image/svg+xmlTeorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturaisRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143525TEORIAS E MODELOS COGNITIVOS DE APRENDIZAGEM PÓS-NÃO CLÁSSICA NA EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS NATURAISTEORÍAS Y MODELOS COGNITIVOS DEL APRENDIZAJE POST-NO CLÁSICO EN LA EDUCACIÓN EN CIENCIAS NATURALESTHEORIES AND COGNITIVE MODELS OF POST-NONCLASSICAL LEARNING IN NATURAL SCIENCE EDUCATIONSuriya Irekovna GILMANSHINA1Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA2Inna Nikolaevna PUSHKAREVA3Sergey Borisov IGNATOV4Iskander Rafailevich GILMANSHIN5RESUMO:Os modelos cognitivos formados na ciência pós-não clássica -a teoria dos sistemas, a teoria da auto-organizaçãoe gestão, que foram desenvolvidos nas ciências naturais, são agora amplamente usados na pesquisa social e humanitária. No entanto, eles ainda não foram devidamente refletidos no conteúdo da educação em ciências naturais dos futuros funcionários dessas áreas -graduados de departamentos sociais, humanitários e pedagógicos de instituições de ensino superior. O objetivo deste estudoé ajustificação teórica e metodológica, desenvolvimento e teste de um conjunto de ferramentas metodológicas para a adaptação demodelos cognitivos de ciências pós-não clássicas no conteúdo do ensino de ciências naturais de alunos das áreas sociais e humanitárias do ensino superior. A base metodológica da pesquisa é baseada nas ideiasda abordagem sinergética do sistema, trabalhos sobre a filosofia e metodologia da educação, posições fundamentais e princípios básicos da didática moderna. A base teórica são os trabalhos de cientistas nacionais e estrangeiros sobre o desenvolvimento do conteúdo da educação, tecnologias educacionais e a organização do processo educacional na Universidade.Ao longo do estudo foram usadasmodelagem e previsão, análise e síntese, observação, questionamento, teste, trabalho experimental. É apresentada a justificação teórica e metodológica da necessidade de adaptar os modelos cognitivos das ciências pós-não clássicas ao conteúdo do ensino das ciências naturais das Humanidades e definidos os princípios. O complexo tem uma estrutura linear-concêntrica e inclui um curso básico de formação, um sistema de cursos eletivos de formação e módulos interdisciplinares, tecnologias e métodos de 1Universidade deKazan, Kazan –Rússia. Doutora em Ciências, Professora, Chefe do Departamento (Educação Química) Instituto de Química Alexander Butlerov. ORСID:https://orcid.org/0000-0003-0302-000X. E-mail: gilmanshina@yandex.ru2Universidade Pedagógica do Estado deUral, Yekaterinburg –Rússia.Doutora em Ciências, Professora, Faculdade de Ciências Naturais, Cultura Física e Turismo, Departamento de Teoria e Métodos de Cultura Física e Esportes. ORСID:https://orcid.org/0000-0001-8358-6235.E-mail: moiseeva.lv@uspu.me3Universidade Pedagógica do Estado deUral, Yekaterinburg –Rússia. Faculdade de ciências naturais, cultura física e turismo, Departamento de teoria e métodos de cultura física e esportes.ORСID:https://orcid.org/0000-0002-5309-4309. E-mail: inna.ru.80@mail.ru4Universidade Industrial de Tyumen,Tyumen –Rússia.Departamento de Humanidades e Tecnologias.ORСID: https://orcid.org/0000-0003-0302-000X.E-mail: Ignatoff.se2017@yandex.ru5Universidade Técnica Nacional de Pesquisa em homenagem a A. N. Tupolev, Kazan –Rússia. PhD., Professor Associado, Departamento de Equipamentos Elétricos, Instituto de Automação e Instrumentação Eletrônica. ORСID:https://orcid.org/0000-0001-9766-0598.E-mail:is-er@yandex.ru
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV eIskander Rafailevich GILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143526ensino que o apoiam. Durante os testes se observoucapacidade de operar conceitos básicos de ciências pós-não clássicas e aplicá-los para descrever o comportamento de sistemas sociais e naturais de complexidade diferente, o volume de conhecimento dos alunos de ciências naturais, proficiência com a operação de sua transferência a outras áreas temáticas.PALAVRAS-CHAVE: Ensino de ciências naturais. Modelo cognitivo. Ciências pós-não clássicas. Complexo de ferramentas metodológicas.RESUMEN: Los modelos cognitivos formados en la ciencia posno clásica: la teoría de sistemas, la autoorganización y la teoría de la gestión, que se desarrollaron en las ciencias naturales, ahora se utilizanampliamente en la investigación social y humanitaria. Sin embargo, aún no se han reflejado adecuadamente en el contenido de la educación en ciencias naturales de los futuros empleados en estas áreas: graduados de los departamentos sociales, humanitarios ypedagógicos de las instituciones de educación superior. El objetivo de este estudio es la justificación teórica y metodológica, el desarrollo y la puesta a prueba de un conjunto de herramientas metodológicas para la adaptación de modelos cognitivos poscientíficos no clásicos en la enseñanza de las ciencias naturales de estudiantes de las áreas sociales y humanitarias de educación superior. La base metodológica de la investigación se basa en las ideas del enfoque sinérgico del sistema, trabaja sobre la filosofía y metodología de la educación, posiciones fundamentales y principios básicos de la didáctica moderna. La base teórica es el trabajo de científicos nacionales y extranjeros sobre el desarrollo de contenidos educativos, tecnologías educativas y la organización del proceso educativo en la Universidad. A lo largo del estudio se utilizaron modelos y predicción, análisis y síntesis, observación, cuestionamiento, prueba, trabajo experimental. Se presenta la justificación teórica y metodológica de la necesidad de adaptar los modelos cognitivos de las ciencias posno clásicas a los contenidos didácticos de las ciencias naturales de las Humanidades y se definen los principios. El complejo tiene una estructura lineal-concéntrica e incluye un curso de formación básica, un sistema de cursos de formación electivos y módulos interdisciplinarios, tecnologías y métodos de enseñanza que lo soportan. Durante las pruebas, se observó la capacidad de operar conceptos básicos de las ciencias posno clásicas y aplicarlos para describir el comportamiento de los sistemas sociales y naturales de diferente complejidad, el volumen de conocimiento de los estudiantes de ciencias naturales, la competencia con la operación de su traslado a otras áreas temáticas.PALABRAS CLAVE: Educaciónen ciencias naturales. Modelo cognitivo. Ciencia post-no clásica. Complejo de herramientas metodológicas.ABSTRACT:The cognitive models formed in post-nonclassical science-the theory of systems, the theory of self-organization and management, which were developed in natural science, are now widely used in social and humanitarian research. However, they have not yet been properly reflected in the content of natural science education of future employees of these fields –graduates of social, humanitarian and pedagogical departments of higher education institutions. The purpose of this study is the theoretical and methodological justification, development and testing of a set of methodological tools for adapting cognitive models of post-non-classical science in the content of natural science education of students of social and humanitarian fields of higher education. Methodology and methods. The methodological basis of the research is based on the ideas of the system-synergetic approach, works on the philosophy and methodology of education, fundamental positions and basic principles of
