Химик как субъект деятельности

Анализ исследований химиков (Эпштейн, 1963; Голубева, 1991; Борецка, 1993; Очирова, 1995; Коробейникова, 1991; Доманова, 1999; Рехтман, 2000; Волкова, 2002; Engelhart, 1927; Barke, 1993; Olsen, 1928; Clark, Riley, 2001; Bird, 2010; Harle, Towns, 2011; и др.) показывает правомерность употребления словосочетания «химические способности».

В рамках деятельностного подхода исследователями выделяется разное число компонентов химических способностей: три (Е.А. Коробейникова), шесть (М.А. Шаталов), семь (К. Борецка, Е.В. Волкова, Д.А. Эпштейн), двенадцать (Е.Е. Доманова). В большинстве случаев, содержание данных компонентов не позволяет понять, в чем же специфика, какова сущность химических способностей. Например, содержание компонентов «химическая голова», «чувство вещества», «химические руки» в равной степени применима и для других специальных способностей.

В рамках функционального подхода к раскрытию природы специальных способностей химиков исследователи пытаются сопоставить значимость тех или иных психических функций в деятельности физика, химика, ботаника, выделяя для химика в качестве важнейшей психической функции пространственное воображение (Лисичкин, Коробейникова, 2003).

Анализ биографий выдающихся химиков позволяет выделить такие особенности: способность видеть целое, прежде его частей; широкая химическая эрудиция; хорошая память на химическую информацию; универсальность восприятия веществ, процессов, методов (способность увидеть общность механизмов, общность строения, общие закономерности получения…); разносторонние интересы и способности; сочетание теоретических и экспериментальных способностей; способность разнородное объединять в единое целое, а сложное расчленять на простые элементарные части; оригинальность мышления; целеустремленность и высокая энергичность деятельности; особая тщательность проведения исследований; остроумность решений и т.д. Данный перечень свойств и качеств личности, вероятно, присущ многим выдающимся деятелям, за исключением одной важнейшей особенности – все эти свойства и качества памяти, ума, интуиции, воображения и пр. направлены на мир химических взаимодействий и опосредованы им.

В разные возрастные периоды химиков привлекали разные аспекты химической реальности: раннее детство – интерес к минералогии, к внешним свойствам вещества; отрочество и юношество – химический процесс; известны случаи проявления интереса к химии в зрелом возрасте.

Химическая направленность ума

Особенность химической направленности ума проявляется в том, что предметное содержание химии затрагивает всю сенсорно-перцептивную организацию человека. Химическая направленность ума – это особое «ощущение материи»; интерес к составу, свойствам, превращениям веществ и явлениям, сопровождающие эти превращения; способность от внешне наблюдаемых характеристик вещества и его изменений переходить к рассмотрению его внутреннего строения (и наоборот), способность замечать и объяснять химические процессы и явления в повседневной жизни и «включенность» в химический мир (Ломоносов, 1961; Эпштейн, 1963; Рехтман, 2000 и др.).

Если особенностью слуха музыканта является высокий уровень звуковысотной различительной чувствительности, восприятия художника – чувство формы, математика – обостренное внимание к математической стороне явлений безотносительно к их качественной специфике, то особенностью химика является чувство вещества и химического процесса.

Химический язык

В процессе развития науки, чем точнее отражалась химическая реальность в сознании ученых, тем точнее становился язык химии: от образного языка алхимии к более систематизированным формам тривиальных названий химических веществ. На сегодняшний день химики имеют свой, хорошо разработанный, понятный широкому кругу специалистов язык. В системе языковых названий веществ, их свойств или процессов отражается склад ума сообщества химиков, специфическое «химическое» расчленение реальности. Название вещества у образованного химика мгновенно вызывают зрительную ассоциацию – структурную формулу. Формула строения вещества вскрывает внутреннюю природу материи, из которой построено данное вещество (Вант-Гофф, 2008).

