29

ОБУЧЕНИЕ ДОШКОЛЬНИКОВ КОМБИНАТОРНОМУ ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЮ

А.Н. ПОДДЬЯКОВ

Многие исследователи подчеркивают необходимость развития у дошкольников деятельности экспериментирования с новыми объектами, поскольку оно составляет важный аспект самостоятельности и активности мышления ребенка [3], [7], [8]. Различные авторы предлагают свои методики по обучению детей этой деятельности [1], [4], [6]. Однако нам не удалось обнаружить работ, посвященных обучению дошкольников самостоятельному экспериментированию с многосвязными объектами. В многосвязных объектах в отличие от односвязных могут быть реализованы зависимости, характеризующиеся взаимодействием нескольких факторов. Поэтому в содержание обучения экспериментированию с такими объектами должны входить приемы комбинаторики входных воздействий и приемы осмысления полученной информации о взаимодействии факторов. (Строгое определение многосвязного объекта дано в теории управления [15; 12].) Мы поставили своей задачей разработать следующий вариант такого обучения. Оно должно было раскрывать перед испытуемыми сущность объекта заведомо не полностью. Но при этом создать условия, которые бы позволили детям самостоятельно трансформировать систему ориентиров, которую им дал взрослый при обучении, и получить недостающие знания, не представленные в нем. В содержание выбранного нами варианта обучения входили знания обо всех необходимых приемах комбинаторного опробования объекта, а также знания о зависимости, реализованной лишь в одной из его подсистем. На этой основе ребенок должен был познать зависимости, реализованные в других подсистемах.

Для оценки эффективности обучения была разработана контрольная установка (матричная), которая предлагалась для самостоятельного обследования и обученным и необученным детям [12]. Она относилась к разряду матричных командно-сигнальных устройств с совмещенным расположением полифункциональной (аккордной) клавиатуры и информационной панели. Устройства такого типа используются в деятельности операторов систем «человек—машина» [10; 246 — 255]. Однако разработанный нами аппарат имел особенности, благодаря которым он соответствовал познавательным возможностям ребенка и целям нашего исследования.

На верхней плоскости установки располагались 25 квадратных окон, образующих матрицу 5x5 (рис. 1). Параллельно нижней строке окон находился горизонтальный ряд из 5 кнопок, параллельно левому столбцу — вертикальный ряд из 5 кнопок. Между кнопками горизонтального ряда и окнами нижней строки находились метки (квадратные наклейки) с контурами геометрических фигур, а между кнопками вертикального ряда и левым столбцом окон — метки определенного цвета.

Рис. 1 Матричная установка

В окнах располагались изображения — фигуры определенной формы и цвета, закрытые заслонками. Открыть последние можно было, нажимая на кнопки. Для простоты объяснения принципа работы установки мысленно поместим ее в прямоугольную систему координат так, чтобы горизонтальный ряд кнопок лежал на оси абсцисс, а вертикальный — на оси ординат. Обозначим соответственно горизонтальный ряд кнопок как ряд X, а сами кнопки, начиная с крайней левой,— х1, х2, х3, х4, х5. Обозначим также вертикальный ряд кнопок как ряд У, а сами кнопки, начиная с крайней нижней,— у1, у2, у3, у4, у5. Тогда каждое окно обозначается двумя цифрами — номером столбца и номером строки. Например, окно во втором столбце слева и третьей строке снизу обозначается как окно (2; 3). Чтобы увидеть изображение в каком-либо окне, необходимо было одновременно нажать две кнопки, определяющие его координаты. Так, окно (2; 3) открывалось только при одновременном нажиме на кнопки х2 и у3. При этом в окне была видна фигура той же формы, что и метка напротив нажатой кнопки ряда Х (в данном случае—треугольник), и того же цвета, что и метка напротив нажатой кнопки ряда У (в данном случае – коричневого). При нажимах кнопок только в каком-либо одном ряду изображения не открывались.

Система изображений в окнах пpeдставляла собой матрицу разноцветных геометрических фигур. В каждой строке матрицы находились фигуры того же цвета, что и метка в начале этой строки. Каждый столбец содержал фигуры той же формы, что и контур не метке внизу этого столбца.

Можно видеть, что в матричной установке имелись три следующие взаимосвязанные подсистемы.

