Рациональное и образное в учебномпознании
Мечта педагога-практика —достижение той гармонии разума и сердца обучаемого, при которой усваиваемые налекции или уроке знания и представления становятся для него собственнымприобретением, составной частью его духовного мира. Перед каждым учителемфизики незримо присутствует дилемма. С одной стороны, в ходе учебнойдеятельности физика должна быть представлена учащимся как фундаментальнаянаука, служащая образцом научного знания и естественнонаучного мышления. Сдругой — посредством своего предмета он прежде всего должен заботиться оформировании и развитии личности учащегося, у которой свои потребности,интересы и ценности, свои рациональные и эмоционально-образные особенности.
Учащихся следует вводить в круг представлений о спецификефизического знания: объективности и непротиворечивости, строгости иоднозначности, опытной и логической (математической) обоснованности проводимыхна уроке рассуждений. В то же время все это должно быть достаточно интересным,личностно значимым и доступным для них. Не означает ли это, что в основуобучения физике в школе должна быть положена некая гармония рационального,научного и эмоционального, образного?
Наука является высшим проявлением человеческого разума.Физика сегодня определяет уровень современного научно-технического прогресса.Ее теории и методы проникли как в естественные науки и гуманитарные дисциплины,так и в повседневный быт человека. В мире и в обществе настолько всевзаимосвязано, что подчас абстрактная для большинства физическая теория современем начинает заметно менять характер деятельности человека, егомировоззренческие и социокультурные представления и в конечном итогестановиться предметом художественного отображения. Иными словами, вопреки любымсоциальным коллизиям физическая наука и образование сохраняют статус важнейшегоэлемента общей и повседневной культуры. Поэтому уже в школе следует раскрыватьперед учащимися научную и культурную ценность физического мышления.
Существенным аргументом в пользу обращения на уроках физики кгармонии рационального и образного служит настроенность учащихся на познаниемира в целом, во всем его многообразии. Уже в своем возрасте и при своемжизненном опыте они отчетливо осознают, что сам мир богаче, сложнее, а подчас ипривлекательнее того научного образа, который мы формируем у них в ходеобучения. Да и сама физика, дидактическим и методическим «слепком»которой является современный учебный курс, основывается на взаимосвязирационализма с «внелогическими, интуитивными суждениями и решениями»[1, с. 269], а школьные учителя изначально должны быть носителями идеалов истиля мышления не только своей науки, но и гуманитарных представлений иценностных установок. Именно поэтому им необходимо уметь оценивать учебныйпредмет физики как с позиций естественника, так и с точки зрения гуманитария,каковыми являются, кстати, многие наши учащиеся. Только при таком условиитрудности в восприятии и понимании основ физики окажутся для учителяразгаданными и, надеемся, преодолимыми.
Очевидно, и нам будет поучительно взглянуть на науку спозиций гуманитария. Это позволит выявлять взаимосвязи и взаимодополнительности(в «русле» принципа дополнительности Бора) рационального и образногов осмыслении реальных физических явлений и формировании единой картины мира. Попредставлениям гуманитария, физическое знание связано с обнаружением общихзаконов; с объяснением фактов и событий; с предсказанием будущих событий; собъективностью результатов; с установкой незаинтересованного наблюдателя; смонологизмом классического естествознания и т.д. В свою очередь, гуманитарноезнание имеет дело с уникальными явлениями; не с предсказанием, а с пониманием;с активностью познающего; с повседневностью и здравым смыслом; с диалогом какгуманитарной ценностью и т.д. [2].
Целесообразно предположить, что уроки физики будутсодействовать пониманию особенностей обоих видов культуры, если при изучениипрограммного материала мир логики будет органично уживаться с миром образногомышления, а учащийся научится смотреть на природу и оценивать ее проявления икак естествоиспытатель (физик), и как гуманитарий. Гуманизации игуманитаризации процесса обучения физике может способствовать инаучно-художественная литература. Обращение на уроках к образному изображениюжизни науки с позиций человека и его ценностей поможет формированию у учащихсяэмоционально-ценностного мышления, чрезвычайно необходимого и полезного дляанализа явлений природы и осознания себя как познающей личности.