image/svg+xmlTeorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturaisRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143527modern didactics. The theoretical basis is the works of domestic and foreign scientists on the development of the content of education, educational technologies and the organization of the educational process at the University. Was used modeling and forecasting, analysis and synthesis, observation, questioning, testing, experimental work. The theoretical and methodological justification of the need to adapt cognitive models of post-non-classical science in the content of natural science education of the Humanities is given, and the principles are defined. The complex has a linear-concentric structure and includes a basic training course, a system of elective training courses and interdisciplinary modules, technologies and teaching methods that support it. During testing of the complex was performed: ability to operate basic concepts of post-nonclassical science and apply them to describe the behavior of social and natural systems of different complexity, the volume of natural Sciences students' knowledge, proficiency with the operation of their transfer to other subject areas.KEYWORDS:Natural science education. Cognitive model. Post-nonclassical science. Complex of methodological tools.IntroduçãoNas últimas décadas, os métodos da ciência pós-não clássica são cada vez mais utilizados em campos humanitários como a construção de modelos de interações sociais e comportamento de grupos sociais, processos históricos, políticos, culturais e econômicos, o desenvolvimento de relações competitivas, eleições, jogos na rede social, previsão do futuro e outros. Nas condições modernas da realidade digital (GILMANSHINA; GILMANSHIN; BENDJUKЕVICH, 2019) e da necessidade de desenvolvimento sustentável (GILMANSHINA; GILMANSHIN; DYATLOVA, 2019) há uma demanda crescente por especialistas com pensamento não linear (GILMANSHINA; SAGITOVA; GILMANSHIN, 2018), que pode tomar decisões não padronizadas usando a metodologia da ciência pós-não clássica e seu potencial para superar problemas emergentes.No entanto, é impossível simplesmente transferir (reduzir) teorias, modelos, abordagens e conquistas da ciência para o conteúdo da educação. Devem ser adaptados às características etárias dos alunos, às condições e às especificidades da sua formação. O desenvolvimento de ferramentas metodológicas para a sua adaptação às condições modernas não só não perde o seu significado como torna-se ainda mais relevante. Nesse sentido, é necessário repensar a estrutura e o conteúdo da educação em ciências naturais para humanitários, seu papel em sua formação profissional e seu lugar nos currículos dos departamentos sociais e humanitários das instituições de ensino superior.
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV eIskander Rafailevich GILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143528Questões de melhoria da qualidade do ensino de ciências naturais de diferentes categorias de alunos estão constantemente no campo de visão de especialistas (MAINZER, 2004; ABD-EL-KHALICK, 2012; ALLCHIN, 2011; HANUSCIN;LEE; AKERSON, 2011). Pesquisadores que trabalham no campo de métodos de ensino de ciências nas Humanidades, ofereceram diferentes opções para superar esses problemas. No entanto, apesar dos esforços envidados e de algum sucesso dos investigadores, este curso não foi suficientemente produtivo.Ainda na década de noventa do século passado, começa a ser discutida a questão da possibilidade de adaptação dos modelos cognitivos da ciência pós-não clássica em seu conteúdo.Simultaneamente, são discutidos os aspectos didáticos da implementação desses modelos no conteúdo da educação em ciências naturais de humanitários e as questões de sua construção específica. V. G. Budanov (2009), um dos primeiros desenvolvedores do curso CSE e iniciadores de sua introdução no processo educacional, acreditava que seu estudo deveria começar com as ideias da ciência pós-não clássica. V. G. Vinenko (1999), baseado nas ideias da abordagem sistema-sinergética, desenvolveu um modelo didático do conteúdo da formação contínua de professores em ciências naturais e um sistema de cursos de ciências naturais que o implementam. Gapontseva, Fedorov eGapontsev (2004), considerando uma abordagem integradora do conteúdo do ensino de ciências, revelaram a influência da ciência evolutiva em sua estrutura e conteúdo, a possibilidade de aplicação da metodologia da sinergética, o princípio da simetria e fractalidade à formação de seus conteúdos. S. E. Starostina (2012) desenvolveu um modelo para o ensino de ciências nas Humanidades considerando processos de integração em ciências e áreas de formação de graduados.No entanto, abordagens unificadas para modelar e projetar o ensino de ciências naturais nas Humanidades ainda não foramdesenvolvidas. Questões de seu conteúdo, tecnologias de formação e posição na estrutura de formação profissional dos graduados requerem mais pesquisas.MétodosTodos os anos, 150 pessoas (quatro grupos experimentais e um grupo controle) participaram do trabalho experimental de busca na implantação do complexo. Os alunos do grupo controle (GC) cursaram o curso "KSE". Alunos de grupos experimentais (GE) dominaram ocomplexo desenvolvido por nós. A carga horária total permaneceu inalterada (54
image/svg+xmlTeorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturaisRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143529horas), mas pôde ser redistribuída entre diferentes formas de organização do processo educativo. Os alunos do grupo GE1 cursaram o curso SNCM e os grupos GE2 e GE3 também cursaram disciplinas eletivas de apoio. As aulas práticas do grupo GE4 foram realizadas em uma aula de informática.Três níveis de aproveitamento dos alunos foram justificados: baixo, médio e alto. O sucesso foi avaliado com base nos resultados da execução das tarefas de nível apresentadas. Usamos tarefas padrão e tarefas não padronizadas que exigem busca independente de conhecimento adicional. As tarefas que correspondiam a um alto nível de realização eram de natureza criativa e estavam associadas à identificação das competências dos alunos para projetar, modelar e prever o desenvolvimento de sistemas, construir um algoritmo para a sua investigação. A avaliação quantitativa das realizações dos sujeitos foi realizada de acordo com os métodos utilizados na pesquisa psicológica e pedagógica. Além dos métodos quantitativos, também foram utilizados métodos qualitativos: observação, questionários, entrevistas, análise de redações, portfólios e projetos individuais. Foram utilizadas as porcentagens e as "médias amostrais" (pesos estatísticos) das distribuições dos alunos por nível (G). O efeito cumulativo nas características medidas foi estimado pelo incremento de pesos estatísticos (∆G). Para avaliar a confiabilidade dos resultados obtidos, foi utilizado o teste bilateral do χ2 de Pearson. A significância foi avaliada ao nível de 0,05. Os testes diagnósticos foram realizados em três pontos de referência -início, meio e fim do semestre. Foi diagnosticado de acordo com o desempenho dos alunos: o volume de conhecimento científico natural (1), a capacidade de transferi-los para outras áreas disciplinares (2), a compreensão de teorias de sistemas, auto-organização e gestão (3), a capacidade de operar em seus aparatos conceituais e categóricos nos diferentes campos do conhecimento (4), a capacidade de utilizá-los para descrições qualitativas do comportamento de diferentes socioecossistemas (5). Junto com essas mudanças registradas nas qualidades sociopessoais dos alunos.Resultados e discussãoComo parte do trabalho de pesquisa, desenvolvemos um modelo didático do conteúdo do ensino de ciências naturais para alunos de perfis de formação social e humanitária e um complexo metodológico que o implementa. Abordagens conceituais para sua modelagem são consideradas em nosso trabalho (IGNATOVA; IGNATOV, 2017).O complexo tem uma estrutura linear-concêntrica e consiste em blocos de conteúdo e processo. O bloco de conteúdo inclui um curso nuclear, um conjunto de disciplinas eletivas que
