←
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ И АППАРАТУРА
ТЕСТ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ:
ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ
И. С. ЯКИМАНСКАЯ, В. Г. ЗАРХИН, Х.-М. X. КАДАЯС
Задача дифференциации учащихся в системе непрерывного образования (школа — ПТУ — вуз) требует разработки и применения таких диагностических методик, которые позволяли бы выявлять и оценивать психические свойства и качества, значимые для успешности усвоения различных систем знаний, овладения рядом профессий, для личностного развития в целом. К таким свойствам личности можно отнести пространственное мышление. которое обеспечивает ориентировку в пространстве — видимом или воображаемом. Пространственное мышление формируется на всех этапах онтогенеза под влиянием различных обучающих воздействий, имеет ярко выраженную индивидуальную специфику, особенности ее проявления в разнообразных видах деятельности (игровой, учебной, профессиональной).
Содержанием пространственного мышления (ПМ) является оперирование пространственными образами на основе их создания с использованием наглядной опоры (предметной или графической, разной меры общности и условности). Оперирование пространственными образами определяется их исходным содержанием (отражение в образе геометрической формы, величины, пространственной размещенности объектов); типом оперирования (изменение в ходе оперирования положения объекта, его структуры); полнотой, динамичностью образа (наличием в нем различных характеристик, их системности, подвижности и т. п.). Все эти особенности ПМ отражают процесс работы с образом, позволяют выявлять его качественное своеобразие, фиксировать возрастные и индивидуальные особенности проявления этого процесса, что весьма существенно в диагностических целях [13].
Важно подчеркнуть, что особенности ПМ нельзя выявить в полной мере, используя для этого различные головоломки, пространственно-комбинаторные игры и т. п. В реальной практике (игровой, учебной профессиональной) ПМ всегда включено в решение различных задач, опирается на систему знаний, которые не могут (и не должны) нивелироваться. Этой точки зрения придерживаются многие прогрессивные тестологи [1]. [2]. [6]. [9]. которые разрабатывают новые конструкции тестовых методик. Как считают многие из них [5]. [10]. [11]. современные диагностические методики должны фиксировать не только общую результативность (продуктивность) выполнения заданий, но и процессуальную сторону его выполнения, так как без этого трудно выявлять индивидуальные различия между людьми, оценивать их не только количественно, но и качественно, корригировать обучающие воздействия и т. п. Важно, чтобы диагностические методики способствовали выявлению индивидуальных стратегий решения тестовых задач, проверке устойчивости их проявления на разном материале, фиксировали особенности проработки этого материала. Только на этой основе можно дифференцировать людей по уровню развития ПМ, выявлять качественные его особенности, давать рекомендации к его развитию и использованию в различных видах деятельности с учетом целей и задан этой деятельности, требований к ее осуществлению.
Конечно, содержание, структуру, условия формирования и другие особенности ПМ можно исследовать в индивидуальных (лабораторных) экспериментах. Однако разнообразные практические задачи, которые приходится решать психологам в
современных условиях (профориентация, профотбор, выбор учеником предметов для углубленного изучения и т. п.), требуют проведения массовых исследований, получения оперативной информации об особенностях умственной деятельности учащихся, которая должна дополняться сведениями об их школьной успешности, клиническими наблюдениями за учебным поведением, педагогическими характеристиками и др.
Задание 1. Выберите из четырех объектов тот, у которого высота такая же, как у фигуры, нарисованной отдельно.
Задание2. Найдите среди представленных фигур (1—4) ту, которая соответствует образцу.
Для проведения массовых обследований учащихся по показателю уровня развития их ПМ необходима разработка специальных школьных тестов, которые, будучи портативными, должны отвечать определенным требованиям. В своем содержании они должны предусматривать работу с образом (создавать его и оперировать им); выявлять особенности этого процесса при использовании различного учебного материала, т. е. его инвариантные и вариативные компоненты; характеризовать динамику работы с образом при выполнении заданий как гомогенных, так и гетерогенных по своему типу; выявлять сильные и слабые стороны этой работы у каждого испытуемого, его индивидуальные предпочтения в использовании различных перцептивных признаков: формы, величины, пространственных соотношений. Кроме того, школьные тесты должны отвечать и некоторым формальным требованиям: надежности, валидности, параллельности форм.
