автореферат и диссертация по психологии 19.00.07 для написания научной статьи или работы на тему: Развитие учебно-познавательных действий школьников в условиях использования компьютерных средств

Автореферат диссертации по теме "Развитие учебно-познавательных действий школьников в условиях использования компьютерных средств"

у* ' '>

2 и,

I и ^ -

УСАДЕЛПШ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ПАУК СССР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧПО-ИССЛЕДОИАТЕЛЬСКПП ИНСТИТУТ ОП1ЦЕ11 II НЕДАГОГИЧЕСКОП ПСИХОЛОГИИ

На нранах рукописи УДК 150.7

МЛРГОЛНС Аркадии Арононпч

РАЗВИТИЕ УЧЕБНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИИ ШКОЛЬНИКОВ В УСЛОВИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СРЕДСТВ

19.00.07 — педагогическая и возрастная психология

А15 ТОРЕ Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук

Москва 1990

Работа выполнена н Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательском институте общей и педагогической психологии Академии педагогических наук СССР.

II а у ч н ы и р у к о в о д и т е л ь:

доктор психологических наук, ¡профессор В. В. РУБЦОВ

О ф и ц н а л I, н ы е о и п о и е и т ы :

член-корреспондент АНН СССР, доктор психологических наук, .профессор О. Л. КОНОПКШ1

кандидат психологических паук В. Т. КУДРЯВЦКВ

Ведущее учреждение: Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, факультет пслхолошн.

Защита диссертации состоится ..... 1990 г.

и 14 час. па заседании специализированного сонета К 018.03.01 по защите диссертации па соискание ученой степени кандидата психологических наук Ордена Трудового Красного Знамени Паучло-лселодолательского института общей и педагогической психологии Академии педагогических паук СССР.

Адрес: 103009, Москва, Проспект Маркса, д. 20, корн. «13».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке пистлту-

а.

Автореферат разослан .....» 1990 г.

тчены» соК|]ютарь специализированного совета,

андндат психологических паук Т. II. БОРКОВА

Появление современных средств вычислительной техники, юс широкое внедрение и образование ставит перед психологами задачу разработки качественно новых технологий обучения, основанных на использовании компьютерных обучающих систем. Решение этой важной научно-практической задачи невозможно без исследования особенностей применения компьютера в качестве эффективного психологического орудия человеческой деятельности, определения его психологических функций и места в учебно-воспитательном процео-се.

Проблемой нашего исследования стало изучение возможностей создания информационно-педагогических технологий, позволяющих осуществлять эффективное формирование учебно-познавательных действий учащихся.

Актуальность этой проблемы определяется тем, что в известных вариантах компьютерного обучения компьютер используется яо преимуществу либо как специальный объект изучения (информатика, программирование), либо как особое техническое средство обучения, не отличающееся принципиально от других аудиовизуальных средств. При указанных подходах вне специального рассмотрения остаются вопро'сы изучения психологических функций компьютера и его влияния на развитие и формирование учебных действий ребенка-школьника. Недостаточно исследованной представляется проблема афиктивности информационных технологий обучения, их соотношение с системами обучения, не опирающимися на применение компьютерных средств.

Целью исследования является анализ психологических условий использования компьютера как средства построения учобно-познава-тельных действий школьников.

Гипотеза исследования состояла в предположении о том, что применение компьютера в качестве эффективного средства выполнения учебно-познавательного действия достигается за счет такого его включения в деятельность, при котором обеспечивается переход от манипулятивного действия учащегося с объектом усвоения к содержательно ориентированному предметному действию.

В задачи исследования входило: I) разработать экспериментальную методику, позволяющую исследовать переход ученика от манипулятивного к учебно-познавательному действию; 2) изучить психологические особенности такого перехода в условиях компьютерного и бескомпьютерного способов решения учебной задачи; 3) оценить влияние на возникновение учебного действия знаков©-символических средств, формы организации учебных взаимодействий (совместная, индивидуальная) и возраста учащихся; 4) обосновать психологические требования к разработке компьютерных технологий обучения, обеспечивающих формирование полноценного учебно-познавательного действия школьников на основе перехода от манипулятивного действия к предметно-содержательному.

Положения, выносимые на защиту:

1. Изменение при использовании компьютера манипулятивной направленности действия на предметно-содержательную достигается за счет выполнения ребенком системы взаимопереходов от действия с объектом к действию с компьютерной моделью, адекватно отражающей представление ученика об этом объекте.

