структурой, функционированием компонентов и коммуникациями движения информации. Любая такая подсистема характеризуется системностью понятий, категорий и законов, методами познания, результативностью и связями с практикой.
Формирование знаний в систему начинается с объединения понятий. Законы, принципы, правила и другие формулировки в содержании и приложении предмета обучения выполняют функцию объединения понятий в определенную систему, приобретающую познавательный и практический смысл. Сами по себе отдельные понятия ничего не могут сказать о содержании предмета обучения. Но будучи связанными определенной системой, они раскрывают структуру предмета, его задачи и пути развития. Отдельное понятие — это только содержательный элемент, а множество понятий в системе связей — самое содержание.
Система научных понятий как синтез элементарных составляющих содержания важна также и тем, что она позволяет последовательно, в определенной иерархии проводить опосредование как отдельных понятий, так и их связей, отношений и обеспечивать необходимую глубину понимания существа изучаемого вопроса. Но в этом опосредовании дидактически необходима систематичность перехода от простого к сложному.
Первые понятия, говорил П. И. Лобачевский, с которых начинается изучение науки, должны быть ясны и приведены к самому меньшему числу.
В учебном процессе при освоении понятий не должно быть рассогласования между их выражением и теми представлениями, которые при этом создаются у студентов. Каждое научное понятие включает в себя содержание, объем, отношение между содержанием и объемом.
В системе обучения высшей школы приходится иметь дело с разнообразными и многочисленными понятиями, которые классифицируются в зависимости от своих определяющих и познавательных задач. Наиболее распространенными из них являются общие, единичные, собирательные, формальные, фундаментальные понятия-
Общими понятиями называются такие, которые охватывают множество однородных, общих признаков по отношению к большой группе предметов и явлений (например, тормоз — тормоза). Это множество соответственно может разбиваться на подмножества понятий: единичных, частных.
Единичные понятия — такие, которые относятся к одному предмету, явлению, событию (например, тормоз Вестингауза).
Собирательные понятия — включающие в себя ряд единичных и даже общих понятий (например, тормозные системы).
Формальные понятия отражают минимум наиболее общих характерных отличительных признаков, необходимых для выделения и распознания предмета.
Фундаментальные, глубокие понятия носят аналитический смысл, отражают общие закономерные признаки объекта рассмотрения, охватывают многообразие сторон предмета, его свойств и связей с другими предметами. Понятия также подразделяются на конкретные и абстрактные, четкие и нечеткие.
В учебном процессе неизбежно оперирование всеми перечисленными и другими понятиями, которые выражаются определенными структурами различной формы сложности и степени свободы.
Соответственно с этим изучение определенного предмета, а следовательно, и его предварительное построение (содержание, форма, средства и методы изменения) требуют системного подхода, последовательности расположения понятий и установления множества связей между ними. Непременным условием расположения понятий и установления связей является построение системы суждений и логических отношений между ними — либо в виде простых суждений, либо в виде сложных цепей суждений и логических связей. Таким образом, в предмете изучения возникает совокупность значений, смыслов закономерных отношений, его содержание становится системным, оптимально-направляющим его познание при изучении. Простые связи и отношения между нечеткими понятиями (например, длинный, короткий, легкий и т. д.) при формировании их в систему знаний формулируются также с помощью нечетких обобщающих высказываний: х[ — а{, ачп, где степень есть
показатель числа переменных.
Более сложные и достаточно строгие связи и отношения между четкими понятиями (например, гипотенуза, катет, электрон и т. д.) формулируются на основе соответствующих закономерностей данной научной области: Ур =Ьи ..., Ьп.
Большую роль в системном формировании связей и отношений понятий предмета изучения выполняют, последовательно чередуясь, синтез и анализ. Соответственно изменение содержания учебного предмета и его изучение требуют определенной ритмической организации.
Естественной поэтому является необходимость исследования частностей понятий в предмете изучения, их связей и отношений между собой и понятиями других предметов.
Есть основание полагать, что именно здесь начинается микро- подход к оптимальному изложению и усвоению предмета обучения. Такой подход позволяет рассматривать научное понятие как содержательную единицу предмета изучения, а следовательно, как единицу понимания и усвоения элементарных составляющих содержание обучения.
Построение и усвоение содержательной системы предмета изучения можно рассматривать в виде структуры, состоящей из конечного множества (Т) дескрипторов и установленных на нем ассоциативных отношений. Определение такого множества понятий возможно путем описания его структуры априори или динамического поиска состава и отношений. Но так как каждая область знания (S) имеет некоторое семантическое поле (С), образуемое набором понятий (п,-), то анализ отдельного материала изучения (#/) позволяет выделять перечень понятий и связей, на основе которых и строится необходимое содержание для усвоения новой информации. Соответственно это содержание может быть оценено путем последовательного анализа разъясняющих фраз, отбора более частных сочетаний понятий, выявления типовых отношений и других сведений, вступающих в комбинации и служащих для восприятия информации на основе известного и неизвестного.
