Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Пространственное мышление: возрастные и половозрастные особенности
1.1 Место пространственного мышления в системе психологического знания о мышлении 16
1.2 Генезис пространственного мышления: возрастные особенности и педагогические условия его формирования 36
1.3 Половозрастные различия в пространственном мышлении 70
1.4 Выводы по главе 81
ГЛАВА 2 Эмпирическое исследование пространственного мышления обучающихся
2.1 Организация и методы исследования пространственного мышления... 84
2.2 Результаты исследования пространственного мышления обучающихся 112
2.3 Выводы по главе 141
ГЛАВА 3 Взаимосвязь особенностей пространственного мышления с учебной успешностью обучающихся
3.1 Анализ взаимосвязей возрастных особенностей пространственного мышления с учебной успешностью обучающихся
3.2 Анализ половозрастных особенностей в пространственном мышлении обучающихся и их роли в учебной успешности 1-го
3.3 Описание и результаты психолого-педагогического формирующего эксперимента 174
3.4 Выводы по главе 184
Заключение 187
Библиографический список 191
- Генезис пространственного мышления: возрастные особенности и педагогические условия его формирования
- Половозрастные различия в пространственном мышлении
- Результаты исследования пространственного мышления обучающихся
- Анализ половозрастных особенностей в пространственном мышлении обучающихся и их роли в учебной успешности 1-го
Генезис пространственного мышления: возрастные особенности и педагогические условия его формирования
Однако разделение это во многом условно. Поскольку, во-первых, выявлена общая причина нарушений функций в обоих случаях: поражение теменно-затылочных отделов мозга. Во-вторых, описание центрального звена нарушений при «оптико-пространственной агнозии» и при «конструктивной апраксии», или дефектах «конструктивного интеллекта», совпадает: трудности в выделении пространственных признаков объектов и их отношений. Отличие наблюдается в принятых в нейропсихологии методах диагностики нарушений пространственных функций. В первом случае, это графические методы (рисование, копирование и «чтение» изображений), ориентировка в географической карте, циферблате часов. Во втором случае - это, прежде всего конструктивная деятельность («Кубики Коса», «Куб Линка»), а также исследование таких интеллектуальных операций как счет, «понимание семантики квазипространственных отношений» [122, с. 292]. Ориентируясь только на принятое разделение в методах исследования пространственных функций, можно прийти к выводу, что понимание и ориентировка в пространственных отношениях графических объектов на плоскости листа составляет суть восприятия пространства, а оперирование объемными объектами в реальной наглядной ситуации суть интеллектуальных операций. Что, по-нашему мнению, конечно не так. В большинстве же работ авторы избегают четкого разграничения и распределения исследуемых явлений по познавательным психическим процессам (мышление, восприятие, представление, воображение, память), относя их, порой произвольно, к какому-то одному классу психических процессов, как правило, восприятий, представлений или мышления.
И. С. Якиманская основным «психологическим механизмом пространственного мышления» называет «деятельность представливания», в процессе которой «происходит создание образов и оперирование ими» [187, с. 77]. Излишним в данном случае будет указание на то, что лексема «представливание» является производной формой от «представление» и оба понятия имеют сходное значение. Однако, И. С. Якиманская убедительно обосновывает использование в своих работах термина «пространственное мышление», а не «восприятие» или «представление» пространства. «Восприятие различных видов изображений не является в условиях решения графических задач самоцелью. Оно всегда включено в решение определенной задачи и подчинено ее условиям. Более того, образ, возникший на основе заданного изображения, в процессе решения задачи подвергается неоднократному изменению (преобразованию), а потому пространственное мышление мы рассматриваем как одну из разновидностей образного мышления» [Там же]. Действительно, восприятие и представление пространства и пространственных отношений в реальной жизнедеятельности всегда включены в решение практических и теоретических задач: ориентировка на местности, в том числе с опорой на карту-схему, создание технического объекта по его чертежу и обратная операция, представление графических образов с дальнейшим их преобразованием при решении геометрических задач и т. д.