2. Психологаческий механизм перехода к содержательно ориентированному предметному действию связан с процессом рефлексии, актуализация которой обеспечивается на основе соотнесения учеником собственного способа действия с соответствующей компьютерной моделью.

3. Психологическими условиями, влияющими на эффективность включения компьютера в контур учебно-познавательного действия, являются использование знаково-символических средств и организация учебных ситуаций в форме совместной деятельности взрослого и детей, а также самих детей.

Предавтом исследования в его теоретической части явились структура и психологические закономерности построения учебного действия при использовании учеником в процессе решения учебной задачи компьютерных моделей.

Предметом экспериментальной части исследования стали психологические условия возникновения и динамика развития учебно-познавательного действия, опирающегося на переход ребенка от манипулятивного к собственно предметному действию при компыо-терном и бескомпьютерном способах обучения, а также оценка влияния на этот переход использования знаково-символических средств способов организации учебных взаимодействий и возрастных особенностей учащихся.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в том, что проблема построения и развития учебно-познавательного действия в условиях применения компьютерных средств поставлена в нем как проблема генеэа полноценного предметного действия. В диссертации разработана теоретическая схема применения компьютера в качестве средства экстериоризации представлений детей о содержании изучаемого объекта. Такая форма экстериоризации связана с объективацией представлений школьников и соответствующих им действий на основе использования адекватной системы компьютерных моделей. В рамках указанной схемы анализ усваиваемого содержания строится путем взаимопереходов уче-

ника от действия с объектом к действию о компьютерной моделью. В работе экспериментально доказано то обстоятельство, что данный способ применения компьютера способствует рефлексии и возникновению на этой основе содержательно ориентированного предметного действия учебной направленности.

Практическая значимость исследования оостоит в создании научно обоснованных образцов компьютерного обучения школьников, реализующих основные принципы разработанной в диссертации теоретической схемы построения учебно-познавательного действия и обеспечивающих возникновение при рошонии учебной задачи содержательно ориентированного предметного действия. Представленные в диссертации психологические требования к разработке информационных технологий обучения могут быть использованы при проектировании эффектных систем учебной деятельности, включающих применение компьютерных средств.

Апробация результатов исследования осуществлялась на базе Лаборатории психологии компьютерного обучения Научно-исследовательского института общей и педагогической психологии Академии педагогических наук СССР (1985-1989 гг.), на Всесоюзных совещаниях и конференциях (Черновцы, 1987; Новосибирск, 1987; Севастополь, 1989), на УП съезде Общества психологов СССР (Москва, 1989 г.).

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, а также приложения и списка литературы, насчитывающего 105 наименований, включает 22 таблицы и 35 рисунков. Текст диссертации изложен на 150 машинописных страницах.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность исследования проблемы развития учебно-познавательных действий, опосредствованных использованием компьютерных средств, формулируются цели и задачи исследования, рассматриваются положения выносимые на защиту.

Первая глава диссертации содержит анализ психолого-педагогических концепций использования компьютеров в обучении. В ней рассматривается проблема построения и эффективного применения новых информационных технологий для обучения и развития детей.

В настоящее время правомерно говорить по крайней мере о ■ двух противоположных научных подходах к использованию компьютеров в обучении. Первый подход, соотносимый с бихевиористской концепцией обучения, оказывается весьма эффективным в тех ситуациях, где от обучаемых требуется автоматизация определенных навыков и упражнение в способах решения задач, заучивание ученике®! некоторого материала. К достоинствам компьютерных обучающих программ этого направления в проектировании компьютерных учебных систем относится их адаптивность к индивидуальным особенностям усвоения учащимися учебного материала, возможность широкого контроля за деятельностью школьников, последовательное приближение к поставленным целям обучения и т.д. Однако использова ние соответствующих программ делает невозможным творческое введение школьников в способы построения новых знаний, затрудняет освоение ими основ рефлексивно-теоретического мышления. При этом частичная модификация компьютерных обучающих средств, осуществляемая в рамках бихевиористского подхода (типа ранжирования • уровней сложности заданий, введения ветвления с предложением

различных задач в зависимости от ответа учащихся и т.п.), не преодолевает их основного недостатка-ориентации школьника на достижение заданного результата, а не на сам способ действия с содержанием усваиваемых знаний (см., например, А.Г. Крицкий, 1989; А.А. Кузнецов, 1989; В.М. Монахов, 1987; В.В. Рубцов, 1987 и др.).

