CC BY
35
УДК 50
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
Сироткин О.С., д-р техн. наук, профессор
Гатиятова А.Р., канд. пед. наук, старший преподаватель
ФГБОУ ВО «КГЭУ»,
Контакты: sirotkin-49@mail.ru; suleimanova-a-r@ya.ru
Проанализированы проблемы и намечены пути совершенствования методологии преподавания курса «Концепции современного естествознания».
Ключевые слова: естествознание, методология преподавания, проблемы, перспективы совершенствования.
Воспитание правильного мировоззрения на окружающее нас Мироздание, осознанное понимание специфических (общих - ме-журовневых и более частных - внутриуровневых) черт естества материальных объектов, составляющих нас самих и Вселенную в целом, включая и мир Земли, где мы обитаем - одна из важнейших компонент и задач образования любого уровня. И, в первую очередь, конечно университетского образования, независимо от нашей основной специальности.
Где мы живём, кто мы и как мы общаемся с окружающим нас Миром? Какое знание является естественным и научным, совместимо ли научное знание с религиозным, что первично материя или сознание и т.д. и т.п. Без ответа на эти вопросы современный человек, и тем более выпускник университета, вряд ли может считать себя homo sapiens. Правильный и объективный ответ на эти вопросы возможен лишь при наличии сбалансированности ин-
161
формации о фактическом содержании проблемы (конкретная информация в виде совокупности конкретных эмпирических фактов об изучаемых материальных явлениях, раскрывающих существо явления) и теоретических обобщений, максимально точно описывающих объект исследования (гармония - баланс теории и практики). Отсутствие баланса между этими двумя компонентами в знании неминуемо приводит к субъективизму либо в «пользу» первой, либо второй составляющих науки и, как следствие, к искажению реалий окружающего нас мира.
А ведь большинство из современных концепций естествознания, изданных в России в последнее время, настолько субъективны (особенно в плане недооценки химического вещества, его превращений и химии в целом и переоценки вклада физики в мир Земли), что очевидно искажают реалии окружающего нас материального мира. И, в первую очередь, мира Земли, так что изучив их нам не только трудно потом разобраться в естестве этого мира, но, фактически, мы получаем заведомо неверную информацию [1]!
Например, одним из наиболее распространённых заблуждений, бездумно используемым в этих концепциях в качестве аксиомы, является постулат, что «все вещества состоят из атомов». Можно понять, что во времена Демокрита и Аристотеля это утверждение было прогрессивным, так как впервые закладывало взгляды о дискретности и делимости тел и материи. Но к началу XX века стало уже абсолютно очевидным, что само вещество имеет свои уровни деления. И, самое главное, что в условиях мира Земли (то есть в нормальных условиях и соответствующем интервалом изменения термодинамических параметров), преобладающий в нем тип вещества (химическое гомо-или гетероядерное соединение) не построен из индивидуальных атомов. Он построен (или его химическая структура состоит) из ядер (или атомных остовов) и обобществленных электронов, обеспечивающих химическую связь этих атомных остовов, «где же здесь атомы?» [2]. И
162
это всеобщее заблуждение, что вещество состоит из отдельных (индивидуальных) атомов, может быть подтверждено реально лишь одним примером. Это случай, когда инертные одноатомные газы типа неона и аргона переходят при очень низких температурах в конденсированное состояние с образованием жидких, соответственно, (-245,9 и -189,3°С) и твёрдых (-248,6 и -185,9°С) веществ, действительно построенных из отдельных атомов N6 и Аг, связанных достаточно слабым физическим ван-дер-ваальсовым взаимодействием. Ещё более некорректной выглядит позиция ряда учёных, которые с подачи физиков пытаются свести все многообразие явлений Природы к физическим явлениям и четырём физическим взаимодействиям в ущерб химическим.
При этом во всех изданных сегодня учебных пособиях или учебниках по естествознанию практически всегда замалчивается очевидный факт, что Мир Земли и его термодинамика в нормальных условиях - это, прежде всего, мир химических соединений (или химических веществ типа: кислорода - Ог; воды - НгО; оксидов металлов и неметаллов - минералы, земная кора и т.д.; целлюлозы - растительность; животных и человека - «композиционные» системы на основе биополимеров, получающие энергию и «строительный материал» для своего организма в процессе деструкции химических связей при переваривании пищи в желудке - «своеобразном химическом реакторе» и т.д.). А это значит, что «химия изучает формы материи, встречаемые в обычной жизни, в отличие от ядерной физики или физики элементарных частиц» [3].
