Развитие исследовательской инициативности в детском возрасте

Но начало тестов исследовательского поведения является открытым в отношении возможностей получения от самого объекта скрытой в нем информации. Объекты, используемые в этих тестах, должны в идеале содержать безграничные возможности для выявления скрытой в них информации, и их стараются приблизить к такому идеалу. Ни тесты интеллекта, ни тесты креативности, вообще говоря, не предполагают таких возможностей.

Хотя, разумеется, "чистых" тестовых заданий не бывает, и они всегда нагружены в разной мере конструктами, отличающимися от исследуемых. Так, например, Е.П. Торранс показывает, что в одном из заданий на креативность - придумать как можно больше усовершенствований игрушки, оказалось важно число манипуляций ребенка с этой игрушкой. Чем выше уровень манипуляций, тем выше показатели изобретенных ребенком усовершенствований. Очевидно, что это задание в значительной мере нагружено манипулятивным исследовательским поведением. Разнообразие манипуляций выступило как средство выявления разнообразной информации об объекте, которая была использована для генерации различных идей усовершенствования.

Тесты исследовательского поведения характеризуются открытым, не регламентированным началом еще и потому, что испытуемый самостоятельно ставит задачи и формулирует условия, относящиеся к различным уровням и группам свойств нового неизвестного объекта.

А тесты интеллекта представляют собой задания с закрытым концом (единственным ответом) и закрытым началом (строго и однозначно оговоренными начальными условиями).

Таким образом, тесты исследовательского поведения, интеллекта и творчества диагностируют различные стороны познавательной деятельности, развертывающейся в разных условиях.

2.1 Исследовательское поведение и интеллект

Б. Хендерсон сделал обзор корреляционных исследований связи исследовательского поведения, любознательности и интеллекта, проведенных разными авторами, в разное время, с использованием разных методик. Он приводит такие данные.

1) У дошкольников коэффициент корреляции японского теста интеллекта Tanaka-Binet IQ с решением задачи на исследовательское поведение отрицателен: -.32 (!).

2) У первоклассников не обнаружено значимых корреляций теста интеллекта Otis group IQ с предпочтением новизны, предпочтением сложности, показателями обследования объекта.

3) У первоклассников и второклассников коэффициенты корреляции теста Равена с разными показателями обследования нового объекта колебались от отрицательных значений (-.08) до положительных (+.30).

Для преодоления этих противоречий Брюс Хендерсон ввел категорию "стремление к порождению опыта". В эту категорию входят вместе исследовательского поведения, любознательность и интеллект. Однако и он в своем эмпирическом исследовании не обнаружил значимых корреляций между использованными им тестами исследовательского поведения, любознательности и интеллекта.

Проведенный нами анализ тестов интеллекта и тестов исследовательского поведения показывает, что они относятся к диагностике разных сторон познавательного процесса. Тесты исследовательского поведения диагностируют получение знаний от нового объекта в условиях неопределенности информации об этом объекте и в условиях неопределенности целей деятельности. Тесты интеллекта диагностируют не приобретение, а использование ранее полученных знаний в условиях строгой регламентированности и однозначной определенности цели (требования) и условий.

Когда испытуемому предлагают поиграть с новым объектом, обследовать его, перед ним тем самым ставят очень неопределенную цель. Задача на исследовательское поведение - это нечетко сформулированная задача, где не определены ни условия, ни требование. Важно отметить, что по этому, а также и по другим параметрам, исследовательское поведение находится значительно ближе к решению комплексных, а не моносистемных и алгоритмически разрешимых задач, характерных для тестов интеллекта.

К тестам исследовательского поведения неприменимо требование полного устранения неопределенности из начальных условий и вытекающий из этого требования критерий безошибочного выполнения с первого раза, используемый в тестах интеллекта. Эти требования "убьют" смысл теста исследовательского поведения как инструмента диагностики, проводимой именно в условиях высокой новизны, неопределенности и свободы выбора. Этого не понимают некоторые люди, впервые знакомящиеся с процедурой и результатами тестов исследовательского поведения. Они спрашивают: "Почему ребенку не сказали вначале, что от него требуется? Почему не сформулировали задачу? Если бы это сделали, то результаты были бы другие". Безусловно, результаты при постановке конкретной или обобщенной цели извне были бы другими, поэтому такие цели испытуемому и не ставятся - иначе нельзя будет изучить процесс его самостоятельной работы с новизной и неопределенностью.

Исследовательское поведение оценивается по другим критериям, в том числе, что особенно важно, по тому, мотивирован ли ребенок на самостоятельную исследовательскую деятельность, какие особенности объекта его заинтересовали, было ли обследование разнообразным или односторонним, какой комплекс проблем он обнаружил, какие цели самостоятельно поставил, как искал способы их решения, какова эффективность достижения этих целей и т.д.

В.Н. Дружинин ввел понятие "идеального" (абсолютно выраженного) тестируемого качества и "идеального субъекта", полностью воплощающего это качество. Он проанализировал тесты интеллекта и пришел к выводу, что в них заложено следующее операциональное определение интеллекта. "Идеальный интеллектуал" (субъект, обладающий "идеальным интеллектом") - это человек, способный правильно и в одиночку решить в уме, без внешних поведенческих проб, задачу произвольно большой сложности за бесконечно малое время, невзирая на внутренние и внешние помехи. Подчеркнем принципиально важное для нас условие - без внешних поведенческих проб.

