127

 

ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ МЫШЛЕНИЯ

 

H.Д. НАУМОВ

 

Характер современных требований к обучению и воспитанию подрастающего поколения предполагает качественное повышение учебно-воспитательной работы в школе, ее научного и методического обеспечения [1]. Советские ученые характеризуют этот уровень как «...уровень современного научно-теоретического мышления, закономерности которого выдвигаются материалистической диалектикой как логикой и теорией познания» [3; 5]. Задача формирования у школьников основ научно-теоретического мышления, поставленная в концепции учебной деятельности [4], [11], предполагает разработку средств и критериев диагностики развития способов такого мышления у детей.

Психолого-педагогическая диагностика и обеспечивающий ее методический инструментарий в настоящее время являются неотъемлемой частью системы народного образования. Важным шагом в этом направлении явилось применение ЭВМ в системе психологической службы. Это стало возможным благодаря появлению, с одной стороны, современной технической базы, прежде всего персональных ЭВМ, позволяющих легко и весьма быстро реализовать те или иные психодиагностические методики, и, с другой, созданию доступных для психологов операциональных систем с развитыми языковыми средствами. В результате были разработаны общие методы оперирования знаниями и получения логических выводов [10]. Компьютерная диагностика — процесс своевременный и необходимый, который обусловлен потребностями самого психологического эксперимента, основывающегося на исследованиях психодиагностических систем и других практических областях. Эти потребности, в свою очередь, могут быть удовлетворены только на принципиально новой экспериментальной

 

128

 

базе, основанной на последних достижениях науки и техники, предполагающей «оснащение школьных учреждений современными средствами вычислительной техники, которые признаны способствовать повышению качества учебно-воспитательного процесса» [10; З].

Важный опыт использования ЭВМ в целях обучения и диагностики представлен в исследованиях В. Кларка и К. Молнара. Ими сформулирован ряд требований к компьютеру, учет которых необходим в работе психолога-экспериментатора: 1) компьютер должен быть достаточно небольшим для использования в индивидуальной работе; 2) в компьютере должна быть предусмотрена непосредственная коммуникация с экспериментатором через дисплей или иные средства сопряжения; 3) компьютер должен быть достаточно быстродействующим для работы на линии эксперимента; 4) в компьютере должна быть предусмотрена гибкая связь с внешними (терминальными) устройствами; 5) программное обеспечение должно включать комплекс инструкций, которые легко усвоить и которыми легко пользоваться.

Компьютерная психодиагностика является следствием, одним из частных проявлений компьютерного обучения в школе (применения ЭВМ в практике школьного образования). Поэтому для формулирования задач диагностики мышления нам представляется существенным краткое рассмотрение вопроса о характере компьютерного обучения детей. Термин «использование ЭВМ в обучении» весьма широк и трактуется по-разному различными авторами. Из этого многообразия нами выделено два основных направления. Первое — это информатика и программированное обучение (Б.Ф. Скиннер, 1959). Суть его заключается в создании обучающих компьютерных систем, которые позволяют замещать большое количество операций в деятельности учителя. За счет этого можно обеспечить процесс выполнения упражнений, а также проверку знаний и умений учащихся. Отмечая положительный характер данного направления, нужно указать на ограниченный характер репродуктивно-рецептурной схемы этого обучения, базирующегося на бихевиористских представлениях о процессе обучения. Реализация этой схемы в конечном итоге приводит к «замыканию» учащегося на компьютер, к формализации его знаний, умений и навыков и, естественно, к ослаблению усвоения учениками творческого, рефлексивно-теоретического способа мышления.

Второе направление — это технологии компьютерных предметно-ориентированных учебных сред [9], [12], которые представляют собой компьютерные системы, моделирующие конкретные предметные области, включенные в одну или несколько учебных дисциплин. Содержание этих предметных областей осваивается (открывается) на основе поисковой и конструирующей деятельности детей на базе компьютера. Данное направление опирается на теорию интеллектуального развития ребенка, последовательно представленную в концепции Ж. Пиаже и предусматривающую осмысленность действий учащегося, их необходимость и самостоятельное выполнение. Это требует, во-первых, разрешения тех задач, которые носят для учеников значимый характер, во-вторых, осмысленности этих задач в связи с более общими заданиями. Названное положение является положительным моментом данного направления, так как связано с формированием активной позиции ученика как субъекта собственной деятельности, основанной на широком привлечении модельно-образных и знаково-символических средств анализа объектов.