На тесную связь восприятия и мышления в отражении пространственных отношений между объектами указывает и Б. Г. Ананьев: «Различение и обобщение этих отношений между воспринимаемыми объектами среды является, по существу, двусторонним процессом. Одна из сторон является собственно перцептивной, непосредственно чувственным отражением определенных связей между объектами. Другая сторона связана с мышлением. Это единство чувственного и логического в отражении пространственных, временных и количественных отношений ...» [3, с. 14-15]. В. П. Песков также рассматривает представление как опосредующее звено «между первосигнальными психическими процессами и второсигнальными мыслительными процессами», т.е. представления с одной стороны «взаимосвязаны с ощущением и восприятием, а с другой стороны - с мышлением», причем пространственный компонент представлений называется системообразующим для всей структуры представлений [119]. М. М. Семаго в своих более поздних работах отказывается от термина «представление пространства» [146, 145, 144] и говорит о возможности «выделения пространственно-временных репрезентаций в качестве основного компонента механизма обеспечения процесса мышления» [143, с. 135]. Поэтому в данной работе мы не ставим перед собой цель четко разделить пространственное мышление и пространственные восприятия, представления, процессы памяти и воображения, несмотря на то, что исследуемые явления необходимо их затрагивают. Мы рассматриваем мышление, и пространственное мышление в частности, как системный процесс, который интегрирует всю познавательную деятельность в целом и осуществляется за счет взаимодействия и взаимопроникновения различных психических процессов (памяти, восприятия, представления, воображения). При этом само понятие мышления традиционно трактуется нами как «обобщенное» и «опосредованное» отображение «существенных свойств», «связей и отношений между предметами и явлениями объективной действительности» [приводится по 23]. А также как «процесс решения задач», «включенный в жизнедеятельность» человека [162], возникающий «в тех случаях, ... когда субъект оказывается в ситуации, относительно выхода из которой у него нет (врожденного или привычного) решения» [104, с. 312].
Перейдем к рассмотрению пространственного мышления как элемента системы психологического знания о мышлении. Мышление в психологической литературе представлено разными типами и видами. Многочисленные авторы (М. А. Атаханов, Н. В. Беломестнова, Н. Е. Веракса, Ю. 3. Гильбух, А. А. Гостев, В. А. Крутецкий, Ю. К. Корнилов, С. Л. Рубинштейн, Э. В. Сайко, О. К. Тихомиров и др.) выделяют мышление обыденное и научное, теоретическое и практическое, мышление логическое и образное, диалектическое, художественное, литературное, математическое, мифологическое, аутистическое и т. д. [10, 14, 26, 30, 36, 43, 90, 132, 134, 141, 162, 182]. Но среди разнообразных классификаций мышления нет той, в которой на равных основаниях выступало бы мышление пространственное. И вероятно для этого есть свои веские основания. Попробуем определить место пространственного мышления внутри некоторых общепринятых классификаций и типологий мышления.
Половозрастные различия в пространственном мышлении
Эмпирическое исследование проводилось в течение шести лет (2009-2015 гг.) на базе средних общеобразовательных учреждений города Иркутска (МБОУ СОШ № 49, № 12, № 34). Всего в исследовании приняло участие 155 человек: учащиеся первых (56 человек), седьмых (41 человек) и одиннадцатых (58 человек) классов. Выбор данных категорий испытуемых обусловлен их нахождением в критических точках развития - поступление в школу (1 класс), переходный возраст (7 класс - к возрасту 13 лет большинство испытуемых, независимо от пола, достигают пубертатного периода), выпуск из школы (11 класс).
