Игнатова В

Педагогические аспекты синергетики // Педагогика. - №8.
– 2001. – С. 26-31.
дпн, проф. Тюменского гос.ун-та
Игнатова В.А.
Педагогические аспекты синергетики
В.А.Игнатова
The author points out to three aspects of Synergetics ideas application in Pedagogy:
application in the teaching theory, modelling and education systems development prognostication; in
upbringing and education process control and in continuous education system.
Понятие "синергизм" пришло в научный лексикон из медицины: в физиологии си-нергистами
называют мышцы, действующие совместно для осуществления одного определенного движения,
в фармакологии — это лекарственные препараты, взаимно усиливающие лечебный эффект.
Позднее этот термин стал использоваться для описания коллективных взаимодействий атомов и
молекул, приводящих к упорядочению и поддержанию стабильного течения физико-химических
процессов. Во второй половине XX столетия сложился особый подход к исследованию физикохимических систем, далеких от равновесия, и была разработана познавательная модель науки,
которая получила название "синергетика". Ее идеи, сформировавшиеся в недрах естествознания
и связанные с именами И.Р.Пригожина, Г.Хакена и других ученых [1; 2], стали
основополагающими в постнеклассической науке.
Синергетика дает полное развернутое представление о том, как из хаоса возникает
упорядоченная сложность, подводит к видению универсального единения мира,
позволяет наглядно проиллюстрировать единство в многообразии и многообразие в
единстве. Синергетика помогла научному сообществу осознать нелинейность,
многофакторность и вероятность реального мира, поливариантность путей его
развития и невозможность описания этого в рамках классических теорий и моделей с
их линейным представлением о развитии и самоорганизации. Общие механизмы и
закономерности протекания процессов самоорганизации социоприродных систем
позволяют наиболее полно проиллюстрировать единство всего сущего, построить
единую процессуальную модель мира — синергетическую картину, через призму
которой он предстает перед человечеством как супериерархия взаимодействующих
систем, в которой все — неживая и живая природа, жизнь и творчество человека,
общество и культура — взаимосвязано и подчинено единым вселенским законам.
В последние годы в научно-педагогической литературе значительное внимание
уделяется проблеме использования идей синергетики в образовании [3, с. 89—95;
4, с. 28—32; 5; 6, с. 125—133]. Можно выделить три важнейшие составляющие:
дидактические аспекты адаптации идей синергетики в содержании образования;
использование их в моделировании и прогнозировании развития образовательных
систем; применение в управлении учебно-воспитательным процессом.
Традиционное содержание современного школьного образования, и в особенности
естественнонаучного, построено по дисциплинарному принципу. Разработанное в
рамках технократической парадигмы, оно отражает состояние естественных наук. При
этом предпочтения отдаются достижениям классической науки, а неклассическая
представлена в них первой третью XX в., и практически отсутствуют сведения о
природе и механизмах самоорганизации и эволюции химических, биологических,
социальных, планетарных, космических и других систем, нет объяснений по поводу
случайного и слабых флуктуации в этих процессах и их стохастическом характере, за
исключением небольшого раздела в физике Х класса. Дух механицизма до сих пор
доминирует в содержании современных школьных учебников.
Дидактика делает пока еще робкие шаги в направлении обсуждения необходимости
адаптации идей синергетики в содержании школьного образования [7, с. 55—60; 8, с.
105—109]. И дело здесь не в том, что математический аппарат синергетики сложен.
27
Ее идеи могут быть изложены на качественном уровне, и этого будет достаточно, чтобы
понять системность и про-цессуальность окружающего мира, его целостность и
единство и в рамках этого понимания построить обобщенную картину мира. Активному
внедрению этих идей в школьную практику препятствуют прежде всего традиционное
педагогическое мышление и убежденность разработчиков содержания образования в
том, что будто бы должно пройти не менее полувека между утверждением
познавательной модели в науке и ее адаптацией в школьном образовании.
Уже сегодня необходимо концептуально новое построение содержания школьных
учебников, где идеи всеединства, системности и самоорганизации будут стержневыми,
вокруг которых можно группировать разнопредметные знания. И прежде всего это
касается физики — фундамента современного естествознания. Но сделать это за
короткий срок практически невозможно. Поэтому, пока складываются методология и
дидактика нового содержания естественнонаучного образования, нужно создавать
обобщающие учебные курсы, базирующиеся на идеях синергетики и ориентированные
на формирование целостного представления о социоприродной среде.