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV eIskander Rafailevich GILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143530o suportam e módulos interdisciplinares. Em seu conteúdo, elementos da teoria dos sistemas, auto-organização e gestão são apresentados de forma adaptada e acessível ao humanista. O bloco de processo inclui um conjunto de tecnologias e métodos para aprendizagem ativa (estudo de caso, busca na web, projetos individuais e coletivos etc.), um banco de tarefas de pesquisa e pesquisa orientadas profissionalmente e tarefas de controle.Dependendo das condições (a estrutura do currículo, o número de horas destinadas ao estudo do curso, o conjunto de disciplinas eletivas, a possibilidade de utilização de uma oficina de informática etc.), os elementos do bloco de conteúdo foram utilizados nas universidades do regiões de Tyumen e Sverdlovsk coletivamente ou separadamente, bem como em universidades da República do Tartaristão.O núcleo do complexo é o curso de formação do nosso autor “Imagem científica moderna do mundo (SNCM)” (IGNATOV; IGNATOVA, 2010). A ideia central de sua modelagem é a integração de diversos conhecimentos, implementados nos níveis empírico, teóricoe metodológico. Abordagens de convergência, complementaridade, transdisciplinaridade e sistema-sinergética foram utilizadas como ferramentas para sua implementação.O desenvolvimento do conteúdo, a seleção e a estruturação do material didático foram realizados de acordo com os seguintes critérios de sua importância no processo educativo: –ensino de fundamentalização, a conformidade de seu conteúdo ao nível de desenvolvimento da ciência; –oferta de conhecimento transdisciplinar em ciências naturais, implementação de cursos de articulação horizontal e vertical de outras disciplinas acadêmicas; –a possibilidade de usar o método dedutivo de aprendizagem é mais aceitável no ensino médio do que o indutivo, oferecido em um curso tradicional “conceitos da ciência moderna”; ideias sobre o evolucionismo universal; -criação de condições para a compreensão e utilização de modelos cognitivos da ciência pós-não clássica na esfera profissional e aquisição de competências necessárias para a resolução de tarefas profissionalmente significativas; -expansão e harmonização da esfera cognitiva dos alunos com base na integração de conhecimentos das ciências naturais e das Humanidades; -acesso aos problemas humanitários do nosso tempo e compreensão da necessidade de um diálogo de culturas na sua solução; -desenvolvimento da personalidade do aluno e ativação da função educativa da formação.O curso tem uma estrutura modular de blocos e consiste em partes invariáveis e variáveis (aplicadas). A parte invariável permanece inalterada para todos os alunos. O conteúdo da parte variável varia de acordo com o perfil de treinamento.
image/svg+xmlTeorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturaisRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143531O núcleo da parte invariante é o módulo "ciência pós-não clássica e suas ideias principais", que apresenta aos alunos a dinâmica do conhecimento científico,conceitos fundamentais e modelos cognitivos da ciência pós-não clássica, seu aparato conceitual e categórico e procedimentos de pesquisa, constrói uma imagem sistémica do mundo e revela as ideias do evolucionismo universal. Os conceitos e modelos apresentados neste módulo são logicamente continuados no conteúdo dos módulos subsequentes do curso, que demonstram a possibilidade de sua aplicação à construção de sistemas cosmológicos, físicos, químicos, geológicos, biológicos, antropológicos, socioculturais, econômicos e imagens ambientais do mundo. O conteúdo da parte variável revela as possibilidades de utilização da metodologia da ciência pós-não clássica nos próximos trabalhos de pesquisa de alunos do último ano e suas futuras atividades profissionais. Aqueles que desejam aprofundar seus conhecimentos no uso de conceitos, métodos e modelos cognitivos da ciência pós-não clássica foram oferecidos uma escolha de disciplinas eletivas de apoio e eletivas desenvolvidas por nós: "Conceitos de ciência pós-não clássica na pesquisa em Humanidades", "socioecossistemas e métodos da sua investigação", "Sinergética e dinâmicas socioculturais", "Sinergética e Economia". Isso permitiu que os alunos não apenas atendessem às suas necessidades e interesses cognitivos, mas também escolhessem maneiras de dominar o material educacional.Como exemplo, damos a estrutura e o conteúdo do curso "Conceitos de ciência pós-não clássica na pesquisa em Humanidades".Ciclo 1. A Génese da Racionalidade Científica. Tópicos: Unidade do mundo e formas de compreendê-lo. Evolução do método científico de pesquisa: da filosofia natural às ideias pós-não clássicas. Ciência pós-não clássica. Conceitos de consistência, auto-organização e gestão. Imagem sistêmica do mundo e do evolucionismo universal.Ciclo 2. Utilização de modelos cognitivos da ciência pós-não clássica na investigação em Humanidades. Tópicos: Interpretação sinérgica de processos socioculturais. Metodologia da ciência pós-clássica na pesquisa social e humanitária: socioecossistemas, economia, estudos culturais, pedagogia. De forma concentrada, o conteúdo das disciplinas eletivas tornou-se a base para a construção de módulos móveis interdisciplinares, que foram utilizados como generalizações no estudo de tópicos individuais das disciplinas dos ciclos sócio-humanitários e profissionais do currículo.A utilização das tecnologias de formação propostas no bloco processual do complexo permitiu deslocar a ênfase do processo educativo para a aquisição de competências e experiência no estudo de tarefas profissionalmente significativas utilizando as ideias, métodos e modelos da ciência pós-não clássica. Para isso, no âmbito de seminários e trabalhos de
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV eIskander Rafailevich GILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143532laboratório foram proporcionados os estudos de caso, missões e projetos: "o mundo pelo prisma da sinergética", "auto-organização na natureza", "auto-organização e organização em sistemas", "Crescimento exponencial", "Limites do crescimento", "Qualidade de vida", "Etnogênese e falhas civilizacionais", "Modelagem do socioecossistema", "Modelagem de processos sociais e projeções de futuro", "Economicamente sustentável" e outros.Ao desenvolver seu conteúdo, os trabalhos de S.P. Kapitsa, G. G. Malinetsky, D. H. e D. L. Meadows, N. N. Moiseev, Yu. Foram utilizados M. Plotinsky e J. Forrester (MEADOWS; RANDERS; MEADOWS, 2007; VOROSHCHUK; PEGOVA, 2003). Considerável ênfase foi colocada no trabalho independente avançado dos alunos. Como os alunos do primeiro ano não possuem conhecimentos suficientes de métodos matemáticos, a modelagem do desenvolvimento desistemas e seus processos de desenvolvimento foi de natureza qualitativa. Mas desempenhou uma importante função heurística no desenvolvimento das disciplinas subsequentes do ciclo profissional.Os incrementos dos pesos estatísticos dos indicadores diagnosticados que caracterizam o aproveitamento dos alunos no curso de ODA são mostrados na figura 1. Os números dos indicadores diagnosticados (1, 2, 3,4,5) são mostrados horizontalmente, e os incrementos de seus os pesos estatísticos (∆G) nos grupos de disciplinas ao final do semestre são apresentados verticalmente.Figura1–O histograma do incremento dos pesos estatísticos dos parâmetros diagnosticadosFonte:Elaborado pelos autores