А если учесть, что, согласно утверждению В.А. Легасова, «химия - главный создатель материалов для всех отраслей науки и техники», и более 75% технологий производства материалов связаны с химической обработкой или превращением исходных химических веществ или материалов, то роль химии в материаловедении и окружающем нас мире Земли трудно переоценить. Думается, что пора понять справедливость утверждения: «Жизнь на Земле есть
163
концентрированное выражение химической целесообразности» и, «по существу, мир Земли - это, прежде всего, мир Химии» [4; 5].
Поэтому крайне некорректно и безграмотно звучат сегодня в печати и на телевидении утверждения пренебрежительного типа: «Это же химия!..», когда собственная безграмотность человека (он же не ругает химию в лице молекул кислорода в воздухе, воды в виде рек и морей на Земле и т.д.) переносится на химию в целом. А ведь ругать химию - то же, что ругать свою мать, которая тебя породила, так как химия и окружающий нас мир неразделимы, и все мы являемся продуктами эволюции Природы Земли, в которой химическое превращение вещества является наиважнейшим! Ведь именно благодаря химическому превращению человечество обеспечивает себя энергией (порядка 90%), материалами (порядка 90%), питанием, лекарствами и т.д. Обоснование столь принципиальных выводов приведено в монографии [6].
Сегодня также стало понятно, что периодическая система Д.И. Менделеева, является по сути не химической, а физической, так как она объединяет и систематизирует на основе физических (а не химических характеристик) не индивидуальные химические вещества, а индивидуальные атомы, то есть истинно физическую разновидность вещественной материи [4-6]. А далее цепочкой тянутся целый ряд несоответствий формулировок таких фундаментальных естественнонаучных понятий как «атом», «химический элемент», «химическое соединение», «молекула» и т.д. Например, до сих пор в большинстве классических учебников по «Общей химии» утверждается, что «атом ... мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства». Аналогичные формулировки приводятся и в большинстве общепринятых учебников по общей и неорганической химии Н.Л. Глинки, Н.С. Ахме-това и др. А ведь сегодня совершенно очевидно, что индивидуальный атом не может обладать собственно химическими свойствами, так как свойство всегда является функцией структуры соответствующего вещества. А так как индивидуальный атом не характеризуется понятием
164
«химической структуры» по A.M. Бутлерову и элементы его образующие (элементарные частицы) связаны не химическим, а физическим взаимодействием, то поиск у атома собственно химических свойств лишен всякой логики. При этом очевидно нельзя отождествлять способность атома к химическому связыванию себе подобными или другими атомами с собственно химическим свойством. Последние (то есть собственно химические свойства) могут быть присущи только химическому веществу в виде химического соединения, построенному из не менее 2-х ядер или атомных остовов, связанных любым типом химической связи [1; 4-нб]. Отсюда понятно, что такая традиционная формулировка термина «химического элемента» - как совокупности атомов с одинаковым зарядом ядра также безнадежно устарела. Сегодня под химическим элементом следует понимать ядро или атомный остов, связанный любым типом химической связи в соответствующем веществе, так как атомы (как индивидуальные частицы) по A.M. Бутлерову и П.М. Зоркому в химических веществах отсутствуют [2; 4].
Особо следует отметить уже неестественное отставание в XXI веке в понимании фундаментальной разницы (состав и тип связи элементов, структура и свойства) между химическим, физическим, биологическим и другими разновидностями вещества. Не до конца раскрыта универсальность понятия «химическое соединение» (химическое вещество), объединяющего сегодня как гомоядерные (так называемые «простые» или «элементарные» вещества), так и гете-роядерные (построенные из различных элементов) соединения, которые и являются, по сути, химическими веществами.
Кроме того, понятие молекулы уже потеряло свою универсальность (так как в структуре металлов и преимущественно ионных соединений, как теперь понятно, молекул не существует), а понятие гомо- или гетероядерное «химическое соединение» так пока ещё и не приобрело понимания как более универсальное чем «молекула» у научной и педагогической общественности. Мало того, попытки трактовать понятие молекулы в качестве универ-
165
сального химического термина привели к искажению его фундаментальной сущности, определяемой прежде всего преобладанием ковалентной компоненты химической связи в структуре молекул и как следствие её такого свойства как насыщаемость обязательным конечным числом (2, 3 и т.д.) химических элементов в их структуре (Ог, Оз, Н2, Н2О и т.д.). Именно это и определяет в итоге дискретность молекулярной частицы и резкое изменение её структуры и свойств (а точнее образование нового химического вещества) при добавлении или убавлении к исходной структуре даже одного или двух дополнительных элементов. Например, Ог и Оз или Н2О и Н2О2 это совершенно разные по структуре и свойствам вещества. В металлических же (типа Рем) или ионных (типа №0) немолекулярных химических соединений такой зависимости нет, то есть при добавлении или убавлении в исходной структуре кристалла одного или даже нескольких дополнительных элементов строение и соответственно свойства этих немолекулярных веществ реально не меняется! То есть существуют химические соединения молекулярные и немолекулярные.