В свое время Б. Паскаль подчеркивал, что мы познаем истину нетолько разумом, но и сердцем. Обсуждение проблемы взаимосвязи рационального иобразного в обучении начнем с вопросов рационального осмысления физическойреальности, которым на уроках физики уделяется, как правило, первостепенноезначение.
Безусловно, науке мы обязаны тем, что научная рациональностьзарекомендовала себя весьма действенным и безотказным средством постижениязаконов мироздания, приобрела статус исходной мировоззренческой установки.Следовательно, рациональность выступает сегодня как устойчивая культурнаяценность, реализованная в самих нормах человеческого поведения [3]. А потому ив условиях школы она должна рассматриваться и находить свое отражение вучебно-воспитательной деятельности в первую очередь как ценность культурыучащегося. Причем рациональность не ньютоновская, но в основномпостнеклассическая, «человекоразмерная». Она позволяет расширять полерефлексии над деятельностью учащегося и учитывать соотнесенность полученных имзнаний на уроке не только с содержанием учебного процесса, но и сценностно-целевыми структурами его личности.
Применительно к обучению физике в школе рациональнойучебно-познавательной деятельностью является деятельность по изучению,осознанию и усвоению основ физической науки с сохранением тех ее определяющих инеповторимых особенностей, без которых она перестает быть современным научным знаниеми мышлением. В этих целях для формирования рационального мышления в обучениицелесообразно придерживаться следующих правил:
— главное внимание уделять по возможности подробному иглубокому анализу фундаментальных физических понятий, идей, теорий, экспериментови методов исследования;
— соблюдать четкость, однозначность и строгость врассуждениях о фундаментальных законах и теориях, в проведении необходимыхлогических и математических преобразований, что приучает учащихся рациональномыслить на уроках и вне их;
— применять экономные формы изложения учебного материала,позволяющие сохранять научную и мировоззренческую основу изучаемых на урокефундаментальных идей;
— не замыкаться на программном материале, выходить за егопределы, знакомить учащихся с последними данными науки (это весьма важно дляформирования объективных представлений как о мире, так и о развитии самойфизики);
— помнить, что прямая обязанность учителя физики заключаетсяне только в обучении основам своей науки и рационализации мышления учащегося,но и в выработке у него критического отношения к всякого рода антинаучнымпредставлениям и знаниям [4].
Если учащийся заинтересован в совершенствовании себя какличности рациональной, то он приучается анализировать и свою повседневнуюдеятельность в плане ее соответствия поставленным целям, экономной разумности,успешности, этичности и эстетичности, предсказуемости и прогностичности.
Одна из важнейших составляющих педагогического успеха учителяфизики — вера в поэзию своей науки; убежденность в рациональном постижении мираи в необходимости полноценного физического образования для молодежи; постоянносовершенствуемый научный и педагогический профессионализм. Очевидно,используемая для этого система учебных знаний должна подчиняться принятым в физическойнауке методологическим принципам (объяснения и понимания, соответствия ипростоты, сохранения и симметрии и др.) и ценностным установкам. Именно ониположены в основу современного научного знания, отличая его от ненаучного, иони же диктуют учителю главные «правила игры» на уроках.Опредмечивание и реализация этих методологических правил позволяютцеленаправленно и планомерно формировать у учащихся те представления офизической науке, те подходы к реальности и ту манеру мышления при решениипоставленных задач, которые в совокупности своей определяют рациональную основуих мыслительной и практической деятельности.
Методологические принципы становятся для учащихся тогдапо-настоящему понятными, действенными и, стало быть, полезными, когда ониактивно «работают» на уроках, рождая в итоге понимание физики какединого целого, как единой и основательной системы научного знания, системы неконсервативной, но развивающейся, а значит, живой и современной. Со временемучащиеся начинают осознавать, что, например, принцип простоты лежит в основепостроения научного знания и что физика всегда занималась поисками простоты вприроде; принцип математизации через единство используемых математическихструктур свидетельствует о единстве физического знания; принцип соответствиядля одного и того же класса природных явлений требует соподчинения междучастными и более общими законами и т.д.
