Развитие мышления на уроках биологии. Развитие мышления на уроках биологии Что называется мышлением биология

Без вложений

Человеческий мозг в течение всей жизни собирает, анализирует, сортирует, обрабатывает и хранит информацию. Только что полученные сведения сопоставляются с хранящимися в нашей памяти и систематизируются, дополняя, уточняя или видоизменяя наши представления об окружающем мире и о нас самих. Благодаря этой огромной постоянной работе с информацией в мозге получает отражение объективно существующая реальность. Эти процессы отражения, т. е. познания человеком существенных связей и отношений вещей или явлений, и составляют сущность мышления.

Элементарные формы мышления, или, точнее, способность к отражению объективной реальности, свойственны и высшим животным. Человеческое мышление отличается от зачатков его у животных в первую очередь полнотой и глубиной отражения. В мозге животных получают отражение лишь наиболее простые, имеющие для них непосредственное значение закономерности и связи окружающего мира. А человеческое мышление способно охватить любые явления - от законов микромира до глобальных проблем устройства Вселенной - и познать их сущность.

Человеческое мышление имеет длинную предысторию. Оно развивалось в процессе практической деятельности, становления и развития общественно-производственных отношений одновременно с совершенствованием нашего мозга. Результаты познавательно-практической деятельности закреплялись в языке и с помощью речевого общения передавались от одного поколения к другому.

Таким образом, главная особенность мышления состоит в том, что оно протекает преимущественно в форме понятий, выраженных словами, в которых закреплен человеческий опыт. Это позволяет нам в процессе познания не ограничиваться только непосредственной информацией, исходящей от органов чувств, а получать представление о таких свойствах и отношениях объектов мышления, которые непосредственно недоступны нашему восприятию - устройстве атома или характере процессов, происходящих в недрах звезд. Благодаря мышлению создается наука, возникает возможность познания законов природы, общества и самого мозга - носителя нашего мышления. Вот почему мышление называют высшей формой отражения объективной реальности.

Орган мышления - мозг. Важные физиологические механизмы его работы были открыты русскими учеными И. М. Сеченовым и И. П. Павловым. Они создали учение о рефлекторном характере работы мозга, об условнорефлекторном (сигнальном) принципе высших форм его деятельности (см. Высшая нервная деятельность). Тем самым были развейчаны религиозные догмы о том, что мысли тельная деятельность человека - проявление бестелесной, нематериальной, божественной души. А это подрывало основы и самой религии.

Вопрос об отношении материального и духовного, об отношении материи и мышления всегда был и остается центральным вопросом философии. Вопреки идеализму и учению церковников, утверждающих, что мышление представляет собою якобы проявление особого духовного начала и является первичным, не зависящим от материи и никак не связанным с ней самостоятельным явлением, марксистско-ленинская философия считает материю первичной, а мышление лишь особым свойством высокоорганизованной материи.

Прежде всего мышление является высшим познавательным процессом. Оно представляет собой порождение нового знания, активную форму творческого отражения и преобразования человеком действительности. Мышление порождает такой результат, какого ни в одной действительности, ни у субъекта на данный момент времени существует. Мышление (в элементарных формах оно имеется и у животных) также можно понимать как получение новых знаний, творческое преобразование имеющихся представлений. Отличие мышления от других психологических процессов состоит также в том, что оно почти всегда связано с наличием проблемной ситуации, задачи, которую нужно решить, и активным изменением условий, в которых эта задача задана. Мышление в отличие от восприятия выходит за пределы чувственно данного, расширяет границы познания. В мышлении на основе сенсорной информации делаются определенные теоретические и практические выводы. Оно отражает бытие не только в виде отдельных вещей, явлений и их свойств, но и определяет связи, существующие между ними, которые чаще всего непосредственно, в самом восприятии человеку не даны.

Свойства вещей и явлений, связи между ними отражаются в мышлении в обобщенной форме, в виде законов, сущностей. На практике мышление как отдельный психический процесс не существует, оно незримо присутствует во всех других познавательных процессах: в восприятии, внимании, воображении, памяти, речи. Высшие формы этих процессов обязательно связаны с мышлением, и степень его участия в этих познавательных процессах определяет и уровень развития. Мышление - это движение идей, раскрывающее суть вещей. Его итогом является не образ, а некоторая мысль, идея. Специфическим результатом мышления может выступить понятие - обобщенное отражение класса предметов в их наиболее общих и существенных особенностях. Мышление - это особого рода теоретическая и практическая деятельность, предполагающая систему включенных в нее действий и операций ориентировочно - исследовательского, преобразовательного и познавательного характера.

