Развитие понимания сохранения количества и величины у детей дошкольного возраста

Там, где есть закономерность, там есть и смысл.

У. У Сойер

Осуществляя целенаправленное различение, называние, упо­рядочивание и сравнение свойств, ребенок учится устанавливать взаимосвязи относительно признаков форм, количеств и выра­жать их с помощью языковых средств. При определении взаимо­связей дети дошкольного возраста опираются в основном на соб­ственный опыт, который, однако, организуется взрослыми.

Когда речь идет об обучении дошкольников, имеется в виду не прямое обучение логическим операциям и отношениям, а под­готовка детей посредством практических действий к усвоению смысла слов, обозначающих эти операции и отношения.

По своему содержанию эта подготовка не должна исчерпы­ваться только развитием математических представлений. С точки зрения современной концепции обучения самых маленьких детей не менее важным, чем арифметические операции, является разви­тие элементов логического мышления. Детей до школы необходи­мо учить не только вычислять и измерять, но и рассуждать.

В развитии элементов логико-математического мышления ре­бенка есть важная граница, которую большинство детей переходят между 5 и 8 годами, — понятие о сохранении. Понимание сохране­ния количества создает предпосылку для формирования понятия о количественном числительном.

Понятие о сохранении требует осознания детьми того факта, что определенные свойства (например, количество, масса) не ме­няются при изменении других свойств (плотности расположения элементов, формы).

Всемирно известный швейцарский психолог Жан Пиаже обо­снованно считал, что понимание сохранения объекта в процессе изменения его формы составляет важное условие всякой рацио­нальной деятельности, необходимое условие математического мышления.

Процедура постановки задач Пиаже на сохранение следующая. Ребенку показывают два совершенно одинаковых предмета или два совершенно одинаковых набора предметов (два одинаковых шари­ка или две одинаковых колбаски из пластилина; два одинаковых стакана, заполненные одинаковым количеством воды; два ряда, со­держащие одинаковое количество каких-либо предметов; две оди­наковые палочки, расположенные параллельно и так, что их концы совпадают; два одинаковых предмета одинакового веса). Ребенка просят оценить количество пластилина в объектах, воды в стаканах, предметов в рядах, массы объектов и длины палочек.

После того как правильная оценка получена, экспериментатор на глазах у ребенка трансформирует один из стимулов: раскатыва­ет, сжимает или расплющивает один из кусочков плаотилина, переливает воду из одного из стаканов в стакан другой формы и размера, раздвигает или приближает друг к другу объекты в одном из рядов, сдвигает палочки так, что совпадение их концов нару­шается. То есть сначала показываемые ребенку объекты одинако­вы по всем своим свойствам, а после трансформации — только по одному из свойств, сохранение которого проверяется (количество пластилина в кусочках; длина палочек, количество предметов в рядах). Что же касается других свойств, то теперь их значения в двух объектах становятся разными. Эти различия могут быть опи­саны как различия по форме и пространственным отношениям, а более детально — как различия по элементам формы — по длине, толщине, высоте, ширине, конфигурации, плотности объектов в рядах, взаимном расположении предметов и рядов. После этого ребенка опять просят оценить равенство или неравенство объек­тов по тем же свойствам, равенство которых признавалось до трансформации. Если теперь ребенок отрицает равенство по тем свойствам, которые не изменялись при трансформации, то такой ребенок «не сохраняет» количество, длину, вес.

Например, вы можете показать ребенку два равных ряда буси­нок и спросить, одинаковы ли они. Если ребенок понимает, о чем вы спрашиваете, он ответит «да» (илл. 40).

Если затем изменить один ряд так, как показано на илл. 41, и спросить, остались ли ряды одинаковыми или в одном ряду стало больше бусинок, ребенок может ответить, что в длинном ряду бу­синок больше. Это означает, что он не обратил внимания на не­изменность количества бусинок и использовал длину ряда в каче­стве ключа.

Ребенок, начинающий овладевать понятием сохранения коли­чества, скажет, что оба ряда имеют одинаковое количество буси­нок, потому что в рядах по 5 бусинок — или просто потому что ничего не добавили и не убрали. Ребенок, владеющий понятием сохранения, скажет, что в обоих рядах находится одинаковое ко­личество бусинок, независимо от того, что сделает воспитатель — расположит их определенным рисунком или разложит на кучки.

Аналогичным образом проводится опыт с водой или другой жидкостью. Ребенку показывают две одинаковые банки с жидко­стью, а затем переливают жидкость одной из них в высокую узкую или в широкую банку ил и в две меньшие банки. Если ребенок усво­ил понятие сохранения вещества, он скажет, что после перелива­ния в другой банке содержится такое же количество жидкости.

Можно сделать два равных шарика из пластилина, а затем рас­катать один из них в жгутик или превратить его в блинчик или же в два шарика меньших размеров. Ребенок, освоивший понятие со­хранения, способен понять, что в нераскатанном и в раскатанном шарике одно и то же количество пластилина при условии, что ни­чего не добавили и ничего не убавили.

Таким образом, сущность сохранения проявляется в ситуациях преобразования объектов. Сначала предъявляемые ребенку объек­ты одинаковы по всем своим свойствам, а после трансформа­ции — только по одному из свойств, сохранение которого прове­ряется.

Сохранение количества дискретных твердых предметов (бусин, пуговиц, чашек) в наборе можно установить счетом. При этом можно менять взаимное расположение элементов, составляющих набор, но не сами эти элементы. Деформируемые, непрерывные материалы (жидкости, глина, бечевка, резиновая лента) не подда­ются счету. Меру им можно придать только с помощью измеритель­ных устройств: линеек, весов, градуированных емкостей и др. Вот почему раньше приобретается понятие о сохранении количества вещества, затем — массы и в последнюю очередь — объема.

Ж. Пиаже определил три последовательные стадии в развитии у детей способности к сохранению.

Первая стадия (стадия несохранения) — это глобальное каче­ственное сравнение. На этой стадии параметр (масса, количество, размер) еще не отделяется ребенком от других свойств предмета. Поэтому дети, например, не способны подобрать столько же эле­ментов, сколько их содержится в предъявленном множестве. Они приблизительно воспроизводят общую форму предъявленной со­вокупности, тогда как количество объектов во второй совокупно­сти может быть большим или меньшим, чем в первой. Например, линейные ряды копируются по их длине, независимо от плотно­сти элементов в ряду.

На этой стадии дети утверждают, что количество вещества, его вес и объем изменяются при изменении формы глиняного шарика или сосуда, в который переливается вода или пересыпаются буси­ны. Если шарик превращается в более длинную колбаску, они го­ворят, что в нем стало больше глины, что он стал тяжелее и что вода в сосуде, в которую его опустят, поднимется выше. Если воду перелили в более высокий и тонкий сосуд так, что ее уровень стал выше, чем в стандартном, дети говорят, что в новом сосуде воды стало больше и т. п.

Таким образом, на первой стадии ребенок может правильно оценить объект только в конкретной ситуации на основе непо­средственного восприятия предметов.

Вторая стадия развития (неустойчивое сохранение) характе­ризуется неустойчивостью ответов и тем, что дети утверждают со­хранение количества, величины при незначительных трансфор­мациях объектов и отрицают сохранение при больших трансфор­мациях. Например, когда произведенная трансформация формы глиняного шарика невелика или когда второй сосуд не очень от­личается от стандартного, дети говорят, что вещества (массы, объема) осталось столько же. Но когда трансформация формы более значительна, вновь даются ответы о несохранении. На этой стадии старший дошкольник способен отвлекаться от наиболее ярких свойств и может оценивать отношения между предметами на основе менее заметных, скрытых свойств, т. е. опосредованно. Например, он уже знает, что раздвинутые пальцы ладони хотя и занимают больше места в пространстве, чем сжатые кулаки, но между ними при этом увеличивается лишь расстояние.

Наконец, на третьей стадии (стадии сохранения) дети уве­ренно проявляют понимание сохранения при любых трансформа­циях. Дети, находящиеся на этой стадии, ясно понимают, что ко­личество элементов в двух совокупностях остается одинаковым, как бы экспериментатор ни изменял форму и площадь созданных ими конфигураций.

Усвоение понятия сохранения тесно связано с общей способ­ностью ребенка мыслить и рассуждать, дифференцировать разные свойства и избирательно оперировать каким-либо из них, абстра­гируясь от других. Дифференциация разных свойств, умение выра­зить их в речи — длительный процесс, растягивающийся на годы.

Вначале, когда такой дифференциации нет, восприятие объ­ектов интегрально, и столь же интегрально представлены свойства в высказываниях детей. Отсюда — все феномены несохранения, характерные для первой стадии. Количественные свойства объек­тов (количество вещества, масса, объем) еще не выделены в вос­приятии и в речи из их общей формы, слиты с ней. При этом в силу глобальности и малой расчлененности самой формы, как в восприятии, так и в высказываниях, при оценке и сравнении ко­личеств принимается во внимание только наиболее резко высту­пающие, «бросающиеся в глаза» качества формы: длина колбаски или площадь поверхности, высота столбика воды в сосуде*. По этим свойствам выносятся первые грубые суждения детей: больше, меньше, равно. Менее выступающие и меньше бросающиеся в глаза особенности формы, такие как толщина колбаски и глиня­ной лепешки (когда она невелика и явно меньше высоты), не ока­зывают влияния на суждения о величине.

В дальнейшем, когда восприятие и речь детей становятся более дифференцированными, они могут сравнить величины

е по одной, но по разным особенностям формы. Отсюда возмож­ность неустойчивых рассуждений. Вместе с тем, когда определен­ное количество уже начинает выделяться из «упаковки», не очень большие изменения формы могут не сказываться на оценках ве­личины, в отличие от значительных ее трансформаций. Отсюда — еще один источник неустойчивости рассуждения детей на второй стадии. Только на третьей стадии в результате длительного про­цесса «освобождения» от внешних несущественных признаков количество становится инвариантным при любых изменениях формы, что обеспечивает его устойчивое сохранение.

Проведенное Л. Ф. Обуховой и П. Я. Гальпериным исследова­ние показало, что развитие умения выделять в сравниваемых объ­ектах разные свойства и каждое из них измерять с помощью какой-то избранной мерки представляет собой необходимое усло­вие для формирования у детей полноценного знания о принципе сохранения.

Американский психолог Дж. Брунер установил, что если 5— 6-летних детей, не обнаруживших понимания принципа сохра­нения, тренировать в обратном преобразовании предмета, на­пример из «колбаски» снова сделать шарик, и при этом ставить перед ребенком вопрос «Получились одинаковые шарики?», то после серии таких тренировок у большинства детей обнаружи­вается понимание принципа сохранения, т. е. они переходят с первой на третью стадию развития познавательной способности оценки величин и количеств.

Все эти факты свидетельствуют о том, что целенаправленное обучение способствует освоению понятия сохранения дошколь­никами. Основной путь в таком обучении — развитие умения дифференцировать разные свойства, что достигается через разви­тие у детей действия сравнения, освоение ими операций сериации и классификации. Овладение счетом и измерением также способ­ствует развитию понимания сохранения количества, величины.

Как отмечают многие исследователи, обучая сохранению, важно создавать ситуации, в которых ребенок оказывается в по­знавательном конфликте. Например, если ребенок склонен пола­гать, что удлинение шарика увеличивает количество пластилина, а убавление (отщипывание) кусочка уменьшает его количество, необходимо произвести сразу и одну, и другую операции. Это за­ставит ребенка колебаться между взаимно конфликтующими стратегиями, более внимательно оценивая ситуацию.

В процессе усвоения понятия сохранения детей и активно входят в практику образовательного процесса благодаря развитию метода обучения ТРИЗ — Теории Ре­шения Изобретательских Задач. Творческие задачи (вопросы, си­туации) имеют много решений (которые будут правильными), но не имеют четкого алгоритма (последовательности) решения. Эти средства прежде всего направлены на развитие смекалки, сообра­зительности, воображения, творческого (дивергентного) мышле­ния как важного компонента творческих способностей. Они спо­собствуют переносу имеющихся представлений в иные условия де­ятельности, а это требует осознания, присвоения самого знания. В процессе решения творческих задач ребенок учится устанавли­вать разнообразные связи, выявлять причину по следствию, пре­одолевать стереотипы (которые уже начинают складываться), ком­бинировать, преобразовывать имеющиеся элементы (предметы, знания, вещества, свойства). Но самое главное — в процессе реше­ния таких задач ребенок начинает испытывать удовольствие от ум­ственной работы, от процесса мышления, от творчества, от осозна­ния собственных возможностей.