Вместе с тем, методологические принципы физики ведут себя какпринципы запрета тех явлений и представлений о них, которые так или иначе импротиворечат. Тот же принцип простоты запрещает излишне сложные теоретическиепостроения; принцип математизации не приветствует физические знания безподчинения их тем или иным математическим структурам; принцип соответствия непризнает ту совокупность знаний, в которой отсутствует уже упоминавшаясяиерархия. С приобретением опыта познания учащиеся начинают понимать, чтометодологические принципы не действуют поодиночке, но взаимосвязаны между собойи потому достаточно эффективны. Как раз эта взаимосвязь и гарантирует учебномузнанию то единство, которое воспринимается учащимися в качестве собственныхценностей.
Принцип историзма в группу основных методологическихпринципов физики формально не входит, но, тем не менее, пронизывает ихсодержание и структуру. Он отражает как историю физических объектов, так иисторию их познания и освоения во всех их возможных теоретических обобщениях.Поэтому и та, и другая история должны пронизывать материал о методологическихпринципах физики и оказывать определенное влияние на методику знакомства с нимина уроках. Принцип историзма поможет учащимся понять логику развития физическойкартины мира и достоверность ее современного толкования.
Физика начинается не с теоретических построений и, тем более,не с математических выводов. Начальная стадия в попытке объяснить явлениеприроды — это наблюдения и опыты, их осмысление и построение наглядныхобразов—моделей, позволяющих ученому или обучающемуся понять: что есть что икак это происходит. У каждого учащегося чувственно-конкретное воспроизведениереального физического объекта — будь то движущиеся в проводнике электроны илиэлектронное облако атома водорода — содержит в себе как объективное, так исубъективное восприятие и воображение этой реальности. Задача учебного познаниязаключается в сведении многих элементов субъективности к общему знаменателю —правдивому представлению об изучаемом на уроке объекте.
Потребность в образном восприятии и воображении существапроявлений физической реальности на уроках возникает нередко. Мера сложностиобраза и глубина воображения определяются и самой ситуацией: решается лифизическая задача, анализируется ли трудное для осмысления учащимисятеоретическое построение или отыскивается понимание реального и особенномысленного эксперимента. Мысленный эксперимент на уроке рассматривается всякийраз, когда невозможно поставить учебные опыты. Как заметил в свое время Э.Мах,«эксперимент в уме» становится возможным «на более высокойступени умственного развития» [5, с. 195] исследователя, значит, и учащегося.В современной физике при исследовании глубин материи воображаемые опытыстановятся чрезвычайно актуальными. Именно наглядно-образное мышление позволяетучащемуся понять на качественном уровне и принять за научную истину тепредставления о физических телах, явлениях и процессах, которые возникают в еговоображении по ходу рассмотрения на уроке взаимодействий тел и частиц,самоорганизации термодинамических систем, электромагнитных излучений илиядерных взаимопревращений.
Как следует из вышесказанного, при изучении программногоматериала мир логики, точного естественнонаучного мышления должен органическиуживаться с миром образного восприятия и воображения. В итоге учащиесяприобретают устойчивую потребность и навыки смотреть на природу глазами поэта, натуралистаи физика, что, несомненно, будет содействовать формированию открытойсобственным интересам, потребностям и способностям личности.
Постижению мира физической реальности в социокультурномконтексте будет содействовать, разумеется, и искусство. Для учащихся оностановится посредником между научным мышлением и их здравым смыслом, междуязыком науки и повседневной речью. Интеграция физики и искусства можетосуществляться в следующих направлениях:
1) знакомство с примерами отражения в художественной литературевыдающихся свершений в физике, жизни ученых, стилей мышления, присущих физикам;
2) раскрытие на конкретных примерах роли поэтического началав творчестве классиков науки, запечатленного в их работах научного,философского, учебного и популярного характера;
3) выявление в творчестве ученого и художника общего иразличного с целью убеждения учащихся в существовании взаимовлияния ивзаимодействия двух видов человеческой деятельности.