Что касается тестов исследовательского поведения, то на основе их анализа мы можем дать следующее определение. "Идеальный обследователь" - это человек, способный бесконечно, качественно и количественно, разнообразить внешние поведенческие пробы, добывая при каждой пробе неограниченно большой объем эмпирической информации. Таким образом, установленное нами различие тестов интеллекта и исследовательского поведения состоит в следующем. В тестах интеллекта внешние поведенческие пробы объективно не нужны, а если наблюдаются, то значительно снижают оценку интеллекта. А в тестах исследовательского поведения внешние пробы, реальное взаимодействие с изучаемым объектом необходимы - это единственное средство получения информации в условиях недостаточности исходных данных, в условиях неопределенности. Отсутствие внешних проб здесь свидетельствует о том, что субъект не ориентируется в ситуации и не понимает ее.

Используя термины Ж. Пиаже, можно сказать, что тесты исследовательского поведения в большей мере относятся к тестам способностей к аккомодации, а тесты интеллекта - в большей мере к тестам способностей к ассимиляции. Аккомодация - изменение схем действия при столкновении с новым объектом; ассимиляция - включение объекта в уже имеющиеся схемы. Подчеркнем при этом, что сам Ж. Пиаже понимал интеллект как единство аккомодации и ассимиляции, то есть вкладывал в понятие интеллекта более широкое содержание, чем то, которое операционально заложено в традиционных тестах интеллекта и тестах исследовательского поведения.

В стандартных тестах исследовательского поведения имеется явное или неявное требование сбора максимального объема простых эмпирических данных, но без необходимости их осмысления и понимания. В большинстве случаев в этих тестах используются такие объекты, где особенно нечего понимать. Эти объекты просты, хотя и обладают большим числом деталей, которые можно рассматривать, манипулировать ими и т.д. Можно двигать многочисленные рукоятки, нажимать кнопки, отодвигать заслонки, наблюдать открывающиеся при этом картинки, слушать звоночки и т.п. Оценивается число обследованных ребенком элементов, число манипуляций, число заданных экспериментатору вопросов и т.д., но не уровень понимания. Здесь не требуется высокого интеллекта ни в научном, ни в обыденном смысле. Надо подчеркнуть, что речь идет именно о стандартных тестах, а не об исследовательских методиках, где от испытуемого может требоваться понимание и мышление.

Если говорить о тестах интеллекта, то в них полностью отсутствует этап сбора эмпирических данных, без которого реальная познавательная деятельность невозможна. Испытуемому даются условия задачи, с которыми он может как-то работать на бумаге или в уме, но он не может получить никакой новой информации от самого объекта, о котором говорится в задаче. Вся эта информация получена или придумана составителем задания и передана испытуемому в готовом виде. Испытуемый, получивший задание теста на интеллект, выглядел бы весьма неадекватно, если бы спросил экспериментатора о том, как получены исходные данные задачи, или засомневался бы в их истинности. В реальной же познавательной деятельности вопросы такого типа абсолютно правомерны.

В реальном познании - в отличие от мышления в тестах интеллекта - проблема получения информации непосредственно от изучаемого объекта (проблема выбора или создания схемы наблюдения, плана эксперимента и т.д.) имеет огромное значение. От ее решения принципиальным образом зависят результаты исследования. Если исследователь выбрал невалидный метод, то никакая последующая обработка не поможет. И вот этот чрезвычайно важный пласт знаний и стратегий наблюдения и планирования эксперимента, связанных с получением информации непосредственно от изучаемого объекта, отсутствует в тестах интеллекта.

Заметим, что в некоторых заданиях на интеллект ставится требование определить, содержится ли в задании достаточно информации для решения. В принципе, такого типа задания могут служить одним из переходных мостиков между задачами на интеллект и задачами на исследовательское поведение. Они показывают одну из связей исследовательского поведения и интеллекта. Однако в этих заданиях не спрашивается, как можно добрать недостающую информацию, и не предлагается это сделать.

Возвращаясь к факту значимых отрицательных корреляций между тестами исследовательского поведения и тестами интеллекта, необходимо заметить, что из него вытекают очень важные практические следствия. В России для оценки познавательного развития используются в абсолютном большинстве случаев только тесты интеллекта, а стандартизованных тестов исследовательского поведения нет. Это означает принципиальную односторонность, "кособокость" получаемых результатов, которую необходимо учитывать хотя бы на качественном уровне. А именно, если ребенок получил низкий балл по тесту интеллекта, то это еще не дает достаточно оснований для пессимизма, в который впадают в такой ситуации некоторые родители и педагоги. С большой вероятностью этот ребенок получил бы высокий балл по тесту исследовательского поведения, то есть проявил бы себя как достаточно хороший исследователь новизны и неопределенности, способный самостоятельно ставить и решать исследовательские задачи при реальном взаимодействии с объектами. К сожалению, верно и обратное: если ребенок получил высокий балл по тесту интеллекта, то с большой вероятностью он получил бы более низкий балл по тесту исследовательского поведения, и следует обратить внимание на развитие его исследовательского потенциала. Учет этих индивидуальных различий важен и при обучении. Учащиеся-"экспериментаторы" с доминированием индуктивного стиля познавательной деятельности оказываются в чрезвычайно невыгодных условиях по сравнению с "теоретиками", предпочитающими дедуктивный стиль, поскольку европейская система образования ориентирована именно на последний.

Дж.Ф. Бекман и Ю. Гутке предположили, что посредником между тестами исследовательского поведения и тестами интеллекта могут быть тесты обучаемости, диагностирующие способность приобретать знания через обратную связь. Они провели исследование связи между решением сложной исследовательской задачи, тестами обучаемости и тестами интеллекта. Взрослым испытуемым предлагалось исследовать компьютерную среду со множеством неизвестных связей между переменными, выявить эти связи и управлять всей системой, удерживая переменные в требуемом диапазоне. В эксперименте измерялось 2 параметра.

1) Приобретение знаний о системе: в конце эксперимента испытуемых спрашивали, существуют ли связи между определенными переменными в системе, и оценивали правильность их ответов.

