Условия формирования познавательных метапредметных результатов у младших школьников

Цель исследования - определить условия формирования у четвероклассников познавательных действий, связанных с построением способов решения проблем и с рефлексией при решении задач. Предполагалось, что освоение детьми основной образовательной программы (ООП) и авторской программы «Интеллектика» больше способствует формированию познавательных действий, чем освоение только ООП. Это связано с тем, что программа включает неучебные поисковые задачи разного рода, каждый род - несколько видов, каждый вид - несколько вариантов. При этом каждое занятие по программе включает разбор учителя с учениками задачи-образца, самостоятельное решение задач, анализ с учениками верных и неверных решений. В исследовании участвовали 117 учеников 4 класса (46 - экспериментальная группа, 71 - контрольная), 46 детей занимались по программе «Интеллектика» весь учебный год (32 занятия). Начальная и заключительная диагностика проводилась с учениками обеих групп на материале заданий авторской методики «Замещение», предназначенных для определения способа решения поисковых проблем (общий или частный) - задание 1 и рефлексии при решении задач (содержательная или формальная) - задание 2. Заключительная диагностика показала: общим способом решали задачи 63,1% детей в экспериментальной группе, 42,3% - в контрольной (различие результатов статистически значимо при p < 0,01); осуществили содержательную рефлексию соответственно 26,1% и 12,7% (различие значимо при p < 0,05). Исследование впервые показало, что программа «Интеллектика» - эффективное условие достижения высоких метапредметных результатов в начальной школе

В требованиях Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования [Федеральный государственный образовательный] указывается связь метапредметных результатов с универсальными учебными действиями. Отмечается, что метапредметные результаты освоения детьми основной образовательной программы начальной школы должны отражать формирование у детей универсальных учебных действий (УУД), в том числе познавательных. К ним относятся действия, связанные, в частности, с построением способов решения проблем поискового характера и с познавательной рефлексией, направленной на рассмотрение способов и условий действий при решении задач.

В положениях Стандарта отмечается, что основная образовательная программа начального общего образования должна включать программу формирования универсальных учебных действий, в которой должны содержаться, в частности, типовые задачи формирования универсальных учебных действий, в том числе познавательных. При этом имеется в виду, что такие задачи должны разрабатываться на материале учебных предметов.

Также согласно Стандарту учебный план должен предусматривать время на внеурочную деятельность, направленную, в частности, на общее интеллектуальное развитие личности младшего школьника.

С учетом отмеченных положений Стандарта нами была разработана программа «Интеллектика» [Зак, 2002], предназначенная для формирования у младших школьников познавательных метапредметных результатов. Освоение программы может осуществляться в групповой и индивидуальной форме, в урочное и внеурочное время. Содержание программы составляют поисковые задачи разного рода и вида, построенные на неучебном материале.

Характеристика экспериментального исследования

Цель настоящего исследования состояла в определении характера влияния программы «Интеллектика» [Зак, 2003] на формирование познавательных метапредметных результатов у четвероклассников. В исследовании участвовали 117 учеников, 46 из них составили экспериментальную группу, 71 - контрольную. Ученики экспериментальной группы занимались по программе «Интеллектика» один учебный год (раз в неделю по одному часу, всего 32 занятия).

Гипотеза. Предполагалось, что освоение детьми основной образовательной программы (ООП) четвертого класса в урочное время и программы «Интеллектика» во внеурочное время будет способствовать формированию познавательных метапредметных результатов в большей степени, чем освоение только ООП.

Высказанная гипотеза опиралась на два основных положения. Первое из них связано с разнообразием содержанием программы «Интеллектика»: на 32 занятиях дети решают задачи четырех родов, каждый из которых включает несколько видов задач, а каждый вид дается в нескольких вариантах.

Второе основание гипотезы связано с особенностями занятий по программе «Интеллектика». Каждое занятие состоит из трех частей.

В первой части учитель вместе с учениками разбирает решение задачи-образца, т.е. задачи, типичной для того вида, который осваивается на данном занятии. Такое обсуждение необходимо, чтобы дети понимали, что нужно найти в задачах данного вида и как это можно сделать. Детям даются средства разбора задач (это способствует формированию познавательного действия, связанного с построением способов решения проблем поискового характера) и способы управления поиском решения и контроля своих действий (это способствует формированию познавательного действия, связанного с рефлексией способов действий по решению задач).