image/svg+xmlTeorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturaisRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143533SínteseO incremento dos pesos estatísticos dos indicadores é observado em todos os grupos de sujeitos. Mas os resultados obtidos em diferentes grupos apresentam diferenças significativas. No grupo controle, os indicadores diagnosticados crescem até o final do semestre, mas permanecem baixos. A situaçãoé muito melhor no grupo GE1, cujos alunos cursaram o curso SNCM. Em comparação com os alunos de CG, aumentando significativamente o volume de conhecimento científico natural cresce, o nível de aparato conceitual e categórico da ciência, forma as habilidades de usar modelos cognitivos da ciência pós-não clássica para descrições qualitativas de processos no ambiente social e natural. O sucesso dos alunos, em nossa opinião, está diretamente relacionado ao conteúdo e estruturação do conteúdo do curso, que combina a concentricidade e linearidade da apresentação do material didático. A sequência de seu estudo construída no curso ajuda os alunos a compreender o método dedutivo de dominar o material educacional, leva-os a compreender a ideia de evolucionismo universal, contribui para o desenvolvimento do pensamento não linear, a formação de ações educacionais universais como o operação de transferência do conhecimento adquirido para diferentes áreas temáticas, o que é importante para a construção de uma visão completa do mundo. Os alunos dos grupos experimentais GE2 e GE3 apresentam um aumento ainda mais significativo nos indicadores diagnosticados. Isso é amplamente ajudado pelo estudo paralelo de cursos eletivos de apoio, orientados profissionalmente. Os indicadores mais altos estão no grupo GE4. Este é o lugar onde o trabalho no laboratório de informática afeta. Contribui para um acúmulo mais dinâmico de conhecimento, desenvolvimento no espaço virtual de habilidades para modelagem de sistemas socionaturais e previsão de seu desenvolvimento, que poderá ser utilizado em futuras atividades profissionais.De acordo com avaliações de especialistas de professores de outros cursos de formação, o uso de módulos interdisciplinares como generalizações no estudo de tópicos individuais ou seções de disciplinas nos ciclos sociais, humanitários e profissionais ajuda a desenvolvê-los mais profundamente. E o que é importante, a inclusão do complexo metodológico proposto no processo educativo aumenta o potencial educativo do conteúdoeducativo. Estudantes de grupos experimentais são mais propensos a mostrar a capacidade de trabalhar em equipe, criar um produto intelectual coletivo e serem responsáveis pelos resultados não apenas do seu próprio trabalho, mas também de toda a equipe.Construímos um perfil gráfico de mudanças nos indicadores diagnosticados correspondentes ao histograma de incremento dos pesos estatísticos (Fig. 2). Mostra claramente
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV eIskander Rafailevich GILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143534que a utilização do complexo proposto não só amplia o campo cognitivo dos alunos, como também aumenta sua simetria na direção CG − GE1 –GE2 –GE3 –GE4. Isso indica a sincronicidade das inovações introduzidas e mudanças nas realizações dos alunos, indica a harmonização de sua esfera cognitiva.Figura2–Perfil gráfico do incremento dos parâmetros diagnosticadosFonte:Elaborado pelos autoresOs resultados obtidos no decorrer do ERP, com 95% de probabilidade, indicam que as mudanças positivas observadas nos grupos experimentais estão associadas às inovações introduzidas. Esta conclusão é confirmada pelo processamento estatístico dos resultados dos estudos de diagnóstico. O valor de χ2para amostras GE1, GE2, GE3 eGE4 para os indicadores diagnosticados varia na faixa de 18,63-26,13, que é significativamente maior do que aχ2=5,99. Enquanto para o grupo GC, as diferenças são insignificantes (χ2 < 5,99) ou fracas(χ2≈ 8,03–8,13).ConclusãoO artigo apresenta uma justificativa teórico-metodológica da necessidade de adaptação das teorias e modelos cognitivos da ciência pós-não clássica no ensino de ciências naturais das Humanidades. Um complexo metodológico que implementa essa ideia é proposto e testado.Pode-se argumentar que o uso no processo educacional do complexo construído da forma proposta: -fundamentaliza a educação,cria condições favoráveis para a compreensão da ideia de evolucionismo universal, -ajuda os alunos a construir uma imagem holística do mundo
image/svg+xmlTeorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturaisRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143535sistema-sinergético; -aumenta significativamente o volume do conhecimento das ciências naturais, contribui para o seu aprofundamento, harmoniza a esfera cognitiva dos alunos; -leva a uma compreensão da importância das ciências naturais na esfera social e humanitária; -promove o desenvolvimento de competências para a sua utilização nas atividades profissionais; -desenvolve atividades de aprendizagem universal; -ativa as funções educacionais do processo educacional, expande suas capacidades no desenvolvimento da personalidade do aluno. Isso dá motivos para acreditar que o complexo proposto pode ser utilizado como uma das opções para modernizar o ensino de ciências naturais das Humanidades.AGRADECIMENTOS: O trabalho é realizado de acordo com o Programa do Governo Russo de Crescimento Competitivo da Universidade Federal de Kazan.REFERÊNCIASABD-EL-KHALICK, F. Examining the sources for our understandings about science: Enduring conflations and critical issues in research on nature of science in science education. International Journal of Science Education, v. 34, n. 3, р. 353-374,2012.ALLCHIN, D. Evaluating knowledge of the nature of (whole) science. Science Education, v. 95, n. 3, p. 518-542,2011.BUDANOV, V. G. Methodology of synergetic in post-nonclassical science and education. Moscow: Knizhny Dom, 2009.240 p.FORRESTER, J. World dynamics. Translated from English by A. Voroshchuk and S.Pegova. Moscow, 2003.379 p.GAPONTSEVA, M. G.; FEDOROV, V. A.; GAPONTSEV, V. L. Application of the ideology of synergetic to the formation of the content of continuous science education. Education and Science,v. 6, n. 30, p.90-102,2004.GILMANSHINA, S. I.; GILMANSHIN, I. R.; BENDJUKЕVICH, K. G. Digital learning technologies in the University education system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, v. 570, n. 1, 2019. Available: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/570/1/012027. Access: 10 Jan. 2021.GILMANSHINA, S. I.; SAGITOVA, R. N.; GILMANSHIN, I. R. Science Education: Development of Environmental Thinking. European Research Studies Journal, v. XXI, n. 3, p. 690-704, 2018.GILMANSHINA, S.I.; GILMANSHIN, I. R.; DYATLOVA, E. V. Formation of competencies of the 21st century by means of project activities. IOP Conference Series:
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV eIskander Rafailevich GILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143536Materials Science and Engineering, v. 570, n.1, 2019. Available: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/570/1/012026. Access: 10 Jan. 2021.HANUSCIN, D. L.; LEE, M. H.; AKERSON, V. L. Elementary teachers’ pedagogical content knowledge for teaching the nature of science. Science Education, v. 95, n. 1, p. 145-167,2011.IGNATOV, S. B.; IGNATOVA, V.A. Modern scientific model of the world. Tyumen: TyumSOGU, 2010.240 p.IGNATOVA, V. A.; IGNATOV, S. B. Conceptual approaches to modeling the content of science education of students of social and humanitarian areas of training at the university. Bulletin of the Tyumen State University. Humanities, v. 3, n. 3, p. 222-232, 2017.MAINZER, K. Thinking in Complexity. The Complex Dinamics of Matter, Mind and Mankind. Berlin: Springer-Vertag, 2004.356 р.MEADOWS, D.; RANDERS, J.; MEADOWS, D. Limits of growth. 30 years later.Translated from English. Moscow, 2007.342 p.STAROSTINA, S. E. Science education of students of humanitarian areas of training in the context of the integration of scientific knowledge. Chita: ChSPU, 2012.472 p.VINENKO, V. G. Building the content of the teacher's continuing education. Systemic synergetic approach. Saratov: Publishing house Sarat. University, 1999.244 p.