Появление новых компьютерных средств, реализующих сложные интерактивные обучающие программы, сделало возможным широкое применение учебных систем, воплощающих когнитивистский подход к обучению. Особенностью этого подхода является то, что обучаемый становится активным участником учебного процесса, субъектом развития собственных схем и структур мышления. В отличие от предыдущего для такого подхода характерны высокая степень самоконтроля учащихся за ходом обучения (в таких программах не столько компьютер учит ученика, сколько ученик активно взаимодействует со средой обучения), ориентация не на результат, а на способ действия.

Наибольший интерес в рамках данного научного направления' представляют исследования американского ученого С. Пейперта (1980) прежде всего, его концепция создания на основе ЭВМ особых обучающих сред-ми!фомиров. Такие среды играют роль моделей различных свойств и сторон изучаемой действительности. Работая о объектами среды, ученик получает возможность самостоятельного выполнения и конструирования различных действий и операций, реализуя и осваивая посредством их содержание соответствующих знаний.

Недостатком такого типа программ является отсутствие долж -ного контроля за деятельностью учащихся, акцент на самопроизволь-

ный характер открытия обучаемыми той или иной идеи. Роль учителя и учебника при этом существенно снижаются, а необходимость взаимодействия взрослого и ребенка, опосредствованного компьютером, приобретает характер вспомогательного фактора обучения. В целом программы, реализующие указанный подход, не обеспечивают формирование у учащихся полноценных учебных действий с объектами среды и освоения ими на этой основе содержания научных знаний (В.В. Рубцов, В.Н. Каптелинин, В.А. Львовский, Л.Ю. Не-вуева, Й.И. Поливанова, И.М, Улановская и др., 1989).

В советской психологии проблема формирования и развития учебных действий наиболее последовательно изучалась в русле психологической теории учебной деятельности (Д.Б. Эйьконин, В.В. Давыдов и др.). Значимым компонентом этой деятельности является система особых учебных действий, направленных на решение учебных задач. Она включает преобразование ситуации для обнаружения всеобщего отношения рассматриваемой системы, моделирование выделенного отношения в графической и знаковой фор-ие, преобразование модели отношения для изучения его свойств в "чистом" виде, выведение и поотроение серии частных конкрет-ио-практичоских задач, решаемых общим способом, контроль за выполнением предыдущих действий, оценку усвоения общего способа как результата решения данной учебной задачи (В.В. Давыдов, 1983).

Особое место в системе учебных действий принадлежит преобразованию объекта о целью обнаружения его всеобщего отношения, которое можно считать начальным этапом предметно-содержательного анализа и основой поиска учеником решения учебной задачи. Выполнение учеником такого преобразования приводит к изменению

- а -

операционального состава действия и, соответственно к изменению субъективного представления ученика об объекте (образа), благодаря чему осуществляется необходимая регуляция действия и его предметизация.

В диссертации на основе анализа философской и психологической литературы обсуждается положение о том, что, во-первых, именно действие преобразования играет решающую роль в становлении теоретического отношения ученика к объекту и развитии понимания задачи, во-вторых, это действие основано на взаимоопосредствовании способа работы с объектом и представлений о содержании объекта самого школьника, в-третьих, важнейшим процессом, обеспечивающим такое опосредствование и выход в смысловое поле задачи, является рефлексия ученика как на операциональные, так и на предметные компоненты действия, и, наконец, в-четвертых, рефлексия представляет собой особое действие, благодаря которому обеспечивается формирование знакового плана решения задачи как пространства возможностей построения будущего способа работы с объектом (В.А. Львовский, В.Х. Магкаев, A.M. Медведев, П.Г. Нежнов, В.В. Рубцов, Б.Д. Эльконин и др.).

Вместе с тем, результаты целого ряда психологических исследований свидетельствуют о том, что все еще недостаточно изученными остаются вопросы, связанные с условиями предметиза-ции действия, когда образ требуемого результата изначально не дан ребенку, а формируется в процессе поиска решения задачи. Не исследованы в должной степени исходные способы выполнения преобразования, обеспечивающие предметно-содержательную ориентацию действия и изменение его манипулятивной направленности на учебно-познавательную. Другими словами, требует специально-, го изучения генез учебно-познавательного действия, основанный

на переходе ученика от шшшулятивного действия к собственно предметному, что позволило бы создавать педагогические технологии, эффективные для целенаправленного формирования всей системы учебных действий.