1. Подсистема пространственных связей между расположением нажатых кнопок, с одной стороны, и расположением открывшихся окон, с другой. Они подчинялась принципам организаций прямоугольной системы координат — открывшиеся окна лежали на пересечении тех вертикалей и горизонталей,

на которых находились нажатые кнопки.

2. Подсистема связей между нажатыми кнопками, признаками соответствующих им меток (цвет метки или форма контура на ней) и признаками изображений в открывшихся окнах (цвет и форма фигуры в окне). В этой подсистеме были реализованы принципы логической мультипликации признаков «формах цвет». При одновременном нажатии кнопок в двух рядах происходило «умножение» контуров меток, стоящих напротив нажатых кнопок ряда X, на цвета меток, стоящих напротив нажатых кнопок ряда У. В результате открывалось множество изображений, содержавшее все возможные сочетания каждого из этих контуров с каждым из этих цветов.

3. Подсистема связей между расположением меток и фигур в окнах, с одной стороны, и их цветом и формой, с другой. Она подчинялась принципам построения мультипликативной матричной классификации изображений по цвету и форме и описана выше как матрица фигур.

При обучении дошкольников деятельности экспериментирования использовался другой, специально разработанный учебный объект — мультипликативная установка [12]. Реализованная в ней система мультипликативных связей «формах цвет» была воспроизведена в более сложном контрольном объекте в качестве лишь одной из его подсистем, закономерно связанной с другими подсистемами. По нашим предположениям, овладев в ходе обучения учебным объектом, дошкольники должны были успешно овладеть в ходе последующей самостоятельной деятельности контрольным объектом в целом, и главное, той его подсистемой, которая не вошла в содержание обучения (подсистемой пространственных связей). Эксперимент, направленный на проверку этого предположения, строился в два этапа. Первый этап — прямое обучение испытуемых деятельности с учебным объектом. Здесь ориентировочная основа действия (ООД), получаемая ребенком от взрослого, являлась полной по отношению к учебному объекту, но не полной по отношению к контрольному. Эта неполнота, никак не проявлявшаяся для дошкольника в ходе обучения, обнаруживалась лишь при встрече с новым предметом. Таким образом, по отношению к учебному объекту ООД, сформированная при обучении, являлась конкретной, полной, полученной от взрослого в готовом виде (второй тип ООД, по классификации П.Я. Гальперина [2] и Н.Ф. Талызиной [14]). По отношению к контрольному объекту эта ООД являлась конкретной, неполной, полученной от взрослого в готовом виде (восьмой тип ООД, по классификации Н.Ф. Талызиной). Второй этап эксперимента — самостоятельная деятельность ребенка с контрольным объектом. Здесь у детей должна была сформироваться полученная самостоятельно полная, конкретная, адекватная существенным особенностям именно нового объекта ориентировочная основа деятельности (седьмой тип ООД). В содержание выбранного нами варианта обучения, по классификации И.И. Ильясова [5], входили знания: об исходном эмпирически конкретном (учебном) объекте, о способах получения эмпирических данных о нем (путем практических воздействий), о сущности этого объекта и ее конкретных проявлениях. Тем самым ребенку сообщалась и некоторая часть соответствующих знаний о контрольном объекте, поскольку учебный воспроизводил одну из его подсистем. На данной основе дети должны были самостоятельно построить полную систему знаний, соответствующую новому предмету.

Мультипликативная установка (рис. 2) имела два ряда кнопок (по 4 кнопки в каждом), лежащие на одной прямой. Напротив каждой кнопки одного ряда находилась метка с контуром определенной фигуры, напротив каждой кнопки другого ряда — метка определенного цвета. Параллельно кнопкам располагались 16 окон-лампочек, каждое из которых однозначно характеризовалось двумя признаками: цветом лампочки и формой очерченной вокруг нее фигуры. Чтобы зажечь какое-либо окно,

Рис. 2 Мультипликативная установка

надо было одновременно нажать две кнопки, напротив которых стояли метка того же цвета и метка с контуром той же фигуры, что и в окне. Технические возможности установки позволяли экспериментатору менять расположение фигур в окнах, расположение меток, варьировать соединения кнопок и лампочек, организуя различные варианты реализации общего мультипликативного принципа работы аппарата. (Более сложные приборы такого рода описаны в [13].) Таким образом, мультипликация признаков «формах × цвет» была реализована в учебном объекте в нематричном ее варианте в отличие от контрольной установки.