2) Использование приобретенных знаний: оценивалось по среднему отклонению управляющих воздействий испытуемого от оптимальных, требуемых для удержания системы в заданном режиме.

Помимо этого испытуемые тестировались по одному из немецких тестов интеллекта и по одному из тестов обучаемости. Обучаемость оценивалась как мера улучшения выполнения теста после специально проведенного с испытуемым обучения.

Оказалось, что непосредственная корреляционная связь между показателями приобретения знаний и тестом интеллекта не была значимой. Но приобретение знаний положительно коррелировало с тестом обучаемости и с использованием знаний, а использование знаний - с тестом интеллекта и тестом обучаемости.

Таким образом, тесты интеллекта более тесно связаны с использованием знаний, а не с процессом их приобретения. Тесты же обучаемости могут служить посредником между показателями приобретения знаний об объекте (то есть показателями исследовательского поведения) и тестами интеллекта.

2.2 Исследовательское поведение и творчество

Е.П. Торранс, автор одних из самых известных и широко используемых батарей тестов творчества (креативности) выдвинул следующее принципиальное положение. Валидный тест креативности невозможен в принципе. Причина этого состоит в противоречии между сущностью тестов и сущностью творчества. Тест - это стандартизованная процедура обследования по заданному набору параметров. А сущностью творчества является выход за рамки заданного и известного.

Углубляя этот парадокс, добавим, что тест креативности - это стандарт измерения нестандартности. Это известный и, в силу давнего массового применения, не очень новый и уже не очень оригинальный метод оценки неизвестного и оригинального. И так далее. Данные неустранимые противоречия заложены в самой идее теста творчества.

Приведем некоторые примеры заданий из тестов креативности: придумать как можно больше способов употребления какого-либо предмета (например, карандаша), придумать как можно больше усовершенствований какой-либо игрушки, нарисовать как можно больше картинок с некоторым заданным элементом и т.д. Это задания на так называемое дивергентное мышление - на способность развертывания мыслительной деятельности по множеству разнообразных путей, что является важнейшей частью творческих способностей. В тестах дивергентного мышления оценивается общее количество ответов, число различных категорий ответов, число переходов от категории к категории. Оценивается оригинальность ответов как частота встречаемости (процент употребления в данной группе) и т.д.

Отнесение ответа к той или иной категории и подсчет числа категорий - это интерпретация экспериментатора. То, что он считает предметами одной категории, может рассматриваться испытуемым как разные, и наоборот. Испытуемый может дать такие творческие ответы, которые экспериментатор со своей системой оценок и параметров не сможет заметить и понять. Более того, истинно творческие личности как раз и создают такой продукт, который вначале многими не воспринимается и не понимается. В принципе, после обследования каждой истинно творческой личности должна возникать необходимость в пересмотре и расширении набора оцениваемых тестом параметров, поскольку эта творческая личность может внести новое измерение, новый параметр. Творческие способности той или иной личности могут оказаться вообще за пределами тех сфер деятельности и тех параметров, которые используются в тесте. С тестами интеллекта в этом отношении ситуация намного проще - там имеются общепризнанные правильные ответы. Если в задании на логическое мышление даны посылки: "Петя выше Коли, а Коля выше Вани" и вопрос "Кто выше всех?", то здесь логически обоснованный ответ только один, и выхода в другие измерения не требуется - ни от испытуемого, ни от экспериментатора.

Характеризуя человеческую деятельность, А.Г. Асмолов приводит притчу об изобретателе все растворяющей смеси - ее оказалось не в чем хранить. Творческая деятельность по своей сути призвана "растворять" известные стандарты, в том числе стандарты изучения и измерения самой себя, делая их непригодными - пусть даже и не намеренно. (Это полностью относится не только к диагностике, но и к формированию творческой деятельности).

Сходные соображения высказывает М.А. Холодная. Она рассматривает креативность как часть интеллектуальных способностей и показывает, что чем выше уровень этих способностей, тем более разнообразны и непредсказуемы их проявления. Соответственно, тем меньше связей обнаруживается между ними и на уровне корреляционного анализа.

Один из парадоксов исследования творчества состоит в том, что творчество конкретного субъекта в эксперименте может изучаться лишь через сотворчество экспериментатора и этого испытуемого. При этом принципиально невозможны инструментальные решения, диагностические или обучающие технологии, которые бы гарантировали акты творчества. Экспериментатор может лишь создавать условия для проявления творчества. Но - парадокс - чем с большей вероятностью технология создания этих условий приводит к появлению того, что экспериментатор считает творчеством испытуемого, тем в меньшей степени это действительно творчество. Недаром П.Я. Гальперин назвал проблему творчества "синей птицей" психологии. Синюю птицу нельзя поймать - будучи пойманной, она перестает быть синей.

Возвратимся к положению о том, что тесты исследовательского поведения и креативности диагностируют разные, хотя и связанные между собой аспекты познавательной деятельности. Х.Г. Восс показывает, что тесты исследовательского поведения содержат новые и сложные объекты. А тесты креативности включают знакомые объекты (подготовительная стадия сбора информации пропущена), для которых требуется новая оригинальная интерпретация. Исследование может рассматриваться как подготовительная стадия творчества, а творчество - как зрелая стадия исследовательского поведения.

Важнейшая причина неоднозначности результатов эмпирических исследований связи исследовательского поведения, интеллекта и творчества состоит в сложности и многокомпонентности этих явлений, неоднозначности их внутренних связей и нелинейной динамики развития. И интеллект, и креативность, и исследовательское поведение являются составными, сложными образованиями. Составляющие их образования сами находятся в сложных отношениях друг с другом. Это чрезвычайно затрудняет выявление системообразующих связей между этими конструктами. Приведем примеры неоднозначных связей в исследовательском поведении.