image/svg+xmlTeorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturaisRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143537Como referenciar este artigoGILMANSHINA, S. I.; MOISEEVA, L. V.; PUSHKAREVA, I. N.; IGNATOV, S. B.;GILMANSHIN, I. R.Teorias e modelos cognitivos de aprendizagem pós-não clássica na educação em ciências naturais.Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029. DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.16114Submetido em: 15/04/2021Revisões requeridas em: 28/08/2021Aprovado em: 29/11/2021Publicado em: 30/12/2021Processamento e editoração: Editora Ibero-Americana de Educação.Revisão, formatação, normalização e tradução.
image/svg+xmlTheories and cognitive models of post-nonclassical learning in natural science educationRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143525THEORIES AND COGNITIVE MODELS OF POST-NONCLASSICAL LEARNING IN NATURAL SCIENCE EDUCATIONTEORIAS E MODELOS COGNITIVOS DE APRENDIZAGEM PÓS-NÃO CLÁSSICA NA EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS NATURAISTEORÍAS Y MODELOS COGNITIVOS DEL APRENDIZAJE POST-NO CLÁSICO EN LA EDUCACIÓN EN CIENCIAS NATURALESSuriya Irekovna GILMANSHINA1Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA2Inna Nikolaevna PUSHKAREVA3Sergey Borisov IGNATOV4Iskander RafailevichGILMANSHIN5ABSTRACT:The cognitive models formed in post-nonclassical science-the theory of systems, the theory of self-organization and management, which were developed in natural science, are now widely used in social and humanitarian research. However, they have not yet been properly reflected in the content of natural science education of future employees of these fields –graduates of social, humanitarian and pedagogical departments of higher education institutions. The purpose of this study is the theoretical and methodological justification, development and testing of a set of methodological tools for adapting cognitive models of post-non-classical science in the content of natural science education of students of social and humanitarian fields of higher education. Methodology and methods. The methodological basis of the research is based on the ideas of the system-synergetic approach, works on the philosophy and methodology of education, fundamental positions and basic principles of modern didactics. The theoretical basis is the works of domestic and foreign scientists on the development of the content of education, educational technologies and the organization of the educational process at the University. Was used modeling and forecasting, analysis and synthesis, observation, questioning, testing, experimental work. The theoretical and methodological justification of the need to adapt cognitive models of post-non-classical science in the content of natural science education of the Humanities is given, and the principles are defined. The complex has a linear-concentric structure and includes a basic training course, a system of elective training courses and interdisciplinary modules, technologies and teaching methods that support it. During testing 1University of Kazan, Kazan –Russia. Doctor of Sciences, Professor, Head ofDepartment (Chemical Education)AlexanderButlerov Institute of Chemistry. ORСID:https://orcid.org/0000-0003-0302-000X. E-mail: gilmanshina@yandex.ru2Ural state pedagogical University, Yekaterinburg–Russia.Doctor of Sciences, Professor,Faculty of natural science, physical culture and tourism, Department of theory and methods of physical culture and sports. ORСID:https://orcid.org/0000-0001-8358-6235.E-mail: moiseeva.lv@uspu.me3Ural state pedagogical University, Yekaterinburg –Russia. Faculty of natural science, physical culture and tourism, Department of theory and methods of physical culture and sports.ORСID:https://orcid.org/0000-0002-5309-4309. E-mail: inna.ru.80@mail.ru4Tyumen Industrial University,Tyumen –Russia.Department of Humanities and technologies.ORСID: https://orcid.org/0000-0003-0302-000X.E-mail: ignatoff.se2017@yandex.ru5National Research Technical University named after A. N. Tupolev, Kazan –Russia. PhD., Associate professor, Electrical equipment department, Institute for Automation and Electronic Instrumentation. ORСID:https://orcid.org/0000-0001-9766-0598.E-mail:is-er@yandex.ru
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV and Iskander RafailevichGILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143526of the complex was performed: ability to operate basic concepts of post-nonclassical science and apply them to describe the behavior of social and natural systems of different complexity, the volume of natural Sciences students' knowledge, proficiency with the operation of their transfer to other subject areas.KEYWORDS:Natural science education. Cognitive model. Post-nonclassical science. Complex of methodological tools.RESUMO:Os modelos cognitivos formados na ciência pós-não clássica -a teoria dos sistemas, a teoria da auto-organizaçãoe gestão, que foram desenvolvidos nas ciências naturais, são agora amplamente usados na pesquisa social e humanitária. No entanto, eles ainda não foram devidamente refletidos no conteúdo da educação em ciências naturais dos futuros funcionários dessas áreas -graduados de departamentos sociais, humanitários e pedagógicos de instituições de ensino superior. O objetivo deste estudoé ajustificação teórica e metodológica, desenvolvimento e teste de um conjunto de ferramentas metodológicas para a adaptação de modelos cognitivos de ciências pós-não clássicas no conteúdo do ensino de ciências naturais de alunos das áreas sociais e humanitárias do ensino superior. A base metodológica da pesquisa é baseada nas ideiasda abordagem sinergética do sistema, trabalhos sobre a filosofia e metodologia da educação, posições fundamentais e princípios básicos da didática moderna. A base teórica são os trabalhos de cientistas nacionais e estrangeiros sobre o desenvolvimento do conteúdo da educação, tecnologias educacionais e a organização do processo educacional na Universidade.Ao longo do estudo foram usadasmodelagem e previsão, análise e síntese, observação, questionamento, teste, trabalho experimental. É apresentada a justificação teórica e metodológica da necessidade de adaptar os modelos cognitivos das ciências pós-não clássicas ao conteúdo do ensino das ciências naturais das Humanidades e definidos os princípios. O complexo tem uma estrutura linear-concêntrica e inclui um curso básico de formação, um sistema de cursos eletivos de formação e módulos interdisciplinares, tecnologias e métodos de ensino que o apoiam. Durante os testes se observoucapacidade de operar conceitos básicos de ciências pós-não clássicas e aplicá-los para descrever o comportamento de sistemas sociais e naturais de complexidade diferente, o volume de conhecimento dos alunos de ciências naturais, proficiência com a operação de sua transferência a outras áreas temáticas.PALAVRAS-CHAVE: Ensino de ciências naturais. Modelo cognitivo. Ciências pós-não clássicas. Complexo de ferramentas metodológicas.RESUMEN: Los modelos cognitivos formados en la ciencia posno clásica: la teoríade sistemas, la autoorganización y la teoría de la gestión, que se desarrollaron en las ciencias naturales, ahora se utilizan ampliamente en la investigación social y humanitaria. Sin embargo, aún no se han reflejado adecuadamente en el contenido de la educación en ciencias naturales de los futuros empleados en estas áreas: graduados de los departamentos sociales, humanitarios y pedagógicos de las instituciones de educación superior. El objetivo de este estudio es la justificación teórica y metodológica, el desarrollo y la puesta a prueba de un conjunto de herramientas metodológicas para la adaptación de modelos cognitivos poscientíficos no clásicos en la enseñanza de las ciencias naturales de estudiantes de las áreas sociales y humanitarias de educación superior. La base metodológica de la investigación se basa en las ideas del enfoque sinérgico del sistema, trabaja sobre la filosofía y metodología de la educación, posiciones fundamentales y principios básicos de la didáctica moderna. La base
