Понятие и образ в системном моделировании

Центральная проблема педагогической деятельности – это проблема адекватного (предмету и наличным способам ученика) введения в предмет. Всеобщая форма соединения с предметом заключается в совместно-разделённой предметной деятельности. Суть её заключается в том, что два индивида – способный владеть предметом и другой, у которого эта способность отсутствует, – начинают деятельность с предметом совместно, а по мере освоения учащимся логики предмета учащий уменьшает свою – он как бы передаёт свою способность, в этой форме представленную, другому, кто эту способность осваивает. У учащегося формируется деятельность с предметом, и она осуществляется по такому способу, который диктуется ему как педагогом, так и предметом – в идеале это одно и то же, ведь педагог – живой представитель предмета, и он знает его во всех формообразованиях, их объективно-необходимом движении.

Задача преподавателя заключается в чётком определении момента связи, необходимость и достаточность которого конкретно обоснована. Этот момент есть всегда конкретное тождество определений способности и определений предмета. Это тождество есть форма истины, но как истина это тождество определено лишь с субъективной стороны, т.е. объект дан лишь в тех определениях, которые свойственны действующей способности, а определения объекта, выходящие за рамки этой способности, за этими рамками и остаются, остаются вне знания, вне субъективного.

Момент истины, соотнесённый с субъектом, есть исходный момент педагогической деятельности. Это начало педагогической деятельности [1].

Любая наука (в образовательном процессе дисциплина есть дидактические преобразованная наука) представляет собой систему понятий. Понятие – базовая форма мышления. И этой формой рационального мышления необходимо овладеть в процессе обучения. Гегель впервые исследовал диалектическую природу понятия. Как актуально звучит мысль Гегеля, высказанная ещё в начале ХIХ века: «Понятие надо вывести, а не произвольно или механически взять, не «раскрывая», не» уверяя», а доказывая, исходя из противоречий… в них всё развитие» [2].

Высшей формой овладения понятием выступает системное моделирование, основанное на выявлении и разрешении противоречий. Именно в противоречии заключена идея (содержание) вещи, которую необходимо познать.

Предположим, что начало педагогической деятельности определено: учителем выявлен уровень владения учащимися базовыми понятиями, необходимыми в процессе моделирования при выведении нового понятия. В этом моменте педагог решает, в каком соотношении между собой в этом процессе будут выступать понятия и образы как эквиваленты. Совершенно очевидно, что в любом случае применения образа в моделировании не избежать.

Итак, образное мышление - это связь с окружающим миром, а воображение - генерация новых идей на основе взаимодействия с этим миром. Воображение - это психический процесс, который позволяет нам отобразить уже раннее увиденное в чем-то абсолютно новом. Именно воображение выступает базовым компонентом системного моделирования. Запуская цепочку причинно-следственных связей в моделировании объекта, заключённых в выявлении и разрешении противоречий, дидактически необходимо выявить начало этого объекта. Универсальным исходным пунктом в моделировании выступает функция моделируемой вещи. Функции подчиняются свойства и далее - соответствующая конструкция выводимого объекта. И, когда, наконец, выведен объект, обладающий заданными функциями, он получает своё наименование, что соответствует научному понятию.

Избегая психологических тонкостей в формулировках понятий «образ» и «воображение», лингвистически имеющих общий корень, представим некоторые примеры применения образа в выведении понятия через моделирование.

Одной из двух идей живого тела выступает максимум информации. В зависимости от возраста обучающихся, эту идею можно сопроводить образом: располагая информацией о месторасположении своей школы (вуза), вы выбрали самый короткий маршрут, а не двигались через Северный полюс. Следовательно, информационная молекула живого тела должна иметь очень большие размеры. Образ толстой книги, содержащей большой объём информации, эффективно накладывается на свойства и структуру ДНК. Скелеты длинных молекул, так же содержащих колоссальную информацию, могут создать только атомы углерода. Противоречие: длинные молекулы так же неустойчивы, как толстая книга. Как разрешение противоречия книгу скрепляют прочным переплётом. Каким образом природа укрепляет углерод - углеродные связи? Актуализация химиче- ских знаний генерирует разрешение выявленного противоречия: атомы азота, в силу особенностей своего электронного строения, способны укреплять углерод - углеродные связи. Так, выведена основа полимерных молекул ДНК, а также молекул белка.

Выведение понятий в процессе системного моделирования через привлечения образа как аналогии содержит в себе уникальную возможность выявления междисциплинарных связей. Так, продуктивно проявляет себя образ вращения по спирали в механическом домкрате при выведении структуры белков актина и миозина в мышечном волокне. Спиралевидное движение экономит энергию при выполнении определенной работы. Поскольку второй универсальной идеей живой материи выступает минимум энергии, то вращение по спирали выступает самой экономной формой движения в мышечной системе.

Продолжая рассуждать об образе как дидактическом ресурсе, в частности, в биологии, целесообразно наложить образ разветвляющейся на множество рукавов реки при выведении понятия «кровеносный капилляр». Как было отмечено выше, педагог с самого начала процедуры моделирования определяет исходный момент, генерирующий все дальнейшие ходы рассуждений. Начало вещи - это всегда её функция в общей структуре объекта. Именно капилляры выполняют основную функцию кровеносной системы - доставка крови к клеткам тканей. Следовательно, кровь в капиллярах должна иметь очень низкую скорость течения, чтобы успеть выполнить свою функцию. Здесь наглядно реализуется образ реки, имеющей определённую скорость течения, подобно течению крови в артерии. Противоречие между необходимым замедлением крови в капиллярах выводится через образ реки, которая разветвляется на множество узких рукавов, где суммарная площадь русла намного превышает площадь реки: чем больше площадь русла, тем ниже скорость течения.

Также дидактически целесообразно использовать образ реки и при выведении понятия «эритроцит». Эволюционно кровь всё более насыщалась дыхательными белками, что порождало собой противоречие: чем выше концентрация белка в крови, тем ниже скорость её течения. Здесь возможно продемонстрировать движение чистой воды в пробирке и концентрированного раствора яичного белка. Разрешение противоречия демонстрируется через образ реки, по которой сплавляют лес: скорость течения реки не зависит от находящихся на её поверхности предметов. Подобно брёвнам на реке, эволюция концентрировала дыхательные белки в отдельных структурах, что соответствует клеткам в применении к живым организмам [3]. Таким образом, выведено понятие «эритроцит».

Подводя итог, следует заметить, что образ в педагогической деятельности имеет универсальное значение, поскольку образы – это своеобразные «маркеры» с окружающим нас миром, а научная картина мира формируется на основе всего комплекса наук и, соответственно, учебных дисциплин [4].