В возрастной и педагогической психологии традиционно используются две основные формы организации исследований: метод лонгитюдного исследования, или продольных срезов, и метод поперечных срезов. Метод лонгитюда предполагает продленное во времени изучение заданных показателей на одной и той же выборке испытуемых. При использовании метода срезов исследование проводится в одно и тоже время на разных по возрасту группах испытуемых со схожими свойствами. Лонгитюдный метод незаменим при изучении проблем становления личности, организации исследований в клинической психологии. Основными недостатками лонгитюда являются значительные временные затраты (относительно данного исследования в случае выбора лонгитюдной стратегии исследование должно было бы проводиться на протяжении 11 лет), а также естественное выбывание испытуемых из выборки, что представляет угрозу валидности исследования. В целом, примерно 80 % исследований в возрастной и педагогической психологии реализуются методом «поперечных срезов». С помощью данного метода прежде всего фиксируются возрастные различия испытуемых по изучаемому свойству, но также может быть проверена каузальная гипотеза развития при условии соблюдения эквивалентности выборок групп испытуемых (примерно равное количество мальчиков и девочек в разных возрастных группах, обучение по однотипным учебным программам и т.п.) [88, 95, 116]. Для решения поставленных задач данное эмпирическое исследование было организовано преимущественно по типу поперечных возрастных срезов и реализовывалось в три этапа:
1 этап - констатирующий эксперимент: исследование пространственного мышления учащихся первых, седьмых и одиннадцатых классов;
2 этап - сбор информации об учебной успешности респондентов: анализ сформированности основных учебных навыков (начальная школа); итоговых оценок (все ступени обучения) и альтернативных оценок предметных способностей учителями-предметниками (средние и старшие классы).
3 этап - психолого-педагогический формирующий эксперимент: апробация разработанной программы «Поэтапное развитие пространственного мышления младших школьников».
В соответствии с выдвигаемой гипотезой, предметом исследования при подборе методов исследования были поставлены следующие задачи:
Максимально полное, всестороннее изучение пространственного мышления учащихся, позволяющее реализовать принципы комплексного подхода в исследовании. С этой целью были выделены компоненты пространственного мышления - психические функции, в которых пространственное мышление необходимо задействовано. Под психической функцией понимается «сложная функциональная система, состоящая из многих звеньев и реализуемая при участии многих сенсорных, моторных и иных нервных аппаратов» [168, с. 136], реализующая способ взаимодействия и связи субъекта с другими объектами и средой [32]. Были выделены следующие психические функции, обеспечивающие решение практических и теоретических задач в «пространстве» тела, предметов, графических образов, речи: - ориентировка в пространстве собственного тела; - ориентировка в карте-схеме, графической модели пространства; - графомоторные функции; - конструктивно-пространственный праксис; - пространственно-речевые функции; - решение графических зрительно-пространственных, технических и математических задач. 2. Преимущественное использование методов исследования, построенных на материале учебных предметов, таких как математика, физика, география, черчение, технология. Поиск новых экономичных методик, экспериментальных заданий, позволяющих получить дополнительную информацию об особенностях пространственного мышления испытуемых. 3. Включение в исследовательскую программу методов изучения вербально-логического, понятийного мышления с целью повышения объективности выводов о роли пространственного мышления в успешности школьного обучения. 4. Учет фактора влияния разноплановой внеучебной деятельности (хобби-увлечений) на развитие пространственного мышления учащихся. 5. Установление взаимосвязи развитых форм пространственного мышления с предметными способностями и профессиональным самоопределением старших школьников. Перейдем к рассмотрению психодиагностических методик и процедур исследования пространственного мышления учащихся.
Оценка произвольной двигательной активности, ориентировки в пространстве собственного тела. Важность моторных функций для детского развития и, особенно, для нормальной адаптации ученика начальной школы не подлежит сомнению. Ребенок, пришедший в школу, должен обладать хорошей соматической выносливостью, иметь развитый речевой аппарат, сформированную мелкую моторику и реципрокную координацию. Иметь достаточный опыт сукцес-сивных операций в моторной деятельности для того, чтобы быть способным переносить этот опыт и «анализировать пространственно-временную последовательность символов или звуков» [86, с. 125], усваивать двигательные программы при обучении письму, чтению и счету. Традиционно для оценки сформированности сенсомоторной активности ребенка применяются нейропсихологические методы исследования [22, 104, 144, 149]. Как правило, в подобных «пробах» акцент делается на изучение моторики рук; дополнительно может быть проведено исследование движений мимических мышц лица. При помощи моторных проб выявляется сформированность кинестетического праксиса («вытяни вперед второй и пятый палец», перенос позы с одной руки на другую с закрытыми глазами), динамического праксиса и сукцессив-ных функций («кулак-ребро-ладонь»), зрительно-пространственного праксиса («пробы Хэда»), реципрокной координации (одновременно сжимать в кулак одну руку и при этом разжимать другую («кулак-ладонь»)), орального праксиса (улыбнуться - вытянуть губы трубочкой) и т. д. Полученная информация позволяет исследователю сделать определенные выводы о моторной развитости ребенка, проанализировать его представления о пространстве собственного тела, выдвинуть гипотезы о зрелости определенных (мозолистого тела, теменных и теменно-затылочных, задне-лобных, премоторных) зон коры головного мозга.
