3. Содержание естественнонаучного образования.

Разработка содержания естественнонаучного содержания в наибольшей степени свойственна новоевропейской педагогической традиции, а запрос на этот тип содержания образования возникает еще в Эпоху «Великих географических открытий». По мнению разных историков, временными границами этого периода можно считать XIV – XVI и XIX – первая половина XX века. Именно тогда человек и европейское человечество в очередной раз выходит за пределы своей родины – Европы, в связи с чем, актуализируются новые профессии – инженеров, путешественников, организаторов перевозок, моряков. В свою очередь, эти профессии требуют развития естественных наук: физики, математики, географии, астрономии. Одновременно, выходящий из традиционного общества человек освобождается в социальном и культурном смысле; важнейшими ценностями становятся человеческий разум и достоинство, права личности, экономическая конкуренция, научное и техническое творчество. Таким образом, развитие естественных наук и естественнонаучного содержания неотделимо от тектонических сдвигов в новоевропейской истории и культуре, и является их наиболее явным, но отнюдь не единственным выражением.

Содержание естественнонаучного образования внутренне неоднородно, и представляется совокупностью наук и областей знания, каждая из которых содержит элементы эмпирических (т.е. наблюдаемых, измеримых) и теоретических (выводимых при помощи законов логики) представлений. Такие науки, как география, биология, в большей степени, содержат эмпирические представления, в то время как физика и химия – более теоретичны. Своеобразным идеалом новоевропейской науки оказывается математика, в которой все понятия носят сугубо рациональный характер, выводимы одно из другого и не требуют обращения к каким-то наблюдениям.

По модели естественнонаучного знания, строились и представления о самом процессе обучения, разрабатываемые в контексте классической педагогики и психологии. Наиболее существенными и общими принципами естественнонаучного образования стали

• ассоцианизм (знания о мире подобны химическим элементам, набор которых достаточно универсален, но в разных науках возникают оригинальные комбинации, которые и подлежат усвоению),

• бихевиоризм (обучение есть накопление правильных моделей поведения, т.е. адекватных реакций на внешние раздражители),

• когнитивизм (результат познания – есть обобщенный способ решения возникающих познавательных проблем, в соответствии с чем, задача обучения – погрузить ученика в ситуацию, где ему придется разрешать проблемы и поддержать его познавательные усилия) и др.

Отличительной чертой процесса обучения по естественнонаучным предметам, является его предварительная организация, продумывание последовательности и способов изучения тех или иных содержательных элементов и др. Ниже мы приводим классификации распространенных содержательных элементов естественнонаучного образования, методов и принципов познания.

Содержательные элементы естественнонаучного образования:

• Абстракция (абстрактное понятие) – процесс и результат обобщения непосредственно воспринимаемых качеств объекта и выражение результата в виде отвлеченного понятия, переход от чувства к мысли. Так, например, наблюдаемое исчезновение сахара в воде, а пластика в бензине может быть обобщено в понятии растворения, а количественная характеристика этого процесса – в понятии растворимости.

• Аксиома – утверждение, которое в рамках той или иной науки (раздела науки) принимается как истина, без доказательств. В строгом смысле, аксиомы встречаются только в математике, но в переносном смысле, любая естественная наука основывается на совокупности аксиом.

• Алгоритм – точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для решения задачи за ограниченное время. Большинство задач, рассматриваемых в естественных науках, имеют решения, отличающиеся степенью сложности алгоритма.

• Вид и род – категории, выражающие отношения между классами (в частности, объемами понятий). Предметы класса В составляют видом предметов класса А, если они обладают всеми свойствами, общими для предметов А и наряду с этим имеют некоторые видовые специфические (отличающие их от других предметов А) свойства; понятия, обобщающие предметы классов А и В, называются относительно друг друга соответственно родовым и видовым. Большинство определений в естественных науках даются через описание родо-видовых связей, т.е. определением вида объектов называется указание на родовой объект и специфические видовые отличия. Например, млекопитающими (видовое понятие) называются живые организмы (родовое понятие), отличительными чертами которых является живорождение и вскармливание детенышей молоком (видовые отличия).

• Гипотеза – недоказанное утверждение, предположение; как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров), и поэтому выглядит правдоподобно. Недоказанная и неопровергнутая гипотеза называется открытой проблемой.

• Закон (природы) – порядок, которому подчиняются явления природы; связь между процессами или явлениями, происходящими в природе. Познание законов природы относится к высшим целям естественнонаучного образования.

• Идеализация – мыслительный акт, связанный с образованием некоторых абстрактных объектов, принципиально не осуществимых в опыте и действительности. Идеализированные объекты являются предельными случаями тех или иных реальных объектов и служат средством их научного анализа, основой для построения теории этих реальных объектов. Примерами идеализированных объектов могут служить понятия: «точка», «прямая линия», - в математике; «абсолютно твердое тело», «идеальный газ», «абсолютно чёрное тело» - в физике; «идеальный раствор» - в физической химии. Идеализация выступает важным средством познания законов действительности.

• Иерархия – (греч. hieros священный, arche власть) принцип структурной организации многоуровневых систем, состоящий в упорядочении взаимодействий между уровнями бытия по закону от высшего к низшему (инволюция) и, наоборот, от низшего к высшему.

• Качество и количество – две наиболее часто используемые в естественных науках категории, первая из которых выражает типическую (природную) определенность исследуемого объекта, а вторая – меру проявления тех или иных качественных свойств соотносительно другим объектам той же природы.

• Объяснение – одно из высших проявлений научного знания, когда наблюдаемые факты (события, взаимосвязи) объясняются через обращение к теоретическим концептам и законам, т.е. описание реальности удваивается – и каждому видимому ее фрагменту сопоставляется теоретическое представление.

• Определение – логическая операция установления смысла термина; в определении раскрывается понятие, как нечто, принципиально отличающееся от другого понятия.

• Понятие – отображенное в мышлении единство существенных свойств, связей и отношений предметов или явлений; мысль или система мыслей, выделяющая и обобщающая предметы по определённым общим для них признакам. Мыслить понятиями, т.е. обобщениями относится к самым основам научного мышления.

• Факт (научный) – фундаментальная единица научного знания, специальным образом описанное (зарегистрированное) событие, ситуация. В основе любой научной теории – анализ и систематизация некоторых фактов.