Вторая сигнальная система - понятие, введенное И.П. Павловым для обозначения системы ориентировки человека на словесные сигналы, на основе которых возможно образование временных нервных связей. Так как для человека характерно совместное действие первой и второй сигнальных, то им было предложено выделять специфически человеческие типы высшей нервной деятельности по преобладанию той или иной системы. В соответствии с этим художественный тип был определен как имеющий преобладание первной сигнальной системы, мыслительный - преобладание второй сигнальной системы, а средний как уравновешенный по этому признаку.

3. Все живые существа взаимодействуют с окружающей средой. Внешне это проявляется в двигательной активности. Приспосабливаясь к окружающей среде, животные могут использовать природные предметы в качестве орудий и даже изготовлять их. Но только человеку присуща деятельность, под которой в общественных науках понимается форма активности, направленная на преобразование окружающего мира.
В структуре любой деятельности принято выделять объект, субъект, цель, средства ее достижения и результат. Объектом называется то, на что данн ая деятельность направлена; субъектом - тот, кто ее осуществляет. Прежде чем начать действовать, человек определяет цель деятельности, т. е. формирует в своем сознании идеальный образ того результата, которого он стремится достичь. Затем, когда цель определена, индивид решает, какие средства ему необходимо использовать для ее достижения. Если средства выбраны правильно, то итогом деятельности будет получение именно того результата, к которому стремился субъект.
Основным мотивом, побуждающим человека к деятельности, является его желание удовлетворить свои потребности. Эти потребности могут быть физиологическими, социальными и идеальными. Осознаваемые людьми в той или иной мере, они становятся главным источником их активности. Огромную роль играют убеждения людей относительно целей, которых необходимо достигнуть, и основных путей и средств, к ним ведущих. Иногда в выборе последних люди руководствуются сложившимися в обществе стереотипами, т. е. некоторыми общими, упрощенными представлениями о каком-либо социальном процессе (конкретно - о процессе деятельности). Неизменная мотивация имеет тенденцию воспроизводить аналогичные действия людей и как следствие - аналогичную социальную реальность.
Основной единицей деятельности является действие: любая деятельность предстает перед нами как цепь действий. Действие включает в себя и постановку цели (акт сознания), и внешне выраженный акт поведения. Конкретный способ (способы) выполнения действий называется операцией. Характер операций зависит от объективных условий, в которых совершается действие, и имеющегося опыта человека - операции обычно мало или совсем не сознаются человеком (выполняются на уровне автоматических навыков).
Различают деятельность практическую и духовную. Первая направлена на преобразование существующих в реальности объектов природы и общества. Разновидностями практической деятельности являются материально-производственная (преобразование природы) и социально-производственная (преобразование общества). Содержание духовной деятельности связано с изменением сознания людей. В нее входят: познавательная, ценностно-ориентировочная и прогностическая деятельность.

1. Клетка – сложная система, состоящая из трех структурно-функциональных подсистем поверхностного аппарата, цитоплазмы с органоидами и ядра.

Эукариоты (ядерные) – клетки, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, ограниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Эукариотические клетки от простейших организмов до клеток высших растений и млекопитающих, отличаются сложностью и разнообразием структуры. Типичнойэукариотической клетки не существует, но из тысяч типов клеток можно выделить общие черты. Каждаяэукариотическая клетка состоит из цитоплазмы и ядра.

Собирает, анализирует, сортирует, обрабатывает и хранит информацию. Только что полученные сведения сопоставляются с хранящимися в нашей и систематизируются, дополняя, уточняя или видоизменяя наши представления об окружающем мире и о нас самих. Благодаря этой огромной постоянной работе с информацией в мозге получает отражение объективно существующая реальность. Эти процессы отражения, т. е. познания человеком существенных связей и отношений вещей или явлений, и составляют сущность мышления.

Элементарные формы мышления, или, точнее, способность к отражению объективной реальности, свойственны и высшим животным. Человеческое мышление отличается от зачатков его у животных в первую очередь полнотой и глубиной отражения. В мозге животных получают отражение лишь наиболее простые, имеющие для них непосредственное значение закономерности и связи окружающего мира. А человеческое мышление способно охватить любые явления — от законов микромира до глобальных проблем устройства Вселенной — и познать их сущность.