Приходиться констатировать, что попытки физического редукционизма по отношению к другим естественным наукам (прежде всего к химии и биологии) [1; 4; 7] начинают приносить вред в совершенствовании их фундаментальной индивидуальности [8; 9]. А это в совокупности с неудачными попытками физиков в создании единой теории строения вещества, материи и Мироздания в целом заставляет современных учёных, включая и авторов настоящей монографии, предлагать альтернативные подходы для решения означенных выше проблем [1; 10; 11].
Таким образом, результаты развития отдельных наук и естествознания в целом на пороге ХХ-ХХ1 веков характеризуется особым переходным состоянием, когда накопленное эмпирическое количество знания все острее начинает вступать в противоречие с все более устаревающими догмами и парадигмами представлений
166
на строение вещества и отдельных его разновидностей, материи и Мироздания в целом, сформированных ранее. То есть накопленное количество во многих случаях не переросло в новое качество, усугубляя проблемы современного совершенствования взглядов на строение или структурную организацию как отдельных материальных объектов, так и Мироздания в целом. В результате, многие естественные науки все более перегружаются частностями, дробятся ещё на более частные научные и учебные дисциплины. Можно констатировать, что дробление научного знания приобретает лавинообразный характер, количество специальных наук приблизилось к 17 тысячам (например, только число «различных химий» уже подбирается к цифре 100) [1-нЗ]. И поэтому сегодня в значительной мере в школе и университетах школьникам и студентам даются избыточные и часто не системные знания, в ущерб необходимым и достаточным. То есть ущербность образования сегодня на всех уровнях от детсада до университета связана, прежде всего, с тем, что для растущей личности не доводят необходимым минимум системных (научных) знаний о естественных закономерностях окружающего нас Мира, а перегружают её бесконечным эмпирическим количеством.
Отсюда возможна формулировка 2-х основных наиболее общих проблем развития научного знания и образования в целом к началу XXI века. Первая - особую остроту в науке, образовании и естествознании в целом приобрели проблемы выработки единого универсального взгляда на Вселенную и устройство Мироздания, а также выяснения фундаментальных причин многообразия явлений и объектов окружающего нас мира Земли и Вселенной в целом. Вторая - все более назреваюгцее противоречие между накапливающейся эмпирической информацией и значительной частью традиционных, но устаревающих научных парадигм. Всё это определяет необходимость пересмотра целого ряда устаревших, но общепринятых «частных» естественнонаучных
167
взглядов и парадигм и систематизации накопленных эмпирических знаний в рамках отдельных естественных дисциплин. Решение этих проблем позволит установить баланс между теоретическими основами различных концепций естествознания и накопленной в них количественной эмпирической информацией, повысив, таким образом, объективность знаний.
Решением первой проблемы как раз и должно заниматься естествознание, представляя окружающий нас Мир в виде единой системы знаний, а не просто в виде многочисленных сборников -учебников «Концепции современного естествознания». При этом очевидно, что такое понятие как «материя» уже давно созрело для перехода из философской категории - в естественно-научную, а «вещество» и «поле» также должны быть конкретизированы, а само определение понятия «естествознание», также требует эволюционного развития. Обычно под естествознанием понимают естественные науки или совокупность наук о природе [12, С. 188]. Поэтому естествознание сегодня традиционно представляется в виде механической суммы знаний, полученными различными естественными науками (механикой, физикой, химией, геологией, биологией, географией, астрономией и т.д.). Причём это осуществляется без чёткой систематизации их конкретного вклада в эту интегральную науку определения существа единства и причин различий основных объектов Мироздания, то есть естествознание обычно представляется в виде суммы различных (физических, биологических, квантово-механических, химических и т.д.) концепций, без серьёзных попыток их объединения в единое целое [13^-24]. Следует правда отметить, что В.И. Кузнецов и др. уточняют, что под естествознанием следует понимать «совокупность наук о Природе, взятая как единое целое, т.е. не просто как сумма разрозненных наук, а именно как единый комплекс, ... одна наука ... обобщённая или интегративная» [14, С. 6]. Но при этом авторы по существу не отвечают на главный фундаментальный и одновременно структу-
168
рирующий вопрос естествознания: что же в конце концов определяет за это единство объектов Мироздания (Природы в широком смысле и Вселенной в целом)? На чем основывается это фундаментальное единство? И на какой научной основе возможна единая системная и универсальная классификация всего многообразия материальных объектов Мироздания и наук их изучающих?