Результаты исследования пространственного мышления обучающихся
Следующий оцениваемый параметр - способность правильно передать общий вид школы. Общий вид - это вид помещений здания в проекции «сверху» (общий вид школы может напоминать буквы «Щ» или «П» и т. п.). При правильном выполнении задания, ученики сначала изображают общий вид здания и затем уже размещают внутри него заданные объекты. Верно передать общий вид школы оказались способны 66 % учащихся одиннадцатых классов и 40 % учеников седьмых классов. Грубой ошибкой при оценке данного параметра считается полное отсутствие в изображении общего вида, а присутствие лишь отрывочных схематичных или реалистичных изображений заданных объектов (столовой, раздевалки, части коридора с требуемым кабинетом). Подобные изображения встречаются у 8 % одиннадцатиклассников и 7 % семиклассников.
Также оценивалась способность обучающихся правильно передавать взаимное расположение объектов внутри здания. Ошибки взаимного расположения объектов отсутствуют у 64 % одиннадцатиклассников и лишь у 32 % семиклассников. Среди 36 % учащихся 11-х классов, допустивших подобные ошибки, у 8 % встречаются грубые ошибки, у остальных - единичные ошибки не достаточно точного или неверного размещения отдельных объектов. Среди семиклассников 12 % обучающихся допускают множественные и/или грубые ошибки взаимного расположения объектов (например, зеркальное отображение объектов, хаотичное разнонаправленное расположение объектов); 17 % учеников седьмых классов при изображении каждого следующего этажа используют вид «от лестницы», т. е. не могут сменить точку отсчета от себя на свободно заданную; 15 % учащихся располагают объекты в двумерной плоскости: левее или правее условного центра.
Еще один параметр для анализа карты-схемы - сформированность навыков конструктивно-графической деятельности (характер линий, использование условных обозначений). У старшеклассников вдвое чаще, чем у учеников среднего школьного возраста встречаются хорошо сформированные графические навыки: четкость линий, вид и качество изображений, соответствующие требованиям, которые предъявляются к чертежам (34 % и 17 % учащихся соответственно). Плохое качество изображений (нечеткие, неровные линии, «рисуночный стиль») встречается у 14 % одиннадцатиклассников и 17 % семиклассников; среднее качество - у 52 % старшеклассников и 66 % учащихся средних классов школы.
Старшеклассники также значительно чаще используют при создании схемы «условные обозначения»: вынесение условных обозначений за пределы рисунка, использование разных видов линий (сплошных, пунктирных, жирных, зигзагов, наклонных) и т.п. Так 37 % старшеклассников и лишь 12 % семиклассников активно пользуются условными обозначениями. У 32 % одиннадцатиклассников и 22 % учащихся седьмых классов можно встретить единичные случаи использования условных обозначений; 31 % выпускников и 66 % учащихся седьмых классов не прибегают к использованию условных обозначений. Анализ всех выделенных параметров позволил разделить схемы, созданные учащимися, на три типа, или уровня:
Тип I - отражает хорошие способности обучающегося к схематичному представлению реально воспринимаемых пространственных объектов и площадей. Данный тип выполнения задания должен удовлетворять следующим параметрам: вид изображения - схема; полностью правильная передача «общего вида» школы; отсутствие ошибок взаимного расположения объектов; полнота схемы, т.е. изображение всех заданных (и, как правило, самостоятельное изображение незаданных) объектов; простота и четкость схемы - отсутствие затруднений при ее восприятии и расшифровке; использование условных обозначений; тип линий и
127 общий вид изображения, близкий к чертежному (для семиклассников могут применяться более гибкие требования к оформлению изображения).
