CC BY
10Фундаментальные исторически зафиксированные достижения научной биологии как контент ценностно ориентированного учебного знания
Богданов Николай Александрович
кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры естественнонаучного образования и коммуникативных технологий, Института Биологии и химии Московского педагогического государственного университета, na.bogdanov@mi.mpgu.edu
Перелович Наталья Валентиновна
кандидат педагогических наук, доцент кафедры естественнонаучного образования и коммуникативных технологий, Института Биологии и химии Московского педагогического государственного университета, nv.perelovich@mpgu.su
В статье представлена краткая историко-философская основа идеи включения ценностного компонента в структуру естественнонаучного знания. Рассматривается триада раскрытия ценностно ориентированного знания: а) знание, позволяющее решать практические проблемы жизни человека; б) знание, иллюстрирующее прогрессообразующий характер процесса его получения и результата, который при этом получается; в) знание как компонент культуры цивилизации. Синтезируя три компонента, авторы представляют ценностно ориентированное школьное биологическое знание как отображённое процессом исторически зафиксированного его получения. С этих позиций обсуждается включение в содержание школьной биологии идей биосферы в понимании В.И. Вернадского и логически и содержательно вытекающего из них целостного (физико-географо-биолого-химического) описания важных для жизни биосферных процессов.
Ключевые слова: ценностно нагруженное научное знание, методология научного познания, содержание образования, про-грессобразующая функция ценностного знания, исторический разворот процесса получения знания, идеи биосферы в понимании В.И. Вернадского.
Постановка проблемы. Подготовка учителя биологии включает наряду с дидактико-методическим компонентом компонент воспитательный, что, в частности, ориентирует разработчиков высшего педагогического образования на отражение в методическом блоке дисциплин ценностного контента биологического знания. Это заставляет обратиться к краткому философскому рассмотрению «аксиологических координат» научного знания. Одним из существенных различий классического и неклассического этапов развития математики и естествознания является позиционирование соотношения получаемого научными методами знания и его ценностного аспекта. Ценностный компонент активно ассимилируется с научным знанием, степень признанной в классике их раздельности существенно понижается. При этом в фи-лософско-методологической, предметно-научной (биологический блок) и методической подготовке учителя биологии получает повышенную значимость вопрос о корректности элиминации ценностного аспекта из системы научных фактов, гипотез, законов, их следствий, их подтверждаемости экспериментом. Наш главный тезис в этом пункте звучит так: студент как можно чётче должен осознать, что такая элиминация ценностей из научного знания, возможность познания объекта или феномена природы самого по себе (от ценностного пласта очищенного) учёным миром признаётся как подход непродуктивный. Вопросы, связанные с диалектикой соотношения «знание - ценность» обсуждались ещё в работах И. Канта, различавшего мир должного и сущего, в исследованиях М. Вебера, М. Шелера, Н. Гартмана и других мыслителей-философов прошлых лет. Мы полагаем важной мысль о том, что при всём различии обозначенных подходов разных учёных и философов их объединяет то, что все они не стремились эти два концепта разделить, -- а наоборот, всячески исследовали тенденции конвергенции аксиологии с методологией научного познания, внося в научное знание и научный поиск «аксиологическую размерность» [1].
Мы также полагаем важным то, что эволюция обсуждаемого соотношения (знание - ценность) затронула и саму философию науки. Если ещё в первой половине ХХ столетия методологи науки ценностный пласт непосредственно в эпистемологию и методологию познания не включали, помещая его на периферию, придавая статус рефлексивного осмысления науки, то во второй половине предшествующего столетия в методологии и философии науки произошёл парадигмальный сдвиг. «Ценностная размерность» [1] теперь стала имманентной принадлежностью методологии познания, её стали вписывать в глоссарий и проблемный контент научной методологии, описываемый терминами и клише, в этой области знания принятыми, проецировать непосредственно в методологическую принципиалистику, в описание инструментария
о о и и т
О т э т й А
X £ т О
х О т
0
01 и А ы О и А X X т
о с
СП ^
о
сч
(операционального компонента) научного поиска и интерпретации его результатов. При этом явно доминирующей стала позиция, включающая ценности в науку как социокультурный феномен, формирующая в сознании научного и культурного сообщества социокультурный образ науки и её представителей, -- эта проблема, в частности, обсуждалась в работах таких известных философов науки как Т. Кун, П. Фейерабенд, И. Лакатос, К. Поппер, М. Полани [3; 4; 2; 10; 5 ].