Во второй части дети самостоятельно решают 12 - 15 задач данного вида. Здесь создаются благоприятные условия для применения средств анализа условий задачи и способов поиска решения, представленных в первой части.

В третьей части учитель с учениками проверяет решенные задачи. Разбираются неверные решения и их причины, что полезно для всех детей, как для тех, кто ошибся, так и для тех, кто решил правильно: детям еще раз разъясняются приемы анализа условий и разбора решения задач. Это создает благоприятные условия для освоения детьми познавательных действий, связанных с построением способов решения поисковых проблем и с рефлексией способов действий по решению задач.

До и после 32 занятий с детьми обеих групп проводилось групповое диагностическое занятие на материале методики «Замещение», которая включает два задания. Задание 1 предназначено для определения сформированности познавательного действия, связанного с построением способов решения поисковых проблем, задание 2 - для определения сформированности познавательного действия, связанного с рефлексией способов действий при решении задач.

В основе построения задания 1 лежали представленные в трудах С.Л. Рубинштейна [Рубинштейн, 2002] и В.В. Давыдова [Давыдов, 1996] положения о двух способах решения поисковых проблем: теоретическом, общем, и эмпирическом, частном. В соответствии с этими представлениями была разработана экспериментальная ситуация [Давыдов, 1972], где предлагается решить серию задач, построенных на основе единого принципа. В наших исследованиях эта экспериментальная ситуация была модифицирована и реализована на разном конкретном материале [Зак, 1984; Зак, 1997; Зак, 2009].

Верное решение всех четырех задач данного задания свидетельствует об осуществлении общего способа, успешном выполнении задания 1 и сформированности познавательного действия, связанного с построением способов решения поисковых проблем. Верное решение лишь трех, двух или одной задачи свидетельствует об осуществлении частного способа, неуспешном выполнении задания 1 и несформированности данного познавательного действия. Отсутствие решения всех задач также свидетельствует о неуспешном выполнении задания 1 и несформированности данного познавательного действия.

В основе построения задания 2 лежали положения о двух видах познавательной рефлексии при решении задач (содержательной и формальной), представленные в трудах В.В. Давыдова [Давыдов, 1996]. В соответствии с этими положениями нами была разработана двухчастная экспериментальная ситуация [Зак, 1976], модификация которой использовалась в работах на неучебном [Новиков, 1998] и учебном материале [Гуружапов, 1997; Соколов, 2012].

В первой ее части предлагалось решить три задачи двух классов (первая и третья задачи были построены и решались на основе одного принципа, вторая задача — на основе другого принципа). Во второй части при верном решении всех задач их предлагалось сгруппировать.

Если в основе группировки лежали внешние особенности условий задач, то принималось, что при решении задач осуществлялась формальная рефлексия. Если за основу группировки принималось внутреннее родство задач (единый принцип их построения и решения), то это свидетельствовало об осуществлении содержательной рефлексии.

В данном задании сначала нужно было решить три задачи: две из них (задачи 7 и 9) построены по одному принципу, одна (задача 8) - по другому. Затем требовалось выбрать одно мнение об этих трех задачах из пяти предложенных.

При верном решении задач выбор четвертого мнения («мнения Кати») характеризует осуществление содержательной рефлексии и свидетельствует о достаточной (применительно к предложенным задачам) сформированности данного познавательного действия. В этом случае выполнение задания 2 считается успешным.

При верном решении задач выбор любого мнения, кроме четвертого, характеризует осуществление формальной рефлексии и свидетельствует о недостаточной сформированности данного познавательного действия. В этом случае выполнение задания считается неуспешным. Неверное решение хотя бы одной задачи данного задания характеризует отсутствие рефлексии любого вида и свидетельствует о недостаточной сформированности данного познавательного действия и неуспешном выполнении задания.

