[Пятницын, Вовк, 1987].

В основе однофакторного экспериментирования лежат классические
индуктивные методы установления причинных связей Бекона - Милля:
метод сходства, различия, объединенный метод сходства и различия,
метод сопутствующих изменений, остатков. (Мы не будем повторять здесь
формулировки этих методов - читатель может найти их в любом учебнике
по логике). Все эти методы построены на постулате о возможности
выделения каждой причины (фактора) в "чистом" виде и их изменения по
одному. (Это вовсе не значит, что классическое однофакторное
экспериментальное исследование изучало только какой-то один фактор. Во
многих исследованиях экспериментаторы изучали большое число
факторов, но все эти факторы представлялись как такие, которые можно
выделять и изменять по одному).

Помимо этого, методология однофакторного экспериментирования
основана на следующих менее очевидных положениях: а) измерительный
инструмент не включается в теорию объекта; б) постулируется
константность этого измерительного инструмента (предполагается, что
знание "материализуется" в исследовательском инструменте строго

однозначным образом, а действие этого инструмента в разных
экспериментальных ситуациях остается постоянным).

Методология многофакторного экспериментирования, в отличие от
однофакторного, базируется на других предпосылках [Пятницын, Вовк,
1987]:

1. Невозможность выделения каждого свойства или фактора в "чистом"
виде, невозможность разделения факторов и их изменения по одному. В
сложных системах за счет множественных внутренних взаимодействий
изменение одного фактора влечет за собой изменения других факторов -
по сетям и кольцам причинно-следственных связей. Пытаясь изменить
один фактор, экспериментатор "сдвигает" всю систему. При этом через
обратные связи может существенно измениться и тот фактор, которым
экспериментатор, казалось бы, строго управляет. Поэтому приходится
сравнивать ситуации, отличающиеся не по одному, а сразу по множеству
параметров, и классические методы установления причинных связей
теряют эффективность.

2. Исследовательский инструмент включается в теорию объекта.

Выявляемые свойства объекта рассматриваются не просто как его
собственные свойства, а как результат взаимодействия изучаемого
объекта с другими объектами, в том числе с исследовательским
инструментом. Это верно и в естественных, и в гуманитарных науках. Когда
экспериментатор измеряет градусником температуру воды в стакане, то на
самом деле он меряет температуру как минимум системы "вода -
градусник".

В психологии инструмент вообще очень сильно влияет на результаты.
Использование того или иного исследовательского инструмента может
привести к появлению факта, процесса или явления, до этого не
существовавшего (к появлению артефакта - искусственно созданного и в
ряде случаев трудно объяснимого факта). При опросе может быть задан
какой-то вопрос, на который опрашиваемый даст ответ. На основании этого
ответа будет сделан вывод о том, что этот человек думает или чувствует
по определенному поводу. На самом деле он мог никогда до этого не
задумываться над этим вопросом и не иметь никакого мнения или ответа.
Для него действительность, о которой его спросили, до вопроса вообще не
существовала.

4. Овеществление знаний в экспериментальном инструменте не является
жестко однозначным. Инструмент представляет собой
многофункциональную систему.

5. Результаты эксперимента представляются не одной, а множеством
моделей [Пятницын, Вовк, 1987].

Психологическое изучение экспериментирования

Единого строгого психологического определения экспериментирования нет.
Обычно под ним понимается исследование объекта или ситуации путем
контроля и управления условиями (переменными, факторами). Поскольку
сами переменные, их сложность, количество, а также уровень их контроля
могут варьировать в очень широком диапазоне, то это понимание
охватывает и исследовательскую манипулятивную деятельность
маленького ребенка, и деятельность коллектива ученых.