Включение компьютера как средства формирования и развития: учебно-познавательных действий ребенка-школьника предусматривает необходимость выявления таких специфических условий использования этого средства, которые позволяли бы интенсифицировать процесс перехода от машшулятивного к предметно-содержательному способу действия с объектом. Применение компьютера в этих ситуациях должно влиять на процессы знакообразования и рефлексии, способствовать объективации этих процессов и, в итоге влиять на условия и механизмы предметизации выполняемого действия.

Во второй главе диссертации обсуждаются вопросы, связанные с разработкой экспериментальной методики, предусматривающей включение компьютера в процесс решения учебной задачи и позволяющей исследовать условия становления учебно-познавательного действия в ходе преобразования учеником объекта усвоения, изучать возникновение содержательно-ориентированного действия.

В этой главе рассматриваются результаты двух этапов экспериментального исследования, в ходе которых специальному изучению была подвергнута динамика развития способов решения школьниками класса задач на уравновешивание рычага, а также психологические условия полноценного выполнения соответствующих действий при бескомпьютерном и компьютерном вариантах обучения.

Основой доя экспериментальной методики стал проведенный в работе логико-предметный анализ, позволивший представить исходное для данного класса задач отношение-действующий на рычаг момент силы - как произведение числа грузов на число делений,

определяющих расстояние точки подвеса грузов от оси.вращения рычага. В случае равных "плеч" рычаг находится в равновесии при одинаковом значении произведений числа цэузов на число делений в обеих частях рычага, т.е. при выполнении соответствующего "правила моментов". Задания методики группировались таким образом, что в процессе их решения можно было легко обнаружить один из одиннадцати возможных типов ориентации учащихся в содержании данного класса задач: на число грузов (фактор "вес"), на расположение грузов (фактор "плечо"), на число грузов с учетом расположения грузов при их одинаковом количестве, на расположение грудов с учетом их числа при одинаковом положении грузов на рычаге, на аддитивное отношение факторов "вес" и "плечо", на разность факторов, на отношение факторов, на оба фактора без их соотнесения друг с другом, на произвольное правило связи факторов, и, наконец, на произведение факторов "вес" и "плечо".*

Указанные типы ориентации в объекте усвоения выступали в качестве первого и главного психологического критерия, характеризующего степень адекватности представления ученика о способе построения изучаемого объекта. Вторым психологическим критерием, используемым в Экспериментальной методике, стал тип стратегии поиска решения школьником задачи на уравновешивание рычага. Применение этого критерия позволяло раскрыть особенности построения и изменения способов действия школьников с изучае-

I В советской психологии на материале это класса задач уже изучались некоторые особенности учебной деятельности (см., например, исследования З.И. Калмыковой, 1977 ;Л.Шриш' и В.В. Рубцова, 1985; др.)

мым объектом, соотнести эти особенности с такими характеристиками действия ученика как уровень планирования действия, оценить роль рефлексии в возникновении соответствующих преобразований.

На I этапе исследования от школьников требовалось выполнить задания (в предметной форме) без использования компьютерной методики. Эти задания дети выполняли индивидуально или вместе с экспериментатором. Предварительно экспериментатор проводил специальное диагностическое обследование, на основе которого устанавливался уровень исходной ориентации детей в содержании объекта задачи.

В заданиях пакетного варианта диагностики ученики определяли, что произойдет о рычагом при различном расположении и количестве подвешенных к нему грузов. Ответы испытуемых сопоставлялись с таблицей, содержащей нормированные способы решения заданий, которые учитывали все возможные типы ориентировки в классе задач на равновесие рычага. Это позволяло определить реальный уровень развития представлений кавдого ученика о содержании данного объекта и его понимание правила равновесия рычага. Кроме этого использовался разветвленный вариант диагностики, который отличался от пакетного тем, что каждая последующая задача предлагалась испытуемому в зависимости от его ответа на предыдущую по заранее составленному алгоритму, позволяющему произвести дифференциацию типов ориентации ученика в ходе решения диагностических заданий.

