§ 3. Осознание семиотических закономерностей — путь овладения моделированием

Анализ результатов наших предыдущих исследований показал, что действие перевода в результате усвоения его принципов является наиболее значимым в общей структуре моделирования (В. С. Карапетян). Мы предположили, что осознание семиотических закономерностей, относящихся к деятельности моделирования, составляет основное условие, позволяющее осуществлять этот вид знаково-символической деятельности. В исследовании Г. А. Глотовой была поставлена задача — показать, что целенаправленное формирование у старших

232

дошкольников и младших школьников осознания некоторых семиотических закономерностей, реализуемых при построении графических моделей, позволяет детям осуществлять деятельность моделирования.

Было намечено экспериментально исследовать этот вопрос, сделать попытку сформировать осознание семиотических закономерностей и принципов в их наиболее простой форме у старших дошкольников и младших школьников, а затем изучить, какова роль такого осознания в становлении видов знаково-символической деятельности у детей данных возрастов. Выбор детей был не случаен, так как предполагалось, что именно в это время при целенаправленном формировании закладываются основы перехода к наиболее сложному виду знаково-символической деятельности — моделированию^

При составлении программы в качестве предмета усвоения была выделена знаковая ситуация и ее аспекты: а) два плана — замещаемое и заместитель; б) связь между ними (мотивированная или условная); в) алфавит, правила сочетания его единиц и принципы перевода замещаемого содержания на знаково-символическии язык. Среди принципов в качестве основного был выде_-лен принцип изоморфизма, остальные принципы (структурность, автономность, адекватность, обобщенность) рассматривались как вспомогательные. Предполагалось, что сформированное осознание семиотических закономерностей является одним из необходимых условий, позволяющих детям перейти к моделированию.

Методика формирующего эксперимента разрабатывалась в соответствии с требованиями теории планомерного формирования умственных действий на основе модифицированной методики «Подсказка одним заместителем» (А. В. Павлюкова) [69]. Вместо конкретных картинок, из которых испытуемые должны были выбирать заместитель, им предлагалось строить модель из геометрических фигур и на модели указать загаданную картинку. Данная методика позволила организовать парную работу испытуемого и экспериментатора либо испытуемых по загадыванию картинки, построению модели и отгадыванию картинки с помощью модели. Она оказалась удобной для изучения с детьми основных аспектов знаковых ситуаций и принципов изоморфизма, автономности, структурности и др. Осознание формировалось внутри действия построения двухмерных (услов-

233

но-графических) моделей: загадывая картинку, ребенок осуществлял анализ замещаемой ситуации, затем построение модели, а выступая в роли отгадывающего, он анализировал модель и переносил результаты, полученные при анализе модели, на замещаемую ситуацию.

Для проведения формирующих экспериментов выбирались модели, предполагающие кодирование с помощью дискретных и непрерывных средств. Чтобы дать ребенку более обобщенное представление о данном типе кодирования (было отобрано пять типов условно-графических моделей), внутри каждого из них выделялся еще ряд вариантов. При этом использовался ряд приемов, направленных на повышение у детей уровня мотивации: 1) экспериментатор был представлен детям-дошкольникам как «учительница», которая проведет с ними несколько занятий «как в школе» (все испытуемые подготовительной группы мечтали о школе, что уже само по себе настроило их положительно по отношению к данным занятиям); 2) сами задания методики как у дошкольников, так и у младших школьников вызывали достаточный интерес, особенно если работа организовывалась в форме игры, в которой ребенок задумывает картинку, строит модель, а экспериментатор ее отгадывает; 3) показывая детям неправильно построенные модели к отдельным простым заданиям, экспериментатор подчеркивал, что это приводит к ошибке при отгадывании картинки, затем предлагал ребенку немного поучиться, чтобы всегда строить только правильные модели; наконец, учитывались индивидуальные особенности каждого ребенка, устанавливался с ним хороший контакт.

