Ugrás a tartalomhoz

Az iskolai tudás

Csapó Benő

Osiris Kiadó

14. fejezet - 9. fejezet Az új tudás képződésének eszköze: az induktív gondolkodás

14. fejezet - 9. fejezet Az új tudás képződésének eszköze: az induktív gondolkodás

Csapó Benő

Az indukció a megismerés, a gondolkodás egyik legtöbbet tanulmányozott területe. Számos filozófus vélte úgy, hogy az indukció a filozófia egyik fő problémája, és vizsgálata révén meg lehet oldani azt a rejtélyt, hogyan teszünk szert alapvetően új tudásra, hogyan juthatunk olyan következtetésekre, amelyeket a kiinduló állítások nem tartalmaznak, amelyek túlmutatnak a közvetlen tapasztalaton. Az induktív módszert a tudományelmélet mint az empirikus kutatás alapvető formáját, az oktatáselmélet pedig mint a tanítás egyik lehetséges módszerét értelmezi.

Az induktív gondolkodást a pszichológia elméletei és modelljei szintén a megismerés egyik alapvető módjaként, az új tudás megszerzésének eszközeként írják le. A tudás legkülönbözőbb összetevőit, illetve azok fejlődését az induktív gondolkodással összefüggésben határozzák meg, az intelligenciától a tanulási képességeken keresztül a szabályok elsajátításáig és a fogalomtanulásig. Bár többnyire nem lehet közvetlen megfeleltetést létesíteni az indukció filozófiai elméletei és az induktív gondolkodás mérésére használt tesztek között, érdekes módon az empirikus vizsgálatok is megerősítették az induktív gondolkodásnak a megismerésben betöltött központi szerepét.

A pedagógia, az oktatáselmélet nem fordít a jelentőségének megfelelő figyelmet az induktív gondolkodásra. Az indukció pedagógiai szerepének értelmezése gyakran leszűkül a példákon keresztül való tanításara. Ebben a fejezetben bemutatjuk az indukció, illetve az induktív gondolkodás tágabb értelmezésének lehetőségeit. Összefoglaljuk az induktív gondolkodással kapcsolatos korábbi kutatások eredményeit, majd felvázoljuk a mérésére szolgáló tesztek elkészítésének alapelveit. Bemutatjuk az induktív gondolkodás fejlődési folyamatait és az iskolai tudással, annak különböző komponenseivel való összefüggéseit.

Az induktív gondolkodásnak az a felmérése, amelyről e könyvben beszámolunk, egy hosszabb távú kutatási program részét képezi. Illeszkedik abba a vizsgálatsorozatba, amelynek keretében az induktív gondolkodás szerkezetét, fejlődési folyamatát (Csapó 1994a, 1995c, 1997), az iskolai tanulásban betöltött szerepét (Csapó 1994b) és a fejleszthetőség lehetőségeit (Csapó 1995a, 1995b, 1996) térképezzük fel, de kapcsolódik ahhoz a tágabb kutatási tendenciához is, melynek során a gondolkodás egyes képességeinek szerkezetét és fejlődési folyamatait írjuk le (lásd például Csapó 1988). Ennek a fejezetnek a középpontjában az iskolai tudás vizsgálatával kapcsolatos felmérés bemutatása áll, de a fejlődési folyamatok leírására felhasználjuk egy korábbi, részletesebb vizsgálat eredményeit is.[3]

Az indukció és az induktív gondolkodás értelmezésének elméleti keretei

Ha az induktív következtetés kifejezést használjuk, az jelentheti a tudományos kutatás egy adott lépését, egyéni kutatók vagy kutatócsoportok tevékenységét, de jelenthet egy személyes gondolkodási folyamatot is. Talán ez a többértelműség is okozza, hogy az indukció mint a filozófia, a logika, vagy a tudományelmélet által tanulmányozott következtetési forma sokáig egybemosódott az induktív gondolkodással mint pszichológiai jelenséggel. Ma már az induktív gondolkodás tanulmányozásával a pszichológiában is számos irányzat foglalkozik, és folyamatban van az induktív gondolkodás jelentőségét, szerkezetét, fejlődését és iskolai fejleszthetőségét tanulmányozó pedagógiai vizsgálatok önálló kutatási területté szerveződése is. A következőkben áttekintjük az indukció filozófiai és az induktív gondolkodás pszichológiai megközelítéseit.

