Название рубрики журнала | Journal column name

 

НАЗВАНИЕ РУБРИКИ ЖУРНАЛА | JOURNAL COLUMN NAME

Учебное моделирование в контексте возрастного развития

Чудинова Е.В.

Психологический институт РАО (ФГБНУ «ПИ РАО»), г. Москва, Российская Федерация
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3923-781X, e-mail: chudinova_e@mail.ru

Зайцева В.E.

ГБОУ «Школа 67», г. Москва, Российская Федерация
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0777-1122, e-mail: zaiceva@67sch.ru

Минкин Д.И.

ГБОУ «Школа 67», г. Москва, Российская Федерация
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0777-1122, e-mail:

В работе описаны прецеденты учебного моделирования в старшей школе, демонстрирующие инициативность и самостоятельность учеников в моделировании как норму возрастного развития. При условии предшествующего обучения, основанного на принципах учебной деятельности, ученики этого возраста способны изобретать и анализировать модельные средства, необходимые для фиксации предметных отношений, а также преобразовывать модель, удерживая задачу в течение времени, необходимого на ее решение. Модель является для учебного сообщества класса не только средством фиксации предметных отношений, но и способом выражения своего понимания, а также средством коммуникации. Учебная модель при этом приобретает черты исследовательской.

Ключевые слова: учебная инициатива, учебная самостоятельность, субъект учебной деятельности, учебное моделирование, учебная задача, учебное сообщество.

Для цитаты: Иванов В.Н., Петров В.Н. Переживание в деятельности студентов первого курса // Психологическая наука и образование. 2020. Том 25. № _. C. _–_. DOI:10.17759/pse.2020250___

Educational M odeling in the Context of Age Development

Elena V. Chudinova

PIRAO, Moscow, Russia,

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3923-781X, E-mail: chudinova_e@mail.ru.

Vera Ye. Zaytseva

school 67, Moscow, Russia, E-mail: zaiceva@67sch.ru

Denis I. Minkin

school 67, Moscow, Russia, E-mail: mindenska@yandex.ru

The paper describes precedents for learning modeling in high school, demonstrating students' initiative and autonomy in modeling as a norm of age development. Subject to prior learning based on the principles of learning activities, students of this age are able to invent and analyze modeling tools necessary to fix subject relationships, as well as to transform the model by holding the task for the time needed to solve it. The model is not only a means for the learning community to fix subject relations, but also a way to express their understanding, as well as a medium of communication. In this case, the learning model acquires the features of an exploratory model.

Keywords: learning initiative, learning autonomy, the subject of learning activity, learning modeling, learning task, learning community.

For citation: Ivanov V.N., Petrov V.N. Activity Experience of First-Year Students. Psikhologicheskaya nauka i obrazovanie = Psychological Science and Education, 2020. Vol. 25, no. _, pp. _–_. DOI:10.17759/pse.2020250___ (In Russ.).

Введение

Один из основоположников теории учебной деятельности, В.В.Давыдов, обозначил проблему субъекта учебной деятельности, связи формирования учебной деятельности с развитием личности школьника, а также проблему развития самой учебной деятельности как важнейшие нерешенные проблемы теории [2]. За прошедшие с тех пор почти три десятилетия эти вопросы подверглись экспериментальной и теоретической разработке [см., например, 6, 7, 8, 10, 11, 13, 16 ], но пока далеки от окончательных решений. Отчасти это связано с тем, что основным исследовательским методом в этой области является экспериментально-генетический метод, что определяет необходимость предварительного проектирования и реализации учебных курсов, выстроенных на основе логико-предметного и логико-психологического анализа. Разработка и апробация таких курсов для основной школы в 2000-2023 годах позволила впервые обнаружить и описать некоторые феномены, характеризующие изменения в характере учебной деятельности подростков по сравнению с младшими школьниками, и строить гипотезы относительно динамики учебной деятельности и развития ее субъекта [11]. Наблюдая проявления учебной деятельности подростков на уроках биологии, географии, физики, химии, мы впервые получили возможность сравнивать особенности учебной деятельности и ее динамики в двух совершенно разных сферах: предметах эстетического и естественно-научного циклов. Эта работа только начинается.

По мысли Б.Д.Эльконина, ключевым вопросом теории развивающего обучения сегодня является вопрос об освоении моделирования: как моделирование опробуется в совместном действии в начальной школе; как модель становится собственным средством ученика; как и когда модель преобразуется самими учениками [10]. Это не случайно, ведь моделирование – действительно, центр и «душа» учебной деятельности. Изменения в характере включения школьников в учебное моделирование ярче всего должны демонстрировать динамику учебной деятельности и ее субъекта в ходе возрастного развития.

Задачей этой статьи является описание прецедентов учебного моделирования на уроках биологии в основной и старшей школе. Материалом исследования выбрано изучение микроэволюции, как ключевой и трудной задачи обучения биологии [3, 13, 15]. Конечной целью является представление инициативного и самостоятельного учебного моделирования как высшего возможного достижения возраста, то есть, согласно Д.Б.Эльконину, нормы возрастного развития [12].