Соответственно можно установить формальное выражение семантической связи понятий, если одному из них (Uг) можно поставить в соответствие другое понятия (Не). Семантические связи при этом могут быть простыми (rti), (п2) и сложными [(iir) (пг+1, ..., Структура усвоенного содержания при этом определяется через множество семантических связей. Аналитический системный подход к учебной информации, к ее изложению связан с квантованием и объединением ее содержания, что характерно для природы содержания и развития всех дисциплин учебного процесса высшей школы, представляющих единство дискретного и непрерывного. Такой подход позволяет проводить изучение каждого предмета высшей школы на основе рассмотрения материала любой сложности как оптимально связного обобщения простоты. Как в структурном, так и в функциональном отношении система обучения характеризуется способностью взаимопроникновенного воздействия компонентов и подсистем. Однако необходимо, чтобы такое взаимопроникновение было ожидаемым, т. е. определенное функционирование одного компонента приводило к определенному поведению как всей . системы, так и тех ее компонентов, которые оказались связанными с компонентом действия, а межкомпонентные и межподсистемные контакты носили бы характер дидактически оправданных способов действия и передавали бы одновременно с информацией смысл ее сообщения.
Построение каждой учебной дисциплины есть формирование сложной многообразной системы с различными вариантами функционирования компонентов в зависимости от вариативности информации. Все это требует, чтобы система была «чувствительна» как к результатам своего функционирования, так и к работе каждого из компонентов. Возникновениё каждого контакта между компонентами, каждого воздействия на компоненты поступающей внешней н внутренней информации требует оценки с позиций ожидаемого результата. Если же результаты показывают отклонения от заданной программы функционирования, то соответственно требуется введение поправок, корректив, изменений до тех пор, пока будет найдено верное направление в проведении учебного процесса. Определяющими в этом, как уже не раз упоминалось, являются цели и задачи изучения предмета, общие и частные. Пути определения оптимальности функционирования могут быть найдены в самом процессе на основе установления контактов между компонентами системы и анализа оперирования понятиями при изучении соответствующей дисциплины. Такой наблюдательно-аналитический подход требует рассмотрения всех контактов, связей и функционирования взаимосвязанных понятий, определений, закономерных положений и т. д., а также оценки вероятности развития ожидаемого результата изучения.
Результат построения и усвоения системы и ее отдельных компонентов определяется по тому, как студенты оперируют понятиями, выделяют в них существенные и несущественные признаки, как соотносят их между собой, какие устанавливают связи между общими, частными, фундаментальными и другими понятиями. Именно таким путем решается одна из важнейших задач обучения — умение выделять в предмете изучения основное и существенное, переносить приобретенные знания на другие предметы и виды учебной работы. Существенным показателем решения этой задачи является уверенное оперирование усвоенными понятиями при изложении фактических сведений и закономерностей изучения предмета. Уверенное оперирование понятиями в необходимых связях и отношениях приводит также к обоснованности и самостоятельности суждений и умозаключений. Через связи понятий, суждений, логических и других отношений между ними возникают самые многообразные контакты между предметами и видами обучения и другими информационными источниками — программируемые и непрограммируемые.
Учебные предметы высшей школы представляют собой системы компонентов (выступающие при обучении как подсистемы), характеризующих результаты отбора фактического материала науки, его анализа и обобщения, данных эксперимента и доказательных решений. И все это каждый предмет обучения фиксирует в понятиях, выражаемых языком соответствующей науки. В процессе изучения того или иного предмета предварительные и неточные понятия уточняются, переосмысливаются, дополняются понятиями других предметов, и в результате появляется основа того, что составляет знание предмета.
Существенно важным в использовании понятий как содержательных элементов знания является выделение категорий и логических связей между понятиями. Каждое понятие требует рассмотрения с позиций того, что и как оно выражает, в какие логические связи входит с другими понятиями, в каких отношениях находится в цепи понятий разных категорий. К наиболее распространенным категориям научных понятий относятся категории предметов, процессов, состояний, свойств, режимов, величин, единиц измерений, науки и отраслей, профессий и занятий.
Характерным для всех этих категорий является одновременная
12-268
горизонтальная и вертикальная связь понятий, входящих в эти категории. Роль и значение каждого понятия определяется его связями внутри категории и одновременно связями и отношениями с понятиями других категорий.