При этом в только что упомянутых и более поздних философских работах выделяемы три важных для усвоения будущими учителями биологии фрагмента. Во-первых, методологи науки стали рассматривать интерпретацию и содержательную конкретизацию «ценностно нагруженного» знания как исторически эволюционирующей системы норм и регулятивов научного поиска. Это, в частности, позволило рассмотреть этот процесс в контексте перехода от неклассической к постнеклассической парадигме (последняя треть ХХ столетия). Во-вторых, сам процесс научного познания стал рассматриваться как «ценностно нагруженное» активное отражение в сознании отдельного учёного и научного социума в целом объектов и феноменов живой природы в мировоззренческой рамке. Более того, постепенно под ценностью знания стали понимать не только соответствие знания и процесса его получения нравственно-эстетическим канонам, а и соответствие/несоответствие мировоззренческим нормам и принципам. В-третьих, встал вопрос о том, как ценностно (мировоззренчески и нравственно-эстетически) «нагруженная» исследовательская активность субъекта познания, учёного-физика, химика, биолога может выполнять конструктивные функции в познании, как она может быть корректно вписана в исследовательскую ин-струменталистику. Это вопрос встал и перед философами науки, и перед представителями разных её отраслей: математики, физики, химии, биологии и других.
Обозначенная триада логически и содержательно выявляет методологическую конкретику вопросов, вставших перед научно-философским социумом: могут ли ценностные суждения быть каким-либо образом верифицированы; как они вписываются в контекст перехода от науки к практике; как решается проблема истинности ценностных выводов и суждений. В связи с этим студенты полноценно осознают, что в 70-е годы ХХ столетия в истории методологии и эпистемологии отобразился «продвинутый» по отношению к предшествующим результатам взгляд на проблему научных ценностей. Он включил в фокус рассмотрения диаду «когнитивно-ценностное», проявившую поиск способов корректного вписывания ценностного контента в структуру научного знания средствами, так или иначе известными и вырабатываемыми «внутри самого научного познания» [1]. Это ознаменовало переход от абстрактного изучения ценностей к выявлению конкретных способов, форм и специфики взаимодействия ценностного и когнитивного компонентов научного исследования, а также введение в научный обиход клише «шкала ценностей» -- проблема отобразилась в гораздо большей степени конкретики. Кантовское классическое этико-эстетическое понимание ценностей, конечно, не утратило своего значения для науки, однако, было существенно расширено, и сама методология научного познания расширила свои исследовательские горизонты, включившись в конкретное поисковое поле. Например, показателем такого включения может служить использование известным логиком А.А. Ивиным в контент методологии науки клише «логика норм и оценок»
[9].
На наш взгляд, включение ценностей в контент научного знания означает, что предметное знание (научные факты, законы, теоретические построения, гипотезы, их
экспериментальное подтверждение) и знание операциональное, инструментальное (методы и стратегии научной деятельности, её общие и частные регулятивы, способы интерпретации результатов) обретают значимость и ценность для научного социума и общества в целом благодаря отображению посредством категорий: осознанность способа добывания, степень верифицирован-ности результатов, вписываемость в существующую структуру знания в ракурсе её расширения, обогащения, перекомпоновки, а в ряде случаев и существенного пересмотра. В связи с этим Л.А. Микешина выдвигает тезис о том, что «эпистемологическая значимость знания представляется одновременно как его научная ценность» [10]. Такое видение фиксирует сегмент нашего дальнейшего рассмотрения проблемы с точки зрения отражения тезированных идей в процессе конструирования содержания общего среднего образования, участниками которого так или иначе станут студенты, которые в недалёком будущем соприкоснутся с общим средним образованием.