Вербальное исследование отрицательно коррелирует с манипулятивным, что сказывается на успешности исследовательского поведения в целом. То есть, огрубляя ситуацию, ребенок использует отведенное в тесте время либо в основном для исследования объекта руками, либо - на рассуждения о нем, что само по себе не плохо. Но поскольку в экспериментах предлагаются объекты со скрытыми, ненаблюдаемыми свойствами, которые могут быть выявлены только в результате практических воздействий, то "вербалисты" оказываются в худшем положении, чем "манипуляторы". Это влечет отрицательную корреляцию между вербальным обследованием и количеством выявленной информации. Общая связка такова: число речевых высказываний отрицательно связано с числом манипуляций, а число манипуляций - положительно с объемом выявленной информации. То есть число речевых высказываний оказывается отрицательно связанным с объемом выявленной информации. Таким образом, одна из тенденций в исследовательского поведения состоит в парадоксальном отрицательном влиянии речи на решение исследовательской задачи, хотя, безусловно, речь имеет положительное значение для осуществления анализа и обобщения.

Кроме того, структура исследовательского поведения, интеллекта и креативности меняется с возрастом, причем меняется не линейно. Например, Х.Г. Восс и Х. Келлер обнаружили следующий красивый факт. По ряду показателей исследовательское поведение детей в 6 лет значительно лучше коррелирует с возрастом 2 года, чем с более близкими возрастами - 3 и 4 года. То есть для того, чтобы сделать более достоверный прогноз исследовательского поведения ребенка к 6 годам, надо учитывать его исследовательское поведение не в 4 года, что казалось бы естественным, а в более раннем возрасте - в 2 года. Этот факт отражает нелинейную, со спадами, временную динамику связей между компонентами психических образований. Эти связи могут вначале усиливаться, затем ослабевать, а затем снова усиливаться, не говоря уже о структурной перестройке.

Связи интеллекта и творчества между собой также неоднозначны. По данным современных генетических исследований, интеллект в большей степени зависит от наследственных факторов, а креативность - от средовых. М.С. Егорова показала, что взаимовлияния между развитием интеллекта и творчества не прямые, а опосредованные и отсроченные. Между интеллектом и креативностью, замеренными в одном возрасте, оказалось меньше корреляций, чем между креативностью в одном возрасте и интеллектом в другом. А именно, уровень интеллекта в более старших возрастах зависит от уровня креативности в более младших, но не наоборот(!) - креативность в более старшем возрасте не зависит от интеллекта в более младшем. "Онтогенетическим предшественником интеллекта являются не только собственно интеллектуальные характеристики, но и креативность. Полноценное развитие интеллекта возможно только в том случае, если в раннем возрасте внимание в равной степени уделяется и формированию разнообразных навыков, и развитию творческих способностей".

Таким образом, когда исследователь пытается изучать взаимосвязи между исследовательским поведением, интеллектом и креативностью, то он имеет дело с тремя сложными образованиями, каждое из которых состоит из множества других, неоднозначно связанных друг с другом, причем эти связи сложно изменяются во времени. Было бы наивностью ожидать в таких условиях каких-то однозначных результатов.

Выше мы рассмотрели исследования, в которых связи исследовательского поведения, интеллекта и творчества изучались на уровне корреляций между соответствующими тестами. В свою очередь, мы провели исследование таких взаимосвязей и взаимодействий между исследовательским поведением, интеллектом и творчеством, которые возникают или актуализируются в целостном акте познания новых объектов.

Подробному описанию и анализу этих экспериментов посвящена 3-я глава. Здесь же необходимо отметить следующее.

В нашем экспериментальном исследовании мы использовали другой материал, чем тот, который обычно предлагается детям в тестах исследовательского поведения, интеллекта и креативности. Мы специально разработали и сконструировали систему особых экспериментальных объектов типа игрушек-головоломок. Они требовали от ребенка активного самостоятельного творческого поиска и одновременного осмысления скрытых в предмете системообразующих свойств, связей и зависимостей.

В серии экспериментальных исследований мы показали, что важнейшей характеристикой детского экспериментирования с новыми объектами является мощная творческая направленность на разнообразие всех компонентов познавательной деятельности (дивергентность). Она проявляется в самостоятельной постановке ребенком множественных познавательных и практических целей, в многообразии выдвигаемых гипотез и объяснений, в обследовании различных элементов объекта, в применении разнообразных способов действий. Тем самым обеспечивается гибкость и широта обследования предмета. Множественность элементов объекта, с одной стороны, и вариативность действий с ними ребенка, с другой, обеспечивают многообразие наблюдаемых ребенком результатов. Часть этих многообразных результатов служит отправными точками новых направлений познания объекта, реализующихся через постановку новых целей, поиск и обнаружение новых способов действий и стратегий опробования, построение новых систем интерпретации ребенком. Таким образом, дивергентное мышление стимулируется новой информацией, поступающей от объекта в результате применения дивергентных стратегий.

Мы также показали, что, наряду с дивергентностью, чрезвычайно важной является и противоположная направленность развертывания экспериментирования - направленность ребенка на выбор единственного варианта того или иного компонента деятельности (конвергентность). Она проявляется в построении единственной, наиболее адекватной на данный момент системы интерпретации, нахождении того единственного принципа, которому подчиняется функционирование объекта (если этот принцип один), в выборе наиболее адекватной цели в той или иной ситуации, выборе единственно необходимых орудий и способов действий с ними.

Дивергентность и конвергентность сочетаются друг с другом в деятельности ребенка: одни компоненты деятельности (например, цель) он может строить конвергентным путем, а другие (например, способы достижения этой цели) искать дивергентным путем. Причем соотношение компонентов деятельности, которые ребенок ищет конвергентным или дивергентным путем, может неоднократно меняться по мере продвижения ребенка в познании объекта.