В ходе обучения детям сначала предлагались простые задания на передачу сообщений о задуманной картинке с помощью модели, при этом особо акцентировались те случаи, когда ребенок допускал ту или иную ошибку. Затем показывались рисунки моделей, сделанные «другими детьми» для тех же заданий, и требовалось по таким рисункам отгадать загаданную экспериментатором картинку. Среди рисунков были и ошибочные, не позволяющие правильно произвести отгадывание. После выполнения таких заданий экспериментатор обращался к ребенку с просьбой ответить, как бы он объяснил другим детям из их группы или класса, как нужно строить модели, чтобы по ним всегда можно было догадаться, какая картинка задумана. Это вызывало у

234

испытуемых большие трудности: они могли описать свою конкретную модель, но дать какое-то обобщенное правило построения модели им не удавалось. Экспериментатор приходил на помощь и показывал карточки, где в наглядном для детей виде были зарисованы нужные правила, а также формулировал эти правила в доступной форме. Уяснение содержания изображаемых на карточках правил организовывалось с помощью специальных заданий, в которых давалась задача (из двух картинок) и готовая модель к ней. Экспериментатор задавал вопросы, испытуемый отвечал на них, с помощью экспериментатора показывал на первой карточке, к какому типу относится эта модель, на другой — по какому свойству различаются между собой части задания и т. д.

Затем испытуемые получали серию заданий, которые выполняли при опоре на карточки с правилами и типами моделей, последовательность их действий организовывалась путем вопросов и указаний экспериментатора. Количество частей в замещаемых ситуациях (соответственно в моделях) варьировало от 2 до 10. Иногда на более простых заданиях испытуемые спешили; не дожидаясь вопросов экспериментатора, не заглядывая в карточки, сразу начинали строить модели. В этих случаях их не прерывали, чтобы не снизить мотивацию, однако в целом такая спешка не поощрялась. На данном этапе обучения организовывалось развернутое действие ребенка по построению модели с пояснениями в ответ на вопросы экспериментатора. Для этого иногда договаривались с ребенком, что за каждый правильный ответ при построении модели он будет получать фишку. Такой договор побуждал детей более внимательно слушать вопросы экспериментатора, лучше анализировать задание, чаще обращаться к карточкам и с их помощью отвечать на вопросы.

В предлагавшихся заданиях, как и в исходном варианте методики «Подсказка одним заместителем», замещаемые картинки могли различаться по размеру, количеству изображенных предметов и цвету. В ряде случаев требовался учет формы. Задания с разными основаниями чередовались. В дальнейшем осуществлялся переход к внешнеречевому выполнению действий. Работа испытуемого протекала с тем отличием от предыдущего этапа, что карточек с правилами построения моделей и типами

235

моделей перед испытуемыми уже не было. Экспериментатор не задавал вопросов, а просил испытуемого строить модель и рассказывать, что он делает. Если ребенок в своих кратких комментариях пропускал что-то существенное, экспериментатор задавал ему вопрос дополнительно, чтобы побудить к нужному ответу. В этом случае часто говорилось испытуемому, что он должен так объяснить свои действия, чтобы это можно было пересказать детям из младшей группы и они тоже смогли бы правильно построить модель. Это делало ответы детей более обстоятельными, интонационно выразительными.

Речевые действия («про себя» и внутренняя речь) специально не организовывались; они сводились к тому, что испытуемый и экспериментатор без всяких пояснений строили модели друг для друга и с их помощью отгадывали задуманные картинки. Экспериментальному обучению предшествовал констатирующий эксперимент. В нем наряду с другими заданиями проверялась успешность выполнения первого задания методики «Подсказка одним заместителем» в связи с тем, что принцип построения данной методики использовался при составлении программы формирующего эксперимента. В качестве контрольного задания в полном объеме давался .исходный вариант методики «Подсказка одним заместителем», где заместителями были изображения конкретных предметов. Требовалось дать разъяснение своих действий при выборе заместителей. Констатирующий эксперимент показал низкие результаты выполнения .(75% детей не справились с первым заданием).

В ходе формирующего эксперимента путем поэтапной отработки дети освоили условно-графические, знаково-символические средства, научились строить модели па основе учета принципа взаимно однозначного соответствия элементов и связей модели с элементами и связями замещаемого содержания, научились выбирать удобные заместители, без «зашумляющих» признаков, а также структурировать их. Контрольный эксперимент, где предлагался исходный вариант методики «Подсказка одним заместителем», показал безошибочное выполнение детьми всех заданий. Правильные решения сопровождались достаточно аргументированными объяснениями. Это позволило сделать вывод: испытуемые овладели семиотическими закономерностями, входящими в обучающую программу. Они осознают их и используют,

236

переходя от условных заместителей к конкретно-предметным.