Ценностный компонент естественнонаучного знания, включаемого в содержание общего среднего образования и его сегментное раскрытие. Всем, что было представлено по проблеме ценностного компонента научного знания, контент научных ценностей не исчерпывается. Он неизбежно включает и ряд других компонентов, отражаемых тезисно следующими клише: а) ценность знания как понимание его практической ориентированности на решение актуальных задач практики и обыденной жизни; б) ценность знания как феномена культуры человеческой цивилизации; в) ценность знания как прогрессообразующего концепта, позволяющего человеку глубже проникнуть в тайны мироздания, земного и космического, высветить разумные перспективы научного поиска.
Эти три пункта предложенной компонентной расшифровки мы собираемся раскрыть в данной статье, объединив их таким тезисом: научное биологическое знание в исторически зафиксированных сюжетах его развития как способ осознания учащимися его ценности для науки и социума в целом. В связи с этим мы предлагаем как одно из методических решений идею включения в содержание школьного биологического образования исто-рико-научной ретроспективы сюжетов возникновения, развития и становления фундаментальных идей биологии, оценки социумом их значения и вклада в науку и культуру учёных, причастных к поиску такого знания.
Одним из примеров соответствующего только что заявленной идее наполнения традиционного школьного содержания образования по биологии историко-научным материалом, является фрагмент, связанный с осознанием учащимися значимости фундаментальных достижений биологии ХХ столетия.
Немногие открытия по значимости могут сравниться с обнаружением антибиотиков. Целебные свойства плесени отмечались еще древними египтянами и индийцами, использовалась она и в русской народной медицине. В 1872 г. дерматолог Алексей Полотебнов в работе «Патологическое значение плесени» отмечал положительное действие плесени при лечении варикозных язв и предполагал ее успешное использование при заживлении операционных ран. В 1897 году Эрнест Дюшен подготовил диссертацию об антагонизме между плесенью и микробами, но его доклад не был оценен в Институте Па-стера. В 1929 году Александр Флеминг открыл пенициллин. Но, не будучи химиком, он не мог очистить полученную субстанцию до состояния качественного активного вещества. Говард Флори и Борис Чейн разработали такие способы очистки, и довели технологию получения пенициллина до промышленного производства.
Советские ученые микробиологи под руководством З. В. Ермольевой в 1942 году получили отечественный препарат «пенициллин-крустозин ВИЭМ», который был эффективнее английского. Уже в 1944 году на Прибалтийском фронте З.В. Ермольева проводила испытания советского пенициллина. Результатом испытаний стало 100% выздоровление красноармейцев. «Ни одной отрезанной ноги» - с удовлетворением говорила Зинаида Виссарионовна.
Очевидно, что открытие антибиотиков дало начало новой эре в медицине. Их использование спасает сотни миллионов жизней от смертельно опасных инфекционных заболеваний. Предотвращает развитие инфекций после ранений или ожогов. Антибиотики совершили переворот в хирургии. Теперь возможны такие хирургические операции, которые ранее до эры антибиотиков были немыслимы. Теперь прооперированный больной может выжить, не погибнув от бактериальной инфекции.