Мы показали, что в целом динамика мыслительной деятельности в ходе экспериментирования имеет следующие особенности. На начальных этапах обследования доминирует направленность на поиск информации дивергентного типа, проявляющаяся в многообразии целей, способов действий и вызываемых реакций объекта. В дальнейшем доминирующая роль постепенно переходит к познавательным средствам конвергентного типа, хотя процесс этого перехода может идти со скачками и возвращениями, со "вспышками" дивергентного мышления. На заключительном этапе доминируют процессы осмысления информации конвергентного типа, направленные на построение единой, насколько возможной полной и непротиворечивой системы интерпретации. Таким образом, дивергентный и конвергентный пути развертывания экспериментирования в благоприятном случае дополняют и обогащают друг друга. При неблагоприятных вариантах доминирует либо конвергентная составляющая, и тогда ребенок не может собрать полную информацию из-за того, что его действия с объектом слишком стереотипны, либо дивергентная - и тогда ребенок теряется, "тонет" в лавине полученной им самим разнообразной информации, будучи не в состоянии ее осмыслить.

Как будет показано далее, особенно важно, что творческая направленность ребенка на разнообразие всех компонентов деятельности служит базой изобретения различных комбинаторных стратегий. Даже дошкольники оказываются способны к полному комбинаторному перебору нескольких факторов, к пониманию особого типа информации, выявленной за счет этих комбинированных воздействий (информации о ненаблюдаемых взаимодействиях между факторами) и к построению адекватной системы интерпретации работы объекта. Таким образом, экспериментирование ребенка с многосвязным объектом - это деятельность, где исследование, интеллект и творчество теснейшим образом взаимодействуют, и результаты познания определяются гармоничностью этого взаимодействия.

3. Новое направление развития: исследовательская инициативность детей при изучении сложных объектов и явлений

В данной главе описаны и проанализированы ранее неизвестные возрастные возможности познавательной деятельности ребенка.

В теории систем под сложным объектом (или системой) понимается такой, который состоит из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

Проблема сложности, взаимообусловленности предметов и явлений является в настоящее время одной из основных при организации деятельности в самых разных областях. Человечество создает и вовлекает себя во все новые, более широкие и сложные сети различных взаимодействий (экологических, технологических, информационных, социальных, политических и т.д.). Но люди относительно легко овладевают лишь системами с малым числом факторов, однозначными связями между ними и линейной динамикой изменений. Системное, “сетевое” мышление, остается на невысоком уровне, что нередко приводит к ошибкам и даже катастрофам.

Фундаментальное значение здесь приобретает способность обработки информации, относящейся сразу к нескольким или множеству объектов (information-processing capacity). Начало изучения этой способности было положено классической работой Дж. Миллера “Магическое число: семь плюс-минус два”, в которой доказывалось, что человек может одновременно оперировать не более чем 7-ю единицами информации (словами, числами и др.). В дальнейшем развернулись широкие исследования по этой проблеме, в том числе по ее возрастным аспектам. Так, Г.С. Халфорд развивает теорию, в соответствии с которой данная способность лимитируется объективной сложностью связей между элементами, рассматриваемыми субъектом. Дети до 7 лет могут действовать только с двучленными (бинарными) отношениями, дети 7-10 лет - уже с трехчленными, подростки и взрослые - с четырехчленными отношениями, но не выше. Последний тип рассматриваются как “потолок” возможностей обычного человека.

A. Demetriou, анализируя возрастное развитие понимания причинности, пришел к выводу, что дошкольники могут исследовать и понимать ситуации только простейшего, непосредственно наблюдаемого взаимодействия не более чем двух одновременно действующих причин (факторов). Лишь подростки на стадии формальных операций могут самостоятельно исследовать ситуации, содержащие до 4 причинных факторов, выдвигая и проверяя гипотезы путем полного комбинаторного анализа возможных взаимодействий. Считается, что даже дети 7-11 лет, находящиеся на стадии конкретных операций, не могут на удовлетворительном уровне ни комбинировать переменные в исследовательских целях, ни проверять комплексные гипотезы об их взаимодействии.

В результате исследовательская и практическая деятельность со сложными системами изучается преимущественно на взрослом контингенте испытуемых.

Мы поставили задачу проверить точность этих представлений о возрастных возможностях ребенка. Мы изучали, в какой мере дети способны исследовать сложные, многосвязные объекты. В теории управления многосвязным называется такой объект, “в математической модели функционирования которого хотя бы одна управляемая координата зависит от нескольких управляющих координат или несколько управляемых координат зависят от одной и той же управляющей координаты”. Иначе говоря, в многосвязных объектах (или системах) тот или иной параметр зависит сразу от нескольких и один параметр определяет сразу несколько других. В односвязных же объектах любой параметр связан только с каким-то одним и не более. Таким образом, многосвязные объекты имеют качественно более высокий уровень системной организации.

Нас интересовало, могут ли дети осуществлять по отношению к данным объектам такой сложный вид познавательной деятельности как многофакторное исследование. В науке оно используется как основной метод изучения сложных систем, имеющих высокую степень связности.

Большинство психологов при анализе исследовательской деятельности реальных испытуемых использует как эталон для сравнения научную методологию многофакторного изучения сложных объектов и явлений. Поэтому вначале мы кратко изложим основные положения и принципы этой методологии, а затем обратимся к собственно психологическим исследованиям того, как люди экспериментируют с различными сложными системами. При этом мы постараемся ответить на вопрос, в какой мере исследовательское поведение реальных людей соответствует этим принципам и как происходит овладение ими с возрастом.