Во второй части эксперимента выяснялось, какое влияние окажут усвоенные в обучении знания некоторых семиотических закономерностей на переход к использованию условно-графических средств в качестве моделей (от кодирования к моделированию). Предполагалось исследовать характер влияния сформированного в эксперименте осознания семиотических закономерностей на процесс решения различных видов задач, сделать выводы об особенностях перехода к моделированию в условиях наличия и отсутствия у испытуемых необходимых предметно-специфических знаний.

Мы исходили из того, что работа с моделью представляет собой двояко обусловленное действие: она определяется, с одной стороны, закономерностями построения и функционирования самой модели (в том числе общесемиотическими закономерностями и принципами), с другой — закономерностями специфического предметного содержания, являющегося объектом моделирования. Поэтому, рассматривая вопрос о переходе к моделированию на основе осознания некоторых семиотических закономерностей и принципов, необходимо различать два случая, связанных с наличием или отсутствием у испытуемых необходимых предметно-специфических знаний.

Мы предположили, что сформированное в эксперименте осознание семиотических закономерностей и принципов должно позволить испытуемым самостоятельно осуществлять построение и преобразование моделей в тех задачах, для решения которых у них имеются необходимые предметно-специфические знания. При отсутствии же их на основе одного только сформированного осознания семиотических закономерностей испытуемые, вероятно, не смогут так организовать свою работу с моделью, чтобы она привела к получению новой информации, но они будут способны извлечь новую информацию из преобразований модели, осуществляемых другими людьми, или преобразуя ее сами при соответствующем руководстве.

Для экспериментального изучения первого случая (необходимые предметно-специфические знания у детей имеются) были выбраны задачи на сложение с переходом через 10, сложение одновременно в нескольких ря-

237

дах чисел и задача-головоломка на определение пространственного расположения объектов. Для исследования второго случая (моделирование при отсутствии необходимых предметно-специфических знаний) было подобрано несколько типов задач, с принципами построения и решения которых наши испытуемые еще не были знакомы: это задачи на включение классов, сериацию в вербальном плане и простые арифметические задачи, предполагающие оперирование числами и включающими отношения «больше на...», «меньше на...».

Рассмотрим кратко полученные результаты. Решение простых арифметических задач в констатирующем эксперименте показало, что дошкольники и школьники-второклассники значительно различались по способам и успешности выполнения счетных операций.

С решением в уме задачи-головоломки: «Четыре кошки сидят так, что против каждой кошки — по три кошки. Как сидят эти четыре кошки?» — не справился ни один из испытуемых. Попыток прибегнуть самостоятельно к зарисовыванию или построению схемы не отмечалось.

С задачами на включение классов не справились в констатирующем эксперименте все испытуемые, отобранные для формирующего эксперимента, как дошкольники, так и младшие школьники. Мы столкнулись с описанным А. Г. Лидерсом явлением, состоящим в том, что дети не понимают специфики задач данного типа и сопоставляют не класс и подкласс, а два непересекающихся подкласса. Более того, обнаружилось, что, даже просто повторяя вопрос по просьбе экспериментатора, дети его модифицируют и превращают вопрос о соотношении двух подклассов. Например, исп. Света А., повторяя вопрос к задаче про 9 роз и 3 гвоздики, постоянно говорит: «Чего больше, роз или гвоздик?» Тогда экспериментатор обращается к ней: «Ну, послушай еще раз. Я говорю: чего больше, роз или цветов. А ты говоришь: роз или гвоздик. Есть разница?» Света А. отвечает: «У вас без названия, просто другие цветы».

Сериация трех объектов в вербальном плане. Операция сериации интересна тем, что выполнять ее в конкретно-операциональной форме могли все наши испытуемые: они без труда справились с заданием построить серию из десяти полосок разной длины. В то же время дети испытывали большие затруднения в выполнении

238

вербальных заданий на сериацию трех объектов, для которых специфично использование словесных формулировок, фиксирующих у одного и того же объекта как бы противоречащие друг другу свойства (объект одновременно и «больше, чем...» и «меньше, чем...»). Наши эксперименты показали, что дети неплохо понимают выраженные вербально отношения «А больше, чем В, В больше, чем С», но затрудняются в понимании соотносительности, т. е. что нечто может быть одновременно я больше и меньше чего-то.

С заданиями: «Таня старше Лены, но младше Кати. Кто из девочек самый старший?» и «Катя выше Лены, но ниже Тани. Кто из девочек самый высокий, кто самый низкий?» — не справился никто. Второклассники •отвечали, что выше всех Катя (4 человека) или выше всех Лена (1 человек), но Таню все пятеро детей считали самой низкой.