Обучение протекало следующим образом. На первых трех занятиях ребенок знакомился под руководством взрослого с двумя относительно несложными вспомогательными установками. В одной из них имелось 3 кнопки и 1 окно с картинкой, закрытой заслонкой. При нажиме любых n кнопок степень подъема заслонки составляла n/3. В другой установке имелся ряд из 6 кнопок и параллельный ряд из 6 окон. При нажиме любых n кнопок загоралось n окон подряд, начиная с крайнего левого (подробное описание дано в [11]). На этих трех занятиях ребенок получал представление о многосвязных объектах с аккордной клавиатурой, о способах практического обследования и управления ими — комбинированных действиях, овладевал конкретным принципом работы каждой установки, учился выполнять различный задания, связанные с использованием этого принципа. На последующих занятиях дети обучались на мультипликативной установке. Они овладевали поде руководством экспериментатора принципом ее функционирования, способами управления ею (парными двухрядными комбинированными нажимами) и элементами организации этих, действий в определенную стратегию упорядоченного комбинаторного перебора, демонстрирующую связи аппарата в наиболее «чистом» виде. Эта стратегия состояла в том, чтобы варьировать значение одной переменной (перебирая по очереди кнопки в одном ряду) и сохранять неизменным значение

второй переменной (нажимая одну и ту же кнопку в другом ряду). Реакции установки при этом также были строго упорядочены: изменялся один признак изображений в загорающихся окнах при неизменности второго. Кроме того, испытуемые учились выполнять различные задания с помощью системы наглядных опор (меток) на основе использования приемов логической мультипликации признаков «форма × цвет». Ребенок должен был определять по указанным экспериментатором окнам соответствующие им кнопки и неуказанным кнопкам — окна. Уровень выполнения этих заданий и служил критерием обученности детей деятельности на мультипликативной установке. Общая длительность обучения на всех установках: 7—8 индивидуальных занятий. В течение всего периода обучения экспериментатор не ограничивал, а поощрял развертывание познавательной активности детей, направленной на экспериментальные объекты. Если ребенок спрашивал разрешения или предлагал осуществить какой-либо новый способ действия (множественный нажим, раскачивание кнопки и т. д.), хотел заглянуть внутрь установок (их крышки легко снимались) и осуществить какие-либо действия с внутренними элементами, взрослый шел навстречу ребенку.

В контрольном эксперименте с матричной установкой участвовали 20 обученных и 20 необученных детей 5 лет. Он проводился индивидуально, в течение 20 мин. Экспериментатор показывал ребенку установку, сообщал, что это игрушка, обращал внимание испытуемого на окна и кнопки, которые можно нажимать. Затем он предлагал ребенку поиграть самостоятельно. Помощь испытуемым не оказывалась. Если они пытались выяснить у экспериментатора что-либо об объекте, он в доброжелательной форме ссылался на свою занятость и предлагал играть самим. В конце эксперимента взрослый давал ребенку несколько контрольных заданий различных видов. Первыми предъявлялись задания, выявляющие понимание испытуемым подсистемы пространственных связей между нажатыми кнопками и открывшимися окнами: 1) показать, какое окно откроется, если нажать кнопки, указанные экспериментатором; 2) открыть окно, указанное экспериментатором. Затем предъявлялись задания, выявляющие понимание ребенком подсистемы мультипликативных связей между метками и изображениями в окнах: 3) сказать, какая картинка будет видна, если нажать кнопки, указанные экспериментатором. Последними давались задания, выявляющие понимание ребенком подсистемы связей между расположением определенного окна, с одной стороны, и признаками находящегося в нем изображения, с другой; 4) сказать, какая картинка находится в указанном экспериментатором окне, не открывая последнее.

Деятельность обученных и необученных испытуемых с матричной установкой имела следующие различия.

1. Отсутствие видимых результатов одиночных воздействий на начальных этапах обследования тормозило переход к комбинированным действиям у необученных детей и, наоборот, способствовало ему у обученных. Так, смогли обнаружить адекватный способ действия (двухрядный нажим) и получили доступ к изображениям 20 дошкольников, прошедших обучение,— 100% и 9 необученных дошкольников — 45% (различия статистически значимы на уровне р<0,0125). В среднем переход на этот способ действия осуществлялся после 13,1 однорядных нажимов у обученных детей и после 74,6 — у необученных.