3.1 Научная методология исследования сложных систем: многофакторное экспериментирование

Основной принцип исследования сложных систем гласит, что чем более разнообразны исследовательские воздействия, тем полнее и многостороннее познание изучаемой системы. Разнообразить воздействия можно двумя путями.

Во-первых, можно использовать или изобретать ранее не применявшиеся методы воздействий. Это совершенно новые воздействия, не сводящиеся к комбинациям уже опробованных. Например, если объект еще не испытывали в рентгеновских лучах или в невесомости, можно сделать это.

Второй путь - это комбинирование воздействий в различных сочетаниях. Как показано в теории систем и теории эксперимента, комбинирование - это важнейшее универсальное направление развертывания разнообразия исследовательских воздействий. Всегда, когда мы знаем хотя бы о двух и более способах воздействий, мы можем начать объединять их в различные сочетания по правилам комбинаторики. При этом хотя и не изобретаются принципиально новые способы воздействий, но приобретается принципиально новая и важная информация - информация о взаимодействии факторов, о внутренних связях в системе. На этом основано многофакторное экспериментирование.

Этот тип исследования позволяет изучать важнейшее качество систем - эмергентность. Оно состоит в том, что свойства целого не могут быть сведены к сумме его отдельных элементов.

Простейшей физической метафорой неаддитивности (или несуммативности), проявляющейся в эксперименте, является взвешивание нескольких объектов. Пусть имеется 3 объекта: А, Б, С. Когда мы взвешиваем их по отдельности, то обнаруживаем, например, что объект А весит 2 г, Б весит 5 г, а С весит 10 г. Но когда мы взвешиваем два объекта А и Б, то получаем не 7 (2+5), а, например, 25 г. Когда взвешиваем А и С, то получаем не 12 (2+10), а 1 г. Когда взвешиваем Б и С, то получаем не 15, а 3 г. Объяснение такого рода фактов состоит в том, что взвешиваемые объекты вступают друг с другом и с окружающим в различные взаимодействия (например, химические или же какие-либо другие). Взвесив все три объекта вместе, мы можем получить и отрицательный вес (-12 г): чашку весов начинает тянуть вверх. (Если А, Б, С - это, предположим, три блока самособирающегося вертолета).

В то же время возможности межфакторных взаимодействий не абсолютны. В соответствии с аргументацией правдоподобия эффекты действия переменных, взятых по одной, считаются более вероятными, чем эффекты взаимодействия между двумя переменными, а эффекты взаимодействия двух переменных считаются более вероятными, чем эффекты взаимодействия трех, и т.д. Иначе говоря, главный эффект более вероятен, чем эффект взаимодействия. Если бы эффекты взаимодействия высших порядков были так же значимы и вероятны, как и эффекты взаимодействий предшествующих порядков, то какие-либо обобщения и предсказания стали бы невозможны - каждый следующий фактор совершенно менял бы всю картину, вступая в новые, совершенно непредсказуемые взаимодействия с ранее действовавшими факторами. Это бы сделало невозможным существование науки. Обобщения возможны, потому что множеством потенциально определяющих факторов все-таки можно пренебречь - в этом состоит постулат конечной каузальной связи.

Но конечность причинной связи - это постулат, а не аксиома, и не доказанная теорема. Остается открытым вопрос о том, как этот постулат конечной связи соотносится с фундаментальным философским понятием всеобщей связи, являющейся результатом и проявлением универсального взаимодействия всех предметов и явлений между собой.

Очевидно, что лучше всего этот постулат работает при анализе закрытых устойчивых моносистем. В пределе, в закрытой и устойчивой системе цепочки причинных связей минимальны, если вообще имеются - система застыла, "замерзла". При анализе же открытых, динамически изменяющихся комплексных систем приходится считаться с тем, что список потенциально значимых факторов, которые могут вступать в действие при тех или иных ситуациях, как раз не конечен, а "существенно бесконечен", неопределенно велик. Как бы ни был велик конечный список учитываемых факторов, всегда найдется ситуация, в которой проявится фактор, либо считавшийся крайне маловероятным, либо вообще неучтенный, но рассмотрение которого окажется делом жизни и смерти. А значит, список учитываемых факторов придется увеличить, и т.д.

Итак, вопрос конечности - бесконечности (неопределенности длины) списка учитываемых факторов и вопрос порядка учитываемых взаимодействий остается открытым, упираясь, в конечном счете, в фундаментальные вопросы естествознания и философии. Практическая рекомендация может состоять в том, чтобы при анализе системы, которую исследователь считает закрытой и устойчивой, попытаться свести ее описание к конечному и небольшому числу строго определенных факторов с низкими порядками взаимодействий (сделать описание простым - адекватным строению самой системы). Тогда все станет надежно и предсказуемо.

Но попытка ограничиться строго определенным набором факторов и наперед заданным порядком их взаимодействий может оказаться крайне опасной при анализе открытых неустойчивых динамических систем. В случае такого ограничения придется постоянно сталкиваться с важными, но неучтенными обстоятельствами и с их "невероятными стечениями", одно из которых рано или поздно может оказаться роковым.

С другой стороны, в этих системах существует совершенно реальная опасность потерять способность к анализу ситуации и принятию решений, будучи погребенными под информацией неопределенно большого объема и сложности - если никаких ограничений на число рассматриваемых факторов и взаимодействия вообще не накладывать. Эта проблема не имеет универсального решения и решается в зависимости от компетентности и искусства исследователя.

Методология многофакторного экспериментирования отличается от методологии однофакторного экспериментирования следующим.