Содержание образования, в том числе и естественнонаучного, следует рассматривать
гораздо шире — как педагогически адаптированный социальный опыт человечества,
тождественный по своей структуре человеческой культуре. Обществу, стоящему на
пороге экологического кризиса, в целях выживания пора переходить на новый уровень
социокультурного развития, фундамент которого составят образцы деятельности и
поведения, основанные на знании и понимании механизмов самоорганизации природы
и общества и осознании необходимости их коэволюции в целях устойчивого развития
человечества в будущем. Успешность решения этой задачи во многом связана с
повышением воспитывающего потенциала образования, и прежде всего
естественнонаучного, с выходом его за рамки технократической парадигмы, с
воплощением в нем идей культуросообразно-сти, гуманизации и гуманитаризации, с
выходом на передний план ценностного знания, с формированием целостной личностно значимой картины мира.
Реализация такого подхода возможна лишь при условии интеграции естественнонаутаого и гуманитарного знания, благодаря которой выявляется влияние
фундаментальных законов природы на обыденную жизнь человека, его творчество,
труд и поведение. Синтез естественнонаучного и гуманитарного знания благодатно
влияет на процесс взаимодействия интеллектуальной, эмоциональной и волевой сфер
психики человека и способствует формированию системы психологических установок
личности.
До недавнего времени реализация идей интеграции осуществлялась в рамках
принципа дополнительности исключительно на эмпирическом уровне. Она сводилась
главным образом к использованию знаний из разных предметных областей и
координации в преподавании различных учебных дисциплин, которая осуществлялась
в форме межпредметных связей. Однако их реализация была сопряжена с серьезными
трудностями, которые связаны прежде всего с последовательностью изучения учебных
дисциплин на средней ступени школьного обучения.
Чтобы воплотить на практике идею межпредметных связей, необходимо изменить
структуру учебного плана и начать преподавание дисциплин естественнонаучного
цикла с пропедевтического курса "Естествознание", затем последовательно изучать
физику как науку о фундаментальных законах мироздания, затем химию и химические
процессы и только после этого переходить к пониманию процессов в биосфере и
геосфере. Но эта концепция требует кардинальной перестройки учебного процесса и
изменения структуры и содержания всех естественнонаучных дисциплин, к чему
сегодня ни педагогическая наука, ни школа не готовы. Кроме того, попытка показать
целостность социопри-родных систем, используя межпредметные связи, оказывается
малопродуктивной, ибо не позволяет в полной мере раскрыть внутреннюю
взаимосвязанность, механизмы и динамику развития отдельных их элементов и
свойств.
Сегодня назрела необходимость дополнить эмпирический базис интеграции и перейти
на новый, более высокий ее уровень — теоретический (по крайней мере на
завершающей ступени школьного образования).
28
И синергетика с ее трансдисциплинарной научной теорией, раскрывая системность и
динамику окружающего мира, подводя к видению его универсального единения, может
стать концептуальной основой интеграции разнопредметных научных знаний. Ее
основные понятия — система, процесс, вероятность, флуктуация, информация,
обратная связь, кооперативное взаимодействие, точка бифуркации, самоорганизация,
организация и другие — являются инвариантами интеграции научного знания в
содержании образования.
Эти инварианты представляют естественную основу для понимания целостности и
взаимосвязи физических, химических, геологических, биологических, социальных,
языковых, научных и других систем, механизмов их развития и взаимодействия с
другими системами. Они выступают в качестве интеграторов разных предметных
областей [9, с. 13—16; 10, с. 31—36] и, как показывает наш опыт, позволяют учащимся
более глубоко осмыслить такие понятия, как развитие, периодичность, и
апериодичность, симметрия и асимметрия, эволюция и коэво-люция, отбор,
конкуренция, вероятность, неопределенность, развитие и др.
Выявляя общность явлений и процессов разной природы, синергетика позволяет
наметить некоторые общие подходы к интерпретации знаний из разных предметных
областей, выявить общие основания для их объединения и может послужить основой
для интеграции естественнонаучного и гуманитарного знания на теоретическом и
методологическом уровнях.
Необходимость использования синергети-ческого подхода к описанию учебновоспитательного процесса (УВП) также не вызывает сомнений. Педагогика значительно
раньше других наук подошла к пониманию синергетических идей. Имеется немало
наработок в методологии, теории и практике педагогических исследований. Есть и
эмпирический материал, описывающий закономерности УВП, условия и факторы,
воздействующие на его динамику, их взаимосвязь, характер и глубину противоречий и
способы их разрешения. Выявленные ею стохастичность и нелинейность
педагогических законов, особенности их действия в конкретных педагогических
ситуациях, неоднозначность их проявления, зависимость закономерностей
педагогического процесса от внешних и внутренних условий, бифуркационный характер
учебно-воспитательного процесса и познавательной деятельности, представления о
гармонизации УВП и т.д. — все это отражает известные положения синергетики.
Думается, главное сегодня в том, чтобы создать новую область педагогической науки,
имеющей своим предметом математическое моделирование развития
образовательных систем и разработать на этой основе методологию прогнозирования
и управления УВП. Однако решение этой задачи хотя бы в какой-то мере
представляется весьма отдаленной перспективой.