Раскрывая всю палитру научных достижений, мы одновременно попытаемся предложить такое содержательное представление, которое будет максимально приближено к тексту, способному быть адекватно и полноценно воспринятым и осознанным школьниками, учащимися выпускных классов, в которых биология является профильным предметом. Мы начнём раскрытие с того, что ученики должны осознать, что к началу 30-х гг. ХХ века в физике родилась и структурно оформилась наука о волновых свойствах микрочастиц, квантовая механика, а в биологии оказалось множество созвучных идей. Еще в середине XIX века благодаря экспериментальной работе Грегора Менделя появились первые доказательства существования дискретных факторов наследственности -генов. Переоткрытие законов Г.Менделя Хуго де Фризом, Карлом Корренсом и Эрихом фон Чермаком положило начало возникновению новой науки - генетики. Хромосомная теория наследственности Томаса Ханта Моргана экспериментально подтвердила гипотезы о том, что передача наследственной информации осуществляется хромосомами, в которых гены находятся в определенной и линейной последовательности. В 40-е годы ХХ века бактериологи под руководством О.Эвери доказали, что ДНК является молекулярным хранилищем наследственной (генетической) информации. Возникла молекулярная (по содержанию тождественная квантовой) биология, -например, немецкий физик-теоретик М. Дельбрюк был награждён Нобелевской премией за работы, связанные с мутационными процессами у бактерий и бактериофагов. В 1944 году основатель квантовой механики физик Э. Шрёдингер в книге «Что такое жизнь?» представил миру компрессированное понимание основ генетики в связке с идеями квантовой механики - это послужило «триггером» к открытию природы гена. Посредством рентгено-структурного анализа был сделан рывок в понимании структуры «живой» основы мироздания - в 1953 году Джеймс Дьюи Уотсон, Френсис Крик и Морис Уилкинс открыли структуру молекулы ДНК и сформулировали гипотезу ее самоудвоения (генетической репликации).
Важным компонентом историко-научного насыщения школьной биологии, с нашей точки зрения, является синтетическая картина окружающего мира, выведенная в ХХ столетии В.И. Вернадским. Речь идёт об учении о биосфере как одном из важнейших методологических обобщений в области естественных наук, приведения естественнонаучного поля к состоянию качественно иного, чем в предшествующие периоды синтеза. В теории Вернадского нашли достойное «включение» многие ранние естественнонаучные открытия: теория эволюции Дарвина, выводы Эйнштейна о единстве пространства, материи и времени, идеи, связывавшие периодический закон Д.И. Менделеева с биологической миграцией атомов
и многое другое [7]. Дополняя содержание, насыщающее школьную биологию историко-научным контентом, методическими выводами, мы считаем необходимым заострить внимание читателя на аккомпанировании историко-научной палитры важными для понимания школьником методологическими формами. Здесь к этому относится декларирование В.И. Вернадским высшей миссии науки: построению единой картины мира, соединяющей множество выводов различных естественных наук в продуктивную целостность. Сегодня стало ясно, что практические выводы многих областей знания (географии, биологии, физиологии, химии, астрономии и других) могут получить современное научно выверенное истолкование только в свете концепции Вернадского. Школьнику будет в контексте обсуждаемой нами идеи ценностно нагруженного знания интересен такой аспект: всё прошлое биосферы, по мнению Вернадского, подготовило «взрыв» научной мысли, позволивший дать человечеству структурно целостное (хотя и неоднородное) представление мироздания в единстве подходов к описанию неживой и живой природы. С точки зрения отображения в школьном курсе биологии ценностно значимого знания важны и оценки деятельности Вернадского его современниками, например, используя цитаты из книг М.М. Пришвина: «Я всегда чувствовал смутно, вне себя эту ритмику мирового дыхания, и потому научная книжка Вернадского «Биосфера» читалась мной теперь как в детстве авантюрный роман» [10].
Идея ценностной нагруженности научного знания на материале школьной биологии предполагает включение школьников в углублённое рассмотрение биосферы как продолжение знакомства с идеями В.И. Вернадского. Во-первых, школьник без труда понимает, что биосфера есть практически весь окружающий мир, геологическая оболочка, населённая и преобразованная миллионами видов живых организмов, открытая саморегулируемая система, обеспечиваемая космической энергией, наличием воды, протеканием низкотемпературных химических реакций, регулируемых ферментативно. Жизнедеятельность различных организмов обеспечивает биосферный круговорот и их функции весьма разнообразны: растения с помощью солнечной энергии создают органические вещества - строительный материал для всех живых существ, бактерии и некоторые виды грибов разлагают отмершие организмы, минерализуя, содержащуюся в них органику, тем самым подготавливая вещества для их повторного использования живыми организмами. Миллионы видов растений, животных, грибов, бактерий перемещают живое вещество в пространстве.