Анализ ответов и объяснений показывает, что дети плохо осознают смысл формулировок «больше, чем..., но меньше, чем...». За ними у них не стоит нужное предметное содержание, они не соотносят с отношениями предметов уже известными испытуемым на конкретно-операциональном уровне.

В констатирующем эксперименте вслед за решением задач каждого типа (на включение, сериацию и т. д.) в умственном плане испытуемым предлагалось нарисовать к задаче схему и проверить с ее помощью правильность своего решения. Эксперименты показали: рисунки детей лишь выражают уже найденное ими в умственном плане решение, даже если оно является ошибочным. Они не превращаются в объект действия, а только кодируют с помощью изобразительно-графических средств содержание задачи так, как она понята ребенком. В констатирующей части был выделен круг задач, с которыми испытуемые не справлялись; выявлено, что предложение использовать знаково-символические средства не улучшало результаты, так как дети не умели строить и преобразовывать графические модели.

Таким образом, в задачах констатирующей части эксперимента дети, отобранные для формирующего эксперимента, показали низкую успешность выполнения, а также неумение строить и использовать модели: а) в усложненных задачах, для решения которых у них имелись необходимые предметно-специфические знания

239

(задача-головоломка на определение пространственного расположения объектов, усложненные задачи на нахождение суммы и др.); б) в задачах, принципы построения и решения которых были им мало известны (задачи на включение классов, на сериацию объектов в вербальном плане, арифметические задачи на разностное сравнение).

В соответствии с целями исследования необходимо было рассмотреть, какие изменения произойдут у испытуемых в решении задач, требующих построения адекватных моделей и использования их для получения новой информации о замещаемом содержании (осуществление моделирования), после экспериментального формирования у них осознания некоторых семиотических закономерностей, используемых при построении условных графических моделей. Для этой цели после формирующего эксперимента детям были предложены задачи, с которыми они не справились в констатирующей части эксперимента (все задачи в случае затруднений при решении их в умственном плане могут быть решены путем построения адекватных моделей, открывающих способ их решения).

Эксперименты показали, что с задачами, относительно которых у детей были необходимые предметно-специфические знания (усложненные задачи на нахождение суммы и др.), они смогли справиться без дополнительных разъяснений. Так, если в констатирующей части было показано, что дошкольники не могли решить задачи на сложение, содержащие переход через 10, то теперь при построении адекватных моделей они справились с такими задачами без труда, применяя при этом характерный для них способ решения — через пересчет. Решали, например, такие задачи: «Девочка сорвала 8 тюльпанов и 7 роз. Сколько всего цветов она сорвала?», «Один карандаш стоит 2 копейки. Сколько стоят 3, 5, 6 карандашей?»

При решении встречались только единичные ошибки по невнимательности при пересчете, для преодоления которых достаточно было попросить испытуемого еще раз проверить себя с помощью модели.

Сдвиги произошли также при решении задачи-головоломки про четырех кошек, сидящих так, что против каждой кошки по три кошки. Если в констатирующей части эту задачу не решал никто и предложение экспе-

240

риментатора зарисовать, как сидят кошки, не приводило к сдвигам в ее решении, то теперь отмечен самостоятельный выход детей на действие «работы с моделью», что в результате ряда преобразований модели приводило их к правильному решению.

Дети строили адекватные модели к задачам и правильно решали их сами, осуществляя преобразования моделей и получая из этого новую информацию. Следовательно, в тех случаях, когда у испытуемых имелись необходимые предметно-специфические знания, построение моделей и преобразование их на основе семиотических закономерностей дает возможность извлекать с помощью моделей новую информацию, относящуюся к той же предметной сфере (например, получить с помощью модели решение частной задачи на основе знания общего принципа решения задач данного класса).

Иная картина наблюдалась, когда у испытуемых отсутствовали необходимые предметно-специфические знания (решение задач на включение классов, сериацию и др.). Здесь результаты выполнения остались такими же, как и в констатирующей части. Попытки самостоятельно построить модели не приводили к правильному решению. Модели, построенные в соответствии с изученными правилами, оказывались неадекватными (неполными или просто ошибочными) в силу недоучета специфики нового предметного содержания. Отсутствие новых предметно-специфических знаний не позволяло испытуемым осуществить правильный анализ задачи для построения модели, построить адекватную модель и преобразовать ее. Поэтому в данной группе заданий, после того как испытуемые построили модели, им предлагалось под руководством экспериментатора произвести различные преобразования моделей. В преобразованиях учитывались особенности построенной ребенком модели и специфические закономерности моделируемой предметной области, с которыми дети еще не знакомы.

