Существование и психологическое воздействие паттернов (повторяющихся геометрических форм) в курсе физколлоидной химии

В настоящее время наблюдается усто. йчивая тенденция в развитии высшей школы - университетизация, фун-даментализация высшего образования, что означает:

• 2)    фундаментальное образование направлено на постижение глубинных характеристик объектов и процессов целостного мира, а также системообразующих представлений;

• 3)    фундаментальное образование ориентировано на освоение личностью целостной культурной среды, частью которой является научное знание, состоящее из двух взаимодополняющих компонентов: естественно-научного и гуманитарного.

1) создание такой системы и структуры образования, приоритетом которых являются не прагматические, узкоспециализированные, а гуманистически ориентированные знания, формирующие у студента целостную картину мира;

На рубеже XX-XXI вв. в совершенной науке и культуре появилась теория нелинейных систем. Это общенаучная теория, цель которой – создание универсальных моделей как для естественных, так и гуманитарных дисциплин. Сегодня в фокусе внимания естественных и гуманитарных наук находится идея нелинейности [9]. В гуманитарной сфере идея нелинейности разрабатывается философией постмодернизма. Постмодернизм отражает изменение психологической организации и потребностей современного человека. Связь с философией – переменное условие развития педагогической мысли. С другой стороны, в любом педагогическом исследовании необходимо учитывать психологические характеристики объекта педагогических воздействий [3, с. 170].

Модернизацию высшего медицинского и фармацевтического образования невозможно провести без усовершенствования всей системы обучения физической и коллоидной химии (ФКХ). В начале XXI в. физическая и квантовая химия считаются теоретической основой всех химических дисциплин. Физическая и коллоидная химия – фундаментальные науки. Курс ФКХ в вузовском медицинском и фармацевтическом образовании завершает цикл как общеобразовательных, так и химических наук. ФКХ – самые многогранные и сложные науки в химическом образовании, они приближают химию к точным наукам, физике и математике, поэтому очень трудны как для преподавания, так и для изучения.

В новом государственном образовательном стандарте для специальности «Фармация» впервые разработана тема «Периодические реакции». Периодичность - это фундаментальное свойство живой и неживой природы. Введение в курс ФКХ новых элементов (изучение периодических процессов как нелинейных систем) способствует использованию новых методов и средств обучения. С недавнего времени в Дальневосточном государственном медицинском университете периодические, а также колебательные химические реакции студенты изучают в курсе электива «Физико-химические

ОБРАЗОВАНИЯ. 2014, № 3 ^Й^ЙЙ^ свойства растворов высокомолекулярных веществ (ВМС)». Данный курс рассчитан на цикл лекций и выполнение лабораторного практикума. Ретроспективный анализ учебной литературы показал, что до сих пор не существует лабораторного практикума, посвященного колебательным химическим реакциям.

На наш взгляд, построение теории и методики преподавания курса, посвященного колебательным (периодическим) реакциям, для студентов медицинских вузов - очень актуальная задача. Данная работа посвящена изучению возможного влияния фундаментальных свойств человеческой психики на усвоение и преподавание темы «Колебательные химические реакции».

Во всем многообразии форм живой и неживой природы обнаруживаются ритм и аритмия, симметрия и асимметрия, непрерывность и дискретность, статика и динамика, и, в конечном счете, упорядоченные, случайные, хаотические формы. Как указано в книге «Архитектурная бионика» [2, с. 250], некоторые определенные формы в природе (спираль, круг, волна и т. д.) «стали для человечества фенотипом внутри одного определенного канона -мира», и поэтому ощущаемое каждым человеком как нечто хорошо знакомое, приятное глазу. Эти формы - паттерны -независимо от размеров, физического состояния материи, времени управляют определенным жизненным «репертуаром». Паттерны - это типовые основополагающие геометрические образцы, которые встречаются повсеместно.

Понятие «паттерн» в переводе с английского означает «образец, шаблон, система». Смысл этого термина всегда ýже, чем просто «образец», зависит от области знаний, в которой используется. Оно применяется в техническом анализе, нейро-лингвистическом программировании, дизайне, орнаменте, архитектуре, вязании и т. д. В данном исследовании смысл этого определения - «закономерная регулярность, повторяющиеся геометрические формы». Элементы паттерна предсказуемо повторяются. Каждое из пяти человеческих чувств способно непосредственно наблюдать их. Существуют абстрактные и визуальные паттерны. Абстрактные -в математике, языке могут быть выявлены только в результате анализа. Визуальные -выявляются сразу, их хорошо видно, они легко узнаваемы в науке, природе, технике и искусстве. В книге «Динамическая теория формообразования» [5], в которой разработана динамическая теория форм (или паттернов) применительно к живой природе, указано, что люди в состоянии сна, под действием наркоза, после выхода из комы убеждены, что видят определенные, универсальные картины - те же геометрические паттерны, пространственные структуры, причем это явление не зависит от индивидуума, а является универсальным свойством человеческого мозга.