Задача первого направления заключается в том, чтобы в ходеприменения художественного слова учащиеся смогли осознать для себя: еслигуманитарий (в лице известных писателей) считает своим долгом отобразить всобственных произведениях науку и научное творчество, значит, изучать физикудействительно стоит. Для решения этой важной в социокультурном отношении задачиполезно обращаться к научно-художественной литературе — своеобразному синтезунаучного, популярного и художественного отображения реальности [6].
Широко известная в советское время литература («Пути внезнаемое. Писатели рассказывают о науке», «Жизнь замечательныхидей» и др.) возрождается сегодня вновь (например, под рубрикой«Наука для всех»). Для уроков физики она хороша тем, что объективна,поскольку в ее создании участвуют ученые либо писатели с научным опытом иобразованием. В художественной форме она раскрывает драму идей и людей науки,формирует эмоционально-ценностное отношение к научному познанию и к человеку,познающему мир, раскрывает гармонию двух сторон мировой культуры —естественнонаучной и гуманитарной — и, в конечном итоге, гуманизирует процессобучения в целом.
В силу очевидной привлекательности и многообещающей дляобучения и особенно воспитания полезности научно-художественной литературы еефрагменты целесообразно вводить в учебно-познавательный процесс на уроке. Этоможет служить пробуждению познавательного интереса к новой теме; подведению кпониманию физической сути изучаемого явления; сопоставлению художественногообраза явления с ним самим; преодоления трудностей восприятия радикально новоговзгляда на давно известное; мировоззренческому осмыслению фундаментальногосвершения; объяснению психологических мотивов поведения ученого; созданиюкультурного контекста крупнейших научных открытий и т.д. Образное объяснениепосредством художественного слова и рациональное, формируемое и формулируемоеточным языком науки, — эти две составляющие сознания учащегося«работают» на познание. Ведя свой разговор: одна — с воображением,другая — с разумом, они побуждают и втягивают в свою беседу обе сферывосприятия физического мира, в итоге обогащая и углубляя его понимание.
Второе направление в формировании эмоционально-образногомышления связано с раскрытием поэтической стороны научного творчества, поэзиинауки в целом. Для этого на уроках следует подчеркивать, что поэзия применяетсяученым, когда он раскрывает мировоззренческое значение научных достижений иликогда информация не поддается обработке логическими средствами, но ее можновыразить языком образов [7].
На конкретных примерах надо показывать учащимся, что научныеработы выдающихся исследователей (начиная от И. Кеплера и Г. Галилея изаканчивая Р. Фейнманом и С. Вайнбергом) подчас содержат в себе их размышленияо своем мировоззрении, ценностных установках, а подчас и эмоциональныепереживания, владевшие ими в ходе уже проведенных исследований и со временемпроявившие себя на страницах их статей, монографий или учебных пособий.Образцом эмоционального откровения ученого о трудностях восприятия научногоявления (в данном случае, свойств магнита) служит фрагмент из труда В. Гильберта:«Знаю, как трудно придать старому новый вид, потускневшему — блеск,темному — ясность, надоевшему — прелесть, сомнительному — достоверность, ногораздо труднее закрепить и утвердить, вопреки общему мнению, авторитет за тем,что является новым и неслыханным» [8, с. 31].
Проведенное нами исследование подтверждает, что материал оботражении мира науки научно-художественной литературой, а также образныевысказывания самих ученых являются одним из результативных методических средствприобщения к занятиям физикой тех учащихся, которые до того были равнодушны кней: признавая необходимость изучения основ физики, они не принимали ее душой.
Третье направление по интеграции науки и искусства — этосопоставление творчества ученого и художника. Оно позволяет персонифицировать итаким образом расширить возможности восприятия существа научного игуманитарного проявлений физической реальности и понимания учащимися спецификиобоих видов творческой деятельности. Такое сопоставление можно начать с того,что если ученый, познавая мир физических явлений, своим творчеством помогаетосознать, что значит обоснованная истина, и почувствовать, какова цена научнымзнаниям, то художник, рассматривая этот мир через «зеркало»человеческой души, через чувства и переживания самой личности, формирует уучащегося нравственные отношения и ценности. В исследовании ученого главнуюроль играет рациональное, в расчет берутся эксперимент и логика рассуждений.Причем «логика действует как совесть ученого, а ощущение логического провала врассуждениях воспринимается им как «угрызения совести»» [9, с. 81]. Втворчестве же художника предпочтение отдается интуиции, хотя свои правила изаконы непременно учитываются и в искусстве.