Включение в контент биологического знания обобщающих фрагментов о биосфере предполагает и сравнение живой и неживой природы: в неживой природе замкнутая (изолированная) система неизбежно приходит к равновесию, прекращающему все макропроцессы. Живые организмы призваны вывести из равновесия природу: благодаря непрерывному обмену веществом, энергией и информацией между живыми организмами и средой их окружающей различные фрагменты среды отличаются друг от друга по физико-химическому составу, и это отличие не устраняемо процессами диффузии. Живые организмы улавливают и «консервируют» в виде внутренней энергии электромагнитное поле, живое вещество консервирует элементы из разбавленных растворов. Живое вещество постоянно нарушает равновесие и везде, где только существует жизнь, это вещество упорно отвоёвывает у окружающей среды новое пространство для жизни. Первопроходцами завоевания такого пространства являлись прокариоты (бактерии), подготавливающие почву и пространство для более развитых форм, которые в свою очередь способствуют миграции атомов в
о о и и т
О
т э
т
й А
X £ т О
х
0
т О
01
и
А
ы о
и А
X X т
биосфере, ускорению обмена веществ. Появление скелетных форм водных беспозвоночных усиливает миграцию кальция, а скелетные позвоночные инициируют миграцию атомов фосфора. Резко увеличивают скорость химических реакций в живом веществе ферменты, и чем интенсивнее реакции в живом организме, тем интенсивнее миграция атомов различных элементов в биосфере, тем интенсивнее усваивается земной средой космическая энергия.
Школьникам будет интересен факт эволюции биосферы в направлении увеличения коэффициента полезного действия, -- он отражает степень «усвоения» космической энергии живым веществом Земли и превращения её в другие полезные для живого виды энергии, который существенно увеличился с появлением человека (миграция атомов при этом существенно возросла). Древний человек добывал около 20 элементов, а современный способен получать в свободном состоянии почти все химические элементы (за малым исключением), он научился разлагать устойчивые соединения, выделять из руд металлы, добывать уголь, синтезировать «неприродные» виды химических соединений.
Приведённый пример иллюстрирует такие педагогические аспекты аксиологической ориентации учебного материала как: а) знание ценное позволяет представить описание окружающего мира не строго ориентированное на одну узкую область знания, а на междисциплинарное описание, поскольку оно позволяет отобразить и понять полную картину происходящего; б) знание ценное осознаваемо школьником в проекции на то, как оно было исторически получено, какие ранние отдельные фрагменты на том или ином историческом этапе получили синтетическое описание, какие важные аспекты деятельности и жизни земной цивилизации оно стало на определённом этапе истории отображать.
Обсуждение и выводы. Содержание статьи позволяет тезировать тот пласт идеи ценностного отображения изучаемого школьниками научного знания, который в ней представлен. Включая учеников в аксиологическое пространство биологии, целесообразно акцентировать внимание на историческом материале, иллюстрирующем научное познание и его результат как важнейший компонент культуры цивилизации, как вектор её прогресса и способ движения к открытию тайн окружающего мира. Исторический материал, как нам удалось показать, включается в содержание образования не обособленно. Его целесообразно соединять с содержательно близким предлагаемой исторической панораме материалом методологического статуса, иллюстрирующим школьникам многие важные общенаучные закономерности возникновения и развития научного знания. К числу открытых нашим исследованием вопросов, требующих дальнейшего исследования, мы относим проблему формирования у школьников ценностного отношения к предлагаемому компоненту биологического знания, включающего мотивационный компонент, инициирование желания активно усваивать предлагаемое учителем и учебником содержание, включаться в его самостоятельное расширение и углубление.
Литература
1. Микешина Л.А. Эпистемология ценностей. -М.: „ Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН), ® 2007. - 439 с.