Методы

Основной метод, используемый для сбора данных, - формирующий эксперимент, осуществляемый в рамках курса биологии в старшей школе, позволяющий наблюдать постановку и решение учебной задачи на открытие понятия естественного отбора (гимназия г.Москвы, 8-10 классы разных лет, биологические профильные 8-11 классы). Этот фрагмент курса был выбран как последняя ключевая точка учебного моделирования. Включенное наблюдение и анализ видеозаписей уроков (14 уроков) дали возможность зафиксировать события совместной учебной деятельности на уроках биологии. Для уточнения и проверки гипотез исследования была проведена фокус-группа с учителями, которые в течение нескольких лет вели преподавание курса «Новая биология». Анализ письменных работ учеников позволил проанализировать их включенность в совместную учебную деятельность, а также их представления о процессе совместного моделирования.

Результаты

Первые несколько лет разработки и внедрения курса «Новая биология» учебная задача на открытие естественного отбора осуществлялось неоднократно по единой схеме в разных школах и классах. Преимущественно это были 8-е и 9-е классы, что соответствовало исходному замыслу разработчиков курса, однако в связи с изменениями учебного процесса в школах (завершение общего биологического образования в 9 классе и внедрение курса естествознания в 10-11, а также профилизации в старших классах) эта учебная задача стала ставиться и решаться в некоторых 10, а затем и 11 классах. По-видимому, это обстоятельство, а также полноценное овладение учителями специфическими умениями, которых требует постановка и организация решения учебной задачи в классе, сделало возможным собственные пробные действия учителей. Пробы состояли в предоставлении большей свободы ученикам в постановке учебной задачи и создании учебной модели.

Традиционный для курса «Новая биология» способ работы в этой точке курса достаточно подробно описан [3, 9], однако здесь необходимо выделить наиболее существенные этапы и моменты этого движения, разворачивающегося на протяжении серии уроков, чтобы изменения и их последствия, опробованные учителями позднее, стали явными и понятными.

1. Обнаружение противоречия в собственных объяснениях эволюционных изменений (например, как у жирафа образовалась длинная шея и т.п.) Мутации случайны, а эволюционные изменения выглядят целенаправленными (1-2 урока).

2. Возникновение идеи разработки эволюционирующего модельного объекта.

3. Разработка модельного объекта: формы его «существования», правил его «жизни» и т.п. (примерно 1-2 урока) – бумажные квадратики двух цветов, на обратной стороне которых записан их генотип, разложенные на определенном фоне.

4. Игровое моделирование. Обнаружение факта динамики исследуемой популяции в зависимости от факторов среды (примерно 2 урока).

5. Анализ полученных результатов. Различение направляющих и не направляющих факторов, обнаружение факта естественного отбора (примерно 2 урока).

6. Знакомство с теорией Ч.Дарвина и термином «естественный отбор».

7. Решение задач, требующих понимания механизма микроэволюции, для окончательного уяснения обнаруженных закономерностей.

Сама учебная модель, как любая учебная модель курса в системе Д.Б.Эльконина-В.В.Давыдова была разработана ранее сообществом методистов, учителей и психологов. Важно понимать, что в отличие от большинства стратегий обучения школьников, в системе Д.Б.Эльконина-В.В.Давыдова школьникам практически никогда не предлагается учебная модель в готовом виде для того, чтобы они ею воспользовались, применили к решению каких-либо задач. Учебное моделирование – это процесс фиксации учениками в знаково-символической форме открытых существенных предметных отношений и последующее преобразование этой знаково-символической формы. Таким образом, этот «велосипед» всегда изобретается заново каждым классом. Учитель, представляя заранее конечную формат учебной модели, организует деятельность учеников, открывающих для себя эти предметные отношения впервые.

Здесь важно отметить, что в данном случае выработка правил «игры» важнее, чем собственно игровое моделирование микроэволюции. Предлагая правила, ученики предъявляют свое понимание биологических явлений, уточняют его в обсуждении, и уже на этом этапе сопоставляют создаваемую модель и реальность, многократно осуществляя такого рода переходы.

Разработка правил игрового моделирования, позволяющего решить учебную задачу – разрешить противоречие между случайностью мутаций и «целенаправленностью» эволюционных изменений, осуществлялась учениками под руководством учителя так, что ученики, с одной стороны, ощущали свою причастность и творчество, но, с другой стороны, искусно поставленные вопросы учителя приводили к выработке совершенно определенных правил. Например:

У: Сколько возьмем признаков?

Д: Давайте 5! Давайте 2!

У: Наверное, лучше выбрать самый простой для исследования вариант.

Д: Тогда давайте возьмем один, ведь и Мендель сначала так делал.

При этом, как это всегда бывает в подобных ситуациях, ученики не слишком замечали (или легко прощали) некоторую навязанность выборов, поскольку всё-таки выбор был, а в некоторых точках, не очень существенных, например, в выборе имени для «живых существ», они были совершенно свободны. Учитель же, напротив, мог страдать от роли «навязывателя» (по словам учителей, участвовавших в фокус-группе), но не отступал от продуманной ранее логики в силу опасений «зайти не туда» - либо в силу неуверенности в полноте своего знакомства с предметом, либо в силу жёстких временных рамок, заданных программой.