A tágabb értelemben vett indukció fogalmába beletartoznak a valószínűségi, statisztikai jellegű következtetések is. Korábbi vizsgálatunkban (Csapó 1994a) még szerepeltettünk egy feladatot a valószínűségi aspektusok elemzésére, de úgy találtuk, hogy a gondolkodás tekintetében az indukció és korrelativitás teljesen szétválik és különböző módon fejlődik. Ezért a továbbiakban a korrelatív és valószínűségi gondolkodást az induktív gondolkodástól különböző, önálló területként vizsgáljuk (lásd a 8. fejezetet), így az ilyen mozzanatokra a szakirodalmi háttér bemutatása során sem térünk ki.

Az indukció filozófiai kérdései

Az indukció természetének tanulmányozása, az induktív módszerről való elmélkedés gyökerei a filozófiai gondolkodás kezdetéig nyúlnak vissza. A nyugati filozófia nem kisebb személyiségei szentelték a problémának munkásságuk egy részét, mint Hume, Carnap, Russel és Popper. A filozófiai értelmezés szerint „indukció: 1. szűkebb értelemben egy általánosításra való következtetés egyedi példákból; 2. tágabb értelemben bármely kiterjesztő következtetés, vagyis bármely olyan következtetés, ahol a következtetésben kimondott állítás túlmegy azon, amit a premisszák együttesen állítanak. A tágabb értelemben vett indukció különösen érdekes esetei az analógiával való érvelés, előrejelző következtetés, következtetés az okokra a jelekből és szimptómákból és a tudományos törvények vagy elméletek megerősítése.” (Skyrms 1995 368. o.)

Az indukció legutóbbi, talán legkidolgozottabb és valószínűleg legnagyobb hatású elmélete Karl Poppertől származik, aki „Objektív tudás” című könyvét a következő mondattal kezdi: „Természetesen lehet, hogy tévedek, de úgy gondolom, megoldottam egy fő filozófiai problémát, az indukció problémáját” (Popper 1983 1. o.). A probléma lényege, amelyről Popper úgy gondolta, hogy megoldotta, a hétköznapi megismerést tekintve némi leegyszerűsítéssel fogalmazva abban áll, hogyan lehet igazolni azt a hitünket, hogy az egyik helyzetben megszerzett tapasztalatokat (felismert szabályokat) más helyzetekre is érvényesnek tekintjük; úgy gondoljuk, hogy a jövő nagyjából olyan lesz mint amilyen a múlt volt. A probléma tudományelméleti megfelelője: hogyan lehet minden esetre érvényes univerzális állításokat (általános érvényű természeti törvényeket) véges számú megfigyelés alapján igazolni. Popper Hume-mal egyetértve – megállapítja, hogy közvetlenül nem lehet: bármennyi egyedi megfigyelést végzünk is, azokkal nem lehet igazolni az általános érvényű törvényt. A megoldás lényege, amit Popper javasol, a következő: bizonyos univerzális állításokat át lehet úgy fogalmazni, hogy azokat bizonyos esetekben már meg lehet cáfolni, vagyis azt meg lehet róluk mondani, ha nem igazak. Erre a lehetőségre alapozza Popper evolucionista tudományfejlődés-elméletét: az egymással versengő tudományos elméletek közül azt tekinthetjük (éppen) érvényesnek, amelyet (még) nem cáfoltak meg. Abszolút, végérvényesen bizonyított elmélet nincs, a gyakorlatban mégis mindig valamilyen elméletre kell hagyatkoznunk, Popper szerint a legjobban tesztelt elméletre.

Ami a kérdés pszichológiai oldalát illeti, Hume szerint az azonos helyzetek ismétlődése révén kondicionálódunk, kialakulnak a szokásaink és elvárásaink, amelyeket az új helyzetekben is alkalmazunk. Ezzel viszont Popper már nem ért egyet, inkább megfelelő transzformáció révén a probléma logikai (tudományelméleti) megoldását alkalmazza az indukció pszichológiai értelmezésére is. Az átvitelt a következő elv alapján kívánja megtenni: „…ami igaz a logikában, az igaz a pszichológiában is” (Popper 1983, 6. o.).