image/svg+xmlTheories and cognitive models of post-nonclassical learning in natural science educationRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143527teórica es el trabajo de científicos nacionales y extranjeros sobre el desarrollo de contenidos educativos, tecnologías educativas y la organización del proceso educativo en la Universidad. A lo largo del estudio se utilizaron modelos y predicción, análisis y síntesis, observación, cuestionamiento, prueba, trabajo experimental. Se presenta la justificación teórica y metodológica de la necesidad de adaptar los modelos cognitivos de las ciencias posno clásicas a los contenidos didácticos de las ciencias naturales de las Humanidades y se definen los principios. El complejo tiene una estructura lineal-concéntrica e incluye un curso de formación básica, un sistema de cursos de formación electivos y módulos interdisciplinarios, tecnologías y métodos de enseñanza que lo soportan. Durante las pruebas, se observó la capacidad de operar conceptos básicos de las ciencias posno clásicas y aplicarlos para describir el comportamiento de los sistemas sociales y naturales de diferente complejidad, el volumen de conocimiento de los estudiantes de ciencias naturales, la competencia con la operación de su traslado a otras áreas temáticas.PALABRAS CLAVE: Educación en ciencias naturales. Modelo cognitivo. Ciencia post-no clásica. Complejo de herramientas metodológicas.IntroductionIn recent decades, the methods of post-non-classical science are increasingly used in such humanitarian fields as buildingmodels of social interactions and behavior of social groups, historical, political, cultural and economic processes, the development of competitive relations, elections, social games in the social network, forecasting the future, and others. In modern conditions of digital reality (GILMANSHINA; GILMANSHIN; BENDJUKЕVICH, 2019) and the need for sustainable development (GILMANSHINA; GILMANSHIN; DYATLOVA, 2019) there is an Increasing demand for specialists with non-linear thinking (GILMANSHINA; SAGITOVA; GILMANSHIN, 2018), who canmake non-standard decisions using the methodology of post-non-classical science and its potential to overcome emerging problems.However, it is impossible to simply transfer (reduce) theories, models, approaches,and achievements of science to the content of education. They must be adapted to the age characteristics of students, the conditions,and specifics of their training. The development of methodological tools for their adaptation in modern conditions not only doesnot lose its significance butbecomes even more relevant. In this regard, it is necessary to rethink the structure and content of natural science education for humanitarians, its role in their professional training and its place in the curricula of socialand humanitarian departments of higher education institutions.Issues of improving the quality of natural science education of different categories of students are constantly in the field of view specialists (MAINZER, 2004; ABD-EL-KHALICK, 2012; ALLCHIN, 2011; HANUSCIN;LEE; AKERSON, 2011).
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV and Iskander RafailevichGILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143528Researchers working in the field of methods of science education in the Humanities, offered different options to overcome these problems. However, despite the efforts made and some success of researchers, this course was not productive enough.Even in the nineties of the last century, the question of the possibility of adapting cognitive models of post-non-classical science in its content begins to be discussed. Simultaneously, the didactic aspects of the implementation of these models in the content of natural science education of humanitarians and the issues of its specific construction are discussed. V. G. Budanov (2009), one of the first developers of the CSE course and initiators of its introduction into the educational process, believed that its study should begin with the ideas of post-non-classical science. V.G. Vinenko (1999), based on the ideas of the system-synergetic approach, developed a didactic model of the content of continuous natural science education of teachers and a system of natural science courses that implement it. Gapontseva, Fedorovand Gapontsev (2004), considering an integrative approach to the content of science education, revealed the influence of evolutionary science on its structure and content, the possibility of applying the methodology of synergetics, the principle of symmetry and fractality to the formation of its contents. S.E. Starostina (2012) developed a model for science education in the Humanities consideringintegration processes in science and areas of training graduates. However, unified approaches to modeling and designing natural science education in the Humanities have not yet been developed. Questions of its content, training technologies, and position in the structure of professional training of graduates require further research.MethodsEvery year, 150 people (four experimental groups and one control group) participated in the experimental search work on the implementation of the complex. Students of the control group (CG) studied the course "KSE". Students of experimental groups (EG) mastered the complex developed by us. The total number of classroom hours remained unchanged (54 hours) butcould be redistributed between different forms of organizationof the educational process. Students of the EG1 group studied the SNCM course, and the EG2 and EG3 groups also studied elective support courses. Practical classes in the EG4 group were held in a computer class.Three levels of student achievement were justified: low, medium, and high. Success was assessed based on the results of performing the level tasks presented. We used both standard tasks and non-standard tasks that require independent search for additional knowledge. Tasks that correspond to a high level of achievement were creative in nature and were associated with
image/svg+xmlTheories and cognitive models of post-nonclassical learning in natural science educationRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143529identifying students' skills to design, model and predict the development of systems, build an algorithm for their research. Quantitative assessment of the subjects' achievements was carried out according to the methods used in psychological and pedagogical research. Along with quantitative methods, qualitative methods were also used: observation, questionnaires, interviews, analysis of essays, portfolios, and individual projects. Both percentages and "sample averages" (statistical weights) of student distributions by level (G) were used. The cumulative effect in the measured features was estimated by increment of statistical weights (∆G). To assess the reliability of the results obtained, the two-sided Pearson χ2-test was used. Significance was assessed at the level of 0,05. Diagnostic tests were performed at three reference points-the beginning, middle and end of the semester. Was diagnosed following achievement of students: the volume of natural scientific knowledge (1), the ability to transfer them to other subject areas (2), understanding of theories of systems, self-organization and management (3), the ability to operate on their conceptual and categorical apparatus in the different fields of knowledge (4), the ability to use them to qualitative descriptions of behavior of different socioecosystem (5). Along with these recorded changesin the socio-personal qualities of students.Results and discussionAs part of the research work, wedeveloped a didactic model of the content of natural science education for students of social and humanitarian training profiles and a methodological complex that implements it. Conceptual approaches to its modeling are considered in our work (IGNATOVA;IGNATOV, 2017).The complex has a linear-concentric structure and consists of content and process blocks. The content block includes a nuclear course, a set of elective courses supporting it, and interdisciplinary modules. In their content, elements of the theory of systems, self-organization and management are presented in an adapted form that is accessible to the humanist. The process block includes a set of technologies and methods for active learning (case study, web quest, individual and collective projects etc.), a Bank of professionally-oriented search and research tasks, and control tasks.Depending on the conditions (the layout of the curriculum, the number of hours allocated for studying the course, the set of elective courses, the possibility of using a computer workshop etc.), the elements of the content block were used in universities of the Tyumen and