Понятия той или иной принадлежности включаются в учебный предмет в определенной системе в соответствии с целями и задачами обучения. И существенно важным здесь является введение в учебную информацию тех понятий, которые обеспечивают заданный полезный результат обучения как путем их соответствующего расположения, так и путем функционирования в определенных связях. Формы такого системного комбинирования понятий в учебном процессе могут быть весьма разнообразными, в зависимости от методического мастерства педагога.
Учебный процесс, как известно, включает формы, средства и методы выражения содержания рассматриваемых понятий, и все они имеют свою специфику отражения существа вопроса в решении общих задач. Необходимо только, чтобы существовала рациональная обоснованность введения каждого из этих способов выражения при комплексном рассмотрении предмета изучения.
Необходимо также отметить, что подход к понятиям в системе изучения учебного предмета как элементарным составляющим смысл, содержание, информацию и знания допускает их формальное рассмотрение в виде категорий множеств, с разделением на подмножества и составляющие элементы, и позволяет подходить к исследованию системы обучения, ее подсистем и компонентов с использованием методов моделирования, включая сюда качественные и количественные параметры, характеризующие учебный процесс.
Такое моделирование позволяет осуществлять бинарный подход к исследованию: во-первых, оценку учебной информации и формируемых знаний как совокупности понятий, отражающих изучаемый предмет; во-вторых, оценку форм, средств и методов, раскрывающих и закрепляющих совокупность понятий в виде определенных знаний студентов. Существенно важным здесь является выяснение того, как формируются знания студентов в научную систему на основе поступающей учебной информации. Не всякая учебная информация сводит знакомое и незнакомое в такую систему. Достаточно известные научные понятия могут быть объектом довольно сложного и длительного изучения. Наука знает многие такие известные понятия, которые при изучении мало чем отличаются от неизвестных, вновь вводимых понятий.
Это необходимо показывать студентам, пробуждая в них интерес к более глубокому изучению содержания изучаемого предмета. Студент не пассивный «приемник» учебной информации, у него всегда существует к ней свое отношение интереса и понимания, и очень важно, чтобы это собственное отношение и собственный интерес соответствовали задачам глубокого научного познания.
Логическая организация изучения на основе правил и предписаний. Существенно необходимым для методики преподавания в
высшей школе является логическое и логико-математическое выражение содержания обучения и соответствующее направление развития логического мышления студентов.
Обучение в высшей школе, как известно, представляет собой не только систему сообщения и усвоения знаний, но также не менее значимую систему последовательного развития активной мыслительной деятельности студентов.
Функционирование этих взаимосвязанных систем требует организации умственного труда и учебного познания. Неорганизованная \чебно-познавательная деятельность отличается разбросанностью, хаотичностью, для нее характерны расчлененность мышления, слабость коммуникаций между психологическими и логическими компонентами. Логически неорганизованное учебное познание не имеет необходимой связи предшествующего и последующего, причин н следствий, знаний и их применения, методов и их распространения.
Логически организованный учебный процесс формирует знания на основе взаимосвязанной причинности, позволяет направленно видеть ход решения учебных задач, воспринимать знания в связях и отношениях их понятий, определений, закономерностей.
Рациональная организация направленного мышления при рассмотрении учебных дисциплин обеспечивает более четкую связь содержания с пониманием и позволяет видеть пути распространения знаний на их приложение:
Ait..., Al —v Вь ... , Bt.
Логическая организация позволяет приходить к решению учебных задач прямолинейным путем, без разброса направлений, отвлечений и переключений поиска. Перед теорией и практикой обучения в предвидении дальнейшего развития возникают новые и оригинальные проблемы, которые нельзя решать только приблизительными описательными методами и средствами. Для их решения и выражения необходимы логически четкие математические методы и средства.
Известно, что все научные теории в процессе своего развития приобретают все более строгую логическую форму (доказательную и вероятностную) с широким использованием символического языка науки и математических средств оценки изучаемых объектов.
Основные положения достаточно развитых научных областей заменяют вербальные выражения формулировками на точном, логически строгом языке. Многие математические методы и средства соответственно становятся необходимыми методами и средствами выражения и решения задач данной научной области. Для современной науки все более характерным является повышение роли такого рода доказательных методов и средств.
Логические и математические методы и средства играют существенную роль в научном поиске — в упорядочении старых и новых знаний, в синтезе научных понятий, они способствуют доказательному формированию новых представлений и определений в тесней-
12*
В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем развитии высшей школы и повышении качества подготовки специалистов» подчеркивается, что высшее образование надлежит развивать в соответствии с требованиями научно-технического прогресса. А это значит, что высшая школа должна готовить специалистов, способных возглавлять этот прогресс квалифицированно, творчески, инициативно, т. е. готовить перспективно мыслящих специалистов.
В качестве средств логического и логико-математического упорядочения содержания широкое применение имеют логические формы суждений, алгоритмы и средства программированного обучения. В категории этих средств существенный интерес представляют логические правила деления объема понятий изучаемых предметов и видов обучения.