Таким образом, главная особенность мышления состоит в том, что оно протекает преимущественно в форме понятий, выраженных словами, в которых закреплен человеческий опыт. Это позволяет нам в процессе познания не ограничиваться только непосредственной информацией, исходящей от , а получать представление о таких свойствах и отношениях объектов мышления, которые непосредственно недоступны нашему восприятию — устройстве атома или характере процессов, происходящих в недрах звезд. Благодаря мышлению создается наука, возникает возможность познания законов природы, общества и самого мозга — носителя нашего мышления. Вот почему мышление называют высшей формой отражения объективной реальности.

Мышления — мозг. Важные физиологические механизмы его работы были открыты русскими учеными И. М. Сеченовым и И. П. . Они создали учение о рефлекторном характере работы мозга, об условно-рефлекторном (сигнальном) принципе высших форм его деятельности (см. ). Тем самым были развенчаны религиозные догмы о том, что мыслительная деятельность человека проявление бестелесной, нематериальной, божественной души. А это подрывало основы и самой религии.

Существует гипотеза, что процесс мышления протекает в головном мозге. Более того, она является общепринятой. Для этой гипотезы есть немало оснований, например, медицинских. Общеизвестно, что в случае травматических повреждений мозга возможны нарушения памяти, речи и самого мышления. Например, потеря кратковременной памяти или памяти на лица, появление дефектов речи, таких как заикание, и существенные изменения в осуществлении некоторых мыслительных операций, таких как абстрагирование или синтез. Примем эту гипотезу и мы. Итак, головной мозг как "физический уровень" мышления изучают нейробиологи. Многим из них, как правило, не свойственно широкое теоретизирование в отрыве от экспериментальных данных и построение неких концепций функционирования мозга. Известный американский нейрофизиолог Дэвид Хьюбел (David H. Hubel) в одной из своих работ прямо написал: "К счастью, спекуляции о принципах работы мозга не являются единственным путем для исследования, и изучать мозг - более увлекательное и, кажется, более полезное занятие". К его позиции можно отнестись с уважением, однако, надеюсь, это взгляд на проблему отдельных исследователей, а не научной дисциплины в целом. Нейробиологи в лице нейроанатомов и нейрофизиологов дали нам богатейший фактический материал. Подсчитано и измерено довольно много. От типичного объема головного мозга (1400 см3) и количества нейронов в нем (1011-1012) до величины мембранного потенциала (0,07 В) и максимальной "тактовой частоты", с которой нейроны могут генерировать импульсы (до 800 Гц, а 100-200 Гц - типично). В шутку можно дать "ориентир" разработчикам микропроцессоров - 1012 "транзисторов" на кристалле, напряжение питания ядра - 0,07 В, частота - около 1 кГц. Технологический процесс прикиньте сами. Это действительно только шутка, потому что нейрон невообразимо сложнее транзистора, а архитектура головного мозга имеет такую потрясающую степень параллелизма, что высокого быстродействия отдельных элементов или высокой тактовой частоты "устройства" в целом и не требуется. Кстати, на секунду отвлекусь на вопрос, связанный с происхождением современного человека. Наши возможные предки, или, по иному мнению, тупиковые ветви развития рода человеческого, нашими предтечами совсем не являющиеся, имели одну характерную особенность. Объем их головного мозга был значимо меньше, чем у Homo sapiens sapiens, за одним единственным исключением (табл. 2).

Таблица 2. Объем головного мозга у древних людей.