С нашей точки зрения, одни из самых масштабных исследований
экспериментирования на взрослых проведены в немецкой психологии:
Д.Дернером, П.А.Френшем, Дж.Функе и др. (см. [Функе, Френш, 1995;

Dorner, 1993; Frensch, Funke, 1995; Sternberg, Funke, 1991]). Эти авторы
изучали деятельность нескольких тысяч испытуемых с разнообразными
специально разработанными компьютерными сценариями. Особенностью
этих сценариев является большое количество факторов, связанных
динамически изменяющимися и неочевидными, "непрозрачными" связями
(например, в модели управления городом). В этих исследованиях
психологи изучают взаимосвязи мотивационных, эмоциональных и
когнитивных переменных, строят иерархические модели управления
намерениями, целями, сбором информации, выдвижением гипотез,
принятием решений, самоконтролем и т.д. Для знакомства с этим
чрезвычайно интересным направлением мы рекомендуем читателю
переведенную на русский язык книгу Д.Дернера "Логика неудачи:
стратегическое мышление в сложных ситуациях" [1997]. В отечественной
психологии крупный вклад в изучение профессиональной деятельности со
сложными системами внесли В.Н.Пушкин [1965], З.А.Решетова [1985],
И.Б.Новик [1986] и др.

Мы же здесь более подробно остановимся на проблемах возрастного
развития способностей к решению исследовательских задач и на
возможностях детей в отношении исследования системных объектов.

Для анализа способностей к решению комплексных исследовательских
задач важнейшее значение имеет введенное А.Деметроу понятие
"причинно-экспериментального мышления" (causal-experimental thought).
Это мышление, направленное на выявление причинных связей
посредством экспериментирования [Demetriou et al., 1993(а, б)]. По
классификации А.Деметроу, экспериментальное мышление является одной
из пяти основных специализированных структурных систем
познавательной деятельности человека. Его функцией является
выявление причинных связей во взаимодействующих структурах. В состав
экспериментального мышления входят следующие компоненты.

1) Комбинаторные способности. Они являются, по А.Деметроу,
"краеугольным камнем" данной специализированной системы и
необходимы для исчерпывающего поиска всех возможных взаимодействий
между переменными.

2) Способности по формированию гипотез о возможных причинных
отношениях. Главную роль здесь играют гипотезы о взаимодействиях
внутри различных сочетаний факторов. Р.Готтсданкер [1982] называет

такие гипотезы комплексными, или комбинированными.

3) Способности строить планы многофакторных экспериментов,
направленных на проверку выдвинутых гипотез.

4) Способности конструирования объяснительных моделей.

Что касается комбинаторных способностей, то они в большинстве случаев
оцениваются на материале "чистой" комбинаторики, не "отягощенной"
факторными взаимодействиями между комбинируемыми элементами.
Например, испытуемому дается задание перечислить все сочетания
нескольких элементов (перечислить все цепочки, которые можно сделать,
беря по одной бусине красного, желтого, зеленого и синего цветов).
Бусины, естественно, никак не реагируют на то или иное соседство, то есть
между ними нет взаимодействия. Отсутствие взаимодействий неважно с
точки зрения "чистой" комбинаторики, но важно с точки зрения
многофакторного экспериментирования, которое теряет всякий смысл,
если взаимодействий между факторами нет.

Начиная с Ж.Пиаже, считается, что к полному комбинаторному перебору

способны лишь взрослые и подростки. Наиболее эффективной стратегией
полного перебора является "счетчик-стратегия", названная так за сходство
с работой автоматических счетчиков [Scardamalia, 1977]. Она состоит в
последовательном полном переборе всех значений одного элемента
(младшего разряда) при сохранении постоянными значений других
элементов. Затем второй элемент принимает следующее значение, после
чего повторяется цикл перебора значений младшего элемента и т.д., пока
все элементы не пройдут все свои значения. Данные Ж.Пиаже о
возрастной динамике овладения комбинаторикой существенно
пересмотрела Л.Д.Инглиш. Она выделила и проанализировала различные
комбинаторные стратегии детей и лежащие в основе этих стратегий
принципы. Л.Д.Инглиш показала, что при правильно подобранном
предметном материале дети с 7 лет начинают использовать счетчик-
стратегию для перебора комбинаций 2-3 типов элементов. Например,
испытуемые перебирали все комбинации цветных маек и штанишек,
одевая игрушечных медведей [English, 1993; English, Halford, 1995].