В основе однофакторного экспериментирования лежат классические индуктивные методы установления причинных связей Бекона - Милля: метод сходства, различия, объединенный метод сходства и различия, метод сопутствующих изменений, остатков. Все эти методы построены на постулате о возможности выделения каждой причины (фактора) в "чистом" виде и их изменения по одному. Это вовсе не значит, что классическое однофакторное экспериментальное исследование изучало только какой-то один фактор. Во многих исследованиях экспериментаторы изучали большое число факторов, но все эти факторы представлялись как такие, которые можно выделять и изменять по одному.

Помимо этого, методология однофакторного экспериментирования основана на следующих менее очевидных положениях: а) измерительный инструмент не включается в теорию объекта; б) постулируется константность этого измерительного инструмента (предполагается, что знание "материализуется" в исследовательском инструменте строго однозначным образом, а действие этого инструмента в разных экспериментальных ситуациях остается постоянным).

Методология многофакторного экспериментирования, в отличие от однофакторного, базируется на других предпосылках:

1. Невозможность выделения каждого свойства или фактора в "чистом" виде, невозможность разделения факторов и их изменения по одному. В сложных системах за счет множественных внутренних взаимодействий изменение одного фактора влечет за собой изменения других факторов - по сетям и кольцам причинно-следственных связей. Пытаясь изменить один фактор, экспериментатор "сдвигает" всю систему. При этом через обратные связи может существенно измениться и тот фактор, которым экспериментатор, казалось бы, строго управляет. Поэтому приходится сравнивать ситуации, отличающиеся не по одному, а сразу по множеству параметров, и классические методы установления причинных связей теряют эффективность.

2. Исследовательский инструмент должен быть включен в теорию объекта. Выявляемые свойства объекта рассматриваются не просто как его собственные свойства, а как результат его взаимодействия с другими объектами, в том числе с исследовательским инструментом.

4. Овеществление знаний в экспериментальном инструменте не является жестко однозначным. Инструмент представляет собой многофункциональную систему.

5. Результаты эксперимента представляются не одной, а множеством моделей.

3.2 Психологические исследования деятельности человека по изучению сложных (многосвязных) объектов

Одни из самых масштабных психологических исследований экспериментирования взрослых со сложными объектами и системами проведены в последнее время в немецкой психологии: Д. Дернером, П.А. Френшем, Дж. Функе и др. Эти авторы изучали деятельность нескольких тысяч испытуемых с разнообразными специально разработанными компьютерными сценариями. Особенностью этих сценариев является большое количество факторов, связанных динамически изменяющимися и неочевидными, "непрозрачными" связями (например, в модели управления городом). В этих исследованиях психологи изучают взаимосвязи мотивационных, эмоциональных и когнитивных переменных, строят иерархические модели управления намерениями, целями, сбором информации, выдвижением гипотез, принятием решений, самоконтролем и т.д. В отечественной психологии крупный вклад в изучение профессиональной деятельности со сложными системами внесли В.Н. Пушкин, З.А. Решетова, И.Б. Новик и др.

Мы же здесь более подробно остановимся на проблемах возрастного развития способностей к решению исследовательских задач и на возможностях детей в отношении исследования системных объектов.

Для анализа способностей к решению комплексных исследовательских задач принципиальное значение имеет введенное А. Деметроу понятие "причинно-экспериментального мышления" (causal-experimental thought). Это мышление, направленное на выявление причинных связей посредством экспериментирования. По классификации А. Деметроу, экспериментальное мышление является одной из пяти основных специализированных структурных систем познавательной деятельности человека. Его функцией является выявление причинных связей во взаимодействующих структурах. В состав экспериментального мышления входят следующие компоненты.

1) Комбинаторные способности. Они являются, по А. Деметроу, "краеугольным камнем" данной специализированной системы и необходимы для исчерпывающего поиска всех возможных взаимодействий между переменными.

2) Способности по формированию гипотез о возможных причинных отношениях. Главную роль здесь играют гипотезы о взаимодействиях внутри различных сочетаний факторов. Р. Готтсданкер называет такие гипотезы комплексными, или комбинированными.

3) Способности строить планы многофакторных экспериментов, направленных на проверку выдвинутых гипотез.

4) Способности конструирования объяснительных моделей.

Что касается комбинаторных способностей, то они в большинстве случаев оцениваются на материале "чистой" комбинаторики, не "отягощенной" факторными взаимодействиями между комбинируемыми элементами. Например, испытуемому дается задание перечислить все сочетания нескольких элементов (перечислить все цепочки, которые можно сделать, беря по одной бусине красного, желтого, зеленого и синего цветов). Бусины, естественно, никак не реагируют на то или иное соседство, то есть между ними нет взаимодействия. Отсутствие взаимодействий не важно с точки зрения "чистой" комбинаторики, но важно с точки зрения многофакторного экспериментирования, которое теряет всякий смысл, если взаимодействий между факторами нет.

Начиная с Ж. Пиаже, считается, что к полному комбинаторному перебору способны лишь взрослые и подростки. Наиболее эффективной стратегией полного перебора является "счетчик-стратегия", названная так за сходство с работой автоматических счетчиков. Она состоит в последовательном полном переборе всех значений одного элемента (младшего разряда) при сохранении постоянными значений других элементов. Затем второй элемент принимает следующее значение, после чего повторяется цикл перебора значений младшего элемента и т.д., пока все элементы не пройдут все свои значения. Данные Ж. Пиаже о возрастной динамике овладения комбинаторикой существенно пересмотрела Л.Д. Инглиш. Она выделила и проанализировала различные комбинаторные стратегии детей и лежащие в основе этих стратегий принципы. Л.Д. Инглиш показала, что при правильно подобранном предметном материале дети с 7 лет начинают использовать счетчик-стратегию для перебора комбинаций 2-3 типов элементов. Например, испытуемые перебирали все комбинации цветных маек и штанишек, одевая игрушечных медведей.