В начале занятия учитель записывал на доске условия простой задачи методики «Замещение», например: ТН + Р = ТС. Далее он анализировал ее вместе с учениками: объяснял, что в этой задаче необходимо, во-первых, чтобы разные буквы заменялись разными числами, а одинаковые буквы - одинаковыми числами, и, во-вторых, чтобы после замены получился правильный арифметический пример. После обсуждения верных и неверных решений, предложенных учениками, записывался один из предложенных вариантов: 23 + 4 = 27.

Затем каждому ученику давался бланк с задачами и чистый лист для ответов.

Мнения о задачах

Несколько учеников 4 класса решили эти задачи и обменялись мнениями.

Таня сказала: «Задачи 7, 8 и 9 похожи».

Коля не согласился: «Задачи 7, 8 и 9 разные».

Вика: «Похожи задачи 7 и 8, а задача 9 от них отличается».

Катя: «Нет, похожи задачи 7 и 9, а задача 8 от них отличается».

Нина: «А я думаю, что похожи задачи 8 и 9, а задача 7 от них отличается».

Кто из учеников прав?

***

Далее учитель пояснял детям задачи на бланке, указывая, что в первом задании сначала нужно решить задачи 1 и 2, а потом задачи 3, 4, 5 и 6. Затем детям указывалось, что во втором задании нужно решить задачи 7, 8 и 9, затем прочитать мнения учеников об этих трех задачах и на листе с ответами указать имя того ученика, кто сказал правильнее всех. После этого нужно кратко объяснить, почему мнение этого ученика самое правильное.

Результаты исследования

Результаты выполнения детьми контрольной и экспериментальной групп заданий 1 и 2 приведены в табл. 1 и табл. 2 соответственно.

Таблица 1

Результаты выполнения детьми контрольной и экспериментальной групп задания 1 в сентябре и мае, %

Примечание: * - p < 0,05; ** - p < 0,01.

Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что число детей, решавших задачи общим способом, увеличилось с сентября по май в обеих группах. В контрольной группе увеличение составило 9,9% (с 32,4% до 42,3%), в экспериментальной группе - 32,8% (с 30,4% до 63,1%). В сентябре различие результатов, характеризующих решение задач общим способом детьми контрольной и экспериментальной групп, составило 2,0% и было статистически незначимым (для определения значимости различий использовался критерий ф*Фишера), а в мае различие таких результатов составило 20,8% и стало статистически значимым (p < 0,01).

В табл. 1 отражаются также данные о том, что число детей, решавших задачи частным способом, уменьшилось с сентября по май в обеих группах. В контрольной группе уменьшение составило 4,2% (с 56,3% до 52,1%), в экспериментальной группе - 17,6% (с 54,5% до 36,9%). Таким образом, в сентябре различие результатов, характеризующих решение задач частным способом детьми контрольной и экспериментальной групп, составило 1,8% и было статистически незначимым, а в мае различие таких результатов составило 15,2% и стало статистически значимым (p < 0,05).

Кроме того, табл. 1 содержит данные об испытуемых обеих групп, не решивших ни одной задачи. В сентябре таких испытуемых в контрольной группе было меньше, чем в экспериментальной: соответственно 11,3% и 15,2%, в мае в контрольной группе такие испытуемые еще остались, хотя их число и уменьшилось вдвое, а в экспериментальной группе их не осталось совсем: соответственно 5,6% и 0,0%.

Отмеченные факты свидетельствуют о том, что занятия по программе «Интеллектика», в которых участвовали дети экспериментальной группы, существенно способствуют формированию у четвероклассников метапредметных результатов, связанных с освоением действия по построению способов решения поисковых проблем.

Таблица 2

Результаты выполнения детьми контрольной и экспериментальной групп задания 2 в сентябре и мае, %

Примечание: * - p < 0,05.

Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что число детей, осуществивших при решении задач содержательную рефлексию, увеличилось с сентября по май в обеих группах. В контрольной группе увеличение составило 2,9% (с 9,8% до 12,7%), в экспериментальной группе - 17,4% (с 8,7% до 26,1%). В сентябре различие результатов, характеризующих осуществление при решении задач содержательной рефлексии детьми контрольной и экспериментальной групп, составило 1,1% и было статистически незначимым, а в мае различие таких результатов составило 13,4% и стало статистически значимым (p < 0,05).