2. Использовали стратегии упорядоченного попарного комбинаторного перебора кнопок 20 обученных детей (100%) и 4 необученных (20%) (здесь и далее различия статистически значимы на уровне р<0,0125). При осуществлении этих стратегий реакции установки были строго упорядочены — изменялась одна координата открывшихся окон при неизменности второй. (Таким образом, дети в упрощенной форме воспроизводили известный в математике метод обхода узлов пространственной сетки [9].) Данная форма организации действий и результатов

позволяла в наиболее чистом, доступном для осмысления виде выявить существенные особенности связей объекта — их вертикально-горизонтальную структуру.

3. Речевые высказывания подавляющего большинства обученных детей свидетельствовали о более высоком уровне понимания принципа работы установки. Комментарии необученных испытуемых содержали в основном констатацию результатов уже совершенных действий. В высказываниях обученных детей помимо такой констатации присутствовали правильные объяснения наблюдавшихся реакций объекта и прогноз результатов еще не совершенных действий, а также целых стратегий.

4. Уровень выполнения контрольных заданий был значительно выше у обученных детей. Число обученных дошкольников, не делавших ошибок, колебалось от 12 (60%) (при решении задач на пространственные связи) до 16 (80%) (при решении задач на мультипликацию признаков). Среди необученных испытуемых не делал ошибок лишь 1 ребенок (5%). Таким образом, обучение положительно сказалось на самостоятельном обследовании детьми новой матричной установки, в том числе той ее подсистемы, которая не была представлена в обучении.

5. Общую тенденцию обследования матричной установки обученными детьми можно представить следующим образом. Ребенок, отталкиваясь от известной ему по обучению подсистемы мультипликативных связей между известными признаками (цвет и форма меток и окон), шел к подсистеме новых— пространственных связей между этими же признаками, а от нее — к подсистеме пространственных связей между новыми признаками (признаками пространственного положения кнопок, меток и окон). Процессы познания всех трех подсистем накладывались друг на друга и взаимодействовали между собой. Но при этом постоянно сохранялась ведущая роль подсистемы, которой ребенок овладел в процессе обучения. Данная подсистема служила основой для понимания других подсистем, связанных с ней все более опосредованно и все менее известных.

Выводы. В ходе самостоятельного экспериментирования с новым многосвязным объектом дети 5 лет могут успешно трансформировать полученную от взрослого при обучении систему ориентиров в новую, адекватную именно данному объекту и включающую в себя содержание, не представленное в обучении. В данный вариант обучения могут входить знания о всех необходимых приемах комбинаторного опробования объекта, а также знания о зависимости, реализованной лишь в одной из его подсистем. На основе такого обучения у детей формируются недостающие знания о зависимостях, реализованных в других подсистемах.

1. Бильчугов С.Ю. Формирование элементов формальной логики у детей дошкольного возраста // Вопр. психол. 1979. № 4.

2. Гальперин П.Я. К исследованию интеллектуального развития ребенка // Вопр. психол. 1969. № 1. С.15-25.

3. Годовикова Д.Б. Как «измерить» детскую любознательность? // Семья и школа. 1985. № 10.

4. Годовикова Д.Б. Формирование познавательной активности // Дошкольное воспитание. 1986. № 1.

5. Ильясов И.И. Структура процесса учения. М., 1986.

6. Князева О.Л. Особенности использования средств фиксации дошкольниками // Новые исследов. в психол. 1978. № 2. С.14-16.

7. Крылова Н., Иванова В. Как сохранить радость познания у малышей // Дошкольное воспитание. 1987. № 1.

8. Лисина М.И. Развитие познавательной активности детей в ходе общения со взрослыми и сверстниками // Вопр. психол. 1982. № 4. С.18-35.

9. Монахов В.М. и др. Методы оптимизации: Применение математических методов в экономике. М., 1978. 175 с.

10. Основы инженерной психологии / Под ред. Б.Ф. Ломова. 2-е изд. М., 1986.

11. Поддьяков А.Н. Вариативность преобразований предмета дошкольниками как условие его познания // Вопр. психол. 1986. № 4. С.49-53.

12. Поддьяков А. Н. Особенности деятельности экспериментирования у дошкольников с новыми объектами разной сложности: Автореф канд. дис. М., 1989.

13. Рапацевич Е.С. Приборы для изучения приемов формирования понятий // Вопр. психол. 1984. № 6. С.129-136.

14. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний: Психологические основы. 2-е изд. М., 1984.

15. Теория управления: Терминология. Вып. 107. М., 1988.

Поступила в редакцию 31. VII I990