Некоторая часть класса могла также ощущать некоторую искусственность ситуации: вроде бы предоставляется самостоятельность при разработке правил, а оказывается, что учитель ведет их к заранее разработанной модели, для которой уже подготовлены все материалы (коробка с нарезанными бумажками двух цветов, монетками, «полями»…). Возможно, именно поэтому часть учеников постепенно начинала вести себя более пассивно, не предлагая дополнительных идей. В процессе игрового моделирования эти ученики не старались обеспечить точность следования правилам игрового моделирования: ведь если модель готова заранее, то и результаты моделирования уже известны – стараться незачем.

Если шестиклассники и даже семиклассники искренне удивляются, когда в ходе их собственного познавательного движения, неожиданно обнаруживают, что учитель каким-то образом предугадал его результаты, и такое открытие не снижает мотивацию учеников, то для старшеклассников подобное открытие может заметно пригасить их исследовательский пыл.

Тем не менее, риск для учителя в отходе от заранее продуманной модели состоит в том, что измененная модель не будет в явном виде показывать те закономерности, которые ученики должны обнаружить. То есть, признак не будет ярко и заметно «эволюционировать», или изменения будут происходить не из-за естественного отбора и т.п. Поэтому учитель, помогая ученикам выстроить модель, должен быстро просчитывать несколько ходов вперёд. Нужно понимать, какое влияние на модель окажет то или иное правило моделирования, введённое учениками.

После нескольких прогонов этого фрагмента курса в разных классах учителя начинали ощущать большую уверенность в своих силах и понимании ситуации, что приводило к пробным действиям с их стороны. Это выражалось в предоставлении ученикам большей свободы в выработке правил игрового моделирования, когда, с точки зрения учителей, предлагаемые учениками варианты были осмысленными настолько, что навязывать свой заранее продуманный, вариант было бы некорректно, поскольку он был ничуть не лучше предлагаемого детьми. Так, например, в одном из классов ученики не захотели ввести в модель «хищника», который будет уничтожать «живых существ» исследуемой популяции, предпочитая более светлых особей, потому что они лучше видны на определенном фоне. Кто-то из детей сказал, что это «детский сад» и предложил ввести фактор ультрафиолетового излучения, от которого темноокрашенные бумажки будут лучше защищены, чем светлые. Учитель не заблокировал это предложение, поскольку понимал, что оно вполне соответствует реальности и такое изменение не разрушит модель. Более того, оказалось, что теперь выживаемость бумажек перестала зависеть от воли и сознательности «хищника», а определялась броском кубика.

Во многих классах, особенно математического, инженерного или физического профиля, ученики по собственной инициативе писали компьютерные программы для обработки полученных данных. Были также отмечены частые инициативные попытки перейти от «ручного» моделирования (работы с бумажками) к виртуальному – созданию компьютерных программ, имитирующих процесс эволюции. Некоторые ученики разных классов по собственной инициативе создавали компьютерные программы, позволяющие ускорить наиболее трудоемкие и длительные этапы бумажного моделирования (размножение и появление мутаций)[1].

Попытки учеников выбрать в качестве модельного объекта не бумажки, а в качестве фенотипического признака - не только цвет, по-прежнему пресекались учителями: им казалось, «очень трудно продумать другую рабочую модель и не запутаться».

Однако с годами учителя начинали допускать и более масштабные изменения, вносимые учениками разных классов. Например, в одном из биологических классов был предложен иной способ задания селективности[2]: особи в моделируемой популяции, по замыслу учеников, были чувствительны или нечувствительны к антибиотику. Чтобы определить, кто из них выживет, а кто погибнет, на стол с бумажками, изображающими живых существ, дети бросали горсть зерен из мешка. Если зерно попадало на бумажку, то она «выживала», если была устойчива в соответствии со своим генотипом, и «не выживала», если была неустойчива.

Пробы учителей в отношении предоставления ученикам большей свободы действий подкреплялись и ростом уверенности в том, что даже при условии значительной вариативности модель остается рабочей, а также тем, что учителя замечали эффект предоставления ученикам большей свободы в выработке правил моделирования. Вовлеченность учеников была выше.

Опыт вариативного учебного моделирования в процессе решения одной учебной задачи привел учителей к вычленению тех принципиальных моментов в моделировании, которые с необходимостью должны были контролироваться (и их здесь всего четыре[3]), в отличие от моментов, которые могли варьироваться.

Последний эпизод постановки и решения этой учебной задачи (биологический профильный одиннадцатый класс, 2022-2023 учебный год) в полной мере продемонстрировал возможности класса как учебного сообщества в отношении моделирования. Учитель рискнул предоставить детям практически полную свободу в постановке и решении этой задачи, вмешавшись в процесс на протяжении 5 уроков всего в нескольких точках. Это стало возможным для учителя по причинам а) его уверенности в хорошей подготовке учеников, б) достаточного количества времени, которое он мог выделить на эту работу.