С целью диагностики уровня развития ПМ разработан тест пространственного мышления (ТПМ). Он включает пять разделов (субтестов), задания которых требуют от испытуемых в процессе создания образа работы с величиной объектов (задание 1), их формой (задание 2), а также оперирования образами, приводящего к мысленному видоизменению положения объекта (задание 3), его структуры (задание 4), к одновременному изменению пространственного положения и структуры образа (задание 5). Таким образом, два вида заданий были направлены на выявление процесса создания образа и три вида — на фиксацию типов оперирования образом. Внутри указанных субтестов задания различаются по материалу (черчение, геометрия, рисование) [1]. Тест имеет две формы (А и Б), каждая из которых включает 15 видов заданий. Каждый вид заданий представлен двумя вариантами, различающимися уровнем сложности (а и б). Таким образом, одна форма ТПМ состоит из 30, а весь тест — из 60 заданий [15].
Апробация теста проводилась на учащихся VII и VIII классов московских школ № 91, 315 и 1079. В исследовании приняло участие 269 человек.
Тест предъявлялся в каждом классе одновременно всем ученикам; сидящие рядом учащиеся имели разные формы ТПМ (А и Б). Для проведения тестирования требовалось 40—50 мин (1 урок). В этом случае учащиеся могли работать в индивидуальном темпе практически без ограничения времени, что важно для получения объективных результатов.
В соответствии с известными требованиями к диагностическим методикам ТПМ был проверен на надежность, валидность и параллельность форм.
Важным показателем теста является его надежность, так как «низкие показатели надежности обессмысливают всякие попытки установить валидность» [5; 42]. Наиболее частым методом проверки теста на надежность является повторное тестирование через период времени, не превышающий 6 месяцев [1]. [9]. В практике тестирования ретестирование обычно проводится через 2—4 месяца. Проверка ТПМ
этим методом показала высокую связь первого и повторного (через 3,5 месяца) испытаний: коэффициент ранговой корреляции (но Спирмену) равен 0,841 и значим на уровне 1 %.
Задание 3. Из четырех изображений выберите то, которое соответствует заданному объекту, если смотреть со стороны, отмеченной стрелкой.
Задание 4. Укажите ту часть плоскости, которая является общей для всех фигур.
Задание 5. Фигура разрезана по линии АК на две части. Представьте, что треугольник АВК повернут вокруг точки К так, что отрезки ВК и КС совместятся. Какая фигура при этом получается?
Сложнее с проверкой те c та на надежность по методу расщепления (проверка на внутреннюю согласованность, гомогенность). Обычно с этой целью подсчитывают корреляцию результатов выполнения четных и нечетных заданий (причем допускается их перестановка по уровню сложности). В разработанном нами тесте переставлять местами задания невозможно, поскольку они построены по определенной логической схеме, важно было сохранить логически обоснованную структуру ТПМ. Задания различались не только содержанием учебного материала, но и неоднородностью психологических условий создания образа и оперирования им. Иными словами, от задания к заданию не только увеличивалась их сложность, но и происходила смена признаков, значимых для выполнения задания [8]. Тем не менее гомогенность теста имеет большое значение. Для ее выявления мы сравнили выборку учащихся по успешности выполнения ими заданий разных разделов теста. Значимых различий между результатами выполнения заданий разных субтестов ТПМ не выявлено, что в определенной степени является свидетельством однородности, гомогенности теста.
Валидность определялась следующими методами:
а) сравнением успешности выполнения заданий ТПМ со школьной оценкой по геометрии — коэффициент ранговой корреляции успешности по тесту со средним баллом за год по предмету равен 0,673 и значим на уровне 1 %;
б) сопоставлением результатов выполнения заданий ТПМ и субтеста № 8 (на невербальный интеллект) теста Р. Амтхауэра [2]. Коэффициент ранговой корреляции оказался равным 0,623 и значимым на уровне 1 %;
в) путем сравнения результатов тестирования с успешностью выполнения стандартизированной контрольной работы по геометрии [2] — коэффициент корреляции равен 0,697 и значим на уровне 1 %.