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV and Iskander RafailevichGILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143530Sverdlovsk regions collectively or separately, as well as in universities of the Republic of Tatarstan.The core of the complex is our author's training course “Modern scientific picture of the world (SNCM)”(IGNATOV;IGNATOVA, 2010). The Central idea of its modeling is the integration of diverse knowledge, implemented at the empirical, theoretical and methodological levels. Convergence, complementarity, transdisciplinary and system-synergetic approaches were used as tools for its implementation.Content development, selection and structuring of teaching material was carried out according to the following criteria of its importance in the educational process:–fundamentalization education, the conformity of its content to the level of development of science;–provision of transdisciplinarity knowledge in natural Sciences, the implementation of horizontal and vertical linkages course from other academic disciplines; –the possibility of using the deductive method of learning is more acceptable in high school compared to inductive, offered in a traditional course "concepts of modern science»; –formation of students' system-synergetic picture of the world, non-linear thinking and ideas about universal evolutionism;-creation of conditions for understanding and using cognitive models of post-nonclassical science in the professional sphere and acquisition of competencies necessary for solving professionally significant tasks; -expansion and harmonization of the cognitive sphere of students based on the integration of natural science and Humanities knowledge; -access to the humanitarian problems of our time and understanding the need for a dialogue of cultures in their solution;-development of the student's personality and activation of the educational function of training.The course has a block-modular structure and consists of invariant and variable (applied) parts. The invariant part remains unchanged for all students. The content of the variable part varies depending on the training profile.The core of the invariant part is the module "post-nonclassical science and its main ideas", which introduces students to the dynamics of scientific knowledge, fundamental concepts and cognitive models of post-nonclassical science, its conceptual and categorical apparatus and research procedures, builds a system-synergetic picture of the world and reveals the ideas of universal evolutionism. The concepts and models presented in this module are logically continued in the content of the subsequent modules of the course, which demonstrate the possibility of their application to the construction of cosmological, physical, chemical, geological, biological, anthropological, socio-cultural, economic and environmental images of the world. The content of the variable part reveals the possibilities of using the methodology of
image/svg+xmlTheories and cognitive models of post-nonclassical learning in natural science educationRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143531post-nonclassical science in the upcoming research work of senior students and their future professional activities. Those who wish to deepen their knowledge in the use of concepts, methods and cognitive models of post-nonclassical science were offered a choice of elective support courses and electives developed by us: "Concepts of post-nonclassical science in Humanities research", "socioecosystems and methods of their research", "Synergetics and socio-cultural dynamics", "Synergetics and Economics".This allowed students not only to meet their cognitive needs and interests, but also to choose waysto master the educational material.As an example, we give the structure and content of the course "Concepts of post-nonclassical science in Humanities research".Cycle 1. The Genesis of scientific rationality. Topics: Unity of the world and ways to understand it. Evolution of the scientific method of research: from natural philosophy to post-non-classical ideas. Post-nonclassical science. Concepts of consistency, self-organization, and management. System-synergetic picture of the world and universal evolutionism.Cycle 2. Using cognitive models of post-non-classical science in Humanities research. Topics: Synergetic interpretation of socio-cultural processes. Methodology of post-nonclassical science in social and humanitarian research: socio-ecosystems, Economics, cultural studies, pedagogy. In a concentrated form, the content of elective courses became the basis for the construction of interdisciplinary mobile modules, which were used as generalizations in the study of individual topics of the disciplines of the socio-humanitarian and professional cycles of the curriculum.The use of training technologies proposed in the procedural block of the complex allowed us to shift the emphasis of the educational process to the acquisition of competencies and experience in the study of professionally significant tasks using the ideas, methods and models of post-nonclassical science. To do this, in the framework of seminars and laboratory work was provided by the case studies, quests, and projects: "the world through the prism of synergetics", "self-organization in nature", "self-organization and organization in social systems", "Exponential growth","Limits to growth", "Quality of life", "Ethnogenesis and civilizational faults", "Modeling socioecosystem", "Modeling social processes and projections of future","Economically sustainable" and others.When developing their content, the works of S.P. Kapitsa, G.G. Malinetsky, D.H. and D. L. Meadows, N.N. Moiseev, Yu.M. Plotinsky, and J. Forrester were used (MEADOWS; RANDERS; MEADOWS, 2007; VOROSHCHUK;PEGOVA, 2003). Considerable emphasis was placed on the advanced independent work of students. Since first-year students do not have sufficient knowledge of mathematical methods, modeling the development of systems and their
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV and Iskander RafailevichGILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143532development processes was of a qualitative nature. But it performed an important heuristic function in the development of subsequent disciplines of the professional cycle.Increments of statistical weights of the diagnosed indicators that characterize students ' achievements in the course of ODA are shown in figure 1. The numbers of the diagnosed indicators (1, 2, 3,4,5) are shown horizontally, and the increments of their statistical weights (∆G) in the groups of subjects by the end of the semester are shown vertically.Figure 1–The histogram of the increment of statistical weights of diagnosed parametersSource: Devised by the authorsSummary Increment of statistical weights of indicators is observed in all groups of subjects. But the results obtained in different groups have significant differences. In the control group, the diagnosed indicators grow by the end of the semester butremain low. The situation is much better in the EG1 group, whose students studied the SNCM course. In comparison with students of KG, significantly increasing the volume of natural scientific knowledge grows, the level of conceptual and categorical apparatus of science, form the skills of using cognitive models of post-nonclassical science for qualitative descriptions of processes in social and natural environment. The success of students, in our opinion, is directly related to the content and structuring of the coursecontent, which combines the concentricity and linearity of the presentation of educational material. The sequence of its study built in the course helps students to comprehend the deductive method of mastering educational material, leads them to understand the idea of universal evolutionism, contributes to the development of non-linear
image/svg+xmlTheories and cognitive models of post-nonclassical learning in natural science educationRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143533thinking, the formation of such universal educational actions as the operation of transferring acquired knowledge to different subject areas, which is important for buildinga complete picture of the world. Students of the experimental groups EG2 and EG3 have an even more significant increase in the diagnosed indicators. This is largely helped by the parallel study of supportive, professionally oriented elective courses. The highest indicators are in the EG4 group. This is where working in the computer lab affects. It contributes to a more dynamic accumulation of knowledge, development in the virtual space of skills for modeling socio-natural systems and forecasting their development, which can be used in future professional activities.According to expert assessments of teachers of other training courses, the use of interdisciplinary modules as generalizations in the study of individual topics or sections of disciplines in thesocial, humanitarian and professional cycles helps to develop them more deeply. And what is important, the inclusion of the proposed methodological complex in the educational process increases the educational potential of the educational content. Studentsof experimental groups are more likely to show the ability to work in a team, create a collective intellectual product, and be responsible for the results of not only their own work, but also the entire team.We have constructed a graphical profile of changes in the diagnosed indicators corresponding to the histogram of increment of statistical weights (Fig. 2). It clearly shows that the use of the proposed complex not only expands the cognitive field of students, but also increases its symmetry in the direction of KG − EG1 –EG2 –EG3 –EG4. This indicates the synchronicity of introduced innovations and changes in the achievements of students, indicates the harmonization of their cognitive sphere.
