Ум в движении. Как действие формирует мысль

На сегодняшний день стрелки накопили множество значений. Еще не научившись читать, американские дошкольники правильно интерпретируют стрелки, указывающие направление движения, вверх или вниз по лестнице, даже если изображения неоднозначны в отношении направления. Подобным образом они понимают использование стрелок для сообщения временной последовательности событий в изображениях, которые сами по себе не вполне ясны.

Чтобы раскрыть семантику стрелок, мы опять провели парные исследования интерпретации и применения этого средства. Мы начали с проверенных схем, использовавшихся нами и другими учеными в предыдущих экспериментах: велосипедный насос, тормоза автомобиля, полиспаст. Мы переделали схемы, получив два комплекта изображений – один со стрелками, указывающими на действие, другой без них. Мы раздали большой группе старшекурсников по одной из шести схем и попросили описать словами, что те показывают.

Наличие стрелок совершенно изменило смысл изображений. Те, кто получил схемы со стрелками, дали пошаговые, с причинно-следственной связью, описания действий системы. Вот фрагмент одного из описаний схемы велосипедного насоса со стрелками: «Когда вы давите на ручку насоса, она вытесняет воздух в цилиндр. Это открывает клапан, и воздух может поступать в шланг, присоединенный к шине». Обратите внимание на глаголы давить, вытеснять, открывать, поступать: все это глаголы движения. Одно описание схемы полиспаста со стрелками включало фразу: «Когда тянут за веревку, верхний блок движется, заставляя двигаться средний блок, что заставляет и нижний блок двигаться». Участники, рассматривавшие схемы без стрелок, описывали структуру системы, используя формы глаголов быть и иметь. В отношении полиспаста один из этих участников начал свое описание так: «Есть три блока. Первый имеет прикрепление к потолку». О велосипедном насосе другой опрошенный сказал: «Велосипедный насос имеет в своей конструкции цилиндр и ручку с клапаном, прикрепленным снизу». Мы условно обозначили описания как структурные или функциональные (действие/поведение/причина) только на основании глаголов.

Затем мы поставили обратный эксперимент с новыми участниками, каждому из которых дали структурное или функциональное описание одной из систем. Их задачей было нарисовать схему системы по описанию. Два примера представлены на рис. 8.17.

Разумеется, рисовавшие по функциональным описаниям использовали стрелки, как на рисунке справа. Они не подписывали части. Напротив, те, кому достались структурные описания, не использовали стрелки и подписывали части (см. рисунок слева). В общем стрелки понимаются как указатели последовательности связанных причинностью действий и рисуются для того, чтобы отобразить эту последовательность. Семантика стрелок – так же как линий и столбиков – является двунаправленной.

Пока мы занимались стрелками и анимацией, энергичная студентка последнего курса Рейчел Маккензи собрала сотни схем из учебников по STEM-областям – биологии, химии, физике и инженерному делу. Несмотря на некоторые утверждения, будто стрелки имеют больше сотни значений, наше большое исследование выявило всего порядка семи: соединение (например, подписей с частями); указание следующего по времени шага; указание следующего по причинности шага; показ движения; показ характера или направления движения (например, волнистые стрелки); показ увеличения и уменьшения; показ невидимых сил, например ветра и гравитации. Во многих случаях разные способы использования не были прояснены, и часто схемы сочетали в одном изображении стрелки с тремя или четырьмя смыслами. Невозможно понять, что показывает стрелка в схеме цикла горообразования или круговорота азота – движение, следующий по времени шаг или невидимую силу. Представьте, как сложна эта неопределенность для учащихся!

Анимация