В контрольной работе были использованы подготовленные И. С. Якиманской учебные задачи, требующие умения работать с геометрической формой, величиной, а также устанавливать пространственные отношения. Задачи позволяли выявлять индивидуальные стратегии анализа состава фигур чертежа, их элементов путем мысленного включения в разные фигуры; создания на этой основе нового образа геометрической фигуры [12]. Все пять задач контрольной работы имели различный уровень сложности, поэтому правильное
их решение оценивалось разным числом баллов (от 2 до 6) с учетом мнения экспертов-учителей. Такой подход к разработке содержания задач контрольной работы и ее стандартизация были важны для получения более объективной характеристики знаний и умений учащихся, давали возможность ранжировать испытуемых при проверке теста на валидность.
Для проверки теста на параллельность форм (эквивалентность) учащиеся спустя три дня после первого тестирования выполняли задания другой формы теста (те, кто в первый раз решал задания формы А, работал с формой Б, и наоборот). Коэффициент корреляции между результатами выполнения двух разных форм ТПМ равен 0,959 и значим на уровне 1 %.
Полученные в ходе проверки теста на надежность, валидность и параллельность форм данные позволяют считать, что разработанный ТПМ соответствует статистическим критериям, которым должна удовлетворять любая диагностическая методика.
Количественную информацию о ТПМ как инструменте диагностики можно дополнить качественным анализом работы с тестом разных групп испытуемых, а также характеристик отдельных учащихся.
Такой анализ может идти, например, по следующим направлениям:
а) определение учебного материала (черчение, геометрия, рисование), на котором создание образов и оперирование ими происходят наиболее успешно;
б) выявление того вида заданий (на величину, форму и тип оперирования), который вызывает наибольшие трудности;
в) анализ особенностей различной деятельности учащихся (создание образов, оперирования образами) в процессе выполнения ими заданий теста.
В ходе такого анализа, сделанного по результатам выполнения теста семиклассниками школы № 91 (64 чел.), выявлены определенные индивидуальные различия. Что стоит за этими различиями? Уровень и качество преподавания данных предметов в школе или особенности самих заданий, отражающих содержание и структуру ПМ? Ответ на эти вопросы требует специальных исследований.
Сравнение заданий, построенных на различном учебном материале (черчение, геометрия, рисование), по критерию знаков [4] показало значимые различия между ними. Наиболее легкими в целом оказались задания на материале рисования и наиболее трудными — на материале черчения. Этот вывод подтверждается данными, представленными в табл. 1.
Сравнение результатов выполнения заданий, построенных на различном учебном материале по критерию знаков
Примечания. * — различия значимы на 5 %-ном уровне; ** — различия значимы на 1 %-ном уровне.
Такой анализ можно провести и по другим указанным направлениям (выявить особенности деятельности учащихся при работе с заданиями на величину, форму, I, II и III типы оперирования образами), но нам хотелось особо рассмотреть индивидуальные различия учащихся в процессе выполнения всех заданий теста, что важно для проведения коррекционной работы в целях более эффективного развития ПМ учащихся.
В психодиагностике нередко учитываются лишь суммарные показатели выполнения теста в целом или отдельных субтестов. Качественный анализ результатов ТПМ позволяет не только определить эти характеристики, но и выявить показатели выполнения учащимися отдельных заданий или их видов.
Индивидуальные различия в этом плане достаточно велики, но для нас наибольший интерес представляют те случаи, когда учащиеся достигают примерно одинаковой успешности по тесту, имея определенные достижения или пробелы в процессе выполнения отдельных заданий различного вида или материала. Эти данные имеют особое значение для коррекционной работы с учащимися по результатам тестирования.
Как видно из табл. 2, индивидуальные различия достаточно велики. Так, для испытуемого М. Д. оказалось доступным правильное выполнение лишь одного задания на материале черчения (10%), а испытуемому Л. А. труднее давалось выполнение заданий на материале рисования (10%). Успешность решения задач, построенных на другом учебном материале, у этих испытуемых достаточно велика (50—70%). На материале геометрии
процент правильно выполненных заданий варьирует от 10 (исп. Б. Т.) до 90 % (исп. М. Г.).