Стоит отметить, что хорошая подготовка учеников выражалась в достаточно успешном освоении предыдущего материала и изрядной начитанности по следующей теме «Эволюция». Однако, как и в других подобных случаях, знания, предваряющие новую тему, были достаточно формальными. Мы уже писали о том, что, например, известные ученикам заранее слова «ген» или «ДНК» не говорят о том, что ученики на самом деле понимают, что стоит за этими словами и искренне удивляются, когда понимание, случившееся при решении учебной задачи, сталкивается и связывается с задолго до того существовавшим у них «знанием» термина [13]. В нашем случае ученики на удивление успешно по сравнению с предыдущими классами решили задачу про жирафа, предшествовавшую постановке учебной задачи (наверное, потому, что этот материал часто встречается в учебниках и других книгах про эволюцию). Среди них оказалось лишь несколько «ламаркистов». Однако аналогичное задание на другом материале (бактерии), проявило непонимание механизма микроэволюции, то есть несмотря на начитанность, понимание оказалось неглубоким. Это соответствует нашим представлениям о необходимости моделирования для полноценного овладения понятием.

Постановка учебной задачи и выбор способа ее решения произошел в ходе обсуждения результатов предыдущей работы. Здесь мы приводим сокращенный диалог учителя (У) и учеников (Д).

У: Что получилось?

Д: Эволюция происходит. Модификации не наследуются, а мутации не направлены.

У: Могут ли мутации быть основой эволюции?

Д: Непонятно.

У: Как узнать? Какие вообще бывают способы доказательства или опровержения в науке?

Д: Почитать книги и статьи на эту тему. Провести эксперимент. Хочется самим.

У: Реальный эксперимент в наших условиях невозможен.

Д: Можно еще моделировать. На компьютере.

У: Наверное, без компьютера тоже можно… Так что будем делать: читать учебники или моделировать?

После этого решения ученики сразу перешли к выработке правил моделирования.

Первое предложение было взять в качестве «живого существа» слово, которое может мутировать (например, гласные могут замещаться на согласные). Однако проработка этой версии показала, что эта идея трудно реализуется, и ученики предложили и стали продумывать другой вариант: с пластилиновыми шариками и «колбасками (лепешками)».

Вся работа по разработке правил, их опробованию, изменению и т.д. по продолжительности составила пять уроков, в течение которых ученики были активны и самостоятельны. За это время учитель вмешался в процесс лишь несколько раз, а именно:

1. Иногда спрашивал: бывает ли такое в природе.

2. Инициировал анализ ситуации, когда в какой-то момент заметил, что процесс затягивается и становится скучно (первоначально ученики заложили в модель очень низкую скорость размножения).

3. Удерживая с самого начала моделирования мысль о том, что ученики не заложили в свою модель ненаправляющие факторы эволюции, внес предложение добавить холодную зиму (но только на этапе повторного анализа реализованных правил).

4. Указал на недостаточно выраженное различие слепленных из пластилина плоских «колбасок» и шариков: если действовать руками, можно не почувствовать различия.

5. Предложил усилить действие одного из выбранных учениками действующих факторов в ситуации, когда обнаружилось, что эти факторы действуют в противоположных направлениях и с равной силой.

6. Организовал одновременность создания exel-файла для обработки данных для всех групп сразу.

После моделирования ученикам было предложено написать отчет о том, как они действовали: «Опишите, что вам запомнилось, что было интересно». Задание не было обязательным. Из 20 учеников, принимавших участие в моделировании, больше половины (12 человек) написали отчеты. Поскольку задание было сформулировано недостаточно определенно, отчеты получились очень разными: более короткими и более длинными (от половины страницы до двух-трех страниц), более сжатыми и более полными, менее и более рефлексивными. Результаты этой работы представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Анализ отчетов учеников о ходе и результатах моделирования

 

Моменты, описанные в отчете Количество учеников, указавших на эти моменты (из 12) Количество упоминаний в одном отчёте
Постановка задачи и выбор способа решения 2 1-2
Описание неудачной попытки моделирования 4 3-4
Фиксация существенных моментов моделирования, например, частоты мутаций, заложенной в модель, и их вероятностного характера 10 4-10
Фиксация несущественных (внешних) моментов моделирования, например, названия, придуманного для «живых существ» 8 1-3
Фиксация поворотов мысли (отвержение идей) 8 1-5
Оценочно-рефлексивные суждения о процессе и результатах моделирования 10 1-8
Указания на свои действия или роль в этой работе 4 1
Указания на роль или действия другого ученика 3 1-4
Указания на действия или роль разных групп 8 1-3
Указания на действия или роль учителя 2 1-2

 

В 10 отчетах ученики, описывая ход моделирования, использовали слово «мы», например: «Мы решили моделировать процесс эволюции.

  1. Нужно было понять/ вспомнить, что такое модель и как можно моделировать процесс
  2. Сформулировали основные критерии того, что такое эволюция
  3. Какие факторы нужно учесть, чтобы процесс был моделью, но приближен к реальности
  4. Придумали идею модели с текстом с изменяющимися буквами, но в ней сложно было определить фенотип и генотип вместе и реакцию внешней среды
  5. Пытались сформулировать вопросы, на которые должна отвечать модель о генотипе, фенотипе, норме реакции среды и другим факторам…»

Или: «Мы разделили особей на группы по 5 бибок, с генотипами АА и аа (шарики и сосиски)…», «Нашу модель эволюции мы начали с идеи про текст….», «Наша гипотеза не подошла, т.к. мы не знали, как производить мутации…» и т.п.