Несколько слов по поводу взаимоотношений неандертальцев и сапиенсов

Если прежде, когда в науке о происхождения человека преобладали взгляды о стадиальной эволюции: erectus - neanderthalensis - sapiens, более примитивный склад ума неандертальца не ставился под сомнение, то в современной антропологии четкого мнения по этому поводу нет.Как известно, своим именем неандертальцы обязаны долине Неандерталь в Германии, где впервые были найдены останки этого вида ископаемого человека. Черепная крышка неандертальца была предложена для изучения замечательному естествоиспытателю и ярому стороннику здравого смысла Рудольфу Вирхову (1821-1902). Первым диагнозом после осмотра фрагмента черепа было: ребенок-идиот, чьи родители в течение долгих лет стеснялись представить его обществу (не следует забывать и о политических демократических пристрастиях ученого).Так или иначе, значительно меньший объем лобных долей мозга поздних европейских неандертальцев, вероятно, был причиной того, что с прошлого века палеоантропы-неандертальцы считались нашими примитивными предшественниками. Однако дальнейшие находки неандерталоидных форм заставили ученых пересмотреть свои взгляды. Было доказано, что появление палеоантропов следует отнести к гораздо более раннему периоду. Кроме того, выяснилось, что неандертальское человечество было также разнообразно, как и современное, поэтому делать выводы о каких-либо "стандартах" объема мозга вряд ли стоит. Объем мозга современного человека не константа. Он варьирует в пределах первых сотен кубических сантиметров. В границах этой нормы абсолютно не выражена зависимость между объемом мозга и интеллектуальной мощью индивида. Хрестоматийным стал пример с французским писателем Анатолем Франсом, объем мозга которого был значительно меньше средней величины. Вот уж не подумаешь, читая "Остров пингвинов" или "Боги жаждут". Единственное, чем могу обрадовать представителей горделивого пола (мужского), - это тем, что ваш мозг, господа, как правило, больше по объему, чем мозг ваших очаровательных спутниц! Обнаружение форм погребальной обрядности у неандертальцев стало своего рода сенсацией. В пещере Шанидар (Ирак) археологи нашли коллективное погребение неандертальцев, одним из которых был мужчиной преклонных лет с ампутированной рукой. Специфическая форма стертости зубов позволила предположить, что ряд "ручных" операций он выполнял зубами. Анализ сохранившейся пыльцы в культурном слое показал, что тела погребенных были укрыты слоем цветов, содержащих наркотические вещества.Нет нужды доказывать, что уровень мышления неандертальцев был довольно высок.Что касается большей агрессивности сапиенсов, то бесспорных доказательств этому нет. Например, и те и другие были склонны к каннибализму. Однако рассматривать это как свидетельство агрессивности я бы поостереглась, памятуя, что каждый христианин и сегодня причащается...Вероятнее всего, между сапиенсами и неандертальцами могла иметь место метисация (то есть смешение), ведь палеоантропологи склонны относить "их" и "нас" к одному виду...

Это исключение - Homo sapiens neanderthalensis, головной мозг которого превосходил человеческий по объему на 100 см3. По этому поводу есть даже некая теория о том, почему неандертальцы так и не стали главенствующим видом на Земле, несмотря на свое столь высокое интеллектуальное развитие. Да по той простой причине, что вид Homo sapiens sapiens (то есть мы с вами), благодаря своей многочисленности и врожденной жестокости более совершенного конкурента просто-напросто истребил.

Это все к тому, что нам, якобы "венцу творения", явно не стоит задаваться. Могут со временем выясниться неприятные подробности нашего воцарения в подлунном мире. А теперь вернемся к нейрофизиологии.Помимо количественных получены и некоторые качественные результаты. Произведено картирование головного мозга, и имеются приблизительные сведения о том, какой участок головного мозга за какие функции отвечает.

Довольно много известно о двигательной коре, отвечающей за произвольные движения. Знание достигнуто во многом благодаря изучению естественных травм головного мозга человека - частому явлению в наш век войн и автомобилей. Относительно неплохо исследован зрительный тракт, включающий в себя первичную зрительную (или стриарную) кору. На сегодня имеется четкое представление, для чего она нужна и каков ее вклад в анализ зрительной информации. Более или менее изучены и несколько других отделов головного мозга. Очень много сведений получено о разновидностях, строении и функциях нейронов, физике и химии образования нервных импульсов, о синаптической передаче и организации нейронных сетей. Перечень знаний о "физическом уровне" мышления можно продолжать и продолжать, однако ни порознь, ни в совокупности они пока не привели к пониманию механизмов мышления.

Книга Reasoning in Biological Discoveries. Essays on Mechanisms, Interfield Relations, and Anomaly Resolution
Lindley Darden 2006

Мне кажется, очень многозначительная книга.

Попытка высказать и формализовать, как сейчас думают биологи. В основном речь о мышлении нейробиологов и молекулярных биологов, которые сейчас, конечно, представляют и самый многочисленный, и наиболее передовой отряд биологов. Но в целом это именно ведущий способ мышления, который из этих передовых областей распространяется на эволюционную теорию, и в другие более традиционные области.