Любые знания, любой предмет изучения выражает собой синтез определенных понятий и оперирование ими по отношению к соответствующему уровню познавательной деятельности.
Последовательное структурное формирование комплексов понятий происходит путем обобщения признаков, суждений и простых понятий в отвлеченные и абстрактные понятия. В системе формирования знания широко применяется разделение объема понятий на основе логических правил.
Деление понятия всегда обусловливается целями и задачами, стоящими перед понятием в процессе изучения явления. Для того чтобы деление понятия имело учебную, научную ценность, в качестве основания берут существенный признак, оценивающий это понятие (например, живые организмы: одноклеточные, многоклеточные и т. д.).
Общий объем отдельных составляющих понятие должен выражать объем делимого понятия в целом. Это правило требует приведения всех признаков данного понятия. Недостаточное приведение признаков выражает неполное деление, а исьпьзование признаков из других понятий приводит к ошибочному делению.
Отдельные признаки деления понятия должны взаимно исключать друг друга (например, электрический ток: постоянный, переменный).
Системное деление объема научных понятий требует непрерывной последовательности, дальнейшего деления на подмножества классов, видов.
Объем понятия пригоден для разделения лишь тогда, когда известно его содержание, его виды, классы и признаки деления.
Методика преподавания и научный поиск в кысшей школе неизбежно связаны с правилами логического обо. нования доказательств и установлением связей и отношений понятий на основе суждений. Логическое суждение в данном случае рассматривается как форма организации и выражения научного содержания, где утверждается или отрицается что-либо относительно предметов изучения, их свойств, связей и отношений.
Основными правилами обоснования любого научного доказательства являются следующие:
всякое научное положение, выдвигаемое для доказательства, и приводимые доводы для этого доказательства требуют применения ясных и четко определенных суждений, правильность которых уже установлена;
доказываемое научное положение на протяжении всего доказательства должно оставаться неизменным;
приводимые в подтверждении доказательства доводы не должны противоречить друг другу и не могут находиться в логическом противоречии с высказанными ранее суждениями по данному вопросу;
нельзя высказывать противоположные суждения об одном и том же доказываемом положении, взятом в одно и то же время, в одном и том же состоянии и в тех же связях и отношениях компонентов системы;
чтобы доказать какое-либо научное положение, необходимо привести в качестве основания другое уже доказанное научное положение;
доказательство каждого научного положения требует его обоснования фактами в определенных связях и отношениях с рассматриваемым положением;
доказательство научного положения требует необходимой полноты завершения, т. е. вывода, относящегося ко всему классу предметов и явлений, входящих в состав этого положения. Полное доказательство характеризуется логическим соединением ряда отдельных суждений, выражающих различные ранее изученные стороны и признаки данного научного положения;
доказательные доводы могут быть только суждениями, истинность которых достаточно проверена независимо от доказуемого положения;
—- доказательные доводы, приводимые в подтверждение истинности научного положения, требуют обоснованного соотнесения с предметом утверждения.
Правила логического обоснования доказательств имеют два существенных примечания: первое—-«кто чрезмерно доказывает, тот ничего не доказывает» (gui nimium probat, nihil probat), то есть при излишне приводимых доводах, не требуемых для доказательства, возникает противоречивое мнение о сущности доказательства; второе — что верно в одних условиях, еще не является подтверждением того, что будет верно во всех условиях и что доказанное в относительном смысле не выражает характера безотносительного доказательства.
Правила логического обоснования, доказательность при их распространении на учебный процесс и научный поиск дополняются условием сравнения — сопоставления научных положений, фактов,
явлений, признаков и т. п. Изучение каждого предмета, его исследование есть процесс, в котором различие и сходство находятся в неразрывном единстве. Только в результате сравнения — сопоставления явлений, событий, объектов устанавливается определенная классификация их общих свойств, признаков. В то же время научное познание характеризуется не только установлением сходства или различия явлений, но требует еще определения их внутренней сущности, закономерных отношений с другими явлениями.
Сравнение — сопоставление возможно при выполнении двух условий: сравнения сравнимого, т. е. однородных предметов и явлений изучаемой области; сравнения только по таким признакам, которые имеют характерное и существенное значение.
Логическое обоснование доказательств считается оптимальным в тех случаях, когда формирование суждений идет от рассмотрения причин к следствиям; когда последовательность оценки идет от синтеза к анализу; когда приводимые доводы и основания исходят из связи доказываемого научного положения с фактами конкретного значения.
Рациональная организация учебного процесса и связанного с ним научного поиска требует также широкого использования рассмотренных в главе II логических форм мыслительной деятельности: методов рассуждений, дедукции, индукции, традукции, анализа и синтеза.