Результаты выполнения учащимися заданий ТПМ, построенных на разном материале, и заданий различных субтестов 3
Полученные результаты обнаружили также, что следует уделять внимание не только учащимся с относительно низкой успешностью по тесту (13—40%), но и испытуемым с достаточно высоким уровнем развития пространственного мышления (60—70 %). Например, у учащихся А. М. О. В. и Т. П. примерно одинаковая суммарная успешность по ТПМ (60—67 %, или 18—20 правильно выполненных заданий из 30), но одному из них труднее решать задания «на величину» (исп. О. В.), другому—«на форму» (исп. А. М.), третьему — на III тип оперирования образами (исп. Т. П.). Такой качественный анализ можно продолжить, выделив испытуемых, для которых процесс создания образа является более сложным, чем оперирование им (испытуемые А. М. О. В. и др.), и учащихся, которым, по нашим данным, труднее оперировать готовыми образами (Т. П. М. Д. и др.).
Безусловно, при низкой успешности по тесту необходимо провести дополнительные индивидуальные исследования. При явном расхождении результатов по ТПМ со школьной успеваемостью по геометрии, например, есть основание предположить, что существенную роль играют особенности мотивации испытуемых в процессе обучения или тестирования: низкие результаты по тесту могут быть обусловлены тем, что ученик «не принимает» процедуру тестирования или плохо себя чувствовал во время испытания, тревожен в ожидании результатов и т. п.
Не следует психологу и учителю оставлять без внимания и результаты наиболее успешных по тесту испытуемых (М. Г. М. Дм. и др.). Их высокие достижения требуют специального анализа, внимательного подхода к ним в обучении. Особенно это важно для дифференциации учащихся, выявления их склонностей к углубленному занятию отдельными учебными предметами, их профориентации [3].
Таким образом, в ходе качественного анализа результатов тестирования можно наметить некоторые пути индивидуализации обучения и коррекционной работы с учащимися.
Полученные данные могут быть дополнены клиническими исследованиями наиболее интересных случаев с выявлением процессуальных характеристик восприятия пространственных свойств и отношений, оперирования ими.
Применение ТПМ в ходе обследования учащихся сельских и городских школ, а также математических классов показало, что наименьшие трудности школьники испытывают при оперировании величиной. Это связано с их учебным опытом, где большое внимание обращается на измерение, сравнение величин различных объектов. Наибольшие трудности выявляются при оперировании пространственными соотношениями (особенно при оперировании по III типу). Следует отметить, что сам этот показатель является достаточно суммарным и может быть «расщеплен» на отдельные показатели, характеризующие особенности оперирования образом, к числу которых можно отнести конструктивный, структурно-содержательный и функциональный план работы с образом [3; 136—137].
При выполнении ТПМ учащимися, склонными к занятиям геометрией и изобразительным искусством, были обнаружены существенные различия в подходе к решению тестовых заданий на основе анализа и оценки разных планов работы над образом, что позволило выделить две группы учащихся: «геометров» и «художников» [8].
Применение ТПМ в работе со школьниками, предпочитающими геометрию или алгебру в качестве любимого предмета, также показало наличие стойких индивидуальных особенностей в выполнении тестовых заданий. Обнаружено, что среди учащихся, предпочитающих геометрию, успешность решения заданий на форму и установление пространственных отношений намного выше, чем среди учеников, предпочитающих алгебру [3; 176—178].
Эти данные свидетельствуют о том, что с помощью ТПМ можно не только выявлять индивидуальные различия в содержании и структуре пространственного мышления, но и строить обучающие коррекционные программы с учетом всех структурных компонентов ПМ, их взаимозависимости и компенсируемости.
В настоящее время нами разработаны дидактические материалы, позволяющие корригировать структурные компоненты ПМ с учетом уровня их развития у отдельных учащихся [16].
Большие возможности для изучения индивидуальных различий в ПМ, а также в получении дополнительных данных для качественного анализа теста и деятельности испытуемых в процессе тестирования (время выполнения каждого задания, отказы от решения, обращения за помощью и т. д.) может дать применение компьютеров в психодиагностике ПМ. Это перспективное направление дальнейшего исследования ПМ поставит новые проблемы в области изучения невербального мышления. Интересна, например, задача сопоставления результатов традиционного и компьютерного тестирования [7]. При изучении ПМ компьютеры дадут возможность по-новому подойти к решению важной проблемы наглядности в обучении.
Применение ЭВМ не только может обеспечить массовость испытаний, повысить их объективность, автоматизировать сбор и хранение тестовой информации, проводить оперативную математико-статистическую обработку данных, но и позволит на более высоком уровне осуществлять качественный анализ результатов психодиагностики. Применяя компьютеры в диагностике ПМ, исследователь может не только получить информацию об успешности выполнения заданий ТПМ, но и установить, например, сколько времени затратил школьник на получение правильного или ошибочного решения, как долго он раздумывал прежде, чем отказался от решения, или сколько времени потратил учащийся на выполнение заданий, вызывающих наибольший интерес у психолога.
Имея в виду последующую коррекционную работу, исследователь может оценить не только успешность учащихся в ходе тестирования, но и временные параметры выполнения заданий учащимися класса, школы или отдельным учеником и проанализировать их по отнесенности к различным разделам теста и по содержательному составу заданий. Например, представляет интерес анализ заданий, выполнявшихся учащимися относительно быстро и медленно.
Эти проблемы ждут своего решения. ТПМ может явиться основой для их разработки.
1. Анастази А. Психологическое тестирование: В 2 кн. Кн. I. М. 1982.
2. Бурлачук Л. Ф. Морозов С. М. Словарь-справочник по психологической диагностике. Киев, 1989.
3. Возрастные и индивидуальные особенности образного мышления учащихся / Под ред. И. С. Якиманской. М. 1989.
4. Грабарь М. И. Краснянская К. А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М. 1977.
5. Гуревич К. М. Что такое психологическая диагностика. М. 1985.
6. Гуревич К. М. Акимова М. К. Борисова Е. М. Зархин В. Г. Козлова В. Т, Логинова Г. П. Психологическая диагностика. Разработка, проверка и применение школьного теста умственного развития // Психологические проблемы рационализации трудовой деятельности. Ярославль, 1987.
7. Зархин В. Г. Опыт компьютерной диагностики умственного развития // Научно-практические проблемы школьной психологической службы: Тезисы докладов: В 2 т. Т. 1. М. 1987.
8. Кадаяс Х.-М. X. Особенности пространственного мышления учащихся с художественными и математическими склонностями: Автореф. канд. дис. М. 1985.
9. Общая психодиагностика / Под ред. А. А. Бодалева, В. В. Столина. М. 1987.
10. Проблемы диагностики умственного развития учащихся / Под ред. 3. И. Калмыковой. М. 1975.
11. Психологическая диагностика: проблемы и исследования / Под ред. К. М. Гуревича, М. 1981.
12. Якиманская И. С. Развивающее обучение. М. 1979.
13. Якиманская И. С. Развитие пространственного мышления школьников. М. 1980.
14. Якиманская И. С. Знание и мышление школьника. М. 1985.
15. Якиманская И. С. Зархин В. Г. Кадаяс Х.-М. X. Тест пространственного мышления (ТПМ): Методические рекомендации по работе с тестом (для психологов-профессионалов). М. 1988.
16. Якиманская И. С. Корнфельд С. Г. Развитие пространственного мышления учащихся на уроках геометрии (дидактические материалы). М. 1989.
Поступила в редакцию 1.III1989 г.
[1] Принципы разработки заданий теста предложены и обоснованы И. С. Якиманской [13; 147—172].
[2] В составлении и проведении контрольной работы принимала участие учитель математики школы № 91 Л. Ф. Орешенкова.
[3] В таблице приведены проценты правильно выполненных заданий; выбраны девять испытуемых с выраженными индивидуальными различиями (для качественного анализа).