Сопоставление основных речевых функций и их содержание в «химическом языке» показывает, что функция экспликация «химического языка» направлена на вычленение специфически предметной информации, позволяющей понять сущность химической реальности; функция апелляции «химического языка» отражает специфику мышления химика, способы экспериментальной и коммуникативной деятельности; функция «экспрессии» ярко проявляется только у очень способных химиков и состоит в особом эстетическом отношении к действительности, способности чувствовать красоту веществ, химических процессов и отражать это в речи («жесткие»/«мягкие» условия, «изящный метод», «уходящая группа» и т.д.).

Имеются различия в кодировании: в языке буква (или комплекс букв) является символом звука, а в химии – символом определенного качества (Fe – железо) или особенности процесса (+? Н – эндотермический процесс), т.е.

Химическое мышление

Специфика мышления химика определяется преобладанием целостного подхода к познанию вещества; обратимостью операций перехода от макроуровня наблюдений к микроуровню описания; логика химика отражает логику превращения веществ; отличается эвристичностью, гибкостью понятий химии; сочетанием абстрактных и наглядных представлений.

Логико-психологический анализ особенностей мыслительных процессов, задействованных при решении химических задач показал, что мыслительные операции (анализ, синтез, сравнение, классификация, установления тождества-различия, выявление причинно-следственных связей, вероятностное оценивание) опосредованы качественно-количественными отношениями химического взаимодействия (Волкова, 2008). Чем точнее отражается химическая реальность, тем продуктивнее мышление химика.

Концептуальные структуры, фиксирующие модель взаимодействия индивида с химической реальностью, имеют сложное иерархическое строение. Например, иерархическая система концепта «вещество» может быть представлена следующими уровнями:

Глобальный уровень иерархии (простая дифференцировка) – исходный конструкт «чистое вещество» дифференцируется на конструкты «простое соединение» и «сложное соединение»: если в формуле соединения один знак химического элемента – то данное вещество относится к «простым», если два и более – к «сложным».

Базовый уровень иерархии (сложная дифференцировка) – дифференциация конструкта «сложное вещество» на конструкты классов соединений, при различении которых помимо категорий признаков знаков и признаков тождества знаков для каждого класса добавляются категории признаков: количества; состава; положения или последовательности элементов и групп; условия. В целом, для четырех классов соединений количество таких категорий возрастает минимум в 4 раза (особенно по категории признаков «состав» – известно 117 химических элементов и множество их сочетаний, образующих разные функциональные группы).

Детализированный уровень (сложнейшая дифференцировка) – предполагает более тонкое различение стимулов. Вводятся дополнительные признаки классификации. Например, для кислой соли в формуле появляется атом водорода: Меm (НpK)n-p; в основной соли – гидроксогруппа: Mem-p(OH)pKn; для двойной – два и более катиона (при этом может быть катионы одного и того же металла, но с разными зарядами) MmM*pKn+р; в смешанной соли – два и более остатка разных кислот МmKpK*n-p.

Анализ показателей зрелости концепта, релевантного понятию «вещество», показывает, что во всех группах испытуемых время сложнейших дифференцировок больше, чем время сложных и простых (правило формы) (табл. 1). По мере возрастного развития и освоения химии время дифференцировок уменьшается (правило роста формирующейся структуры). Формирование структур осуществляется от глобального к базовому, и затем – детализированному уровню. Структура концепта «вещество» в группах испытуемых с разной успешностью в химии отличается по форме упорядоченности концептуальных структур (разное количество уровней обобщенности).

Таблица 1

Показатели зрелости концептуальных структур в разных группах испытуемых

(время и точность дифференцировок)

Химическая память

Способность запоминать химическую информацию характеризует «химическую память».