Работа организовывалась по следующей схеме:

1) испытуемый получал задание, самостоятельно строил для него модель и давал ответ. В силу недостаточного учета специфики задач данного класса модель не раскрывала в явной форме какие-то важные для решения задачи отношения и по этой причине не помогала испытуемому прийти к правильному ответу;

2) экспериментатор предлагал ребенку произвести

241

то или иное преобразование модели, связанное как с ее особенностями, так и со специфическими особенностями задач данного класса, которые ребенку пока что не известны,

3) экспериментатор посредством своих вопросов побуждал ребенка произвести расшифровку преобразования модели;

4) задача повторялась снова, и испытуемый при опоре на преобразованную модель давал ответ.

Прямых указаний на специфику предлагаемых задач не давалось, так как предполагалось, что испытуемый должен выделить эту специфику в качестве новой информации при работе с моделями. Такая схема работы осуществлялась на материале решения задач на включение классов, сериацию и арифметических задач, содержащих отношения «больше на ..., чем ...» и др.

Надо отметить, что без умения строить модели и без осознания принципов такого построения детям трудно преодолеть подход к задачам на включение классов как к задачам на соотношение подклассов. Так, в констатирующей части эксперимента простое расположение предметов (синих и розовых пуговиц) в один ряд не давало правильных ответов, так как дети все равно продолжали сравнивать не класс и подкласс, а два подкласса. Аналогичное явление в еще более яркой форме описано А. Г. Лидерсом, который давал детям палочку, окрашенную на 3/4 в красный цвет и на 1/4 в белый. При этом дети отвечали, что красная часть больше, чем сама палочка, так как сравнивали длину красной и белой частей, а не длину красной части и всей палки.

В наших экспериментах, когда не сами предметы располагались в один ряд, а сначала строились модели подклассов, несколько раз требовалось ответить, что за подклассы изображены, потом изменить модель так, чтобы два подкласса были расположены в один ряд, проанализировать эту преобразованную модель, соотнести ее с исходным заданием и т. д., дети начинали понимать, что вопрос задачи адресован к сопоставлению класса и подкласса.

Понимание основных семиотических закономерностей позволило испытуемым содержательно расшифровать преобразования моделей и получить необходимую информацию для решения задач. При этом дети в качестве новой информации извлекали для себя не только ответ

542

на единичную конкретную задачу, но и получили информацию более общего характера — как информацию о специфических особенностях целого класса задач

В результате, если в констатирующей части эксперимента с решением задач на включение классов не справился ни один испытуемый, то в контрольных экспериментах на основе осуществления моделирования от задачи к задаче повышалось число правильных ответов (на третьей задаче 20% испытуемых, на пятой — 93,3%> а на шестой — все испытуемые начали давать правильные, достаточно стабильные и аргументированные ответы). Это свидетельствует о том, что дети с помощью моделирования извлекли для себя новую информацию, так как прямого разъяснения или обучения решению задач на включение классов в нашем исследовании не проводилось. Следует подчеркнуть, что в данном случае нельзя говорить о сформированности операции логического включения классов. Речь может идти только о том, что моделирование выступило для детей методом получения новой информации о специфике задач на включение классов, заключающейся в том, что это такой тип задач, где сравнению подлежат класс и подкласс, а не два непересекающихся подкласса. За счет этого произошло определенное улучшение результатов решения задач данного типа.

Такая форма моделирования была использована также при решении задач на сериацию и арифметических задач на разностное сравнение.

Таким образом, при отсутствии необходимых предметно-специфических знаний наличие сформированного осознания семиотических закономерностей позволяет детям извлекать новую информацию из тех преобразований модели, которые производит или организует другой человек, обладающий нужными предметно-специфическими знаниями.

Полученные результаты показали, что осознание семиотических закономерностей является необходимым условием осуществления деятельности моделирования. Поскольку в дошкольном возрасте семиотические закономерности осознаются недостаточно, то возникает необходимость сделать их предметом специального целенаправленно организованного усвоения. Экспериментальные данные свидетельствуют в пользу такого пути совершенствования знаково-символической деятельности.

243