Описать закономерности самоорганизационных процессов с помощью математики пока
удается только в физико-химических и частично в биологических системах. Они
относительно просты, хотя это тоже весьма условно, так как для их описания может
потребоваться знание нескольких десятков или сотен параметров, характеризующих их
состояния. Элементы этих систем хотя и обладают разными свойствами, но их
поведение может быть оценено с единых позиций. Оно подчинено фундаментальным
законам природы, которые непосредственно влияют на характер их взаимодействия.
Благодаря относительной простоте этих систем можно описать их поведение в строгих
аналитических выражениях с помощью математических функций.
Чтобы построить математическую модель, необходимо знать количественные значения
параметров, их взаимосвязь, характер, тенденции изменения и влияние на динамику
процесса эволюции системы (эти данные получают с помощью мониторинга).
Функциональная зависимость' между параметрами системы может быть описана с
помощью совокупности нелинейных (т.е. содержащих переменные в степени, большей
единицы), дифференциальных (связывающих искомую функцию, ее производные и
независимые переменные) уравнений в качестве переменных,;
которыми выступают сами параметры состояния. Изменяя их численные значения,
можно моделировать возможные состояния систем и прогнозировать их поведение в
тех или иных условиях.
29
На этом принципе собственно и основывается математическое и компьютерное
моделирование, а также и прогнозирование поведения физико-химических,
технологических, экологических и других систем.
Математическое описание социальных щюцессов затруднено тем, что в них участвуют
живые люди, поведение которых определяется не только массой непредсказуемых
случайностей, влияющих на их психическое состояние, но и неповторимыми
интеллектуальными и личностными качествами. В любом процессе измерения
фигурируют такие составляющие, как объект, наблюдатель, мера-эталон, с помощью
которого сравниваются измеряемые показатели, измеритель-инструмент, метод,
результат, выраженный в абсолютных или относительных единицах. Для оценки
поведения космических, физических, химических, технических систем разработаны
общепринятые единые системы мер, единицы измерения и измерители, позволяющие
установить численное значение того или иного параметра. Применительно к
психологическим и педагогическим исследованиям таких мер и единиц нет. Ни один
инструмент или сложный прибор не может измерить внутренний мир человека, его
ценностные ориентации. Но постоянно и учителю, и окружающим приходится
оценивать поведение и деятельность ребенка. Оценка должна быть объективной,
обоснованной, достоверной.
К сожалению, нет ясности в том, как использовать измерители — типовые
диагностические средства текстов, анкет, опросников, заданий, специальных методик
наблюдения и т.д. В педагогике пока нет общепризнанных подходов к их разработке,
отсутствует единая система методов измерения. И тем не менее даже имеющаяся
весьма несовершенная методика все же позволяет выявить общие тенденции и
особенности процесса формирования интересующих исследователя показателей и
условия, при которых этот процесс эффективен.
Серьезные проблемы возникают при оценке вклада каждого показателя в процесс
формирования личности. Она целостна и синкретична, и изменение какого-либо одного
показателя (вследствие целенаправленных воздействий) влечет за собой изменение и
всех других, выделяемых исследователем. Невозможно измерить в единой шкале
такие показатели, как обу-ченность учащихся и дизайн класса, профессионализм
педагога и состояние микросоциума школы, развитие ребенка, его обучаемость и
познавательные силы, потребности и интересы, характер и содержание деятельности,
качество учебного материала. Конечно, этот эффект можно усилить благодаря
увеличению объема и глубины знаний, например, специально спроектированного
содержания обучения, учитывающего идеи интеграции разнопредмет-ных знаний, или с
помощью технологий развивающего обучения. Безусловно, дизайн класса оказывает
огромное влияние на психическое состояние ребенка, создает благоприятные условия
для его работы. Но нельзя сказать, что уровень развития ребенка будет изменяться
пропорционально улучшению атмосферы обучения. Поэтому моделирование УВП,
количественное прогнозирование его результатов, выбор педагогом наиболее
эффективных в конкретных условиях видов деятельности, организации и управления
УВП — все это во многом определяется пока интуитивно.
Развитие как естественных, так и искусственных систем происходит по сценарию,
описываемому синергетикой. Однако есть принципиальные отличия, вносящие
существенные изменения в характер их поведения. В технических, технологических и
социальных системах человек организует управление развитием, чтобы ускорить и
оптимизировать процессы с помощью целенаправленных слабых внешних
воздействий. Результат во многом зависит от величины, характера, качества и времени
воздействия (т.е. от качества управленческих решений). На процессы самоорганизации
накладываются процессы организации.
