Научное познание (филогенез) и учебное познание (онтогенез) развиваются и функционируют аналогично, хотя пути формирования понятий в обучении имеют своеобразие, обусловленное временны́м фактором и уровнем развития учащихся [163]. Следовательно, понять закономерности усвоения понятий школьниками невозможно вне осмысления его в процессе общественно- исторического познания.
Как и в научном познании, понятие является узловой формой мышления в учебном процессе, является ключевым моментом обучения. Освоение понятий означает овладение не только результатом общественно-исторического процесса познания, но и тем способом, которым это знание было получено.
Способы познания не являются чем-то независимым от характера познаваемых объектов. Следуя объективной структуре предмета, мышление не только правильно отражает его природу, но и вырабатывает способы познания. Овладение продуктами познания, таким образом, возможно только с помощью способов, выработанных человечеством в процессе постижения реальной действительности. О. Н. Дамения в работе «Воспитание мышления» пишет: «воспитывать, формировать мышление человека это значит изменять его по тем принципам и законам, по которым оно само исторически возникает и развивается. Иначе говоря, применяемые в процессе воспитания мышления методы и принципы должны быть выведены из самого мышления и выражать его природу, а не придуманы воспитателем искусственно» [45]. Это справедливо для формирования не только мышления, но и знаний об объективном мире. Более того, формирование как понятий, так и способов логического познания мира есть процесс единый. Без овладения способом познания невозможно сформировать понятие, объективно отражающее предмет или явление. Также без специально организованного процесса усвоения понятий в учебном процессе невозможно сформировать способы их постижения учащимися, поэтому необходимо заботиться не только о передаче содержания, но и о формировании способов познания.
Индукция и дедукция как эмпирические способы познания
В дидактической и методической литературе, а также в практике преподавания основное внимание уделяется таким формам познания, как индукция и дедукция. Однако рассмотрение только этих двух форм ограничивает воспитание мышления школьников. Как указывал Ф. Энгельс, невозможно все приёмы мышления втиснуть в эти две формы, индукцию и дедукцию можно применять только на своём месте и не распространять на всё познание [171].
При определении места и значения индукции и дедукции в познании следует исходить из сущности этих способов. Сущность индукции заключается в том, что при сравнении ряда предметов или их представлений абстрагируется общий признак одна из сторон объектов. Главным приёмом индукции является сравнение, представляющее собой своеобразное предметное действие, выполняемое мысленно. Абстрагированное с помощью сравнения общее является как бы внешней меткой, по которой определяется принадлежность объекта к данному классу. С помощью этого признака объект или индуктивно присоединяется к данному классу, или в нём дедуктивно предполагается данный признак. Так индукция неразрывно связана с дедукцией.
Поскольку во внешней форме объектов сущность не представлена, то путём сравнения и индуктивного вывода нельзя вскрыть сущность исследуемого объекта. Результаты индуктивных и дедуктивных умозаключений всегда являются проблематичными, требующими эмпирических подтверждений, поэтому Ф. Энгельс писал, что результаты индукции «ежедневно опрокидываются новыми открытиями» [171].
Приведём пример. Во время опытов учащиеся наблюдают взаимодействие магния, цинка, железа с соляной кислотой; в результате наблюдаемых реакций выделяется водород. Из опытов следует индуктивный вывод, что металлы вытесняют водород из кислоты. Серебро металл, следовательно, вытесняет водород из кислоты. И, как видим, пользуясь индукцией, сразу делаем неправильный вывод. Следующим опытом он опровергается.
Это подтверждается реальным уроком. Учитель предоставил учащимся возможность провести реакции цинка, железа и меди с соляной кислотой. Сообщает, что результатом этих реакций являются соли. На основе индукции учитель формулирует определение солей как вывод из опытов: «Соли это продукты реакции вытеснения водорода из кислот металлами». Такое определение противоречит проведённым опытам. Учащиеся увидели, что медь не вытесняет водород. В дальнейшем они встретятся с солями меди, существование которых противоречит определению, данному учителем.
