Шаг первый. Принципы технологии.

Для начала мы перечислим те основные принципы, которые мы закладывали в само устройство курса. Каждый из принципов жестко связан с решаемой при разработке задачей, а потому сами принципы являются своеобразными средствами или «маяками», позволяющими выводить школьников к содержанию прорывной науки.

Первый принцип состоит в том, что мы должны двигаться в трех параллельных пластах содержания. Это – пласт предметных знаний и материала, пласт метапредметных знаний и материала, а также пласт эпистемических технологий – тех самых универсальных технологий работы со знаниями.

При этом пласт эпистемических технологий должен быть расширен за счет введения семиотических технологий работы со знаками и схемами. Между тем, при разработке курса мы намеренно выстраивали работу по обучению мыслительным технологиям так, чтобы представить их технологиями работы со знаниями и соответствующим образом транслировать.

Трехслойное устройство курса задает тот уровень различенности типов транслируемого содержания, который адекватен нашей задаче. С одной стороны, мы должны передать собственно передовые научные знания. Но этого недостаточно. Для того чтобы школьники могли представлять себе устройство современной науки и место в ней тех знаний, которые им переданы, они должны обладать необходимыми знаниями о мыследеятельностном устройстве научной действительности и теми ключевыми стратегиями научного поиска, которые там существуют. Эти стратегии задаются для нас не собственно необъясненными открытиями или нерешенными теоретическими задачами, сколько необходимостью трансформации самого естественнонаучного мышления. Появление принципиальной возможности по-иному мыслить объекты природы дает возможность совершать новые открытия. В этом плане, открытия никогда не совершаются на основе наблюдений и на основе накопления, суммирования фактов. Г.П. Щедровицкий говорил в своих лекциях: «Яблоки падали и до Ньютона, и падало их очень много. И это обстоятельство не приводило к появлению знания, хотя люди постоянно наблюдали падение яблок. <...> Мы видим лишь то, что знаем»[2]. Мы намеренно приводим эту яркую цитату, поскольку очень часто школьные предметы естественнонаучного цикла формируют у учащихся именно такое отношение к научным открытиям: ребята просто не представляет себе, как получаются новые знания.

Второй – метапредметный – пласт транслируемых знаний задает средства, в первую очередь, для видения собственной деятельности. Эти знания позволяют отслеживать полученные в рамках уроков схемы и идеи с точки зрения тех действий и того движения мысли, которые привели к полученному результату. А это является ключевой компетентностью в современной науке – способностью осуществить рефлексию с богатым набором аналитических средств. Г.П. Щедровицкий писал: «По сути дела, сегодня мы все время сталкиваемся с такими ситуациями, когда ученый, работая на разных уровнях иерархии сферы науки, обязан не только рассматривать и изучать объект своей познавательной деятельности, но и постоянно рефлектировать свою собственную деятельность и определять ее место в общей системе общественно-исторической деятельности, и в процессе развития этой системы»[3].

Таким образом, мы передаем школьникам методологическое по своей сути отношение к науке. Наше представление о том, чем задаются на сегодняшний день тенденции развития химии и физики, приведено в описании курса «Развитие химических представлений о веществе». Укажем только, что каждый новый принципиальный поворот в развитии химии, на наш взгляд, был связан с введением в аппарат научного мышления новой, более мощной категории, и этот процесс продолжается.

Наконец, третий пласт работы – это эпистемическая технология, которая должна быть освоена школьниками. Этот пласт работы является важнейшим и объемлющим для всего курса. Именно он задает содержание метапредметного образования. При работе с предметным материалом и с привлечением необходимых метапредметных знаний должна быть отработана, выделена и присвоена универсальная технология мышления. В данном случае – универсальная технология работы со знаниями при построении и анализе моделей, или эпистемическая технология моделирования. Основания выбора именно этой эпистемической технологии для решения поставленных перед курсом задач будет обсуждаться нами при подробном описании самой этой технологии.

Освоение этой технологии и присвоение соответствующих способов является ключом для развития целого ряда способностей, т.е. получения того антропологического результата, который и требуется в развивающем образовании. Сама же технология, или работа по схеме этой технологии, является основной единицей содержания, которое транслируется школьникам. Таким образом, можно утверждать, что каждый из тех пластов работы является своим каналом трансляции, который организуется в ситуации обучения (Схема 21).

Схема 21

Каналы обладают взаимными функциями друг по отношению к другу. При этом движение в них осуществляется диспараллельно, в соответствии со сценарием курса. Так, выбор моделирования как базовой эпистемической технологии предполагает, что в рамках предметной трансляции будут передаваться предметные модели натуральных объектов, а в рамках метапредметной трансляции будут привлекаться знания и средства, во-первых, понятийного анализа моделей, и, во-вторых, категориального анализа моделей как схем.

Возникает вопрос о том, какой предметный материал должен быть выбран и, соответственно, о неслучайных основаниях этого выбора. Понятно, что этот материал должен принадлежать переднему краю физических и химических исследований и разработок. Но весь вопрос состоит в том, чем же задается этот передний край.