С.Пейперт [1989] выдвинул гипотезу, что в компьютерных культурах в ходе
овладения комбинаторными микромирами (например, разработанной им
средой LOGO) дети значительно раньше, чем в подростковом возрасте,

будут осваивать схему процедур, известную в программировании под
названием "вложенные циклы" ("цикл в цикле"). На основе этой схемы
легко строится алгоритм полного комбинаторного перебора, то есть
счетчик-стратегия.

Если же говорить не только о комбинаторике, но и о других структурных
компонентах экспериментального мышления (выдвижении комплексных
гипотез, организации необходимых многофакторных взаимодействий,
осмыслении полученной информации), то, по данным Ж.Пиаже и
множества других исследователей, к этому способны лишь подростки и
взрослые, но не младшие школьники и - тем более - не дошкольники
[Ришар, 1998; Флейвелл, 1967; Flavell et al., 1993; Demetriou et al., 1993(а,
б); Klahr et al., 1993; Schauble, 1990; Schauble, Glaser, 1990]. Даже дети,
находящиеся на стадии конкретных операций (7-11 лет), не могут на
удовлетворительном уровне ни выделять и комбинировать переменные,
контролируя каждую из них, ни формулировать комбинированные
(комплексные) гипотезы, ни проверять их, используя индуктивные методы
установления причинно-следственных связей. При специальном обучении
возможно формирование обобщенного приема уравнивания переменных у
четвероклассников [Балдина, 1987]. Стратегия уравнивания переменных

считается принципиально важной для экспериментирования: она состоит в
варьировании одного фактора при сохранении всех остальных факторов
неизменными. (Фактически речь идет о стратегии однофакторного
экспериментирования с простыми системами, поскольку при
экспериментировании со сложными системами невозможно найти
ситуации, различающиеся только одним фактором, о чем было сказано
выше.)

Считается, что дошкольники могут исследовать и понимать ситуации
только простейшего факторного взаимодействия, а именно,
непосредственно наблюдаемого взаимодействия не более чем двух
факторов, каждый из которых имеет не более 2 уровней [Demetriou et al.,
1993(а, б)]. В качестве примеров таких ситуаций можно привести
следующие эксперименты. В исследовании С.Л.Новоселовой [1978]
ребенок должен был подтянуть к себе предмет, ухватившись
одновременно за оба конца тесемки, перекинутой через крючок на этом
предмете. Если он тянул только за один конец, то второй выскальзывал из
крючка. В исследовании Т.М.Землянухиной [1986] от дошкольника
требовалось открыть "проблемную коробку", нажав на кнопку ее запора и
одновременно потянув крышку, то есть организовав простейшую

комбинацию двух факторов. Оказалось, что эти задачи доступны детям уже
в раннем возрасте. Кроме того, детей 6-7 лет можно научить
анализировать поведение трехфакторной механической системы (тележки
и груза на наклонной плоскости) - если взрослый выделяет для ребенка в
обобщенном виде существенные связи в этой системе [Бильчугов, 1979].
(Комбинирования факторов от испытуемых не требовалось).

В проводимых нами с середины 80-х г. экспериментах более 600 детей 3-7
лет самостоятельно обследовали различные специально разработанные
проблемные игрушки, содержащие многофакторные зависимости. Такие
многофакторные объекты являются сложными с точки зрения наличия в
них большого числа связей и взаимодействий между элементами. Эти
объекты требуют комплексных (комбинированных, одновременных)
воздействий на органы управления, что вызывает реакции игрушки,
значительно отличающиеся от ее реакций на одиночные воздействия.

В методическом плане большинство наших констатирующих и контрольных
экспериментов строилось по комбинированной схеме. Первая часть
эксперимента соответствовала классической схеме изучения ИП: ребенку
предлагался новый объект, который он самостоятельно обследовал при

минимально необходимом вмешательстве взрослого. Во второй части
испытуемому предлагалось выполнить ряд заданий, выявляющих уровень
овладения объектом.