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV and Iskander RafailevichGILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143534Figure 2–Graphical profile of the increment of the diagnosed parametersSource: Devised by the authorsThe results obtained in the course ofthe ERP, with a 95% probability, indicate that the positive changes observed in the experimental groups are associated with the introduced innovations. This conclusion is confirmed by statistical processing of the results of diagnostic studies. The value of χ2for samples EG1, EG2, EG3 and EG4 for the diagnosed indicators varies in the range of 18.63-26.13, which is significantly higher than the χ2=5.99. While for the CG group, the differences are insignificant (χ2 < 5.99) or weak (χ2≈ 8.03–8.13).ConclusionThe article presents a theoretical and methodological justification of the need to adapt the theories and cognitive models of post-non-classical science in the natural science education of the Humanities. A methodological complex that implements this idea is proposed and tested.It can be argued that the use in the educational process of the complex built in the proposed way: -fundamentalizes education, creates favorable conditions for understanding the idea of universal evolutionism, -helps students build a holistic system-synergetic picture of the world;-significantly increases the volume of natural science knowledge, contributes to their deepening, harmonizes the cognitive sphere of students; -leads to an understanding of the importance of natural Sciences in the social and humanitarian sphere; -promotes the development of skills to use them in professional activities;-develops universal learning activities; -activates the educational functions of the educational process, expands its
image/svg+xmlTheories and cognitive models of post-nonclassical learning in natural science educationRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143535capabilities in the development of the student's personality. This gives reason to believe that the proposed complex can be used as one of the options for modernizing the natural science education of the Humanities.ACKNOWLEDGEMENTS: The work is performed according to the Russian Government Program of Competitive Growth of Kazan Federal University.REFERENCESABD-EL-KHALICK, F. Examining the sources for our understandings about science: Enduring conflations and critical issues in research on nature of science in science education. International Journal of Science Education, v. 34, n. 3, р. 353-374,2012.ALLCHIN, D. Evaluating knowledge of the nature of (whole) science. Science Education, v. 95, n. 3, p. 518-542,2011.BUDANOV, V. G. Methodology of synergetic in post-nonclassical science and education. Moscow: Knizhny Dom, 2009.240 p.FORRESTER, J. World dynamics. Translated from English by A. Voroshchuk and S.Pegova. Moscow, 2003.379 p.GAPONTSEVA, M. G.; FEDOROV, V. A.; GAPONTSEV, V. L. Application of the ideology of synergetic to the formation of the content of continuous science education. Education and Science,v. 6, n. 30, p.90-102,2004.GILMANSHINA, S. I.; GILMANSHIN, I. R.; BENDJUKЕVICH, K. G. Digital learning technologies in the University education system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, v. 570, n. 1, 2019. Available: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/570/1/012027. Access: 10 Jan. 2021.GILMANSHINA, S. I.; SAGITOVA, R. N.; GILMANSHIN, I. R. Science Education: Development of Environmental Thinking. European Research Studies Journal, v. XXI, n. 3, p. 690-704, 2018.GILMANSHINA, S.I.; GILMANSHIN, I. R.; DYATLOVA, E. V. Formation of competencies of the 21st century by means of project activities. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, v. 570, n.1, 2019. Available: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/570/1/012026. Access: 10 Jan. 2021.HANUSCIN, D. L.; LEE, M. H.; AKERSON, V. L. Elementary teachers’ pedagogical content knowledge for teaching the nature of science. Science Education, v. 95, n. 1, p. 145-167,2011.IGNATOV, S. B.; IGNATOVA, V.A. Modern scientific model of the world. Tyumen: TyumSOGU, 2010.240 p.
image/svg+xmlSuriya Irekovna GILMANSHINA; Lyudmila Vladimirovna MOISEEVA; Inna Nikolaevna PUSHKAREVA; Sergey Borisov IGNATOV and Iskander RafailevichGILMANSHINRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161143536IGNATOVA, V. A.; IGNATOV, S. B. Conceptual approaches to modeling the content of science education of students of social and humanitarian areas of training at the university. Bulletin of the Tyumen State University. Humanities, v. 3, n. 3, p. 222-232, 2017.MAINZER, K. Thinking in Complexity. The Complex Dinamics of Matter, Mind and Mankind. Berlin: Springer-Vertag, 2004.356 р.MEADOWS, D.; RANDERS, J.; MEADOWS, D. Limits of growth. 30 years later.Translated from English. Moscow, 2007.342 p.STAROSTINA, S. E. Science education of students of humanitarian areas of training in the context of the integration of scientific knowledge. Chita: ChSPU, 2012.472 p.VINENKO, V. G. Building the content of the teacher's continuing education. Systemic synergetic approach. Saratov: Publishing house Sarat. University, 1999.244 p.How to reference this articleGILMANSHINA, S. I.; MOISEEVA, L. V.; PUSHKAREVA, I. N.; IGNATOV, S. B.; GILMANSHIN, I. R. Theories and cognitive models of post-nonclassical learning in natural science education.Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp.6, p. 3525-3537, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029. DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.16114Submitted: 15/04/2021Required revisions: 28/08/2021Approved: 29/11/2021Published: 30/12/2021Processing and publication by theEditora Ibero-Americana de Educação.Correction, formatting, standardization and translation.