На наш взгляд, передний край науки проходит по границе того, что мы знаем, и того, чего мы не знаем и не можем пока что знать про какой-то объект, но четко очертили ту область, где такое знание может и должно быть получено. Такая область, в которой зафиксирована ситуация отсутствия у нас адекватных средств и знаний, является областью существования проблемы. Собственно, проблема (в одной из формулировок) является таким вопросом, на который при существующих знаниях и средствах, не может быть дан исчерпывающий ответ.

Введение учащихся в проблемную ситуацию в науке является вторым принципом организации курса. Мы должны таким образом рассмотреть устройство современной науки, чтобы выявит там проблемные точки. Выбрав одну из этих точек, подвести школьников к вхождению в эту проблему, т.е. обеспечить наличие у них адекватного видения научных позиций и подходов к ответу на проблемный вопрос. Наконец, мы должны организовать ситуацию, в которой школьники обнаружат разрыв в собственных возможностях ответа на данный вопрос, зафиксируют точку собственного незнания и предпримут рад шагов для построения нового подхода к проблеме и, соответственно, нового знания. При этом, поскольку мы осуществляли работу не в рамках технологии проблематизации, а в рамках технологии моделирования и эпистемической работы, момент чистой постановки проблемы был для нас вторичным. Нам было необходимо очертить саму область отсутствия знания и предпринять шаги по получению этого нового знания. Лишь потом, рефлексивно, предполагалось обнаружить ту точку, которая задавала принципиальную невозможность применения имеющихся знаний и средств. Те не менее, без использования элементов технологии проблематизации, которая позволяет разграничивать различные научные подходы и выделить границу мыслительных возможностей, осуществить выход к переднему краю науки невозможно. Но сама проблема при этом должна быть представлена эпистемически – как знание о всеобщем незнании.

В рамках развертывания курса проблема выступает как соотношение экспериментальных данных, полученных при работе с объектом, – результатов наблюдений и измерений и неадекватных этим данным моделей. Развертывается ряд предметных, закрепленных в культуре моделей, которые соответствуют определенному классу объектов или какому-то одному определенному объекту. Но эмпирическое знание об объекте данного класса или же о том самом определенном объекте не может быть схвачено ни одной моделью (Схема 22).

Схема 22

Проблемная ситуация здесь состоит в том, что адекватных моделей нет вообще – эти модели должны быть предложены. В самом процессе построения этих моделей мы со школьниками должны ответить на вопрос о том, в чем должна состоять принципиальная сдвижка наших возможностей, позволяющая адекватно на моделях описать полученные феномены.

При поиске проблемных точек в современной науке мы руководствовались также принципом, согласно которому наиболее сильной сдвижкой фронта научного знания является смена научной онтологии. Поэтому необходимо бить именно в те точки и обсуждать те проблемы, в которых мы могли бы вывести школьников в область построения новых онтологий.

Г.П. Щедровицкий пишет, что «онтологии есть представления об объектах как таковых»[4]. Другими словами, онтология представляет объекты в их предельном, несводимом ни к какому другому представлению, виде. Примером в данном случае может служить механическая онтология, которая строится от Галилея, и до сих пор является одной из ключевых в физике, или же квантово-вероятностная онтология (так называемая копенгагеновская интерпретация Бора, Гейзенберга и Дирака) в химии и микрофизике. Смена онтологии предполагает появление такого нового представления об объекте, на основе которого мы могли бы пересмотреть и заменить все имеющиеся предметные модели или же свести старые модели к их определенному месту в новом подходе. Поэтому проблемы, если эти проблемы задаются необходимостью принципиального расширения возможностей научного мышления и решаются не в стратегии «затыкания дыр», решаются так, что начинают строиться новые онтологические представления.

Такая работа в свое время была осуществлена Галилеем, Кеплером и Ньютоном, Максвеллом, Гиббсом и Больцманом, Эйнштейном, Планком, многими другими. Собственно, каждая научная революция задается тем, что появляется новая, более мощная и более адекватная изучаемым объектам онтология.

Следующий принцип построения курса вытекает из самой сложности задачи, когда мы не можем осуществить выбор какого-то монопредметного материала, как в структуре школьных предметов, а вынуждены работать с реальной проблемой, которая всегда возникает на пересечении множества разделов разных наук.

При этом эпистемическая технология моделирования является ядерной, но не единственной в курсе (Схема 23). Более того, для того, чтобы отработать и транслировать эту технологию, мы должны осуществить различное ее развертывание на разном, но связанном через проблему, предметном материале. Здесь важно, что настоящие проблемы обладают тем свойством, что они проходят через, казалось бы, очень разрозненные фрагменты научной действительности, и как бы сшивают эту действительность.

Схема 23

Получается, что работа в курсе принципиально интегративая, причем на двух уровнях. На уровне предметного материала обеспечивается интеграция предметных действительностей химии и физики (и множества соответствующих тем) за счет удержания проблемы и за счет отработки одной и той же эпистемической технологии на разном предметном материале.