,ü 2. Поппер К. Объективное знание. Эволюционный
« подход. М.: Эдиториал УРСС, 2002. 384 с. URL: ® https://libking.ru/books/sci-/sci- philosophy/307036-karl-
(Ч ^
01 Z
popper-obektivnoe- znanie-evolyutsionnyy-podhod.html
3. Кун Т. После «Структуры научных революций». М.: АСТ, 2014. 448 с. URL: https://libking. ru/books/sociology_book/630972-tomas-kun- posle-struktury-nauchnyh-revolyucij.html
4. Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ // М.: Мир, (перевод с венгерского) 1970, -- 245 с.
5. Фейерабенд П. Наука в свободном обществе. М.: АСТ, 2010. 378 с. URL: https://libking. ru/books/sci-/sci-philosophy/347228-pol- feyerabend-nauka-v-svobodnom-obshchestve. html
6. Важеевская Н.Е. Гносеологический компонент физического образования - М.: Прометей, 2002. - 187 с.
7. Ильченко В.Р. Перекрёстки физики, химии и биологии. -М.: Просвещение, 1986. - 173 с.
8. Ивин А.А. Современная логика. - Фрязино: «Век 2», 2009. - 384 с.
9. Микешина Л.А. Диалог когнитивных практик. Из истории эпистемологии и философии науки. -М.: [повторить издательство из №1], 2010. - 575 с.
10. М.М.Пришвин «Дневники.1928-1929». М.: Русская книга, 2004. - 542 с.
Fundamental Historically Recorded Achievements in Biology as
the Content of Value-Oriented Educational Knowledge Bogdanov N.A., Perelovich N.V.
Moscow State Pedagogical University
The article presents a brief historical and philosophical basis for including a value component in the structure of natural science knowledge. The triad of value-oriented knowledge is considered: a) knowledge that allows solving practical problems of human life; b) knowledge illustrating the progress-forming nature of the process of obtaining knowledge as well as its final result; c) knowledge as a component of culture and civilization. Synthesizing these three components, the authors present value-oriented school knowledge of biology as reflected by the process of its historical acquisition.From this perspective, inclusion in school biology of V.I. Vernadsky's ideas of biosphere, logicallyleading to holistic description of key biospheric processes,is discussed. Keywords: value-loaded scientific knowledge, methodology of scientific knowledge, content of education, progress-forming function of value knowledge, historical turning point of the process of obtaining knowledge, V.I. Vernadsky's ideas of biosphere.
References
1. Mikeshina L.A. Epistemology of values. -M .: Russian Political
Encyclopedia (ROSSPEN), 2007. - 439 p.
2. Popper K. Objective knowledge. The evolutionary approach. M.:
Editorial URSS, 2002.338 s. URL: https://libking.ru/books/sci-/sci- philosophy / 307036-karl-popper-obektivnoe- znanie-evolyutsionnyy-podhod.html
3. Kun T. After the "Structure of scientific revolutions." M .: AST,
2014.448 s. URL: https: // libking. com / books / sociology_book / 630972-tomas-kun- posle-struktury-nauchnyh-revolyucij.html
4. Lakatos I. Falsification and methodology of research programs //
M .: Mir, (translated from Hungarian) 1970, - 245 p.
5. Feyerabend P. Science in a free society. M .: AST, 2010.378 s.
URL: https: // libking. com / books / sci- / sci-philosophy / 347228-pol-feyerabend-nauka-v-svobodnom-obshchestve. html
6. Vazheevskaya N.E. The epistemological component of physical
education - M .: Prometheus, 2002. - 187 p.
7. Ilchenko V.R. Crossroads of physics, chemistry and biology. -M .:
Education, 1986. - 173 p.
8. Ivin A.A. Modern logic. - Fryazino: "Century 2", 2009. - 384 p.
9. Mikeshina L.A. Dialogue of cognitive practices. From the history of
epistemology and philosophy of science. -M.: [Repeat publishing house from No. 1], 2010. - 575 p.
10. M.M. Prishvin "Diaries. 1928-1929." M .: Russian book, 2004 .-542 p.