Нейробиологи и молекулярные биологи мыслят схемами, называя это теориями. Они говорят о теориях, но подразумевают под ними всегда только механизмы. Механизм - это то, что можно понять, другие вещи непонятны, и потому они не могут служить объяснению, а механизм - как раз то, что признается понятным и потому лежит в основе биологических объяснений. Механизм - это однозначное преобразование, A > B. В таком виде преобразование можно понять. Для изображения механизма и для мышления о нем биологи рисуют схемы, эти схемы, схематические механизмы в дальнейшем употребляются как синонимы - схема = механизм.

Если удается придумать схему, биологи считают, что у них есть теория, если схемы нет - при наличии любых других мыслительных продуктов - считается, что теории нет. Если в каком-то участке возникает неясность, считается, что дело в том, чтобы придумать схему. Схемы многоуровневы, то есть элементы схемы верхней расшифровывается последовательностью схем на более низких уровнях. Отдельный раздел книги о том, как возникают новые схемы. Впрочем, ничего более впечатляющего, нежели то, что они могут встраиваться (A>...>B) или надстраиваться (A > B > ...) там нет. Понятная комбинаторика - схема с новыми элементами, новыми цепочками механизмов и т.п.

Самые значительные открытия современной биологии и вообще большинство того, что сделано в биол. науках, делается посредством таких схем. Ученые редко изображают частные детали, когда описывают механизм, их представления схематичны и часто ограничиваются диаграммами, прерываемыми абстрактными описаниями. Эти абстрактные описания могут быть наполняемы примерами более детального описания, обычно эти примеры немногочисленны и непоследовательны, в том смысле, что одну часть можно видеть на одном примере, другую на другом, в полном виде все детали на примерах обычно не видны.

Важно заметить, что объяснением считается предложение гипотетической схемы. Подтверждение ее реального существования обычно довольно длительный процесс, схема подтверждается частично, частично видоизменяется, так что можно сказать - случается, что к тому времени, как гипотетическая схема будет подтверждена и проверена, она уже оказывается неверной и заменяется другими схемами.

По поводу генетики разбираются примеры, из которых следует, что менделевская генетика не была редуцирована до молекулярной генетики и не была в нее переформулирована. Со ссылками на Schaffner и Hall утверждается, что было две истории этой дисциплины и работы классической биологии не оказали почти никакого влияния на становление молекулярной генетики, в том смысле, что она возникла неким своим путем, связанным с биохимией, а потом ее результаты были "привиты" на дерево истории биологии. Возникло утверждение, что каким-то образом классическая зоология и в т.ч. менделевская генетика пришли к молекулярным основам, хотя это не так. Делается попытка сформулировать разные предметные поля менделевской генетики и мол.генетики - у них разные объекты, разные характерные времена, разные результаты и схемы работы. Прогресс генетики был не редукцией прежних представлений или их переносом, а результатом новых открытий, новых механизмов. То есть, по мнению автора, было две разных науки генетики (на самом деле - три), и они только название общее имеют, а в прочем весьма различны.

В качестве примеров берутся самые разные истории открытий и способы объяснений, начиная с механизма синтеза белка и до мол. генетики. Утверждается, что такие многоуровневые схемы активности неких сущностей - это и есть тот механизм объяснений, с которого началась наука Нового времени, это машины Галилея. В подтверждение приводятся работы P. Machamer 1998 Машины Галилея 2000 Природа метафоры. Это, мол, Галилей придумал мыслить схемы и заменять элементами схем с приписанными ими типами активности реальные объекты, и этим оперировать.

Сам автор нарисованную картину понимает примерно следующим образом (можно из этого делать самые разные выводы, но он предпочитает себя понимать так): прежде единство науки мыслилось как универсальная иерархическая классификация рабочих гипотез, увязывающая в единое целое разные предметные поля; теперь картина должна быть иной - наука, кажется, развивается не по этой картине: единство науки есть комплекс сетей отношений среди разных предметных полей. На мой взгляд, трудно представить более скучную точку зрения на предложенный материал. Автор оценивает происходящее так: удалось выяснить, какой способ исследования на самом деле ведет к быстрому прогрессу в биологии. Указанный схематизм - мышление механизмами - описывается как указание на правильный, новый, прогрессивный метод биологического мышления.

Таков замысел книги. Само наполнение - это и теории конструирования в генетике, и отношения среди предметных полей в эволюционной теории, и способы выработки стратегий исследования и работы с контрпримерами.