При прогнозировании и моделировании учебно-воспитательного процесса возникают
сложные проблемы. Принципиальные отличия этого процесса от промышленно-технологических обусловлены тем, что в нем и управляемая, и управляющая системы
являются мыслящими субъектами и их личностные качества, креативные способности,
интеллектуальный и культурный потенциал, психофизиологические свойства и
поведение определяют успешность достижения поставленной цели. В процессе
самоорганизации и организации УВП проявляется не только влияние учителя на
ученика, но и наоборот.
30
В отличие от управляемых технико-технологических систем субъективные факторы в
управлении УВП играют еще более существенную роль.
Моделирование УВП и его управление даже в простейшем случае, когда система
состоит только из двух субъектов "учитель—ученик", предполагают включение
огромного числа внешних и внутренних параметров. К внешним отнесем: цивилизационные потребности, влияние социума или природных факторов, экономические
условия; материальную базу, содержание и средства обучения, общее содержание
образования, способы его структурирования и информационного наполнения;
технологии обучения и воспитания; методики преподавания отдельных дисциплин;
закономерности усвоения всех видов информации; законы и закономерности развития
педагогических систем; особенности деятельности учителя, его творческий потенциал и
т.д.
К внутренним параметрам относятся:
имеющаяся база знаний, умений, навыков ученика и учителя, их потенциальные
возможности, личностные качества, познавательные потребности, внутренние мотивы
деятельности, содержание деятельности, пластичность и податливость к восприятию
информации, природные задатки, склонности и способности и т.д.
Чтобы математическая модель управления воспитательным процессом "работала" в
педагогике, надо выделить основные параметры, выявить их влияние на состояние
системы, количественно оценить их в единой шкале и ранжировать, найти способ
оценить взаимодействие этих параметров и влияние его на состояние системы,
отыскать математические функции, позволяющие описать влияние каждого показателя
на динамику процесса. А это совсем не простая задача, ибо и законы, и
количественные характеристики отдельных параметров и их взаимосвязей носят
стохастический характер.
После того как будет оценен каждый параметр, необходимо составить и решить
систему уравнений, описывающих состояние учебно-воспитательного процесса,
проанализировать это решение и, варьируя параметры, найти устойчивые состояния и
тем самым определить оптимальные значения параметров системы либо, меняя
параметры, найти в сложившихся условиях наиболее эффективный способ "мягкого"
управления процессом. Это умение учителя в создавшихся условиях вызвать
мотивацию деятельности ученика путем создания проблемной ситуации,
нестандартной технологии, акцентирования внимания ученика на новом аспекте
изучаемой проблемы и т.д. В отличие от авторитарного субъект-объектного
(требующего строгого следования алгоритму, указанному учителем) новый вариант
управления стимулирует саморазвитие управляемой системы, ориентируется на
творческие способности, мотивацию обучаемых, на субъект-субъектные отношения.
Стремление использовать идеи синергетики для описания и управления УВП можно
рассматривать пока лишь как попытку вторгнуться в такие сложнейшие области, как
учебно-познавательная и воспитательная деятельность обучаемого и деятельность
учителя по ее организации и управлению. В современной экспериментальной
педагогике есть опыт количественной оценки субъектов педагогического про-' цесса:
коэффициента интеллекта, коэффи-1 циента креативности, личностных качеств, |
относительного уровня достижения того или иного показателя учеником, оценки
профессионализма учителя, качества учеб-] ного материала, технологий, средств и|
способов его освоения и др. Тем не ме-| нее о приложении идей синергетики к|
описанию познавательной деятельности! можно говорить лишь на качественном,! но не
количественном уровне. Использова-| ние с этой целью нелинейной динамики пока не
практикуется и вряд ли будет возможно в ближайшей перспективе. На этот счет не
стоит особенно обольщаться.] Построение количественной синергетичеч ской модели
УВП пока остается мечто! теоретической педагогики. Современна» педагогика создает
только эмпирический базис, необходимый для перехода к каче ственно новому
описанию процессов образовательных системах.
Литература
1. Берталанфи Л. Общая теория систем.| М., 1968.
2. Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М., 1986.
3. Богуславский М.В. Синергетика и педагогика // Magister. 1995. № 2.
4. Игнатова В.А. Синергетика как метод познания природы и общества // Экология и жизнь.
1999. № 2.
5. Таланчук Н.М. Системно-синергетическая концепция педагогики и учебно-воспитательного
процесса. Казань, 1993.
6. Шевелева С.С. К становлению синерге-тической модели образования // Общественные науки
и современность. 1997. № 1.
7. Виненко В. Г. Синергетика в школе // Педагогика. 1997. № 2.
8. Зорина Л.Я. Отражение идей самоорганизации в содержании образования // Педагогика.
1996. № 4.
9. Аршшов В. И. Синергетическое познание в контексте проблемы единства двух культур //
Высшее образование в России. 1994. № 4.
10. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика как средство интеграции естественнонаучного и
гуманитарного образования // Высшее образование в России. 1994. №4.