Тип II - средняя способность к созданию карты-схемы. Параметры: вид изображения: схема, в редких случаях - схема-рисунок; возможны негрубые ошибки при передаче «общего вида»; единичные неточности взаимного расположения объектов, в том числе вследствие ориентировки «от себя»; недостаточная полнота схемы; фрагментарное использование (для седьмых классов - не использование) условных обозначений; характер линий может быть любым.
Тип III - слабая способность (неспособность) к созданию карты-схемы. Параметры: вид изображения - рисунок, рисунок-схема, в редких случаях - схема; наличие грубых ошибок при передаче «общего вида» (отрывочные изображения при отсутствии общего вида, реалистичные изображения «дома» с этажами-полосками, разнонаправленное расположение параллельных «колен» здания); множественные и/или грубые ошибки взаимного расположения объектов (хаотичное расположение объектов, размещение объектов правее или левее условного центра); условные обозначения, как правило, не используются; тип линий может быть любым; схема неполная, скудная; ориентироваться по ней из-за множественных или грубых ошибок практически не возможно.
Совокупный анализ выполнения данного задания показал, что учащиеся выпускных классов, прошедшие полный курс школьной подготовки по таким предметам как геометрия, физика, черчение и т.п., более способны к созданию карт-схем. Изображения схем I типа (хороший уровень) встречаются у 17 % семиклассников и 27 % одиннадцатиклассников; III типа (слабый уровень) - у 49 % семиклассников и у 34 % одиннадцатиклассников. Семиклассники достаточно часто используют конкретные реалистичные изображения объектов, т.е. они еще слабо разделяют понятия схемы и рисунка. Они гораздо реже, чем одиннадцатиклассники, прибегают к использованию условных обозначений. Обучающиеся седьмых классов не всегда ставят перед собой задачу воспроизвести при создании схемы вид сверху и нередко передают вид «от зрителя»; используют упрощенный вариант взаимного расположения объектов не в принятой двумерной системе координат, а в одномерной - правее или левее условного центра.
Результаты исследования конструктивно-пространственных функций. По результатам теста «Кубики Коса заметна тенденция постепенного смещения общей массы обучающихся в процессе школьного обучения из групп слабого и среднего уровня в группы развития конструктивно-пространственного мышления выше среднего. Так в седьмых классах уже нет учащихся с низким уровнем развития конструктивно-пространственного мышления, в отличие от первоклассников, а в 11-х классах - с уровнем развития ниже среднего. В первых классах большее количество учеников (41 %) находится на среднем уровне развития конструктивно-пространственного мышления, в седьмых классах их количество составляет уже 32 %, а в 11-х классах - 25 % учащихся. Пропорционально увеличивается количество учащихся с уровнем развития конструктивно-пространственного мышления выше среднего: в первых классах - 23 %, в седьмых классах - 32 % и в 11-х классах - 42 % учащихся.
Анализ половозрастных особенностей в пространственном мышлении обучающихся и их роли в учебной успешности 1-го
Вследствие развития различных компонентов пространственного мышления у учеников экспериментальной группы отмечено улучшение учебной успешности, повышение продуктивности в освоении основных учебных навыков. Были проанализированы следующие продукты учебной деятельности: входящие контрольные работы по математике и русскому языку за второй и третий класс - сравнивалось количество допущенных ошибок; скорость чтения в начале и в конце второго года обучения - сравнивалось количество слов, прочитанных в минуту. Статистический анализ результатов показал, что у учащихся, принимавших участие в психолого-педагогическом эксперименте, улучшилась техника чтения, уменьшилось количество ошибок при письме и счетных операциях.
