Овладение многофакторным экспериментированием со сложными системами как направление познавательного развития 3 страница

На основе нашего опыта создания и использования дидактических многофакторных объектов мы сформулировали определенные принципы по разработке целостной системы такого рода объектов. Построенная в соответствии с ними система является открытой: в нее можно включать новые объекты и изымать или модифицировать имеющиеся в зависимости от возникающих исследовательских или практических задач.

1. Объекты системы являются средством взаимодействия (диалога) "взрослой" и "детской" культуры. (Общие проблемы диалога культур в обучении и образовании обсуждаются В.С.Библером [1996] и В.Я.Ляудис [1992]). С одной стороны, разрабатываемые нами многофакторные объекты стимулируют развертывание деятельности детей в определенном направлении, а с другой – позволяют взрослому интерпретировать эту деятельность в терминах факторного экспериментирования. Они содержат в неявном виде, по крайней мере, три вида знаний и представлений взрослого:

а) о многофакторных зависимостях и стратегиях их исследования;

б) о познавательных возможностях и интересах детей;

в) о целях вышеназванного диалога, включающих в себя, с одной стороны, развитие познавательных возможностей детей, а с другой – развитие всех трех видов представлений взрослого.

2. Любой из объектов системы должен содержать в себе возможность постановки различных задач: задач, различающихся по целям, по способам их достижения, по уровню сложности решения и т.д.

3. Система должна включать в себя объекты с различным сочетанием подсистем двух типов:

а) подсистем с однозначными связями, без взаимодействия факторов;

б) подсистем со взаимодействием факторов и неоднозначными связями.

Наличие подсистем обоих типов, причем в варьирующем соотношении, способствует более глубокому пониманию многофакторных объектов и содержащихся в них зависимостей.

4. Система должна включать в себя объекты с различной степенью объективации:

а) возможных факторов;

б) их комбинаций;

в) процессов взаимодействий факторов;

г) результатов этих взаимодействий.

Все эти параметры могут быть очевидны или скрыты, варьировать от уровня наблюдаемого механического взаимодействия до уровня взаимодействий, заданных лишь условно (например, в виде логического или математического правила) и т.д.

5. Наиболее простые объекты системы должны строиться на хорошо известном и понятном ребенку материале с использованием минимального числа взаимодействующих факторов и самых простых зависимостей, описывающих эти взаимодействия.

6. Успешному развертыванию деятельности детей по комбинированию факторов и исследованию их взаимодействия способствуют объекты следующего типа. На одиночные воздействия они отвечают такими реакциями, которые рассматриваются ребенком как неполные и малоудовлетворительные. Комбинированные воздействия вызывают реакции объекта, значительно отличающиеся от реакций на одиночные воздействия. А именно, эффекты одиночных воздействий объединяются в те или иные системы наблюдаемого взаимодействия. По мере нарастания разнообразия комбинированных воздействий объект проявляет все больше таких свойств, восприятие и осмысление которых позволяет ребенку продвигаться в познании и понимании этого объекта.

Мы назвали это свойство объектов "реактивностью" – способностью отвечать на внешние воздействия определенными реакциями [Поддьяков А.Н., 1989]. Уровень реактивности должен быть оптимальным. В противном случае ребенку либо чрезвычайно сложно найти адекватные способы действия с объектом, либо это не представляет никаких трудностей, и познавательной проблемы не возникает. Кроме того, если объект чересчур "реактивен", то ребенок часто не может справиться с осмыслением лавины информации от него.

В целом, возвращаясь к метафоре Д.Дернера, который сравнил переплетение зависимостей в сложной системе с пружинным матрасом, можно сказать, что каждый из объектов нашей системы представляет своеобразный "матрасик", провоцирующий ребенка на самостоятельное исследование.

А со строгой технической точки зрения, это многосвязные объекты с полифункциональными органами управления (аккордной клавиатурой, переключателями и т.п.), участвующими в формировании той или иной команды, будучи объединены в определенную комбинацию ("аккорд"). (Строгое математическое определение многосвязного объекта см. в [Теория управления, с. 12]; а об использовании аккордной клавиатуры во "взрослых" технических системах – [Основы.., 1986, с. 247-254].)

Одно из направлений развития нашей системы многофакторных объектов было связано с разработкой компьютерных игр, в которых от детей требуется комбинирование и анализ взаимодействия системы факторов. В пакет, названный нами "Клубок причин, или поиграем в комбинаторику", входят 5 игр [Поддьяков А.Н., 1996]. Одна игра ("Волшебники") существует в экспериментальном варианте, а четыре других ("Фантастические животные", "Помоги птенчику", "Волшебные ключи", "Волки и поросята") изготовлены по нашим сценариям ассоциацией "Компьютер и детство" и распространяются в детских садах. (См. [Новые информационные технологии в дошкольном образовании, 1998, с. 66-68]. Введение в раздел "Комбинаторика" и описание четырех названных игр дано мною.)