Технология компьютерного обучения предполагает обеспечение правильного контроля в процессе функционирования компьютерных систем. Универсальным средством такого контроля со всем вытекающим отсюда многообразием форм и методов его осуществления является компьютер, который «может использоваться как эффективное средство протоколирования хода решения... как диагностическое средство оценки уровня сформированности как отдельных составляющих учебной деятельности, так и обучающего... и развивающего... эффектов» [8; 12]. Специальным вопросом является оценка влияния новых технологий обучения на развитие личности и познавательных процессов школьников. В нашем исследовании проблемы требований к компьютерной диагностике мышления за основу была взята задача диагностики сформированности специальных компонентов творческого мышления (анализа, рефлексии, планирования). С точки зрения В. В. Давыдова, творческое мышление представляет собой теоретическое мышление, обладающее тактико-мыслительными действиями. Поэтому ведущим принципом при разработке диагностики такого рода действий субъекта является принцип деятельностного подхода к процессу учения. Этот подход требует содержательного раскрытия новообразований, возникающих на всех этапах познавательной деятельности. Крайне важно при этом провести построение системы показателей мышления

 

129

 

и создание программы их расчета на ЭВМ. Кроме того, с помощью ЭВМ возможно обеспечить саморегуляцию эвристического поиска, систематизировать логические операции, обеспечить взаимодействие «формальных и содержательных компонентов поиска решений...» [2; 29). Отсюда возникает задача предварительного анализа своеобразия диагностических методов исследования, выделения основных характеристик развития психологических функций.

С позиций диалектико-материалистической теории познания процесс диагностики мышления представляет собой систему диалектических отношений между объектом и субъектом деятельности (Косинг, 1968; Опитц, 1966, 1967). Такая диагностика важна своим выражением через категорию предметной деятельности субъекта в психологии (А.Н. Леонтьев, 1977). Посредством анализа объективных структур деятельности возможен переход к раскрытию психологической структуры деятельности и механизмов ее регуляции. Недооценка этого важного положения может отрицательно влиять на характер психодиагностических исследований, так как они «обычно мало говорят о реальных внутренних механизмах умственной деятельности — механизмах, при помощи которых условия эксперимента, воспринимаемые субъектом, преобразуются в результирующие наблюдаемые реакции» [7; 378].

Предпринятая попытка построения диагностических методик в форме решения учащимися творческих задач, построенных на предметном материале, в значительной мере выявляет структуру пространства поиска, необходимого для их решения. Испытуемый с самого начала должен быть поставлен в ситуацию определения поискового пространства, которое соответствовало бы типу решаемых им задач, а уже затем выполнять поиск решения конкретной задачи. Управляя этим поиском, субъект, по словам американского психолога С. Пейперта, усваивает идеи, заложенные в программе и действия машины, что обеспечивает рефлексию над собственной деятельностью и своим мышлением, т. е. позволяет «отделить» свое мышление от себя, обсуждать его — относиться к нему рефлексивно.

Мы в своем исследовании исходим из того, что диагностическая методика должна быть направлена на выявление не столько результата, сколько на определение самого процесса его достижения. Решение заданий методики должно носить синтетический характер, что позволит определить целую совокупность критериев развития исследуемого компонента мышления. В методике должна быть учтена также степень сформированности исследуемого вида познавательной деятельности (мышления) на данном возрастном этапе (в нашем случае, например, средний школьный возраст) с обязательным включением объективного психологического анализа системы понятий учебной дисциплины.