Результаты диагностического обследования 120 школьников I, 3 и 6 классов из двух московских школ позволили установить следующее. Несмотря на разнообразие в типах ориентации в содержании данного класса задач было установлено несколько групп

учащихся. Так, по нашим данным, около 70^ детей исходно ориентировались только на один фактор равновесия, причем, в подавляющем большинстве случаев - на "вое" грузов (примерно 90$ от общего числа испытуемых этой группы), В Ib'/ä случаев была зафиксирована ориентация преимущественно на один фактор, с учетом второго при равенстве значений первого фактора. Около 10£ детей ориентировались на оба фактора равновесия ("вес" и "плечо"), но без их соотнесения друг с другом. В 5;» случаев школьники ориентировались на оба фактора и могли определить или предположить определенное правило связи этих факторов.

Исследование показало, что с возрастом у детей происходит существенное изменение в типе ориентздш. Тшс, если в I классе значительно преобладало число учащихся, ориентирующихся только на один фактор равновесия, то уже к о классу обнаружилось существенное увеличение числа тех школьников, которые демонстрировали переходные типы ориентации (например, учитывали второй фактор при равенстве другого и т.п.). Кб глас су картина распределении школьников по типам их ориентации менялась по сравнению с описанной в I классе на противоположную, и большинство учащихся ориентировалось в этом возрасте па оба фактора при выполнении заданий, хотя не всегда они могли определить соотношение этих факторов.

Диагностическое обследование завершалось специальной серией экспериментальных задании (сери? А), в каздогл из которых школьники должны были уравновесить рычаг, изменяя для этого положение и число грузов в его левой части при неизменных значениях факторов равновесш (они задавались экспериментатором) л правой. Это позволяло определить как изменялась исходная ориента-

ция детей в содержании данного объекта. В этом эксперименте

участвовали 85 испытуемых I, 3 и 6 классов.

По результатам выполнения школьниками этой серии экспериментальных заданий были описаны основные виды стратеги»'! поиска решения задач и выделены психологические особенности способа действия детей с изучаемым объектом. К шил относятся сведение учеником предметной ситуации к "формальному" тождеству (при котором значения обоих Дикторов равновесия в обеих частях рычага одинаковы), установление равенства значений того фактора равновесия, на который ориентирован ученик, и близких значений второго фгжтора (например, при блокировке экспериментатором указанной вше стратегии), установление равновесия с преимущественным использованием операции, соответствующей тому фактору, на который ориентирован школьник (при этом вторая операция используется только после нроверга1 возможностей первой и в качестве средства расширения возможностей ее дальнейшего примененкя), последовательное прохождение учеником по всему спектру возможных значений одного из факторов равновесия при наличии определенного плана координации обеих операций, поиск учеником условия равновесия с ограничением пространства возможного нахождения положения равновесия, исходя из определенных представлений о нем, установление в левой части рычага значений факторов равновесия обратных тем, которые установлены справа (инверсия значений факторов), поиск условия равновесия на основе самостоятельно конструируемого учеником правила равновесия рычага."

Анализ описанных в диссертации стратегий показал, что в то время как использование трех первых стратегий характеризует неизменность исходных представлений школьников об объекте усвоения, применение стратегий более высокого уровня связано с изменением представлений у детей в сторону их большей адекватности

способу построения изучаемого объекта. При атом было обнаружено, что изменение представлений школьников происходило у разных групп учащихся но-разному. Так, в одну группу вошли дети, которые не только не изменяли свои представления и ориентацию в объекте, но сохраняли их даже в тех ситуациях, когда способ действия, следуя логике предаета, противоречил этим представлениям. Вторую группу составили учащиеся, которые смогли изменить тип ориентации только после уравновешивания рычага и определе-. ния состояния равновесия,отличного от того, которое соответствовало их первоначальной ориентации. И, наконец, в третью группу

С*

мы включили школьников, которые оказались способными к переотройке своих представлений при уравновешивании рычага.

Изучение способов работы школьников этих груш позволило установить, что наблюдаемые различия в характере перестройки исходных представлений об объекте усвоения внутренне связаны со , •сфомированностыо у учащихся способности к соотнесению этих представлений с результатом собственного действия с объектом. Другими словами, процесс становления предметно-содержательной направленности действия и связанная с этим процессом перестройка имеющихся у детей представлений включали в качестве необходимого условия рефлексивное соотнесение собственного представления об объекте с самим объектом. Причем такое соотнесение было опосредствовано выполняемым учеником способом действия.