С. Пейперт выдвинул гипотезу, что в компьютерных культурах в ходе овладения комбинаторными микромирами (например, разработанной им средой LOGO) дети значительно раньше, чем в подростковом возрасте, будут осваивать схему процедур, известную в программировании под названием "вложенные циклы" ("цикл в цикле"). На основе этой схемы легко строится алгоритм полного комбинаторного перебора, то есть счетчик-стратегия.

Если же говорить не только о комбинаторике, но и о других структурных компонентах экспериментального мышления (выдвижении комплексных гипотез, организации необходимых многофакторных взаимодействий, осмыслении полученной информации), то, по данным Ж. Пиаже и множества других исследователей, к этому способны лишь подростки и взрослые, но не младшие школьники и - тем более - не дошкольники. Даже дети, находящиеся на стадии конкретных операций (7-11 лет), не могут на удовлетворительном уровне ни выделять и комбинировать переменные, контролируя каждую из них, ни формулировать комбинированные (комплексные) гипотезы, ни проверять их, используя индуктивные методы установления причинно-следственных связей. При специальном обучении возможно формирование обобщенной стратегии уравнивания переменных у четвероклассников. Эта стратегия считается принципиально важной для экспериментирования: она состоит в варьировании одного фактора при сохранении всех остальных факторов неизменными. Фактически речь идет о стратегии однофакторного экспериментирования с простыми системами, поскольку при экспериментировании со сложными системами невозможно найти ситуации, различающиеся только одним фактором, о чем было сказано выше.

Считается, что дошкольники могут исследовать и понимать ситуации только простейшего факторного взаимодействия, а именно, непосредственно наблюдаемого взаимодействия не более чем двух факторов, каждый из которых имеет не более 2 уровней. В качестве примеров таких ситуаций можно привести следующие эксперименты. В исследовании С.Л. Новоселовой ребенок должен был подтянуть к себе предмет, ухватившись одновременно за оба конца тесемки, перекинутой через крючок на этом предмете. Если он тянул только за один конец, то второй выскальзывал из крючка. В исследовании Т.М. Землянухиной от дошкольника требовалось открыть "проблемную коробку", нажав на кнопку ее запора и одновременно потянув крышку, то есть организовав простейшую комбинацию двух факторов. Оказалось, что эти задачи доступны детям уже в раннем возрасте. Кроме того, детей 6-7 лет можно научить анализировать поведение трехфакторной механической системы (тележки и груза на наклонной плоскости) - если взрослый выделяет для ребенка в обобщенном виде существенные связи в этой системе. Комбинирования факторов от испытуемых не требовалось.

3.3 Самостоятельное исследование детьми многосвязных объектов: комбинаторное экспериментирование

Мы поставили задачу проверить точность вышеизложенных представлений о возрастных возможностях детей. Нас интересовало, в какой мере дети способны исследовать сложные, многосвязные объекты, а также могут ли они осуществлять по отношению к данным объектам такой сложный вид познавательной деятельности как многофакторное исследование. Мы выдвинули следующие гипотезы.

1. Исследовательские возможности детей в отношении самостоятельного познания ими сложных объектов и ситуаций находятся на качественно более высоком уровне, чем это предполагалось ранее в различных теориях когнитивного развития. Мы предположили, что дети дошкольного и младшего школьного возраста способны успешно исследовать сложные, многосвязные, физические и социальные объекты и явления, выявляя их скрытые сущностные характеристики и сети внутренних причинных взаимодействий.

2. Для раскрытия этого содержания дети должны использовать особый тип практических преобразований, который бы выявлял сущность многосвязных объектов. Данному требованию удовлетворяют комплексные воздействия, вызывающие качественно новые эффекты в поведении многосвязного объекта (явления). Объединение в едином комплексе нескольких воздействий позволяет ребенку выявить и понять такие существенные системообразующие связи, которые остаются принципиально недоступными при иных типах воздействий.

3. Дети сензитивны к ситуациям, требующим комплексных исследовательских воздействий. Они способны по собственной инициативе изобретать эти воздействия в необходимом разнообразии для познания различных сложных объектов.

4. Средством актуализации и целенаправленного формирования способностей к исследованию сложных систем может быть особая система дидактических объектов, провоцирующих исследовательскую инициативность детей в направлении выявления все более сложных, многосвязных зависимостей.

5. Зависимость исследовательской инициативности от возраста является многомерной и нелинейной. Онтогенетические изменения исследовательской инициативности происходят как в направлении ее роста, так и снижения в некоторых областях, где она ранее была высокой.

Нас интересовало, при каких условиях основные элементы многофакторного исследования сложных объектов становятся доступны детям и как развертывается их самостоятельная исследовательская инициативность в этом направлении.

С целью изучения данного вопроса мы разработали и сконструировали 6 специальных игрушек-головоломок различной сложности для детей от 3 лет до 10 лет. Они предлагались испытуемым для самостоятельной деятельности.

Хотя разработанные нами головоломки и были представлены детям как игрушки, это особые экспериментальные устройства (установки), созданные для стимуляции исследовательской инициативности и изучения ее особенностей. Они являются сложными с точки зрения наличия в них большого числа разнообразных скрытых связей между элементами. Эти связи нужно выявить путем самостоятельного экспериментирования. Возвращаясь к метафоре Д. Дернера, который сравнил переплетение зависимостей в сложной системе с пружинным матрасом, можно сказать, что каждый из объектов нашей системы представляет собой своеобразный "матрасик", провоцирующий ребенка на самостоятельное исследование.

Со строгой технической точки зрения, данные головоломки - это многосвязные объекты с полифункциональными “аккордными” органами управления, участвующими в формировании той или иной команды, будучи объединены в определенную комбинацию ("аккорд"). Аккордные клавиатуры используются в современных технических системах управления, эксплуатируемых взрослыми.