Один отчет был целиком посвящен анализу модели и своего отношения к ней (без описания хода моделирования). Еще в одной работе слово «мы» не использовалось, поскольку все описание было подробным разбором взаимодействия групп («часть людей полагала») и отдельных учеников, названных по именам.

Большинство (см. таблицу 1) осознавало процесс моделирования, как работу мысли с выдвижением, проверкой и коррекцией гипотез. Ученики фиксировали преимущественно существенные моменты в разработке модели, указывали на повороты совместного мышления, например: «…по результатам 1 кона у 3 из 4 групп не был замечен существенный прирост в популяции, поэтому решено делать не бинарное деление, а шизогонию (на 4 дочерних)…» или «Хищник ел с закрытыми глазами и на ощупь. Так как шарики выпирали больше, то и ели их чаще чем сосиски. По итогу у нас получилось не очень реальные результаты, и мы подумали добавить условий.».

Подавляющее большинство учеников имели собственную точку зрения на ход и результаты моделирования, высказывая оценочно-рефлексивные суждения о ходе, промежуточных и окончательных результатах моделирования, об особенностях создаваемой модели, например: «Мне кажется, что у нас слишком уравновешены и однообразны факты (очевидно, имеются в виду «факторы» - примеч. авт.). Я думаю, можно добавить какое-то единичное вмешательство типа эпидемии или другого катаклизма.» , «…что сейчас, что на уроке, совершенно не понятно, какие выводы вообще в теории можно сделать из модели. Но зато на ней крайне понятен термин генофонд», «В первую очередь, хорошо запомнилась первая модель Ани, ведь тогда я и сам думал над какой-либо моделью, а идея Ани казалась крайне разумной, необычной и очень интересной» и т.д..», «У нас, правда, странной избирательности хищник, не сразу понятно, как он работает, как именно влияет на эволюцию — не совсем корректно сформулировали про него.» и т.п.

Если подробные описания собственных действий (в форме «мы», в форме указаний на действия разных групп, других учеников или непосредственно своих) присутствовали во всех работах, то краткие указания на участие учителя встретились лишь в двух работах.

Интересен также факт, указывающий на вовлеченность учеников в процесс: один из участников моделирования ушел с новогодней дискотеки в кабинет биологии, где учитель застал его исписывающим доску формулами (рис. 1). Ученик хотел рассмотреть несколько разных случаев сочетания переменных в этой модели. На следующий день учитель предоставил ему возможность рассказать об этом классу.

 

Рис. 1.

Решение учебной задачи и открытие механизма микроэволюции, понятия естественного отбора, разумеется, не подразумевает полного овладения этим понятием. Для этого требуется решение задач, в которых понятие конкретизируется и уясняется, а также совершение учебных проб – решение задач особого типа, в которых отсутствует требование или намек применить данное понятие.

Кстати, очень интересно, что в данном случае в самом процессе решения учебной задачи на открытие естественного отбора ученики совершили такую учебную пробу по отношению к более ранней выстроенной ими модели – инициативно попытались использовать модель/понятие, введенное в курсе биологии четырьмя годами ранее. Это понятие о связи площади поверхности и объема тела с поглощением тепла. Придуманные учениками «живые существа», популяция которых эволюционировала, различались именно по признаку поверхности тела при постоянном объеме (плоские колбаски и шарики) и именно поэтому по-разному «выживали» в условиях холодной зимы и жаркого лета. Это говорит о расширении функционального поля данной модели/понятия [4] и освоении его значительной частью учеников класса.

Уяснение понятия естественного отбора и других факторов микроэволюции происходило при анализе реальных примеров, в каждом из которых ученики обнаруживали действие различных факторов, как направляющих, так и не направляющих: движущий отбор на примере бескрылых островных насекомых, миграции на примере ужей озера Эри и т.п. В работе по уяснению и конкретизации открытого понятия мы не увидели существенных отличий от традиционного хода этой работы в курсе «Новая биология». Этот процесс не был ни более быстрым, ни более простым.

Однако, следует отметить, что вопрос «В чем основная заслуга Дарвина?», заданный ученикам после моделирования, но ДО рассмотрения в классе теории Дарвина, выделил этот класс среди других. В большинстве ответов на подобный вопрос в других классах главной заслугой Дарвина называлось «доказательство происхождения человека от обезьяны». В этом классе большинство учеников писали, что Дарвин обнаружил «истинный механизм эволюции», «создал правильную теорию эволюции». В четырех работах из двадцати было написано, что «Дарвин доказал, что эволюция происходит на основе мутаций», что, безусловно, неверно, потому что во времена Дарвина еще не знали о мутациях, но демонстрирует именно переосмысление учениками своих более ранних представлений из-за моделирования. Иными словами, самостоятельное и активное моделирование «запустило» процесс переосмысления более ранних представлений. Однако слова «естественный отбор» в детских ответах не звучали, несмотря на то что были заранее им известны. Собственное открытие в имитационном моделировании естественного отбора еще не было «окультурено» термином. Результат мышления и «знаемый» термин существовали на данном этапе в сознании учеников отдельно.

Благодаря самостоятельности и вовлеченности учеников в моделирование понятие естественного отбора обрело для учеников ярко выраженный личностный смысл. Это обнаружилось при просмотре фильма, показанного по каналу «Культура» к юбилею Ч.Дарвина. Никак не комментируя заранее фильм, учитель попросил учеников изложить свои впечатления. В большинстве работ был дан подробный и эмоциональный разбор фильма, вскрывающий его истинную направленность (скрытая агитка против Дарвина) и основанный на анализе фактов и их противоречий. Вот несколько цитат из работ учеников:

· «…Полноценных фактов, «опровергающих» теорию Дарвина (а фильм, снятый к юбилею с даты его рождения, скорее всего, для этого и был снят) я увидела два. Первый - предков находили вместе с уже существующими видами. Авторов фильма очень хочется спросить: существует ли их так рьяно защищаемая бабушка, если она живет одновременно с ними? Второй – дарвинисты сами не верят в это, а все доказательства – фальсификация. Я искренне ждала объяснений фальсификаций, но их не последовало.»

· «…Общая театрализованность происходящего, исключающая научность, отсутствие ссылок на авторитетные источники (цитирование без авторства и источников)…»

· «.. «перевернула мысль о мироздании» не обезьянья теория, а теория естественного отбора – это у Дарвина главное…»

· «Создается впечатление, что авторы фильма специально вставляли фрагменты только о раскопках, которые мало к чему привели или были вовсе объявлены поддельными»

· «Дарвин в своей теории говорил только о создании новых видов из старых, а не о сотворении старых (вернее, старого одного)… Хорошо, что сейчас молодежь не смотрит телевизор…»

· «В фильме много указывалось на то, что не было найдено переходных форм, а если и были, то они ошибочны. Но это не значит, что переходных форм не было.»

· «Закон зародышевого сходства безбожно переформулировали…»

· «Вопросов к видеоряду, музыке и диктору нет, зато есть к составителю текста, ибо были допущены фактические и концептуальные ошибки…» .

Один ученик выразил свою критику позиции авторов фильма в стихотворной форме:

«Не нужен путь нам из ступеней.

Не нужен из деревьев бор.

Метеорит. Или комета.

Но не естественный отбор.»

Обсуждение

Уже на протяжении первых лет обучения в начальной школе по системе Д.Б.Эльконина-В.В.Давыдова у детей постепенно оформляются и прирастают умения учебного моделирования. В процессе совместной работы по построению модели ученики начинают активно пользоваться предложенными учителем знаково-символическими средствами для изображения незримых предметных отношений, а затем активно предлагать свои способы схематической фиксации [8] и преобразуют модель, действуя всем классом, а потом и самостоятельно.

При переходе в основную школу появляются новые учебные предметы. Специфика понятий каждого из предметов заставляет разработчиков искать специфические формы учебных моделей, которые лишь частично воспроизводят черты исследовательских моделей соответствующей области науки. Поэтому в основной школе ученики включаются в учебное моделирование как бы заново, осваивая новые языки моделирования. Для многих пятиклассников включение в учебное моделирование, действительно, происходит впервые по причине того, что большая часть школ, в которых продолжает реализовываться система Д.Б.Эльконина-В.В.Давыдова, работает по этой системе либо только в начальной, либо, наоборот, в основной школе, многие ученики на этом рубеже переходят из школы в школу.

Мы пока не располагаем сравнительными данными о том, легче или труднее путь вовлечения детей в учебное моделирование на этом этапе по сравнению с начальной школой. Однако мы с уверенностью можем сказать, что в условиях обучения по системе Д.Б.Эльконина-В.В.Давыдова в основной школе даже заново набранный класс достаточно быстро начинает вести себя как учебное сообщество, решая совместно учебные задачи и участвуя в создании моделей.

В основной школе меняется сам характер моделирования [11], возрастает сложность учебных моделей, иногда до такой степени, что учителю становится крайне трудно, а иногда и невозможно удерживать и предугадывать все возможности изменения моделей в ходе обсуждения и совместной разработки.

Модель микроэволюции, о которой идет речь в этой статье, по своей сложности и характеру приближается к настоящим исследовательским научным моделям. Так, например, инициативное введение учениками двух селективных факторов, действующих в противоположных направлениях, привело к проявлению не классического движущего отбора, а отбора на сбалансированный полиморфизм. Участвуя в создании абсолютно новой модели, учитель не может работать «на автопилоте». Его заинтересованность и положение не знатока, а помощника, практически равноправного участника разработки, усиливают вовлеченность учеников в решение задачи.

Анализ детских отчетов показывает, что класс в ситуации решения учебной задачи ведет и ощущает себя как учебное сообщество, действующее совместно, осознанно и целенаправленно. Ученики способны вести дискуссию без помощи учителя, удерживать цель в течение неопределенно долгого времени, разбиваться на группы и координировать совместную работу. Работе учителя в этой ситуации ученики не придают особенного значения, принимая его как одного из знающих и уместных равноправных членов сообщества. Об этом говорит незначительное количество упоминаний в детских отчетах о вмешательстве учителя в процесс моделирования.