Говоря о создании диагностических методик на базе всестороннего исследования психологических характеристик мышления, подлежащих выявлению и оценке, мы кратко рассмотрим, что является содержанием планирующей функции мышления. В дальнейшем она и составит предмет специального изучения. Известно, что именно планирующая функция мышления является условием представления человеком существенных отношений в материале задачи и обобщенной схемой собственных действий. В то же время планирование есть один из основных компонентов теоретического мышления, так как такое мышление «функционирует в процессе мыслительных преобразований системы объектов, открывающих ее генетически исходное (всеобщее) основание и прослеживающих затем становление ее частных проявлений» [4; 118]. Планирующая функция мышления обеспечивает возможность действовать с вещами опосредованно, оперировать не только их наглядными образами, но также знаково-символическими. Такое качество мышления важно для осуществления основных составляющих деятельности: целеполагания, преобразования объекта деятельности, разработки способов достижения цели, их обобщения. Развитая планирующая функция мышления учащихся позволяет точно ориентироваться в задаче и анализировать ее условие, выделять отношения исходных данных, планировать ее решение, соотнося результаты с конечной целью, контролировать и оценивать результаты различных вариантов решения.

Развитая способность действовать в уме включает три основных компонента; мыслительный анализ условий задачи, планирование решения и осознание способов действия, причем взаимоотношения этих компонентов со сменой возрастного периода качественно меняется. Планирование позволяет увидеть мыслительную функцию менее всего завуалированной конкретным содержанием знаний, но в то же время имеющую предметный (школьный) характер. Оно дает возможность наблюдать не «логику усвоения знаний», а «логику самого индивида» [8; 105].

Методика, ориентированная на изучение планирующей функции мышления, учитывала

 

130

 

следующие требования: строить диагностику, выявляя особенности и количество шагов по преобразованию исходной ситуации, диагностировать уровень обобщения у детей, выявляя тем самым, по каким признакам происходит обобщение различных принципов решения экспериментальной задачи; диагностировать отношения замещения, т. е. отношения между предметным планом и планом заместителей (знаково-символические в нашем случае); считывать возрастные особенности испытуемых и качественное отличие планирующей функции мышления; строить методику на конкретном предметном материале школьного курса физики; осуществлять проведение всех диагностических методик на компьютере.

Диагностическая задача, построенная на материале физики (раздел «Кинематика»), имела восемь вариантов и была доступная для диагностики планирующей функции мышления в VI—VIII классах. В задаче от испытуемых требовалось провести кораблик из начального пункта в конечный без столкновения с островами, спланировав предварительно маршрут в таблице с конкретными данными для движения. Испытуемый должен был освоить назначение клавиатуры, необходимой для выполнения заданий, и усвоить принцип действия. После утвердительного ответа учащегося: «Да, я понял, как действуют эти клавиши» — он приступал к выполнению вариантов задачи.

На экране компьютера появлялась координатная плоскость, в которой размещались острова и кораблик. Справа от координатной плоскости задавалась таблица, состоящая из трех колонок, (первая — t, вторая — Vx третья — Vy). Первая колонка таблицы заполнялась конкретными значениями — временными интервалами, вторую и третью заполнял сам испытуемый. Его задача заключалась в том, чтобы, выбрав оптимальный маршрут движения кораблика (их представлено в каждом варианте несколько), спланировать его движение по таблице, задавая значения скоростей по осям координат. После этого, нажимая на клавишу «пуск», ученик приводил в движение кораблик, и, если кораблик проходил путь успешно, осуществлялся переход к следующему варианту, если нет — возврат на исходные позиции и опыт повторялся заново. Число проб на каждом варианте, время планирования, «цена» ошибки, номер варианта фиксировались в протоколе, который находился в памяти машины.