То есть в этой науке пока преобладает механистический подход в попытках формирования общей концепции естествознания [15-н24]. Он заключается подчас в элементарно механистическом использовании суммы знаний разных естественных наук (ведь эта дисциплина не случайно называется «Концепции естествознания» [13-н24]) без выявления их интегральной взаимосвязи.
Решение означенных выше проблем с целью конкретизации естествознания как важнейшей естественно-научной дисциплины и совершенствования методологии её преподавания в соответствии с интегрально-дифференциальным этапом развития научного знания в целом [14] должно опираться на единую материалистическую систему Мироздания и интегральный закон сохранения массы и энергии [1; 11].
Источники
1. Сироткин О. С. Интегрально-дифференциальные основы унитарной концепции естествознания (Парадигма многоуровневой организации материи как естественная основа многообразия и единства природы объектов системы Мироздания). Казань: КГЭУ, 2011. 268 с.
2. Зоркий П.М. Критический взгляд на основные понятия химии // Российский хим. журнал. 1996, т. 40, № 3, С. 5-25.
3. Бузник В.М. Роль химии в устойчивом развитии общества. Хабаровск: Дальнаука, 1999, 30 с.
4. Сироткин О.С. Начала единой химии (Унитарность как основа формирования индивидуальности, раскрытия уникальности и фундаментальности химической науки). Казань: Изд. АН РТ «Фэн», 2003. С. 252.
5. Сироткин О.С. Химия на своем месте // Химия и жизнь. 2003, №5. С. 26.
6. Сироткин О.С. Химия на пороге XXI века (О месте химии в современном мире, индивидуальности и единстве её фундаментальных начал). Казань, КГТУ, 1998. 120 с.
169
7. Соловьев Ю.И. Курашов В.И. Химия на перекрестке наук: Исторический процесс развития взаимодействия естественнонаучных знаний. М: Наука, 1989, 192 с.
8. Курашов В.И. Познание природы в интеллектуальных коллизиях научных знаний: Научная мысль России на пути в XXI век. М.: Наука, 1995. 283 с.
9. Кузнецов В.Н. Эволюция представлений об основных законах химии. М.: Наука, 1967, 310 с. Ю.Сироткин О.С., Сироткин P.O. О концепции химического образования. // Высшее образование в России. 2001, № 6. С. 137-139.
11. Сироткин О.С., Система мироздания как современный научный фундамент совершенствования интегрально-дифференциального этапа развития естествознания (Обзорная статья) Успехи современного естествознания, №1, 2015, С. 160-168.
12. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка, М., Азбуковник,
2002, 944 с.
13. Кубарев Ю.Г. Основы естествознания (концепции современного естествознания). Казань, КГЭУ, 2006. С. 164.
14. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М: Агар, 1996. С. 384.
15. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М.: Высшая школа,
2003. С. 488.
16. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997. С. 287.
17. Горелов A.A. Концепции современного естествознания. М.: Издательство Центр, 1997. С. 208.
18. Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко и В.П. Рат-никова. 2-е изд., перераб. и доп. М. ЮНИТИ-ДАНА, 2002. С. 303.
19. Горохов В.Г. Концепции современного естествознания и техники. М.: ИНФРА-М, 2000. С. 608.
20. Торосян В.Г. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. М.: Высш. школа, 2003. С. 208.
21. Лучшие концепции современного естествознания. Серия «Банк рефератов». Ростов на Дону: Феникс, 2002. С. 352.
22. Концепции современного естествознания. М.: Минвуз, 1997. С. 156.
23. Клягин Н.В. Современная научная картина мира. М.: Университетская книга, Логос, 2007. С. 264.
24. Кубарев Ю.Г., Дудичева С.Л. Эволюционное естествознание естествознания (концепции современного естествознания): Казань: КГЭУ, 2004. С. 148.
PROBLEMS AND PROSPECTS OF PERFECTION OF METHODOLOGY OF TEACHING OF DISCIPLINE «CONCEPTS OF MODERN NATURAL SCIENCE»
Sirotkin O.S., Gatiyatova A.R.
Analyzed the problems and outlined ways of improving the methodology of teaching the course «Concepts of modem natural science».
Keyn'ords: science, methodology, problems, perspectives of development.
Дата поступления 09.09.2016.
170