Основные виды паттернов включают в себя спираль, полосы, мишень, меандр, волна, мозаика (блочная структура). Существуют также и другие виды паттернов. Каждый из них, кроме математического и физического значения, имеет эстетическое, а также психологическое значение для человека.

Каждый паттерн является визуальным символом, т. е. он имеет символическое значение. Символы сопровождают человека с древних времен, с их помощью человек пытался и пытается сделать видимыми и узнаваемыми свои идеи, глубочайшие мысли о человеческой жизни и природе. Символы используются в религии, живописи, литературе, а также повседневной жизни. Кроме того, они могут нести огромное количество информации, при этом оставаясь простыми, легко узнаваемыми. Некоторые символы имеют не одно, а множество значений, так как содержат идеи, несущие различную смысловую нагрузку. Другие - имеют психологическое значение, они приняты на вооружение психологией, поскольку отражают глубины человеческого сознания и подсознания. Большинство фундаментальных идей и их обозначение замечательным образом совпадают как в примитивных обществах, так и в высокоразвитых цивилизациях. Общепринятая система символов позволяет людям чувствовать гармонию друг с другом, обществом и космосом, побуждает к кол- лективным действиям. Символ имеет громадную эмоциональную окраску, поэтому простая идея, выраженная символом, приобретает новую силу, расширяет свой смысл от частного случая к обобщению [6, с. 5]. Далее символическое значение каждого паттерна приводится согласно «Словарю символов» [6].

Например, паттерн «спираль» (с точки зрения математики) - это плоская кривая, делающая постоянно уменьшающиеся (или увеличивающиеся) витки. Другое математическое значение спирали - это винтообразная линия [4, с. 659]. Физики рассматривают спираль как сжатую пружину, концентрацию энергии. Распрямление сжатой пружины означает вместе с тем отдачу заряда энергии [2, с. 92]. С позиции теории архитектуры, «спираль - это стремление найти выражение для динамического взаимопроникновения внутреннего и внешнего пространства» (определение З. Гидиона) [2, с. 93].

Спираль с древнейших времен считается символом жизненной силы, сочетающая в себе форму круга и импульс движения, также является символом времени, циклических ритмов сезонов года, рождения и смерти. Сжатая спиральная пружина -символ скрытой силы; как часть плавной и бесконечной линии символизирует развитие, продолжение, непрерывность, центростремительное и центробежное движение, ритм дыхания или самой жизни.

Паттерн «меандр» в архитектуре означает геометрический орнамент в виде ломаной или кривой линии с завитками. Меандрический значит изогнутый, извилистый. Используется как термин гидрологии: меандр - синусообразный изгиб русл рек, формируемых водой [6, с. 423].

Паттерн «мозаика». Мозаика - это рисунок или узор из скрепленных между собой разноцветных камешков, кусочков стекла, эмали и др. [6, с. 449].

Паттерн «волна» (или паттерн «полосы») означает чаще всего воду. Вода является постоянно меняющейся, неуловимой жизнью, первичной материей всего сущего. Вода - символ души, волны - душевной подвижности, а водяные валы - сильного возбуждения [1, с. 22].

Паттерн «мишень» (или расходящиеся от центра концентрические круги, или кольцевая волна). Кольцо означает вечность, единство, цельность. Круговая символика делает кольцо эмблемой завершенности, силы и защиты, а также непрерывности. Круг символизирует совокупность, совершенство, единство, вечность, полноту, законченность, может заключать в себе идею постоянства и динамизма. Концентрические, расходящиеся круги могут означать небесные иерархии, или в дзэн-буддизме - уровни духовного развития. Точка в круге (мишень) - это астрологический символ солнца и алхимический символ золота.

Все перечисленные паттерны встречаются в особой области - химии нелинейных систем, или химии необратимых процессов. Этот раздел изучает колебательные химические реакции, которые еще называются химическими волнами. В данной работе речь пойдет об особом разделе химии нелинейных систем - так называемых кольцах Лизеганга, или периодических реакциях в студнях [7]. Этот тип химических реакций был открыт в конце XIX в. и сразу стал объектом интенсивных исследований. Периодические реакции вызывали интерес, потому что, во-первых, оказались первым примером самоорганизации химических систем, а во-вторых, полосы, волны, кольца и спирали, образующиеся в этих реакциях, напоминают природные структуры. Кроме того, периодические реакции очень эффектны, они яркие, красочные, отличающиеся от тех традиционных реакций, которые обычно изучают в курсах химии в школах и вузах. До сих пор в теоретической науке периодические реакции активно изучаются и моделируются, интерес к ним постоянно растет. К настоящему времени открыты новые периодические реакции, продуктом которых являются не только хорошо известные полосы, или волны и кольца, но и такие эффекты как сетка-мозаика, «глазки» (аналогично глазкам на крыльях бабочек), нимб, гало, и т. д. Следует отметить, что до сих пор периодические реакции именно открывают, изобретают, так как в природе таких реакций нет. По словам

ОБРАЗОВАНИЯ. 2014, № 3 ^Й^ЙЙ^ знаменитого химика М. Бертло: «Химия занимается не только анализом свойств молекул, созданных природой, но и синтезом новых молекул, которых природа не создавала. Химия создает свой предмет исследования. Такая творческая сила подобна творческой силе искусства; она существенным образом отличает химию от естественных и исторических наук» [8]. Получается, что химики обогащают мир новыми объектами, их оригинальность взаимодействует со спонтанной креативностью природы. Можно сказать, что периодические реакции - это очень красивый, эффектный пример креативности физико-химиков.