Это подтверждается реальным уроком. Учитель предоставил учащимся возможность провести реакции цинка, железа и меди с соляной кислотой. Сообщает, что результатом этих реакций являются соли. На основе индукции учитель формулирует определение солей как вывод из опытов: «Соли это продукты реакции вытеснения водорода из кислот металлами». Такое определение противоречит проведённым опытам. Учащиеся увидели, что медь не вытесняет водород. В дальнейшем они встретятся с солями меди, существование которых противоречит определению, данному учителем.
В учебном процессе при изучении взаимодействия кислот с металлами принято ложное утверждение на основе индукции: «Активные металлы реагируют с кислотами, а неактивные не реагируют». Когда учащиеся будут изучать реакции кислот, обладающих сильными окислительными свойствами, с неактивными металлами, они также столкнутся с опровержением продекларированного учителем вывода.
Таким образом, место индукции и дедукции в процессе познания реальной действительности определяется их возможностями как эмпирических методов.
Индукция и дедукция являются только моментами в процессе познания, подводящими мышление к теоретическому освоению исследуемого объекта.
В нашем примере следует показать взаимодействие меди и серебра с серной и азотной кислотами. При этом формируется понятие о разнообразном взаимодействии кислот с металлами. Позднее, углубляясь в сущность данной химической реакции, можно доказать различную активность металлов как восстановителей, а также разнообразие окислителей в составе кислот (ионы водорода, атомы серы и азота в высоких степенях окисления). Так постепенно формируется богатое понимание реакции кислот с металлами. При этом мы выходим за пределы эмпирического опыта и подходим к теоретическому обоснованию данных реакций.
Абстрагированное в результате сравнения объектов общее, как одна из сторон исследуемых предметов, должно занять определённое место в системе других сторон и отношений, поскольку абстрагирование сторон и установление их взаимоотношений ведут к синтезу конкретного, как это было показано выше. На примере реакций металлов с кислотами сформировалось теоретическое понятие из отдельных абстракций, выявленных экспериментально:
а) металлы вытесняют водород из кислот;
б) не все металлы могут вытеснять водород из кислот;
в) по признаку вытеснения водорода из кислот металлы делятся на активные и неактивные;
г) металлы реагируют с кислотами не только путём вытеснения водорода;
д) неактивные металлы взаимодействуют с кислотами, при этом они окисляются не ионами водорода, а кислотными остатками.
Метод восхождения от абстрактного к конкретному
Для образования конкретного понятия необходимо не только вычленить отдельные внешние стороны, но и, что самое главное, абстрагировать существенное. Сущность исследуемого объекта не представлена во внешней форме, которая может быть воспринята нашими чувствами. Она может быть вычленена не путём сравнения ряда предметов, а путём анализа и синтеза, которые осуществляются при установлении взаимосвязей и отношений, а также при установлении иерархии абстракций. В данном примере реакций металлов с кислотами сущность заключается в величинах электродных потенциалов, а ещё более глубокая сущность в электронных представлениях.
Анализ и синтез являются средствами теоретического освоения реальной действительности восхождением от абстрактного к конкретному [102]. Путём анализа единичное расчленяется, выделяются отдельные стороны (абстракции), путём последующего синтеза устанавливается координация сторон, свойств, вычленяется генетическое противоречие, приведшее к возникновению исследуемого объекта, то есть сущность. Далее прослеживается развитие объекта и открываются его различные стороны, устанавливаются взаимосвязи между ними, и тем самым синтезируется конкретное понятие. Так происходит переход от единичного к особенному, а затем к всеобщему. При этом индукция применяется на эмпирическом уровне, а восхождение от абстрактного к конкретному на теоретическом. Это можно выразить следующей цепочкой:
единичное особенное (абстракция) всеобщее (конкретное).
Опираясь на индукцию, дидактика выработала схему образования понятия [12, 105]: