Глава xi критериально-ориентированное тестирование (корт)

Критериально-ориентированное тестирование — новое направле». ние в диагностике умственного развития учащихся. Основанные на, особых способах конструирования и обработки методики КОРТ приобретают все большее значение в современной школе. Для по-, строения заданий в КОРТ используется материал учебных программ —. из него отбираются учебные задания, отвечающие определенным требованиям: задания должны репрезентировать внутренне завер­шенную область какого-то учебного предмета. Далее необходимо, чтобы задание могло быть представлено как логическая последова-' тельность умственных действий, приводящих к его выполнению. Это задание при его выполнении должно вводить в мышление уча-, щихся новые термины, понятия, ситуации и способствовать уста­новлению связей и отношений между ними и тем, что уже было ус-. воено ранее. Такие задания называют ключевыми.

Овладение содержанием ключевого задания выступает в КОРТ в качестве критерия умственного развития учащихся в той специфи­ческой области, к которой принадлежит это задание; уровень раз­вития тем выше, чем полнее овладевают учащиеся его содержани­ем. Сложились два вида критериев.

Первый — критерий как показатель учебных достижений. Он обобщает ключевые задания из тех разделов учебных программ, изучение которых уже завершено. Сравнивая результаты, получен­ные при испытании методиками КОРТ, с критерием, устанавливают уровень умственного развития отдельного учащегося или группы учащихся. Разумеется, что этот уровень развития относится к той специфической области, которую представляет критерий.

Второй вид — критерий как показатель логико-психологической подготовленности учащегося к выполнению ключевых заданий из состава разделов программы, которые предстоит изучать. Критерий этого вида предназначен для того, чтобы установить, соответствует ли умственное развитие учащегося требованиям, предъявляемым новым программным материалом. И в этом случае результаты испы-

196

таний методиками КОРТ при их сравнении с критерием дадут ин­формацию о том, представлены ли в мышлении учащегося необхо­димые для усвоения новых разделов программы умственные дейст­вия, может ли он уверенно использовать, актуализировать их при выполнении новых ключевых заданий.

При анализе этой информации нужно считаться с тем, что уро­вень умственного развития учащихся может выявить недочеты ло­гико-психологической структуры тех разделов учебной программы, которые уже изучены и должны бы были подготовить учащихся к восприятию и усвоению нового материала.

По отношению к отдельным учащимся полученная по результа­там испытаний методиками КОРТ информация после ее психологи­ческого анализа позволяет установить пробелы и недостатки в их умственном развитии и построить систему коррекционных занятий, направленных на его приближение к критерию.

§ 1. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК КОРТ, ДИАГНОСТИРУЮЩИХ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ

Получившая развитие в США и других странах практика разра­ботки методик КОРТ, традиционно ориентируясь на концепцию критерия как определенного континуума знаний, навыков, специфи­ческих операций, оставила без должного внимания изучение психо­логических предпосылок, обеспечивающих выполнение критериаль­ного задания. Преодоление этой тенденции вызвало необходимость исследования модели разработки методик КОРТ, в которых вопло­щено психологическое содержание, выделены основные требования к умственному развитию учащихся.

Психологическое содержание методик КОРТ определяется не только их особой направленностью — обращенностью теста на кон­троль и оценку умственного развития. Методики КОРТ исследуют умственные действия, опосредующие выполнение учащимися учеб­ных заданий. Указания на то, что это за действия, в методической литературе, как правило, отсутствуют, а если и имеются, то им присущ самый общий характер — это ссылки на необходимость анализа, синтеза, сравнения, обобщения, без определения содержа­тельных показателей их выполнения на материале с конкретной предметной спецификой. Эти действия должны быть выявлены как путем логико-психологического анализа задания, так и в ходе спе­циально организованных наблюдений за учащимися, когда они вы­полняют задание. Психологическое содержание закладывается в тест и с помощью методических приемов, связанных с отбором со­держания тестовых заданий, а также анализом способов ориентации в предметном материале, каждый из которых обусловлен <?субъек-

197

тивной логикой» учащихся, овладевающих требуемыми умственш ми действиями.

Все это учитывается в ходе составления спецификации теста.3!! Описывая критерий, на который данный тест ориентирован, спецйИ| фикация вместе с тем определяет границы той области содержания,^ к которой тест относится.                                      *

Для того чтобы показать, как проводится спецификация, обра-Д;

тимся к уже имеющемуся опыту разработки методик КОРТ. Тест, of котором пойдет речь далее, был разработан на материале математи-^ ки (6 класс общеобразовательной школы) и был направлен на вы-^ явление умственных действий, опосредующих умение составлять уравнения по условиям тестовых задач. Конструируя методику" КОРТ, автор всегда исходит из того, что представленное в тесте за-'' дание является ключевым. В данном случае предполагалось, что':

умение составлять уравнения является таковым в ряду математиче­ских знаний и умений. В 5—6 классах это умение только формиру­ется, здесь закладывается и его психологическое содержание, т.е. умственные действия, обусловливающие функционирование умения. На дальнейших-этапах роль этого умения возрастает.

Подготавливая спецификацию теста, прежде всего нужно рас­крыть критериальное значение исследуемого содержания. Для ука-i занного теста оно таково: специфика изучения математики тесно связана с актуализацией умственных действий, формированием приемов мышления школьников. Эти приемы выступают как усло­вие исследования и решения тестовых задач. В данном случае в, спецификации отмечается, что существенным в решении текстовых задач является построение последовательности моделей задачи, ко­нечным звеном в которой является математическая модель (уравнение). Моделирование отношений между величинами являет­ся конституирующей характеристикой математического мышления, а знаковые модели и их трансформации выступают в качестве со­держательной основы умственных действий. Ориентация на знако­вую модель, которая является результатом мыслительного преобра­зования текстовой математической задачи, выступает, таким обра­зом, как критерий формирования умственных действий. Он и закла­дывается в данный тест. Составление уравнения по условиям тек­стовых задач предполагает, что учащийся владеет такими умствен­ными действиями:

1) анализирует ситуацию задачи, т.е. выявляет условие, сущест­венное для составления уравнения по тексту задачи (основание для уравнивания);

2) устанавливает тождество между знаковыми моделями разной степени обобщенности и текстом-описанием;

198

3) разбивает задачи на классы по существенному основанию — типу отношений между величинами;

4) усматривает подобие в задачах исходя из аналогичного харак­тера моделирования зависимости между величинами.

Выявленная совокупность умственных действий состав­ляет основу конструирования методики КОРТ. Сформиро-ванность каждого действия проверяется отдельным субтес­том. В тесте, о котором идет речь, таких субтестов четыре (по чис­лу обозначенных действий): «Выделение существенного», «Четвертый лишний», «Найди подобную», «Установление тождества».

Разработчик теста должен быть уверен, что в тест войдет мате­риал, который репрезентативен для исследуемого учебного содер­жания. С этой целью была произведена каталогизация тестовых за­дач. Она включала в себя сведения о сюжетах, особенностях задач, их предметном содержании (т.е. какие величины представлены в задаче: взаимосвязанные или разные значения одной и той же ве­личины), типах знаковой модели отношений между величинами, входящими в условие задачи. Далее определялся примерный удель­ный вес каждой задачи, т.е. то место, которое отводится задаче данного типа в школьном учебнике математики. Таким образом, в задания субтестов были включены все основные типы задач, пред­ставленные в учебной программе. При разработке методики КОРТ тексты отобранных задач были подвергнуты некоторым изменениям, связанным с включением в условия стимульного материала. Напри­мер, для заданий методик КОРТ стимульным материалом явились такие элементы содержания и структуры задачи, которые могли бы побудить учащихся использовать сложившиеся у них способы ори­ентации в материале — субъективные «логики». В условия задач вводились одинаковые числовые данные, сходная лексика и т.д. Все эти несущественные, внешние по отношению к собственно матема­тическому содержанию задач данные осуществляли функцию «шума», предназначенного «маскировать» сигналы, т.е. отношения между вели­чинами, фиксируемые знаковой моделью определенного вида.

Внесение в задания стимульного материала позволяет опреде­лить, насколько соответствует степень сформированности умствен­ного действия установленному критерию. Если ученик так и не ов­ладел требуемым умственным действием, он не сумеет преодолеть неадекватные способы ориентации в учебном материале. Все это ясно продемонстрирует методика КОРТ.

Приведем образцы заданий всех четырех субтестов рассматри­ваемого КОРТ с указанием содержательных показателей их выпол­

нения.

199

Субтест «Выделение существенного». В него входят задания следующего типа. Установи, какое из выделенных (А, Б, В, Г) условий является существенным в определении характера уравнения, которое \% следует составит^ к данной задаче,                                 sj

Заказ по выпуску машин завод должен был выполнить за 15 дней (А), но уже за два дня до срока (Б) завод не только выполнил план, но и выпустил сверх плана еще 6 машин (В), так как ежедневно выпус- ;

кал по 2 машины сверх плана (Г). Сколько машин должен был выпус- ;

тить завод по плану?

Правильное выполнение задания предполагает, что учащийся ориентируется на условие, указывающее на отношение между вели­чинами (условие В): «Объем выпущенной сверх плана продукции на 6 машин -больше планового объема». Данное условие является «ключевым» в выявлении характера уравнения, тогда как условия А, Б, Г, уотя и содержат в себе определенную математическую ин-формаци1Ь, определяют лишь вид отдельных алгебраических выра­жений, но не уравнения в целом.

Субтест «Четвертый лишний». В него включены задания ти­па: даны четыре задачи; три — одного вида, одна — другого, т.е. лишняя, относится к задачам другого вида. Определи, какая из за­дач (А, Б, В, Г) является лишней.

А. Бригада трактористов намечала ежедневно вспахивать по 60 га. Однако план вспашки перевыполнялся ежедневно на 25\%, а поэто­му пахота была закончена за день до срока. Определите, за сколько дней было вспахано поле.

Б. По плану колхоз должен был засевать по 25 га в день. Но колхозники смогли увеличить дневную норму на 5 га и закончили сев на три дня раньше срока. Какова площадь поля?

В. Расстояние между двумя станциями электропоезд проходит за 1,2 часа. Из-за ремонта пути поезд уменьшил свою скорость на 20\% и прошел это расстояние за 1,5 часа. Найдите первоначальную скорость поезда.

Г. Два звена собрали со своих участков 8840 ц кукурузы, причем первое звено получило в среднем с га по 150 ц, а второе — по 108 ц. Участок второго звена был на 35\% больше участка первого зве­на. Определите площадь участка первого звена.

При выполнении задания существенным является то, что уча­щийся сопоставляет и объединяет задачи на основе общности типа отношений между величинами (лишняя в ряду задач — задача Г). Общность сюжета (работа в колхозе — задачи А, Б, Г), сходство отдельных деталей (зависимость между значениями величин задает­ся в форме процентного соотношения — задачи А, Б, Г) не являют-' ся достаточными основаниями для заключения о том, что задачи относятся к одному и тому же виду.

200                                                                       i

Субтест «Найти подобную». В него входят задания такого ти­па: найти задачу, подобную данной: найти три последовательных нечетных числа, сумма которых равна 81.

А. Шнур разрезали на три части, причем первая часть в 2 раза больше второй и третьей в отдельности. Чему равна длина каждой из трех частей, если известно, что вторая часть меньше первой на 81 см?

Б. Сумма двух чисел равна 81. Если одно из них увеличить в два раза, то сумма полученных чисел будет равна 136. Чему равно каж­дое из двух чисел?

В. Сумма углов треугольника равна 180 градусам. Величины уг­лов относятся как числа 3, 4 и 5, найти углы треугольника.

Г. Найдите два числа, сумма которых равна 132, если 1/5 одного числа равняется 1/6 другого.

Существенным при актуализации действия нахождения аналогии является ориентация на подобие знаковых моделей рассматривае­мых задач (задача В). Нахождение аналогии на основе сходства числовых данных (А), отдельных лексических единиц условия за-дачной ситуации (Б), аналогичных синтаксических организаций (Г) свидетельствуют о том, что учащийся представленным в субтесте умственным действием не владеет.

Субтест «Установление тождества». В него входят задания такого вида: какая из составленных задач соответствует уравнению вида 6х - х = 25?

А. Витя задумал два числа. Их частное равно 6, а разность — 25. Какие числа задумал Витя?

Б. Мама испекла 25 пирожков с малиной и яблоками. С малиной пирожков было в 6 раз больше. Сколько пирожков было с яблоками?

В. В одной комнате в 6 раз больше людей, чем во второй. После того как из первой комнаты 25 человек перешли во вторую, в обеих комнатах людей стало поровну. Сколько людей было в каждой ком­нате первоначально?

Г. После того как в первую неделю израсходовали шестую часть всего имеющегося угля, на складе осталось 25 т угля. Сколько всего угля было на складе?

Показателем того, что ученик владеет представленным в субтесте умственным действием, является сопоставление уравнения и условия задачной ситуации на основе заданного в тексте-описании и фиксируе­мого уравнением типа отношений между величинами (задача А).

Успешность выполнения каждого задания оценивается по двоич­ной системе: 1 соответствует правильному выполнению, 0 — непра­вильному или отказу от решения.

Независимо от того, на каком предметном содержании разраба­тываются методики КОРТ или какие частные принципы положены в

201

основу их конструирования, спецификация теста всегда включает в| себя краткое описание той области содержания, для изучения кото-| рои предназначен тест, образцы задания, стимулы-признаки крите-^ рия, типичные ответы, которые могут дать испытуемые в ситуаций тестирования. Спецификация теста задает основу для установлении'1 содержательного соответствия тестовых заданий реальных учебных' задач. И не важно, подробной или краткой будет эта спецификация, ее основное значение заключается в том, что она позволяла в со­держательном и операциональном планах оценить, что действитель-' но означает выполнение теста по отношению к критериальной об­ласти поведения.

Когда спецификация составлена, подготовленные мето­дики КОРТ подлежат проверке.

Прежде всего разработчику теста необходимо убедиться, что его предварительный анализ умственных действий, опосредующих вы­полнение учебных заданий, был верен и каждое из умственных дей­ствий имеет свое собственное логическое содержание. Эта задача решается путем составления результатов по отдельным субтестам КОРТ'. Если каждое из анализируемых умственных действий играет свою особую роль в опосредовании умения, то вряд ли можно будет ожидать, что между успешностью выполнения отдельных субтестов будет выявлена тесная связь.

Модель умственных действий, представленная в методиках КОРТ, должна быть исследована с точки зрения ее содержательного соответствия реальному выполнению учащимися учебных заданий. Это достигается путем сопоставления результатов КОРТ и предста­вительных выборок учебных контрольных заданий (сокращенно КЗ). Это не исключает сопоставления данных тестирования с учебной успеваемостью, с результатами экзаменационных проверок и т.д.

Если анализ логического состава умения верен и владение сово­купностью умственных действий, актуализируемых методикой КОРТ, действительно связано с реальным выполнением учебных за­даний, то следует ожидать, что учащиеся, которые владеют всеми умственными действиями по методике КОРТ, успешно выполнят и КЗ. Соответственно те учащиеся, которые не владеют ни одним из умственных действий, заданных КОРТ, с ними не справятся. Про­верка этого предположения осуществляется путем установления зависимости между выполнением методики КОРТ и КЗ.

' При сопоставлении выполнения субтестов КОРТ, а также методики КОРТ в целом с другими методиками обычно используют Ф-коэффициент (коэффициент Пирсона для дихотомических данных) как оптимальный метод анализа экспериментальных данных подобного характера (см. главу XIV).

202

Сопоставление методик КОРТ и КЗ не может ограничиваться рассмотрением коэффициентов корреляции, поскольку этот коэф­фициент не говорит о причинах совпадений или расхождений. Воз­никает необходимость качественного анализа рассогласовании. Это предполагает обращение к характерным особенностям выполнения методик КОРТ и КЗ отдельными учащимися и их группами.

Специальному анализу подлежат также данные учащихся, кото­рые, владея лишь некоторыми из представленных в методиках КОРТ умственными действиями, все же выполняют КЗ с высоким результатом. Будет правомерным предположить, что успех выпол­нения заданий (КЗ) здесь может непосредственно зависеть от того, удается ли им заменить то умственное действие, которым они не владеют, другими действиями или их сочетаниями. Компенсация умственного действия в данном случае связана с переформулирова­нием условия задания, с перестройкой умственных действий для решения задания. В исследовании математического КОРТ, напри­мер, был выявлен и проанализирован случай, в котором может идти речь о компенсации.

По результатам методик математического КОРТ учащийся владе­ет лишь двумя из умственных действий — выделением существен­ного и установлением тождества. Ему предлагают установить, какое из трех уравнений к задаче составлено правильно. Учащийся вы­полняет задание следующим образом. Он выделяет в условии дан­ной ему задачи основание для уравнивания и составляет уравнение (выделение существенного), затем последовательно сопоставляет полученное им уравнение с тремя предложенными вариантами (установление тождества) и тем самым правильно выполняет кон­трольное задание.

Вместе с тем актуализация этих умственных действий по отно­шению к данному заданию представляет собой неэкономный в логи­ческом плане способ решения. Ориентация на тип задачи и харак­теризующий его вид уравнения позволила бы сократить зону поис­ка. Но для этого следовало бы использовать умственные действия нахождения аналогии и определения классификации, а ими-то уча­щийся не владеет. Компенсация здесь заключалась в том, что уча­щийся заменяет те действия, которыми он не владеет, другими, по­зволяющими справиться с заданием.

Анализ рассогласований в выполнении методик КОРТ и КЗ по­зволяет исследователю выявить присущие учащимся способы вы­полнения заданий и оценить, насколько эти способы отвечают зада­чам умственного развития в области математики.

Корт своими содержательными и структурными характеристика­ми соответствует конкретной ситуации обучения и поэтому может

203

служить оперативным средством контроля и оценки результате обучения. Разработка и исследование таких тестов всегда связаны решением актуальных учебно-образовательных задач. С помощь^, методик КОРТ учителя и психологи могут выявить объективные пв3 казатели умственного развития в отношении тех разделов обучении! которые соотносимы с ключевыми, ведущими требованиями школб^ ной программы. Анализ выполнения теста позволяет локализовать к раскрыть недостатки и пробелы в логико-психологической и учеб. ной подготовке школьников, в их умственном развитии, определить направление и содержание коррекционных воздействий. Критери­ально-ориентированное тестирование может выступить как один из компонентов обратной связи в функционировании системы образо­вания. Применение методик КОРТ позволяет выявить, соответству­ют ли осуществляемые учащимися умственные действия логике предметного материала, складывается ли у учащихся предметная ориентация мышления. И не случайно первый опыт разработки ме­тодик КОРТ был вызван необходимостью углубленного психологи­ческого анализа трудностей и недостатков умственного развития учащихся, связанных с усвоением базовых учебных умений и прие­мов мыслительной деятельности в конкретных областях предметно­го содержания.

§ 2. ДИАГНОСТИКА РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО МЫШЛЕНИЯ

Современная психологическая диагностика располагает достаточ­но большим арсеналом методик для оценки сформированности ма­тематического мышления, о чем шла речь в предыдущем параграфе, а также лингвистического и технического мышления. Это связано с достаточной исследованностью проблемы содержания и структуры данных видов мышления.

Отсутствие до недавнего времени методик, посвященных диагно­стике сформированности естественнонаучного мышления, было свя­зано, как отмечается в литературе, с неразработанностью специфи­ки этой проблемы (Г.А. Берулава, 1991).

Выработка эффективных способов естественнонаучного мышле­ния у учащихся связана с ориентацией не на жесткие алгоритмы мыслительной деятельности, а на предписания алгоритмического и эвристического типов. В связи с этим для диагностики сформиро­ванности процесса теоретического естественнонаучного мышления должны использоваться задания качественного характера, решение которых невозможно подвести под жесткий алгоритм. Качествен­ными заданиями в естествознании (в отличие от расчетных, экспе­риментальных и графических задач) называются задания, которые

204

решаются логическим способом. При решении данного типа заданий не требуется никаких вычислений, определяются только качествен­ные зависимости между объектами. Существенно и то, что качест­венная форма проблемной ситуации в наибольшей степени соответ­ствует реальной ситуации научного поиска. Известно, что ученые, представители естественных наук, при решении сложных научных проблем избегают формализации ситуации поиска. Вследствие этого используемые для исследования естественнонаучного мышления ка­чественные задания релевантно отражают специфику естественно­научного мышления, и именно такие задания позволяют диагности­ровать этапы и уровни развития мышления учащихся. В связи с этим необходимо отметить, что в традиционных методиках диагно­стики мышления используются преимущественно задания алгорит­мического характера. При этом оценка сформированности у уча­щихся отдельных умственных действий, и прежде всего действия обобщения, основывается на предположении о том, что, усвоив оп­ределенное правило, определенный алгоритм, учащийся может без­ошибочно решить задачу. Соответственно подобные диагностиче­ские методики фактически диагностируют специфику математиче­ского мышления и в большей степени сформированность у индивида определенных умений.

В противоположность этому использование нестандартных каче­ственных задач ориентировано на диагностику сформированности продуктивного, творческого мышления.

Дифференциация стадий сформированности естественнонаучного мышления должна осуществляться в зависимости от сформирован­ности действия теоретического обобщения. Основное содержание теоретического обобщения определяет процессы синтеза, осуществ­ляемые как переход мысли от известной закономерности к приме­нению ее в конкретных условиях.

Структура теста должна быть связана с диагностикой развития естественнонаучного мышления как процесса. При этом если диаг­ностика процесса мышления на микроуровне направлена на иссле­дование сформированности отдельных нормативных составляющих мыслительных процессов (прежде всего анализа и синтеза) и выяв­ление тем самым реального процесса мышления в его индивидуаль­ном варианте, то диагностика мыслительного процесса на макро­уровне предполагает анализ сформированности его отдельных ста­дий и определения, таким образом, индивидуальных моделей разви­тия мышления. И та и другая диагностика при этом связаны с оценкой промежуточных результатов в развитии мышления, но не­посредственно интегрированных с процессом мышления и вследст­вие этого характеризующих его.

205

Диагностируя мышление как процесс, мы фиксируем его отдель.1 ные результаты в определенных точках временной шкалы.        "р

Понимание мышления как процесса не может абстрагироваться от. составляющих его действий и операций, сформированность кото­рых на каждом временном этапе выступает как определенный про. межуточный результат.

Сформированность теоретического обобщения определяется каче­ством его выполнения (правильность выполнения задания) и его ус­тойчивостью (переход от абстрактного к конкретному выполняется для различных типов связей). Это означает, что ребенок может ус­тойчиво выделять общее и особенное в различных ситуациях. В ко­личественном аспекте коэффициент сформированности действия теоретического обобщения (Kg) на каждой из стадий может опреде­ляться как отношение количества решенных задач (О) к общему количеству (S), т.е. Kg = 0/S.

Существенно, что определение коэффициента сформированности действия теоретического обобщения не предполагает суммирования правильно решенных задач по отдельным стадиям, поскольку каж­дая из них будет связана со своим «масштабом» развития. При этом мы основывались на очень точном замечании Л.С. Выготского о том, что «не может существовать равных единиц для измерения всех ступеней в развитии интеллекта, каждая качественно новая ступень требует своей особой меры» (1984. Т. 4. С. 56).

Возникает проблема появления нового интегративного способа мышления, характерного для мышления современных ученых-естество­испытателей. Могут быть выделены две стадии сформированности тео­ретического естественнонаучного мышления: дифференциально-синтетическая (в основе которой лежат внепредметные теоретиче­ские обобщения) и стадия синтетическая (в основе которой — межпредметные теоретические обобщения). Различие выделенных стадий обусловлено качественным своеобразием синтеза естествен­нонаучных знаний. Рассмотренные стадии различаются по уровню теоретического обобщения, однако это различие связано не просто с объемом материала, на базе которого осуществляется обобщение (т.е. с «широтой охвата»), но с качественным своеобразием данного обобщения и, в частности, с ориентацией на всеобщее, а не на осо­бенное отношение.

В то же время современное естественнонаучное образование не ориентировано на формирование у учащихся интегративного спосо­ба мышления. Теоретическое естественнонаучное мышление фор- j мируется как дифференциально-синтетическое (физическое, хими- I. ческое, биологическое) на основе внутрипредметных обобщений с | ориентацией на особенные для каждой естественной науки сущно-

206

сти. Это во многом обусловлено тем, что в качестве основы меж­предметных связей указываются различные типы ассоциаций, при этом практически игнорируется основополагающая роль теоретиче­ских обобщений как психологической базы установления связи ме­жду научными понятиями.

В рамках эмпирического типа мышления могут быть выделены эмпирически-бытовая и эмпирически-научная стадии. Для эмпири­чески-бытового способа мышления характерна апелляция учащихся к своим донаучным представлениям, стремление решить задачу на бытовом уровне. Общей отличительной особенностью данного спо­соба мышления является то, что ребенок ищет путь решения задачи в области бытовых представлений и понятий и не делает какой-либо попытки научного анализа условий задачи.

Эмпирически-научный способ мышления характеризуется тем, что ребенок делает попытку научного анализа решения задачи, но ориентируется лишь на конкретные условия взаимодействия мате­риальных объектов. В процессе решения он использует те или иные естественнонаучные законы, но поскольку их поиск носит эмпири­ческий характер, то ответ, как правило, неверен. Общим для данно­го подхода является ориентация лишь на конкретные условия зада­чи, хотя и делается попытка их научного анализа. Для эмпириче­ского типа мышления существенно то, что учащиеся, зная естест­веннонаучные законы, лежащие в основе решения задач, не могут «увидеть» их в предложенных конкретных условиях. Соответствен­но не может быть сделан вывод о том, что высшей стадией сформи­рованности естественнонаучного мышления является синтетическая стадия, связанная со сформированностью у учащихся интегративно­го способа мышления, основанного на межпредметных теоретиче­ских обобщениях за счет становления более высокой формы теорети­ческого синтеза — внешнего (междисциплинарного), выступающего как психическое новообразование подросткового возраста.

Из всего сказанного ясно, что методики диагностики естествен­нонаучного мышления непременно должны учитывать его специфи­ку, связанную прежде всего с особенностями процесса теоретиче­ского естественнонаучного обобщения и стадиями развития данного вида мышления.

Рассматривая развитие мышления, следует учитывать, что оно осуществляется прежде всего в рамках организованного обучения;

социальные требования к развитию естественнонаучного мышления в обязательном порядке будет трансформироваться в определенной системе обучения.

Поскольку процесс обучения реализуется через систему учебных предметов, релевантных основным видам деятельности, то требова-

207

ния к развитию конкретного вида мышления реализуются через ределенный процесс обучения, в совокупности составляющий его содержание, методы и средства обучения,                       f.

Если у учащихся посредством определенной системы обучения! формируется один уровень мышления (например, в школе с углуб­ленным изучением естественнонаучных дисциплин этот уровень ориентирован на деятельность ученого-исследователя), то и соот­ветствующим должен быть критерий его сформированности.

§ 3. КРИТЕРИАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ТЕСТЫ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СФОРМИРОВАННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО МЫШЛЕНИЯ

В рамках критериальной диагностики разработаны тесты для ди­агностики естественнонаучного мышления (Г.А. Берулава, 1992). Тесты естественнонаучного мышления для учащихся 7 (ТЕМ-7) и 8 класса (ТЕМ-8) включают в себя систему заданий, являющихся мо­делью когнитивной организации предметной области естествозна­ния. Каждый тест содержит родовые задачи, каждой из которых соответствует некоторый класс индивидуальных задач.

В тесты включены лишь задачи качественного характера. В есте­ственнонаучных предметах процент задач, решаемых по жесткому алгоритму, очень незначителен. Это связано с тем, что взаимодей­ствие объектов, лежащих в основе любой естественнонаучной зада­чи, в значительной степени определяется условиями взаимодейст­вия и индивидуальными свойствами объектов взаимодействия, в от­личие, например, от математики, где данные факторы не имеют значения.

При определении содержательной валидности тест должен ори­ентироваться на внешние социально обусловленные и педагогически адаптированные требования. Однако сам теоретический критерий валидности должен быть психологическим. При этом существенно, что он должен быть различным для дифференцированных моделей обучения, реализуемых в рамках школ различных типов.

Разработанные тесты являются нормативными для учащихся школ с углубленным изучением естественнонаучных предметов. Все задания носят качественный характер. При этом сюжетная форма заданий, без наличия в их условиях каких-либо абстрактных симво­лов и знаков, не позволяет ассоциировать их с какой-либо абст­рактной теорией.

Каждый тест для диагностики сформированности у уча­щихся естественнонаучного мышления содержит 30 задач, в основе которых лежит 5 естественнонаучных законов, яв­ляющихся для усвоения учебного материала в 7 и 8 клас-

208

сах основополагающими. Каждому закону соответствуют шесть задач, три из которых составлены на материале физики, в рамках которого изучались данные законы, и три — на межпредметном ма­териале (биологии и физики в 7 классе, биологии, физики и химии — в 8). Каждый тест содержит два субтеста, один из котоэых диагно­стирует сформированность дифференциально-синтетической стадии естественнонаучного мышления, а второй — синтетической. Приводим примеры заданий из дифференциально-синтетического субтеста теста естественнонаучного мышления для 7 класса (ТЕМ-7).

Задание. Почему нельзя тушить горящий керосин, заливая его водой?

а) вода будет испаряться с поверхности горящего керосина; б) вода будет смешиваться с керосином вследствие явления диффузии;

в) плотность воды больше плотности керосина, поэтому вода будет опускаться вниз, а керосин будет всплывать наверх и не закроет доступ воздуха, необходимого для горения керосина.

Варианты ответов для задания субтеста (их по три в каждой за­даче) позволяют диагностировать преимущественный способ мыш­ления учащегося: эмпирически-бытовой (ему в данном задании со­ответствует 1-й вариант ответа), эмпирически-научный (ему соот­ветствует 2-й вариант ответа) или дифференциально-синтетический (3-й вариант ответа), который характеризует уже теоретический тип мышления.

Аналогичную структуру имеют задания синтетического субтеста.

Задание. Почему кит, оказавшись на мели, погибает?

а) сила трения, имеющаяся на твердой почве, мешает ему доб­раться до воды; б) кит задыхается от воздуха; в) вследствие закона Архимеда вес кита оказывается незначительным; на суше выталки­вающая сила отсутствует, и кит погибает под действием собствен­ного веса.

В основе решения данной задачи лежит закон Архимеда, в то же время 'она построена на нехарактерном для курса физики биологиче­ском материале. Эмпирически-бытовому способу мышления в данном случае соответствует 2-й вариант ответа, эмпирически-научному — 1-й вариант, теоретическому (дифференциально-синтетическому) способу мышления соответствует 3-й вариант ответа.

При разработке структуры теста естественнонаучного мышления для 8 класса (ТЕМ-8) был использован тот же принцип построения, но законы, лежащие в его основе, являются уже репрезентативны­ми для естественнонаучного познания учащихся 8 класса.

Задания дифференциально-синтетического субтеста ТЕМ-8 имеют структуру, аналогичную заданиям дифференциально-синтетического субтеста ТЕМ-7.

209

Задание. Почему притертую стеклянную пробку легко вынуть из флакона, если потереть его горлышко сухой тряпкой или бумагой?

а) при натирании горлышка бутылки совершается механическая работа, благодаря чему увеличивается внутренняя энергия горлыш­ка, оно нагревается и расширяется; б) из-за колебаний горлышка бутылки пробка расшатывается, и ее легче вынуть из бутылки; в) в результате силы трения горлышко расшатывается, и поэтому проб­ку легче вынуть из бутылки.

Вариант ответа «б» при этом соответствует эмпирически-бытовому способу мышления, «в» — эмпирически-научному. Пер­вый вариант ответа характеризует теоретический способ мышления (в данном случае его дифференциально-синтетическую стадию). В основе решения предложенной задачи лежит закон сохранения энергии. В рамках дифференциально-синтетического субтеста ему соответствуют две задачи, построенные на характерном для курса физики материале. В синтетическом субтесте данный закон приме­няется в условиях, адекватных материалу, используемому в курсах биологии и химии.

Задание. Почему пораженные током живые организмы погибают?

а) потому что ток убивает клетки живых организмов; б) при про­хождении тока по клеткам живого организма электрическая энергия превращается во внутреннюю энергию, вследствие чего нагревается плазма клеток; в) потому что при прохождении тока в клетках жи­вых организмов происходят необратимые химические реакции.

С использованием предметного материала курса химии закон со­хранения и превращения энергии реализован, например, в задаче следующего содержания.

Задание. Почему выделяется теплота при взаимодействии цинка с разбавленной серной кислотой?

а) потому что у серной кислоты повышена температура, и она сжигает все вещества; б) в процессе химической реакции с серной кислотой уменьшается внутренняя энергия системы, вследствие че­го выделяется теплота; в) выделение теплоты в процессе указанной реакции происходит в результате взаимодействия электрических за­рядов цинка и серной кислоты.

Структура теста позволяет оценить сформированность процесса теоретического обобщения, понимаемого как восхождение от абст­рактного к конкретному. Это обеспечивается тем, что каждому ес­тественнонаучному закону соответствует серия задач одинаковой объективной сложности, в которых варьируются лишь конкретные условия применения закона.

Сложность заданий определялась по объективным критериям экспертным путем и с помощью алгоритмического метода, при этом

210

учитывалось то, что жесткая статистическая оценка трудности за­дач для критериальных исследований неприемлема.

Тесты прошли формальную проверку на надежность и валид-ность. Ретестовая надежность определялась повторным тестирова­нием через 3,5 месяца (существенно, что данный интервал прихо­дится на летние каникулы учащихся). Коэффициент ранговой кор­реляции для ТЕМ-7 равнялся для дифференциально-синтетического теста 0,93, для синтетического — 0,92. Для ТЕМ-8 эти значения соответственно для дифференциально-синтетического субтеста — 0,89, для синтетического субтеста — 0,91. Значимость на уровне 0,01.

Был использован и такой метод выявления надежности теста, как определение его гомогенности. С этой целью каждый субтест был разделен на три части (по 5 заданий в каждой). Надежность оцени­валась посредством вычисления интеркорреляций выделенных час­тей с применением формулы Кьюдера—Ричардсона. При этом ко­эффициенты корреляции располагались в пределах от 0,95 до 0,98.

Валидность тестов определялась сравнением успешности выпол­нения их заданий со школьными оценками за самостоятельные ра­боты по решению естественнонаучных задач. При этом для опреде­ления валидности дифференциально-синтетического субгеста ис­пользовались оценки за решение физических задач. Валидность синтетического субтеста оценивалась по результатам выполнения задач межпредметного характера. Коэффициенты корреляций для ТЕМ-7 распределялись следующим образом: для дифференциально-синтетического — 0,72; для синтетического — 0,70; для ТЕМ-8 — 0,74; для дифференциально-синтетического — 0,74; для синтети­ческого — 0,69. Значимость на уровне 0,99.

Корреляция ТЕМ-7 с субтестом «Обобщение» из теста ШТУР соста­вила 0,69 для дифференциально-синтетического субтеста и 0,67 — для синтетического.

Для ТЕМ-8 эти значения распределялись следующим образом: для дифференциально-синтетического — 0,68; для синтетического — 0,65 (по отношению к тесту ШТУР).

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что разрабо­танные тесты удовлетворяют необходимым статистическим критериям.

Диагностика сформированности естественнонаучного мышления с помощью разработанных тестов создает возможность не только опре­делить тип естественнонаучного мышления (эмпирический или теоре­тический), но и стадию их сформированности. В рамках эмпирического типа — это эмпирически-бытовая и эмпирически-научная стадии.

Каждому естественнонаучному закону соответствует серия зада­ний одинакового уровня сложности, в которых варьируют лишь конкретные условия применения закона.

211

Разработанный тест является групповым. Время для решения всего теста — 40—50 минут (1 урок). Тест предъявляется всем учащимся класса одновременно, при этом сидящие рядом ученики делают разные субтесты. Каждое верно выполненное задание оценива­ется одним баллом.

Качественная обработка результатов позволяет также сделать вывод, какие типы связей (законов) вызывают затруднение у уча­щихся, и произвести в этом направлении целенаправленную кор­рекцию.

Проверка тестов, диагностирующих некоторые специальные виды мышления учащихся (математическое и естественнонаучное), пока­зала, что они обладают высокой практической эффективностью. В этой главе описаны два варианта разработки методик критериально-ориентированного тестирования. В том и другом варианте диагно­стирование ставило своей целью выявить, насколько умственное развитие учащихся приближается к тем требованиям, которые предъявляются учебными программами. В диагностировании естест­веннонаучного мышления тестовые задания позволяли дифференци­ровать разные стадии развития этого вида мышления.