Другое важное направление развития нашей системы многофакторных объектов было связано с переходом от факторных взаимодействий, существующих объективно, ко взаимодействиям, заданным лишь условно, в словесно-логической форме. Во всех ранее разработанных нами игрушках сами реакции объекта показывали ребенку характер взаимодействий и подсказывали способы воздействий. В связи с этим мы решили проверить, в какой мере дети дошкольного и младшего школьного возраста способны понять и принять чисто логические правила факторных взаимодействий, не имеющих физического субстрата и не дающих физической обратной связи. Для этого мы разработали модификацию игры реверси. В ней ребенок должен был "превращать" злых волшебников в добрых, обменивая местами и переворачивая по определенным правилам карточки с изображениями этих волшебников [Поддьяков А.Н., 1998]. Эксперимент показал, что, начиная, по крайней мере, с 6 лет, дети понимают и принимают логические правила многофакторных взаимодействий (до 6 факторов), заданные лишь условно, в виде логических правил, не имеющих физического субстрата и не вытекающих из наблюдаемых свойств реального объекта. Дети не только решали задачи, предлагавшиеся экспериментатором, но и придумывали их сами. Реплики испытуемых свидетельствовали о большом интересе к данной игре и о включенности в игровую ситуацию вплоть до идентификации с добрым персонажем: "Я их сейчас всех в добрых превращу, они будут друзьями", "Если так (обменять), то они не смогут меня съесть", "Я их сейчас обману", "Со всеми бандитами расправился!", "Очень интересно. Дома нарисую и буду играть".

Результаты деятельности детей с объектами нашей системы (от самых простых, "прозрачных" объектов и до наиболее сложных, "непрозрачных", построенных на условных логических правилах) позволяют оценить значение и самих этих объектов. А именно, предлагаемая нами система объектов достаточно легко актуализирует и интенсивно формирует ранее неизвестные познавательные способности дошкольников, связанные с анализом и синтезом многофакторных зависимостей как во внешнем, так и во внутреннем плане.

Другим условием, влияющим на ИП детей, помимо особенностей объекта, является организация их деятельности с этим объектом, например, организация совместного ИП двух детей [Рубцов, 1996(а); Forman, 1986; Henderson, 1980].

Мы предлагали парам детей 4-6 лет, объединявшимся на добровольной основе, поиграть с вышеупомянутым объектом с двумя перпендикулярными рядами кнопок и матрицей окон, открывающихся только при одновременных нажимах кнопок и в одном, и в другом ряду [Poddiakov A.N., 1994]. В этом эксперименте в окнах установки находились не геометрические фигуры, а изображения сказочных персонажей.

Экспериментатор вводил единственное правило: кнопки одного ряда "принадлежат" одному ребенку, кнопки второго ряда – другому, и трогать "чужие" кнопки не разрешается. Вначале дети нажимали кнопки независимо друг от друга. В какой-то момент они случайно нажимали их одновременно и замечали открывшееся окно с картинкой. Обычно каждый из испытуемых считал, что это он открыл окно, о чем и сообщал вслух. Здесь между некоторыми детьми возникал спор ("Это я открыл Красную Шапочку!", "Нет, я!"). Наконец один из детей догадывался, как он может доказать свою правоту – он отпускал свою кнопку и констатировал закрывание окна ("А я закрыл твою Красную Шапочку"). Это был очень важный момент – ребенок экспериментально доказывал свою правоту, используя отрицательную информацию – информацию о связи отпущенной кнопки и закрывшегося окна. Обычно дети до 7 лет не используют негативную информацию: например, чтобы определить, кто "автор" того или иного эффекта в совместной компьютерной игре, они предпочитают осуществлять, а не прекращать действия [Forman, 1986]. Использованный нами объект побуждал дошкольников использовать новую, более сложную стратегию.

Осуществив затем несколько одновременных нажимов и отпусканий, испытуемые признавали, что открывание окон является результатом их совместных действий ("Мы сделали это вместе"). После этого они начинали координировать свои действия, общаясь в подчеркнуто вежливой манере ("Нажми, пожалуйста, ту кнопку"). Этот переход от агрессивного спора к взаимной вежливости выглядел весьма забавно. Таким образом, совместное экспериментирование детей может стимулировать использование ими более совершенных стратегий и понимание многофакторных зависимостей.

Изложенное в данном разделе позволяет сделать следующие выводы.