Большинство испытуемых в ходе самостоятельного обследования
оказалось способно осуществлять неполный, но достаточно эффективный
комбинаторный перебор нескольких факторов (в некоторых случаях - до
шести факторов) и понимать многофакторные механические,
математические и логические зависимости, заложенные в объекте
[Поддьяков А.Н., 1990, 1991(а), 1991(б); Poddiakov A.N., 1994]. Иначе
говоря, нам удалось выявить принципиально новое психологическое
явление - достаточно неожиданную способность дошкольников к решению
комплексных, многофакторных задач.

Мы назвали такую деятельность детей комбинаторным
экспериментированием, понимая под этим термином построение
комплексных, комбинированных воздействий на объект с целью выявления
его системообразующих связей на основе анализа информации о
взаимодействии факторов. Мы рассматриваем комбинаторное
экспериментирование детей как своеобразный аналог многофакторного

экспериментирования взрослых. Мы считаем, что комбинаторное
экспериментирование дошкольников - это особое, чрезвычайно важное
направление познавательного развития детей. Оно служит одной из
основных предпосылок становления у детей начальных форм системного
подхода к изучению сложных явлений и тем самым вносит существенный
вклад в их познавательное развитие.

Данное направление фактически не изучалось и не учитывалось в общей
схеме познавательного развития, поскольку не было инструментария для
его обнаружения и исследования. Наша методология изучения
исследовательского поведения позволила нам разработать принципы
создания такого инструментария, о чем будет сказано ниже.

В свете ранее изложенных литературных данных, полученных множеством
различных авторов и свидетельствующих о практически полной
неспособности дошкольников к комбинаторному экспериментированию,
выявленный нами систематический успех детей при обследовании
некоторых классов многофакторных объектов требует специального
анализа особенностей их экспериментального мышления, причин и
условий их достижений.

Мы исходим из того, что экспериментирование дошкольника со сложным
объектом представляет собой целостную творческую исследовательскую
деятельность в условиях неопределенности, имеющую свои основания и
достаточно эффективные стратегии. (Экспериментирование взрослых или
подростков тоже во многих случаях является сложной творческой
деятельностью, но опирается при этом на обобщенные формально-
операциональные стратегии, которых нет у дошкольников).

В данной работе анализируются три причины успешного
экспериментирования дошкольников, которые мы относим к основным: 1)
наличие у детей знаний и представлений разного уровня о системах
взаимодействий; 2) тенденция дошкольников к использованию
комплексных, комбинированных манипуляций и организации их в стратегии
комбинаторного перебора; 3) особенности познавательной мотивации и
целеобразования у детей при обследовании многофакторных объектов.

К важнейшим условиям успешного экспериментирования мы относим: 1)
особенности предлагаемых объектов; 2) организацию деятельности детей
(индивидуальная или совместная деятельность).

Начнем с причин.

1. У дошкольников имеются знания и представления разного уровня о
системах взаимодействий. Н.Андерсон с сотрудниками показал, что уже с 5
лет дети способны учитывать взаимодействие двух факторов,
оцениваемых по непрерывной линейной шкале (например, оценивать
площадь прямоугольника по его длине и ширине) [Anderson, 1991].
(Комбинирования факторов от испытуемых не требовалось.)

Однако дети, несомненно, имеют и более разнообразные представления о
системах взаимодействий. Во-первых, они имеют представления о
системах конкретных физических и социальных взаимодействий и
соответствующие конкретные декларативные и процедурные знания. Эти
знания отражены во множестве понятий ("взять", "толкнуть", "стукнуть",
"попросить", "обидеть", "подраться" и т.д.). Весь окружающий мир - и
физический, и социальный - построен на взаимодействиях, и ребенок не
может ориентироваться в нем, не понимая их в той или иной мере.

Помимо этого, дошкольники имеют и общие, универсальные знания и