Впрочем, и в научном исследовании интуиция занимает существенноеместо, в чем учащиеся могут убедиться на отдельных примерах при отысканииответа задачи, угадывании существа проводимого опыта и математическихпреобразований. Они полезны тем из них, кого наука отталкивает от себя наиболеехарактерным своим свойством — рациональностью мышления и языком научныхтерминов. Вместе с тем, и это следует подчеркивать на уроках: в науке иискусстве в применении рационального и интуитивного должно соблюдаться чувствомеры. Так, если ученый своим интуитивным догадкам будет придавать чересчурбольшую роль и пренебрегать при этом опытом и расчетами, то это можетобернуться для него неудачей или даже драмой — получением ошибочныхрезультатов.
Применение в процессе обучения художественного, образногомышления содействует формированию «человеческого измерения»физического материала, гуманизации уроков физики, что в итоге помогает усвоениюоснов физики, пониманию ее существа. Вместе с тем, весь процесс обученияосновам физики должен убедить учащихся в том, что физическая наука всегда былазанята поисками такой системы законов, в которой отражается то общее и простое,что присуще самой физической реальности и в свернутом виде фиксируется вкартине мира своего времени.
На каждом историческом этапе складывалась своя научнаякартина мира как конечный итог поиска единства и простоты, присущих множествумеханических, электромагнитных или квантовых явлений и объектов. И каждая изтаких картин в той или иной мере находила свое мировоззренчески-образное исоциокультурное отражение в произведениях писателей и поэтов и в полотнаххудожников. Достаточно привести примеры из той же научно-художественнойлитературы.
О ньютоновской картине мира: «Ньютонианство — великаясистема в понимании мира. Оно пестовало человеческий разум в самом трудном еговозрасте, когда надо было освобождаться от предвзятостей, отделить логику отмифа, утвердить математику как основу точного знания и тем окоротить произволумственных игр, который породил столько ошибок и бед» (Б.Н. Агапов).
О теории относительности: «Эти экспериментальные факты,каждый на свой лад, покрывали глубокими трещинами фундамент прежнего зданияфизики… Люди будущего, они с пеленок усвоят относительность времени ипространства, как мы и наши деды-прадеды с пеленок усваивали абсолютность тогои другого» (Д. Данин).
О космологии: «Человек смотрел в глаза Вселенной ивеками искал свое место в ее беспредельных пространствах. Ощущение гордогомужества жизни постепенно нарастало в нем. Наконец человек победил звездныйстрах. И тогда Вселенная, отображенная в мыслях и чувствах человека, сталабесконечным продолжением Земли» (Г.Ф. Хильми).
Об ученом: «В нем есть непредвзятость мышления.Сознательно или бессознательно он классифицирует, систематизирует любыеявления. Ученому необходимы строгие доказательства любых положений, любыхдеклараций, он всегда требует определений. На него действуют не столькоэмоциональные призывы, сколько логика» (Д. Гранин).
Именно в научной картине мира, когда уже забыты обременяющиесознание подробности, в объективной точности и художественной форме проявляетсебя плодотворность рационального и образного в объяснении и понимании мираприроды: в обобщенном виде демонстрируется обоснованность разумом и сердцемфизической картины мира, ее простота и единство.
Список литературы
1. ФейнбергЕ.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке. М., 1992.
2. Наукаглазами гуманитария. М., 2005.
3. Швырев B.C. Рациональность как ценность культуры. М., 2003.
4.Щербаков Р.Н. Как уберечь молодежь от псевдонаучных представлений // ВестникРАН. 2000. № 9.
5. Мах Э.Познание и заблуждение. М., 2003.
6. ДанинД. Перекресток (Образы и формулы) // Избранное. М., 1984.
7. ХилъмиГ.Ф. Поэзия науки. М., 1970.
8. Жизньнауки: Антология вступлений к классике естествознания. М., 1973.
9. Шрейдер Ю.А. Препятствие — логика// Природа. 1992. № 1.