Данные корреляционного и дисперсионного анализа, а также результаты формирующего эксперимента показывают, что чем выше когнитивная дифференцированность концептуальных структур химии, тем выше продуктивность памяти на химическую информацию, выше скоростные показатели ее кодирования. Организация «химической памяти» в группах испытуемых с разным уровнем успешности имеет свои особенности. В выборках более способных химиков факторный анализ позволил выделить три фактора, описывающих 74,5 % общей дисперсии: 1) долговременная химическая память; 2) общие мнемические способности, отвечающие за сохранение и воспроизведение несвязной информации в разных форматах – слова, цифры, знаки химических элементов; 3) память на химические закономерности. В группах менее способных фактор «память на химические закономерности» не выделился, поскольку способность запоминать химические закономерности у этих испытуемых, по-видимому, в большей степени определяется общей мнемической способностью.

Качественно-содержательный анализ выполнения теста Равена

в группах студентов с разным уровнем успешности по химии

В данном параграфе представлен качественно-содержательный анализ выполнения СПМ Равена в группах испытуемых с разным уровнем успешности в химии позволяющий зафиксировать проявление структур качественно-количественных отношений химии при выполнении разных серий данного интеллектуального теста.

Качественно-содержательный анализ выполнения методики Торренса

в группах испытуемых с разным уровнем успешности по химии

Значимые различия показателей креативности в группах испытуемых с разным уровнем успешности по химии отсутствуют (374 студента-химика, 19 лет). В то же время число «химических образов» (пробирки, колбы, воронки, мерные цилиндры, осушители, химические формулы и знаки, графики химических процессов, гальванические элементы, электролиз и т.д.) при выполнении невербальной батареи Торренса у более успешных химиков значимо выше, чем у менее успешных (Т=3,253**).

Сравнительный анализ показателей общих и специальных способностей в группах испытуемых, отобразивших и не отобразивших химические образы в невербальной батарее Торренса, выявил большее число достоверных различий по показателям специальных химических способностей, при этом различия по показателям интеллекта (ТИПС, СПМ Равена, тест Векслера) и креативности (тест Торренса) отсутствовали. Выявлены значимые связи между числом химических образов и временем химических дифференцировок (ANOVA). Следовательно, появление «химических образов» в невербальной батарее Торренса может служить надежным критерием для выявления потенциально способных химиков. Соответственно невербальную батарею теста Торренса можно использовать в качестве проективной методики.

Индивидуально-психологические особенности химиков

Природа химии, как объекта деятельности, выдвигает определенные требования к индивидуальности субъекта (Clark, Riley, 2001). Полученные нами эмпирические данные показывают, что такие формально-динамические особенности, как высокая активность нервной системы и низкая эмоциональность (сангвинистический и смешанный высокоактивный дифференциальный тип темперамента (ОФДСИ В.М. Русалова)), доминирование второй сигнальной системы (тест Б.Р. Кадырова) являются наиболее благоприятными внутренними условиями формирования специальных химических способностей. Однако, чем выше показатели успешности по химии, тем меньше число связей между показателями специальных химических способностей и показателями тестов ОФДСИ В.М. Русалова, Я. Стреляу, Б.Р. Кадырова (в группе отлично успевающих по химии студентов – 14, в группе хуже успевающих – 97 корреляционных связей). Следовательно, формально-динамические особенности индивидуальности только обеспечивают более благоприятные условия для формирования специальных способностей, но не определяют их уровень.

Анализ уравнений регрессионных зависимостей показывает, что градация химиков по успешности обучения и уровню специальных способностей связана с такими чертами личности (16 PF Кеттелла), как ответственность и добросовестность (G), интерес к теоретическим вопросам, высокая творческая активность (М), самодостаточность, независимость, самостоятельность, инициативность (Q2), мягкость, утонченность, образность восприятия мира (I). Эти данные согласуются с исследованиями Clark, Riley (2001). Вместе с тем, необходимо отметить, что успеваемость по химическим дисциплинам (у) и уровень специальных способностей химиков (х) детерминируется разными чертами личности: для группы хорошо успевающих по химическим дисциплинам студентов, уравнения зависимости имеют вид y=4,598+0,038N, x=23,713+3,307F+3,475G. То есть оценка связана с умением приспособиться (N), а уровень химических способностей – с оптимизмом, малой чувствительностью к запугиваниям (F), добросовестностью и внутренней порядочностью (G).