При предъявлении картинки без таблицы действия испытуемого выполнялись с помощью внешнего планирования и их осуществление происходило в результате предметных действий. Изменяя структуру деятельности (заполняя таблицу), экспериментатор мог «передвинуть» способ данных действий во внутренний план и пронаблюдать за переходом от внешнего планирования к внутреннему. План маршрута в данном случае непосредственно включался в способ действия испытуемого. В обычных условиях (без компьютера) этот план задавался испытуемому конкретным расположением островов, в итоге идеальная форма планирования маршрута оставалась неосознанной и с трудом могла быть зарегистрирована экспериментатором. При компьютерном способе решения экспериментальных заданий экспериментатор имел возможность дифференцировать первичные представления детей об объекте оперирования, оценить пути построения новых представлений на основе использования знакомых моделей (в нашем случае — физический закон S=V·t). В случае развитой планирующей функции мышления ученик абстрагировался от материальной формы знака и извлекал из знаковой модели (формулы S=V·t) содержание самого объекта, т. е. правило движения кораблика между островами, а не его внешние характеристики (свойства).

Известно, что планирование основывается на знаково-символической функции мышления [6], [7], [8], поэтому по уровню ее сформированности можно судить о развитии планирующей функции мышления испытуемых. Наличие в диагностической методике плана предметного действия (системы координат с островами) и теоретического плана действия (знаково-символического по таблице) позволяло осуществить связь между реальной и теоретической траекторией, заданной в знаково-символической форме. Наблюдение за способностью планировать путь кораблика в обоих планах и осуществлять взаимопереходы от одного плана к другому выступило в качестве диагностики критерия развития планирующей функции мышления у детей.

При теоретическом планировании и решении экспериментальных задач учащимися осуществлялся анализ системы объектов «с целью выделения в ней генетически исходного отношения, которое порождает в процессе развития всю совокупность частных ее проявлений» [3; 273]. Исходным отношением при решении нашего задания явилось отношение пространства — времени S = f(t) (перемещение есть функция от времени). При выделении указанного отношения параметров задание скоростей движения

 

131

 

тела осуществлялось осознанно и безошибочно, причем построение маршрута движения кораблика легко происходило и в знаково-символическом плане.

Эксперимент проводился на базе школы № 91 Москвы, в нем участвовали ученики VI класса (14 человек).

Анализ полученных данных позволил выделить четыре группы испытуемых. Представители первой группы (3 человека) решали данную задачу на эмпирическом уровне «методом проб и ошибок», не связывая наличие схемы на экране с табличным заданием движения. Таблица заполнялась ими без анализа ситуации. После окончания набора скоростей на вопрос экспериментатора «Ты уверен, что кораблик доплывет до цели?» отвечали почти всегда утвердительно: «Да, уверен» или: «Наверное да, посмотрим». В случае неудачи при повторной попытке решения данного задания испытуемый менял значение скорости в каком-то одном интервале и наблюдал за экраном.

Участники второй группы (4 человека), отнесенные нами также к эмпирическому способу действия, проводили пошаговое планирование решения задачи. Задав первый шаг движения (а всего в таблице их шесть), они пытались осуществить его сразу. На просьбу экспериментатора продолжить планирование движения тела эти дети отвечали отказом или возражением. Например, Наташа С. (12 лет) заявила: «А как же я буду видеть, откуда он (кораблик) пойдет дальше?» Характерной чертой этой группы явилось то, что они при обнаружении ошибки на каком-то этапе движения тела исправляли ее без учета изменения движения на последующих отрезках пути. По этой причине некоторые испытуемые при нескольких неудачах выполнили решение «методом проб и ошибок».

К третьей группе были отнесены ученики (4 человека) с преобладающим предметным планированием. Эту группу можно считать переходной от эмпирического к теоретическому уровню планирования. Деятельность этих испытуемых заключалась в том, что они пытались определить единицу движения тела путем задания на первом отрезке пути единичной скорости. Выполняя посредством движения пальцем или ручкой по экрану компьютера, эти дети отсчитывали количество единиц, необходимых, на их взгляд, для успешного продвижения по отрезкам маршрута, и заносили их в таблицу.