1. В процессе комбинаторного экспериментирования дети, изобретая комплексные, комбинированные воздействия на объект, успешно выявляют его системообразующие связи на основе анализа информации о взаимодействии факторов. Комбинаторное экспериментирование – это особое и чрезвычайно важное направление познавательного развития детей, которое до настоящего времени оставалось малоизученным. Оно служит одной из основных предпосылок становления у детей начальных форм системного подхода к изучению сложных явлений и вносит существенный вклад в их познавательное развитие. Дошкольный возраст – это сензитивный период для введения детей в мир многофакторных, системных объектов и явлений.

2. Экспериментирование дошкольников со сложным объектом – это целостная творческая исследовательская деятельность, имеющая свою методологию и достаточно эффективные механизмы. К ним относятся особенности познавательной мотивации и целеобразования, знания и представления разного уровня о системах взаимодействий, тенденция к использованию комбинированных манипуляций и организации их в стратегии комбинаторного перебора

3. Познавательная мотивация детей при экспериментировании с доступными их пониманию многофакторными объектами носит выраженный характер. Это проявляется: а) в устойчивом нарастании разнообразия комбинаций факторов, обнаруживаемых и используемых ребенком; б) в интересе к эффектам взаимодействия факторов; в) в более или менее осознанной постановке целей поиска новых, ранее невыявленных проявлений взаимодействия факторов и постановке целей понимания механизмов этого взаимодействия, г) в самостоятельном создании проблемных многофакторных ситуаций, как по образцу, предложенному взрослым, так и отличающихся от него.

4. Дошкольники способны самостоятельно обнаруживать способы комплексных, комбинированных воздействий на объект. Функция комплексных действий состоит в том, что они позволяют ребенку выявлять свойства элементов, объединенных в различные системы.

Дошкольники также имеют выраженную тенденцию разнообразить эти комплексные действия с объектом, находя все новые комбинации. Дети, начиная с 4 лет, способны осуществлять полный комбинаторный перебор 4 факторов в процессе самостоятельного экспериментирования с объектом, без предварительного обучения, постановки взрослым какой-либо задачи и подсказок.

При экспериментировании с многофакторными объектами дети вырабатывают специфические стратегии комбинирования действий (комбинирования факторов) и анализа взаимодействия этих факторов. Данные стратегии не являются достаточно обобщенными и логически строгими, но при этом они могут быть весьма эффективны и позволять ребенку успешно исследовать, понимать и использовать объект.

5. Дошкольники имеют конкретные и общие, универсальные знания и представления о взаимодействии. Это позволяет им понимать системы конкретных предметных взаимодействий и переносить это понимание на системы различной степени сходства. В процессе экспериментирования дети совершенствуют свои знания как о многофакторных объектах, так и о тех предметных областях (механике, математике, логике и т.д.), к которым относятся реализованные в объекте зависимости. Это подтверждается фактами достаточно широкого переноса знаний и способов деятельности на многофакторные объекты из новых областей.

6. В ходе самостоятельного комбинаторного экспериментирования с новым многофакторным объектом дошкольники способны, опираясь на то содержание обучения, которое дал им взрослый, выходить за рамки этого обучения и открывать для себя существенно новое содержание.

Мы разработали содержание обучения, в которое входили знания о приемах комбинаторного опробования контрольного объекта, а также знания о зависимости, реализованной лишь в одной из его подсистем. На основе такого обучения дошкольники успешно самостоятельно строили недостающие знания о других подсистемах. В нашем эксперименте дети 5 лет самостоятельно перешли с материала логики (с логического умножения "форма х цвет" в нематричном его варианте) на материал геометрии – они успешно овладели зависимостью, построенной на прямоугольной системе координат. Эта зависимость была недоступна необученным детям.

Таким образом, мы показали, что дошкольники способны к успешной творческой трансформации содержания обучения в области экспериментирования с многофакторными зависимостями.

7. Организация совместного экспериментирования детей со специально подобранным объектом может стимулировать их понимание многофакторных зависимостей и использование более совершенных стратегий.

8. Для успешного развертывания комбинаторного экспериментирования детям необходимы специальные объекты. Они являются средством взаимодействия (диалога) культуры взрослых и детской культуры и отражают знания и представления взрослого о принципах построения эксперимента, о познавательных возможностях и интересах детей и о целях самого диалога. Нами сформулированы принципы разработки системы таких объектов и построены сами объекты. Они позволяют актуализировать, изучать и формировать ранее неизвестные познавательные способности дошкольников, связанные с анализом и синтезом многофакторных зависимостей.

*Проект А.Н.Поддьякова "Влияние многофакторных объектов и явлений на мышление детей" поддержан грантом ZZ 5000/224 Международного научного фонда.

Дата добавления: 2015-05-08