Создавая учебную модель, ученики действуют субъектно, опираются на освоенные ими ранее ключевые предметные понятия, самостоятельно и инициативно предлагают содержательные гипотезы, выделяя существенные отношения, которые могут быть основой модели. Они также осмысленно подбирают модельную форму и анализируют ее пригодность для моделирования конкретных предметных отношений, отказываясь от непригодных по каким-либо причинам вариантов.

Рефлексивное отношение к процессу моделирования проявляется в критических замечаниях по ходу процесса, в содержательных оценках его промежуточных и итоговых результатов.

Вмешательство учителя в этот процесс по-настоящему необходимо, только если ученики самостоятельно не удерживают существенные факты, которые должна отразить модель. В последнем случае такого рода вмешательство учителя потребовалось однократно (введение неселективного фактора[4]). Иногда учитель осуществляет организационное вмешательство, например, координацию работы групп, поскольку, в отличие от других участников работы, видит весь класс, не участвуя в групповой работе. В последнем случае такое вмешательство также было однократным.

Таким образом, можно зафиксировать, что на этапе старшей школы модель становится средством собственного исследующего действия учеников, что подтверждает более ранние гипотезы [1]. Старшеклассники изобретают собственные модельные средства, что позволяет им проявить собственное понимание, обеспечить взаимодействие в учебном сообществе.

Разумеется, процесс самостоятельного учебного моделирования занимает в 2-3 раза больше учебного времени, чем направляемая учителем работа, в первую очередь потому, что тупиковых ходов, которые должны быть проиграны и отвергнуты, становится больше, чем в управляемой ситуации. Однако результатом самостоятельного моделирования является не только готовая учебная модель, но и сам опыт такого моделирования [5]. Вопрос о том, на что важнее потратить учебное время – на приобретение учениками опыта инициативного самостоятельного исследования, либо на знакомство с обилием частных знаний, предусмотренных любой программой, остается вопросом о ценностях образования.

Мы не получили никаких сравнительных данных о том, лучше или хуже осваивается изучаемое понятие в зависимости от степени самостоятельности учеников в ходе учебного моделирования, поскольку это не было задачей данного исследования, но такие данные, безусловно, хотелось бы получить в будущем.

 

Выводы

1. Учебное моделирование в старшей школе может быть самостоятельным и инициативным действием учебного сообщества класса при условии предшествующего многолетнего обучения в форме учебной деятельности и предоставления классу на этом этапе возможности быть полноценным субъектом своей учебной деятельности.

2. Создаваемая учебная модель приобретает черты исследовательской.

3. Разрабатывая такую модель, ученики действуют, опираясь на освоенные ими ранее ключевые предметные понятия/модели, способны изобретать новые модельные средства, анализировать пригодность знаково-символических форм для моделирования исследуемых предметных отношений.

4. Создаваемая самостоятельно модель становится для учеников не только средством фиксации предметных отношений для получения нового знания об изучаемом объекте, но и средством представления собственного понимания и средством организации предметной коммуникации с другими участниками учебно-исследовательского сообщества.

5. Осуществляя инициативное учебное моделирование, ученики способны самостоятельно удерживать рамки задачи, контролировать процесс ее решения, координировать действия учебно-исследовательского сообщества, что можно считать высшим достижением возраста, то есть нормой возрастного развития.

Литература

1. Горбов С.Ф., Чудинова Е.В. Действие моделирования в учебной деятельности школьников (к постановке проблемы) // Психологическая наука и образование. 2000. Том 5. № 2. С. 96-110

2. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. М.: ИНТОР, 1998. 544 с.

3. Зайцева В.Е., Чудинова Е.В., Минкин Д.И. Учебное моделирование микроэволюции и его образовательные результаты //1 сентября. Биология. 2016. №11. С.

4. Нежнов П.Г. Опосредствование и спонтанность в модели «культурного развития // Вестник Моск. Ун-та. Серия 14, Психология. 2007. № 1. С. 133-146

5. Нечаев Н.Н. Моделирование в условиях цифровизации образования: психолого-педагогические аспекты // Цифровая гуманитаристика и технологии в образовании (DHTE 2020): сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 19—21 ноября 2020 г. / Под ред. М.Г. Сороковой, Е.Г. Дозорцевой, А.Ю. Шеманова. М.: Издательство ФГБОУ ВО МГППУ, 2020. С. 353–364.

6. Новлянская З.Н. Можно ли учить творчеству? О проявлениях детской инициативы в процессе развивающего обучения литературе // Вопросы психологии. 2022. Том 68. №2. С. 111-123

7. Обухова О.Л., Цукерман Г.А., Шибанова Н.А. В поисках субъекта учебной деятельности // Культурно-историческая психология. 2022. Том 18. № 4. С. 80–89. DOI: 10.17759/chp.2022180408

8. Цукерман Г.А. Развитие учебной самостоятельности. М.: Авторский клуб, 2015. 432 с.

9. Чудинова Е.В., Зайцева В.Е. Учебное моделирование и понимание текста // Культурно-историческая психология. 2014. Том 10. № 1. С. 44–53.