Четвертая группа включала учеников (3 человека), успешно выполнивших планирование в знаково-символическом плане. Так, Филипп И. (11 лет) после получения инструкции поинтересовался: «Должен ли я определить путь для каждого интервала времени?» После утвердительного ответа он хотел выяснить, какова единица движения, но затем отказался от такого намерения: «Мне все ясно, тут координаты даны» (он имел в виду систему координат с делениями на экране дисплея). При обращении внимания на этот факт у испытуемых трех других групп положительного эффекта не наблюдалось. Далее ученики четвертой группы определяли по схеме, сколько единиц им нужно для движения на каждом из участков, и задавали скорость таким образом, чтобы ее произведение с данным интервалом времени давало необходимую величину. Даже ограничение в числовом значении скорости (они могут задавать ее в интервале от 0 до 9) их не останавливало. Характерным примером является следующий диалог с испытуемым Сашей X. (12 лет).

С а ш а. А больше нельзя скорость задать?

Э к с п. Нет.

С а ш а. Тогда мы пойдем по X. (Задает на следующей строке таблицы.) Так можно?

Э к с п. Да.

Как правило, все дети, отнесенные нами к этой группе, были уверены в успешном прохождении маршрута (Инга С.: «Я проверила еще раз, кораблик доплывет до цели»).

Таким образом, только у 1/5 всех испытуемых планирующая функция мышления достигла теоретического уровня, и, хотя при выполнении последующих вариантов задания некоторые испытуемые третьей группы также начинали проявлять элементы теоретического планирования, отнести их к четвертой группе мы не смогли, так как действия этих детей не были достаточно устойчивы. Около половины испытуемых (49 %) проявили эмпирический характер планирования.

На основании полученных результатов были сделаны следующие выводы о направлении исследований, связанных с диагностикой мышления, в частности с развитием планирующей функции мышления.

1. Диагностика планирующей функции мышления позволяет с достаточной степенью достоверности судить о динамике умственного развития школьников. Важную роль в оценке уровня развития мышления играет компьютер, применение которого обеспечивает объективацию действия планирования в процессе решения диагностических задач,

2. Разработанная нами методика оказалась чувствительной к определению взаимосвязанных между собой состояний рефлексии, планирования и анализа, что позволяет

 

132

 

разделять школьников по преемственным уровням их умственного развития.

3. Предложенная методика дает возможность ведения с помощью компьютера развернутого наблюдения за осуществлением взаимопереходов между предметной и знаково-символической структурами действия.

4. Методика диагностики мышления школьников и установленные в нашем исследовании особенности динамики их умственного развития могут быть использованы при создании научных основ школьной психодиагностической службы, позволяющей проводить замеры мыслительной деятельности учащихся.

5. Связь с предметным материалом дает возможность использовать данные методики для изучения особенностей усвоения физических закономерностей и закрепления этого учебного материала.

 

1. Горбачев М.С. Материалы XIX партийной конференции. М., 1988.

2. Гурова Л.Л. Развитие мышления учащихся в процессе овладения компьютерной грамотностью // Психологические проблемы создания и использования ЭВМ. М., 1985.

3. Давыдов В.В. Виды обобщения и обучения. М., 1972.

4. Давыдов В.В., Варданян Л.У. Учебная деятельность и моделирование. Ереван, 1981.

5. Леонова А.К., Сергиенко С.К., Стрелков Ю.К. Применение ЭВМ в психологическом эксперименте. М., 1979.

6. Магкаев В.X. Экспериментальное изучение планирующей функции мышления в младшем школьном возрасте // Вопр. психол. 1974. № 5. С.98-106.

7. Носатов В.Т. Психологические особенности анализа как основы теоретического обобщения: Автореф. канд. дис. М., 1976.

8. Пономарев Я.А. Знания, мышление и умственное развитие. М., 1967.

9. Рубцов В.В. Организация и развитие совместных действий детей в процессе обучения. М., 1987.

10. Рубцов В.В. и др. Логико-психологические основы использования компьютерных учебных средств в процессе обучения // Информатика и образование. 1989. № 3.

11. Эльконин Д.Б. Психологические вопросы формирования учебной деятельности в младшем школьном возрасте // Вопросы психологии обучения и воспитания. М., 1961.

12. Papert S. Mindstorms: Children, computers and powerful ideas. N. Y.: Basic Books, 1980.

 

Поступила в редакцию 12. II 1990 г.