Полученные данные позволили предположить, что маницулятив-ный характер действий у школьников I и отчасти у 2 группы был обусловлен отсутствием специальных средств и способов объективации их исходных представлений о содержании•объекта усвоения, что существенно затрудняло для этих детей соотнесение их пред-_. ставлений и соответствующего объекта, а в итоге затрудняло вы-

-наполнение необходимых преобразований, а тем самым и сам процесс предметизации действия. Для проверки этого предположения били проведены две дополнителыше серии экспериментов (серил Б и 3), направленные на изучение роли знаковых средств и влияния учеб- -ннх взаимодействий на переход школьников от манипулятивиого способа действия с объектом к содержательно-ориентированному предметному действию. В этих экспериментальных сериях использовались те же задачи на уравновешивание рычага, что и в серии А. При этом в заданиях серии Б использовались специальные знаковые средства для фиксации учеником найденных состояний равновесия рычага и представлений об условиях равновесия, а выполнение заданий серии В опиралось на совместный поиск школьниками условий равновесия рычага, широкое взаимодействие детей между собой и с экспериментатором.

' Результаты экспериментов (серии Б и В) позволили установить, что как использование, школьниками знаковых средств, способствующих объективации их исходных представлений, так и совместная форма поиска решения задач оказывают существенное влияние на изменение первоначальных представлении об объекте усвоения и тем самым оказывают влияние на переход к предметно-содержательной направленности действия. Причем, наиболее высокие результаты, свидетельствующие о таком влиянии,•наблюдались при сочетании совместной форды выполнения школьниками необходи-шх преобразований и знаковых средств фиксации операциональных ' и предметных компонентов действия. В этом случае более 45$ детей, демонстрировавших ранее при.решении задач серии А манипу-лятивную направленность действия• перешли к содержательно-ориентированному предметному действию.

Второй этап исследования вклинил изучение условий генеза учебно-познавательного действия школьников при решении ими задач на уравновешивание рычага с помощью компьютера. С этой целью била разработана оригинальная компьютерная программа ("Компьютерный рычаг"), позволяющая самому ученику моделировать поиск условий равновесия рычага. На основе применения этой программы, специально изучались психологические особенности преобразования школьниками объекта задачи, опосредствованного использованием компьютера, закономерности прадметизации действия, а также соотношение компьютерного и бескомпьютерного способов поиска решения. При этом эксперименты с детьми по уравновешиванию "компьютерного рычага" точно повторяли экспериментальные серии А-В только в компьютерном варианте. В этих экспериментах участвовало 106 школьников из тех же I, 3 и 6 классов московских школ.

Полученные результаты в целом подтвердили ранее сделанные вы.воды о механизмах и условиях возникновения содержательно ориентированного предметного действия учебной направленности. Однако успешность перевода школьников от манипулятивно-направ-ленного действия к предметно-содержательному была при использовании компьютера на 15% выше, чем в предыдущих сериях. Это обстоятельство объяснялось применением в эксперименте специальных режимов компьютерной программы, введение которых обеспечивало демонстрацию ученику результата его предыдущейгопытки уравновешивания рычага и индикацию повторов или ошибочных действий. - По данным исследования как в предметном, так й'в компьютерном вариантах методики была установлена зависимость возникновения предметного действия у детей от их возраста. Вместе с тем, хотя применение компьютера и оказывало в целом положительное влияние на процесс предметизации действий учащихся 3 и

6 классов, у части первоклассшжов наблюдалось увеличение манипуляций с объектом, вызванное сравнительной 'легкостью изображения состояния объекта на экране дисплея и увеличением за счет этого числа манипулятивно-игровых проб. Этот нежелательный* эффект от применения компьютера преодолевался путем увеличеши временных пауз между различным! операциями, необходимостью для ученика использовать специальные знаковые средства при работе с объектом и т.п. Это стимулировало детей к выполнению предметно-ориентированного действия.

В целом результаты двух этапов экспериментального исследования позволили описать по крайней мере три уровня развития учебно-познавательпого действия, характеризующих его становление как переход от манипулятного к предметно — ориентированному действию.

Манипуляти'вное действие. Демонстрируя манипуляции с объектом ученик, этого уровня, не-изменял исходных представлений об объекте, игнорируя расхождение этих представлений с особенностями поведения объекта. При невозможности выполнить необходимое действие, школьник или отказывался решать задачу, или совершал пробы игровой направленности. Часть детей с таким способом действия продолжала решение задачи, что приводило к разрушению их исходных представлений.