Таким образом, проведенный психолого-педагогический формирующий эксперимент может быть признан результативным, а разработанная программа «Поэтапное развитие пространственного мышления младших школьников» - достаточно эффективной. К концу занятий по описанной программе учащиеся осваивают универсальные учебные действия и межпредметные понятия: хорошо ориентируются в схеме тела, способны усвоить сложные двигательные программы, сменить «точку отсчета» от себя на свободно заданную; выполняют задания, требующие сформированной мелкой моторики; дифференцируют пространственные признаки основных геометрических фигур, знают их названия; различают схожие по написанию цифры и буквы; феномены «зеркальности» при письме и чтении не встречаются; способны решать простые практические и теоретические топографические задачи, ориентироваться по схеме; способны к предметному и графическому конструированию по образцу; умеют осуществлять измерительные процедуры реальных и графических объектов; копируют и конструируют графические объекты с учетом пространственного порядка их расположения, пространственных отношений объектов и их частей; в рисунках появляется четкость, аккуратность, упорядоченность; знают и употребляют предлоги и наречия, обозначающие пространство, понимают несложные квазипространственные конструкции; знакомы с понятиями «квадрат» и «куб» числа, способны находить закономерности в построении простых логических рядов, имеют представление о проекции предмета в трех видах.
Анализ результатов констатирующего и психолого-педагогического эксперимента, проведенного с целью выяснения возможностей преодоления учебных трудностей младшими школьниками посредством развития компонентов пространственного мышления, позволил сделать следующие выводы:
В половозрастных особенностях пространственного мышления обучающихся можно выделить как сходства, так и различия. Различия в развитии пространственного мышления мальчиков и девочек в младшем школьном возрасте не выявляются; данные различия незначительны в подростковом возрасте и усиливаются лишь к старшему школьному возрасту. Выявленные половозрастные сходства в пространственном мышлении обучающихся позволили за основной вектор анализа результатов исследования принять именно возрастные особенности развития пространственного мышления в их взаимосвязи с учебной успешностью обучающихся.
Исходное предположение о более весомом вкладе пространственного мышления, нежели вербального, в общее интеллектуальное развитие и учебную успешность детей младшего школьного возраста подтвердилось. Изучение таких компонентов пространственного мышления, как графомоторные, пространственно-речевые функции, решение зрительно-пространственных задач, а также учет ошибок «порядка» при выполнении пространственных задач, с высокой степенью достоверности позволяет прогнозировать возможность появления учебных трудностей при овладении основными учебными навыками (письмом, чтением и счетом). Изучение вербального мышления также может дать некоторую информацию, прежде всего в отношении успешного формирования навыка чтения.
В подростковом возрасте учебная успешность обучающихся примерно в равной степени зависит от сформированности как пространственных, так и вербальных компонентов мышления. Результаты выполнения вербальных и пространственных тестов свидетельствуют, преимущественно, об уровне развития общего интеллекта учащихся. Тем не менее, можно выделить отдельные пространственные тесты и методики (авторские), способствующие выявлению предметных физико-математических, технических способностей обучающихся средних классов: серия задач «Технические рисунки, проекции и топографические за 186 дачи», «Схема», метод исследования пространственно-речевых функций учащихся посредством описания географического положения объекта.
В старшем школьном возрасте базовой общей интеллектуальной способностью, от которой зависит учебная успешность в целом, является сформированная способность к понятийному мышлению. Развитое пространственное мышление указывает на формирование не общих, а специальных предметных физико-математических, технических способностей обучающихся.
Анализ половозрастных особенностей пространственного мышления позволил уточнить их роль в учебной успешности обучающихся. По данным проведенного исследования, преимущество юношей в пространственном (а также математическом, техническом) мышлении в подростковом возрасте еще только начинает формироваться, и проявляется уже в старшем школьном возрасте. Однако, уже в младшем школьном возрасте обнаруживается и в средних классах становится значимым своеобразие сочетаний вербальных и пространственных компонентов мышления, за счет которых ученики разного пола достигают успеха в школьном обучении.
Целенаправленное развитие пространственного мышления в младших и средних классах школы необходимо для успешного овладения учебными навыками и успеваемости обучающихся, в старшем школьном возрасте - для формирования специальных предметных физико-математических, технических способностей обучающихся. Предложенный в исследовании подход к коррекции учебных трудностей младших школьников через поэтапное развитие пространственного мышления может быть признан достаточно эффективным. Разработанная программа «Поэтапное развитие пространственного мышления младших школьников» может быть рекомендована практическим психологам для развития пространственного мышления обучающихся младших классов, формирования универсальных учебных действий и оказании им помощи в освоении основных учебных навыков.