10.Б.Д. Эльконин Педагогика развития: пробное действие как основа образования http://old.experiment.lv/rus/biblio/vestnik_11/v11_elkonin.htm (дата обращения: 18.11.2022).

11.Эльконин Б.Д., Воронцов А.Б., Чудинова Е.В. Подростковый этап школьного образования в системе Эльконина – Давыдова [Электронный ресурс] // Содержание образования URL: https://vo.hse.ru/article/view/14841/13897 (дата обращения: 10.03.2023).

12.Эльконин Д.Б. Детская психология. М.: Академия, 2007. 384 с.

13.Учим понимать биологию. Коллективная монография / Автор-составитель Е.В. Чудинова. М.: Авторский клуб, 2019. 216 с.

14.Karnrawee Meekaew, Pratchayapong Yasri. MicroEvo: An educational game to enhance high school students’ learning performance of microevolution[Электронный ресурс] // International Journal of Innovation, Creativity and Change. Volume 13, Issue 8, 2020 https://www.ijicc.net/images/vol_13/Iss_8/13800d_Meekaew_2020_E_R.pdf (дата обращения: 10.03.2023).

15.Klahn, V. L. (2020). The Stories of Middle School Science Teachers’ Teaching Evolution: A Narrative Inquiry (Thesis, Concordia University, St. Paul). Retrieved from https://digitalcommons.csp.edu/cup_commons_grad_edd/460 (дата обращения: 2.02.2023).

16.Libâneo, J.C., Chudinova, E.V., Cunha, A.L.A., (in press). Presentation of the Theory of Developmental Teaching in Russia and Brazil: theoretical-conceptual and investigative issues. Revista Educativa. DOI: 10.18224/educ.v25i1.13007

 

 

References

1. Dubrovina I.V. Idei L.S. Vygotskogo o soderzhanii detskoi prakticheskoi psikhologii [Ideas L.S. Vygotsky on the content of children’s practical psychology]. Psikhologo-pedagogicheskie issledovaniya = Psychological-Educational Studies, 2013, no. 3. Available at: http://psyedu.ru/ journal/2013/3/3432.phtml (Accessed 18.11.2013). (In Russ.).

2. ZabrodinYu.M.,MetelkovaE.I.,RubtsovV.V.ConceptionandOrganizationalandStructuralModels of Psychological Service in Education. Psikhologo-pedagogicheskie issledovaniya = Psychological- Educational Studies, 2016. Vol. 8, no. 3, pp. 1–15. DOI:10.17759/psyedu.2016080301. (In Russ.).

3. Blair C. How similar are fluid cognition and general intelligence? A developmental neuroscience perspective on fluid cognition as an aspect of human cognitive ability. Behavioral Brain Science, 2006. Vol. 29, no. 2, pp. 109–125. DOI:10.1017/S01405 25X06009034

Информация об авторах

Чудинова Елена Васильевна, кандидат психологических наук, ведущий научный сотрудник, Психологический институт РАО имени Л.В. Щукиной (ФГБНУ «ПИ РАО»), Москва, Российская Федерация, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3923-781X, e-mail: chudinova_e@mail.ru

Зайцева Вера Евгеньевна, заслуженный учитель России, учитель биологии ГБОУ «Школа № 67», Москва, Российская Федерация, e-mail: zaiceva@67sch.ru

Минкин Денис Игоревич, учитель биологии ГБОУ «Школа № 67», Москва, Российская Федерация, e-mail: mindenska@yandex.ru

 

Information about the authors

Elena V. Chudinova, Ph.D. in Psychology, Leading Researcher, PIRAO, Moscow, Russia, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3923-781X, E-mail: chudinova_e@mail.ru.

Vera Ye. Zaytseva, the honoured teacher of RF, school 67, Moscow, Russia, E-mail: zaiceva@67sch.ru.

Denis I. Minkin, biology teacher, school 67, Moscow, Russia, E-mail: mindenska@yandex.ru.

Получена __.__.202_ Received __.__.202_
Принята в печать __.__.202_ Accepted __.__.202_


 

[1] Следует отметить, что известно немалое количество готовых компьютерных моделей эволюции, в том числе, предлагаемых МЭШ и РЭШ. Использование в обучении готовых моделей эволюции для демонстрации ученикам известных закономерностей несколько повышает эффективность обучения [14]. Однако готовые модели не могут заменить самостоятельной разработки и реализации учебной модели: броски кубиков и монеток позволяют ученикам прочувствовать «собственным телом» вероятностный характер факторов эволюции. Механизм, «зашитый» в компьютерную программу, скрыт и делает для пользователя результаты работы этой программы неотличимыми от магии и, поэтому, неубедительными.

[2] В исходном варианте селективность задавалась «хищником» - человеком, который хуже различает каких-то особей популяции на определенном фоне.

[3]

· мутации случайны, происходят независимо от внешней среды;

· есть какое-либо условие внешней среды, к которому более приспособлена только часть особей;

· на модельном «ареале» может поместиться не бесконечное число особей;

· факторы, которые влияют на выживание, разнообразны (как селективные, так и не селективные).

 

[4] Важно, что этот момент не является необходимым для открытия естественного отбора, однако важен для более широкого и точного понимания микроэволюции.