Самое главное - периодическими реакциями можно управлять. Изменяя различные факторы (природу реагентов, природу студня), концентрации и соотношения концентраций реагентов), можно получать продукт реакции в виде различных паттернов как высокоупорядоченных, так и хаотичных. Варьируя физико-химические параметры, можно изменять окраску продуктов-паттернов и даже получать продукты в виде других паттернов. Как было показано ранее, паттерны всегда оказывают на психологическое восприятие человека только положительное воздействие. Это должно проявляться в возникновении у экспериментатора-студента чувства гармонии, положительного эмоционального настроя, что в конечном счете усилит интерес к изучению элективного курса по колебательным химическим реакциям. Для усиления такого комплексного воздействия паттернов в лабораторном практикуме необходимо ввести в лекционный курс электива по физико-химии раздел о существовании паттернов как фундаментального свойства природы и воздействии паттернов на человеческую психологию. Это послужит укреплению междисциплинарных связей ФКХ с философией, эстетикой, психологией, теорией познания.

В результате можно сделать следующие выводы:

• 1)    в лабораторном практикуме по ФКХ, посвященном изучению периодических

(колебательных) реакций, выявлены основные паттерны; доказано, что паттерны оказывают на психику человека только положительное воздействие;

• 2)    число и вид (тип) паттернов студенты могут варьировать, выполняя лабораторный практикум, изменяя некоторые физико-химические параметры;

• 3)    введение понятия «паттерн» в элективный курс по физколлоидной химии укрепит междисциплинарные связи с философией, эстетикой, психологией, теорией познания;

• 4)    присутствие паттернов в лабораторном практикуме, их осознанное воздействие на студента-экспериментатора-зрителя вызывает положительный эмоциональный настрой и усиливает интерес к изучению ФКХ;

• 5)    доказано, что преподавателю, решающему учебную задачу создания нового учебного курса, необходимо знать и учитывать существование и воздействие паттернов;

• 6)    присутствие и осознанное изучение паттернов в лабораторном практикуме для студентов медицинских вузов послужит усилению фундаментализации медицинского образования, так как формирует у учащихся целостную картину мира;

• 7)    до сих пор не было ни одной научной работы, в которой изучалось бы воздействие паттернов на экспериментаторов-зрителей в такой учебной дисциплине как физколлоидная химия. Данная работа является первой в таком роде.

СПИСОК

ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• 1.    Аве-Лаллемант, У . Графический тест «Звезды и Волны» / У. Аве-Лаллемант. - Санкт-Петербург : Изд-во «Речь» ; «Семантика-С», 2002. - 240 с.

• 2.    Архитектурная бионика / Ю. С. Лебедев [и др.] ; под ред. Ю. С. Лебедева. - Москва : Строй-издат, 1990. - 289 с.

• 3.    Краевский, В. В. Методология педагогики : новый этап : учебное пособие / В. В. Краевский, Е. В. Бережнова. - Москва : Издательский центр «Академия», 2006. - 400 с.

• 4.    Крысин, Л. П. Толковый словарь иноязычных слов / Л. П. Крысин. - 5-е изд. - Москва : Изд-во «Русский язык», 2003. - 856 с.

• 5.    Рабинович, М. И . Динамическая теория формообразования / М. И. Рабинович, А. Б. Езерский. -Москва : «Янус-К», 1998. - 192 с.

• 6.    Трессидер, Дж . Словарь символов / Дж. Трес-сидер ; пер. с англ. С. Палько. - Москва : ФАИР-ПРЕСС, 2001. - 448 с.

• 7.    Третьяков, Ю. Д . Процессы самоорганизации в химии материалов / Ю. Д. Третьяков // Успехи химии. - 2003. - Т. 72. - № 8. - С. 731-762.

• 8.    Фаго-Ларжо, А. Легенда о стриптизе философии (современные тенденции в философии науки) / А. Фаго-Ларжо // Вопросы философии. -2010. - № 8. - С. 125-142.

• 9.    Хекало, Т. В . Развитие системного подхода к преподаванию физколлоидной химии в медицинском вузе : переход к теории нелинейных систем с использованием тенденций постмодернизма / Т. В. Хекало // Теория и практика общественного развития. - 2012. - № 6. - С. 131-133.

Поступила 11.03.14.

Об авторе :