В табл. 2 отражаются также данные о том, что число детей, осуществивших при решении задач формальную рефлексию, с сентября по май изменялось в обеих группах противоположным образом: в контрольной группе число таких детей увеличилось с 81,7% до 87,3%, а в экспериментальной группе - уменьшилось с 80,4% до 73,9%. Таким образом, в сентябре различие результатов, характеризующих число детей, осуществивших при решении задач формальную рефлексию, составило 1,3% и было статистически незначимым, а в мае различие таких результатов составило 13,4% и стало статистически значимым (p < 0,05).

С одной стороны, отмеченные факты (так же, как и в отношении формирования метапредметных результатов, связанных с освоением познавательного действия по построению способов решения поисковых проблем) свидетельствуют о том, что занятия по программе «Интеллектика», в которых участвовали дети экспериментальной группы, существенно способствуют формированию у четвероклассников метапредметных результатов, связанных с освоением познавательной рефлексии. С другой стороны, полученные результаты подтверждают наши данные о том, что формирование в младшем школьном возрасте познавательной рефлексии содержательного вида происходит позже, чем освоение действия, связанного с построением общего способа решения поисковых проблем (см., например, [Зак, 1984; Зак, 2004; Зак, 2007]).

Обсуждение результатов исследования

Итак, результаты проведенного исследования подтвердили исходную гипотезу о том, что освоение детьми ООП четвертого класса в урочное время и программы «Интеллектика» во внеурочное время способствует формированию познавательных метапредметных результатов в большей степени, чем освоение только ООП.

Такой результат связан с характеристиками проблем, включенных в программу «Интеллектика». Во-первых, детям предлагаются проблемы неучебного содержания и поискового характера. Во-вторых, на занятиях предлагаются проблемы разного рода: сюжетно-логические, пространственно-комбинаторные, компаративные, маршрутные. При этом каждый род проблем включает несколько видов, а каждый вид предлагается в нескольких вариантах. В-третьих, ученики решают проблемы разной структуры: с полным условием и вопросом (найти ответ), с неполным условием и вопросом (найти часть условия), с полным условием и без вопроса (найти вопрос). В-четвертых, в программу включены два типа заданий на материале задач каждого рода и вида: решать задачи и проверять готовые решения задач.

Важными условиями реализации программы выступают особенности развивающих занятий: их общее число, частота и регулярность проведения, длительность и структура каждого занятия. Всего было проведено 32 занятия на протяжении девяти месяцев (сентябрь - май) по одному занятию в неделю. Каждое занятие длилось 60 минут и включало три части: предварительное обсуждение (около 15 минут); самостоятельное решение задач (около 30 минут); заключительное обсуждение (около 15 минут).

Проведенное исследование впервые показало, что решение младшими школьниками (4 класс) неучебных поисковых задач существенно способствует формированию универсальных учебных действий, связанных с построением способов решения поисковых проблем и с познавательной рефлексией. Этот факт позволяет рассматривать программу «Интеллектика» в качестве важной составляющей программы формирования универсальных учебных действий, которая в соответствии с требованиями Стандарта должна быть частью основной образовательной программы начального образования.

Исследование позволило также получить новые знания об условиях формирования универсальных учебных действий в начальной школе, в частности у детей 9 лет, обучающихся в четвертом классе начальной школы. Эти знания расширяют представления возрастной психологии о возможностях интеллектуального развития детей в младшем школьном возрасте и уточняют положения педагогической психологии об условиях умственного развития при обучении в начальной школе.

Вместе с тем полученные результаты позволяют рассматривать программу «Интеллектика» в качестве важного фактора интеллектуального обогащения образовательной среды в начальной школе.

Итоги проведенного исследования дают основания поставить задачу о выполнении ряда исследований для разработки более эффективного (чем в данном исследовании) состава поисковых задач путем включения в программу «Интеллектика» их новых родов и видов. В частности, представляет серьезный научный интерес включение в программу заданий для реализации авторского мышления (самостоятельного составления задач) в качестве условий формирования универсальных учебных действий (см., например, [Зак, 2016]).

В целом проведенное исследование показало эффективность применения программы «Интеллектика» для формирования у младших школьников (в частности, четвероклассников) познавательных действий, связанных с построением способов решения поисковых проблем и с рефлексией способов и условий решения задач.