Эмпирическое действие. На этом уровне предметности действия ребенок оказывался способным к изменению исходных представлений в результате обнаружения расхождения этих представлений и результатом своего действия с объектом. Однако такая коррекция происходила только после окончания необходимых манипуляций и в существенной степени зависела от наличия средств объективации исходных представлений (например,- от использования специальных

знаков или от организации указанного соотнесения) При этом специфическая эмпирическая направленность действия проявлялась как в невозможности для школьника перестроить при уравновешивании рычага свои исходние представления, так и в отсутствии . поиска обобщенного способа действия с объектом.

Предметное действие. Для этого уровня предметности действия характерно изменение исходных представлений школьников непосредственно в ходе выполнения действия. Соотнесение исходного представления с полученным результатом (промежуточным) становилось дая ученика средством построения возможного и впоследствии реального действия с объектом. Для такого соотнесения не требовалось ни специальной остановки действия, ни специальных 'средств объективации, имеющихся представлений. Демонстрируя этот уровень предметности действия,учащийся был ориентирован на поиск обобщенного способа решения данного класса задач.

, К рсобому подуровню этого уровня был отнесен способ действия, при котором школьник не столько пытался уравновесить . рычаг, сколько самостоятельно проверить сконструированное им правило равновесия. Выдвижение гипотез о построении изучаемого объекта при этом доминировало над выполнением преобразований, а соотнесение исходных представлений и результата действия происходило одновременно о уравновешиванием рычага в идеально-образном плане.

Полученные данные свидетельствовали также о том, что несмотря на некоторые положительные моменты использования компьютера в построении : учебно-познавательного действия это средство не оказывает заметного влияния на переход ребенка от манипулятив-ного к содержательно ориентированному предметному действию и • . по сути дела подчиняется тем же психологическим закономерностям.

Что бескомпьютерная форма такого перехода. Поэтому дальнейшая исследовательская задача • состояла в том, чтобы разработать новую схему применения компьютера, которая позволила бы объективиро- ' вать представления самих школьников, осуществлять эффективное- ' соотнесение этих представлений с самим объектом и на этой основе обеспечить необходимую предаегизашюдействия.

В третьей главе диссертации рассматривается технология построения учебно-познавательного действия, основанная на использовании системы динамически трансформируемых компьютерных моделей имитирующих изучаемый объект, но функционирующих в соответствии с представлениями о нем самого ребенка.

В рамках предложенной схемы несовпадение лредставления об объекте и самого объекта приводило детей к необходимости продолжить анализ объекта, выдвигать новые гипотезы, о способе его построения, обращаться к основаниям выполняемого действия. Выполняя . взаимопереходы от действия с моделью к действию с изучаемым предметом, ученик выявлял неполноту и ограниченность своих представлений и соответствующего им способа действия. В итоге, используемая компьютерная модель становилась для детей реальным знаковым ориентиром в поиске содержания изучаемого объекта. Применение найденного способ деГствия ч. объекту приводило к разрушению как этого способа, так и соответствующей ему модели. При этом процесс решения учебной задачи приобретал характер последовательного преобразования конструируемых учеником моделей, а сама компьютерная модель выполняла функцию знака опредмечен-ного в этой модели способа действия. Таким образом, в нашей охеме включения компьютера в контур учебно-познавательного действия эффективно сочетались два базисных для развития мышления процесса - процесс означения действия через его опосредствова-

ние в системе "предмет-модель" и процесс разрушения знака реальность» на основе поиска учеником адекватных способов работы с объектом.

Экспериментальная апробация разработанной в диссертации схемц применения компьютера осуществлялась на основе новой серии экспериментальных заданий .(серия Г). В ней использовалась система компьютерных моделей, имитирующих поведение рычага в соответствии с различными типами ориентации учащихся в содер-зашш этого объекта. Всего в экспериментах приняло участие 80

I

учеников 1-6 классов. ^

Работа учащихся при решении задач этой серии строилась, следующим образом. После предварительной диагностики и определения типа ориентации испытуемых в содержании исходного -объекта им предлагалось решить четыре задания на уравновешивание рычага с помощью специально построенной системы компьютерных моделей. Затем дети выполняли четыре аналогичных задания на уравновешивание предметного рычага. Далее проводилась постдиагностика и каждому ученику предлагалось урановесить рычаг, представляющий собой компьютерную модель, соответствующую его новым представлениям об объекте. Цикл повторялся несколько раз до понимания учеников способа решения задач данного класса или до отказа от дальнейшей работы. Эксперимент проводился как в индивидуальной, так и в совместной форме, с использованием и без использования дополнительных знаковых средств.

Полученные результаты позволили сделать вывод о том, что включение компьютера в качестве опосредствующего звена между предметными и модельными характеристиками действия связано с двумя взаимозависимыми • к противоположными процессами: во- - . первых, формированием знака действия как особого пространства

возможностей работы о объектом на основе объективации имеющихся у детей представлений, и-, во-вторых, разрушением этого знакового образования. Наличие обоих процессов способствовало появлению у ученика рефлексивного отношения к своему способу действия, различению им собственных представлений об объекте ц свойств самого объекта, существенно влияло на процесс предметизации действия.

Исследование возрастных возможностей развития учебно-познавательного действия у дете^, организованное на основе разработанной технологии, показало, что полноценное рефлексивное отношение в системе "предает-дейсгвие-номльютерная модель" первоначально возникало более чем у 65/! школьников, принимавших участие в экспериментах. В то же время в большинстве случаев такое отношение появлялось лишь на основе специально организованной экспериментатором работы детей с компьютером.

В. целом разработанная схема включения компьютера в контур учебно-познавательного действия показала высокую эффективность использования этого средства. Эта схема является одним из возможных путей сочетания предметного и компьютерного способов анализа объекта, при котором предметная компонента действия связана с анализом содержания изучаемого объекта, а компьютерная ~ с анализом.модели, соответствующей представлениям ученика об изучаемом объекте. Указанная схема представляет собой вариант новой информационной технологии, позволяющей, осуществлять фор*-мирование полноценного предметного действия ребенка.

Психологические требования к разработке такой технологии включают: ■

- логико-предаетный анализ изучаемого материала и исследование возможных типов ориентации ученика в содержании изучаемого

объекта;

- разработку серии компьютерных моделей объекта, каждая- из которых должна соответствовать определенному типу представлений школьников об изучаемом ими объекте;

- использование компьютера как средства обратимых переходов от действия ученика с предметом изучения к действию с компью- • терпок моделью;

- анализ и обсуждение учащимися содержательных различий в поведении объекта и его модели с широким использованием знакового плана действия и совместной формы организации деятельности..

В заключении диссертации сформулированы выводы. подтверждающие гипотезу исследования и основные положения, вынесенные на защиту.

I. Психологический, подход к использованию компьютера в обучении, при котором необходимость его применения определяется строением и условием происхоздения учебно-познавательного, действия, является правомерным наряду с другими подходами к разработке компьютерных систем учебного назначения.

• 2. В структуре учебно-познавательного действия компьютер может быть эффективно использован в качестве средства, обеспечивающего переход ребенка от машшудативного действия с изучаемым объектом к содержательно-ориентированному предметному действию. При этом важно обеспечить разумное сочетание и взаимосвязь компьютерного и бескомпьютерного способов обучения детей, что возможно за счет использования обратимых динамических преобразований в система "цредмет-действие-кошьютерная модель".

Развитие учебно-познавательного действия обеспечивается на основе экстериоризации с помощью компьютерных моделей соб-' • ственных представлений ученика о содержании объекта усвоения и

актуализации процессов знакообразования и рефлексии как главных психологических составляющих рефлексивно-теоретического способа' решения учебных задач.

4. Факторами, влияющими на эффективность применения компьютера в структуре учебно-познавательного действия, являются широкое использование различных знаковых средств, а также коллективно-распределенная форма организации учебных действий школьников. Эти факторы имеют преимущественное значение для обучения детей 7-12 лет.

Содержание диссертации отражено в следующих публикациях автора:

I. Компьютер как средство учебного моделирования, "Информатика и образование", 1987, J& 5 (в соавторстве).

' 2. Проблема построения компьютерных курсов обучения. В сб. "Психологическая наука и практика", Новосибирск, 1987.

3. Сочетание компьютерного и безкомпьютерного обучения. В сб. "Психолого-педагогические вопросы компьютеризации обучения в средней школе", Севастополь, 1989.