Ha az idézett megállapítást ebben a formájában szó szerint vesszük, azzal természetesen nem érthetünk egyet. A (klasszikus, arisztotelészi, kétértékű, formális) logikában ugyanis a „Ha p akkor q.” kijelentés igazságértéke csak p és q igazságértékétől függ, és nem függhet attól, hogy p és q milyen konkrét tartalom hordozója. Ami az emberi gondolkodást illeti, ez nem így van. A hétköznapi tapasztalaton túl számos, tudományos alapossággal elvégzett vizsgálat is bizonyítja, hogy a kijelentések értelmezése, igazságtartalmuk szubjektív megítélése nemcsak logikai szerkezetüktől, hanem tartalmuktól is erősen függ. Az ember következtetési sémái nem mindig – sőt inkább csak kivételes, tudományos alaposságot igénylő esetekben – követik azokat a szabályokat, amelyeket a formális logika kidolgozott. Igaz ez még a pontosan formalizált deduktív következtetésekre is, és még kevesebb alapunk van a logika és a gondolkodás közötti megfelelés feltételezésére a kevésbé szigorúan leírható indukció esetében. A formális logika nem a gondolkodás pszichológiai természetét tanulmányozza, annak eredményei, bár inspirálhatják a pszichológiai vizsgálódásokat, nem vihetők át a pszichológiai jelenségekre.

Elfogadhatjuk viszont Popper filozófiai megfontolásait, ha azokat evolucionista elméletének tágabb kontextusában értelmezzük. Mint későbbi fejtegetéseiből kitűnik, Popper nem a konkrét logikai igazságok szintjén képzelte el a transzformációt, hanem az indukció módszerében látott párhuzamot: az objektív, tudományos tudás és a szubjektív, egyéni tudás gyarapodásának mechanizmusát találta hasonlónak. Úgy gondolta, hogy a szabályosságok keresése velünk született tulajdonság, egyszerűen a túlélés elemi feltétele. Hipotézisek, feltevések megfogalmazása, a találgatás, ismeretlen helyzetekre vonatkozó várakozásaink szükségszerűen kialakulnak, ehhez nem kell nagyszámú ismétlődés, mint Hume feltételezte. Ezzel lényegében a próba-szerencse típusú tanulással analóg módon képzeli el az indukció működését, a hangsúly azonban nem a pozitív tapasztalatok ismétlődésén, azok megerősítő hatásán van, hanem azon, hogy a negatív tapasztalatok fokozatosan kiszűrik a hibás előfeltevéseket, várakozásokat.

Popper nézetei nemcsak a tudományelméletre voltak hatással, hanem közvetve a pszichológiára, a gondolkodással kapcsolatos kutatásokra, és különböző áttételek révén a tanítás módszereire is. Popper filozófiai megfontolásait háttérként tudhatták maguk mögött a tartalmi tudást, az egyes területekhez kötődő kompetenciákat felértékelő irányzatok, a természettudományok tanítását, benne a kísérletezés szerepét pragmatikus alapokra helyező reformerek is. Követői és tanítványai a tanításra, közelebbről az induktív módszerre vonatkozóan számos konkrét javaslatot is megfogalmaztak, Lakatos Imre (1981) például a matematika tanításával kapcsolatban. Mindamellett az indukció modern filozófiai elméletei még nem váltak általánosan ismertté és elfogadottá, a tantervfejlesztők és tananyagtervezők körében is számos elavult vagy leegyszerűsítő nézettel találkozunk.

Az induktív gondolkodás az iskolai tanulás kognitív folyamatainak egyik legintenzívebben kutatott területe. Csak az utóbbi két évtizedben e tárgyban megjelent fontosabb publikációk száma is kétszáz fölött van. Érdemes ezek alapján néhány fő tendenciát áttekinteni.

Az induktív gondolkodás helye a képességek rendszerében

Az egyik alapprobléma az induktív gondolkodás helyének, szerepének kijelölése a gondolkodáson belül, megkülönböztetése a gondolkodás más folyamataitól. Jelentőségét, központi szerepét mi sem bizonyítja jobban, mint, hogy a megismerés szinte minden fontosabb jelenségével, a kognitív pszichológia minden fontosabb tradicionális vagy modern területével kapcsolatos értelmezéssel találkozunk: az intelligencia, a tanulási potenciál, a deduktív gondolkodás és a fogalmak fejlődésének elmélete jelentik a fő viszonyítási rendszereket.

A hetvenes évtizedben, a kognitív pszichológia első nagy térhódítása idején az induktív gondolkodás értelmezésében a szabályindukció vált az egyik középponti témává, elsősorban a problémamegoldással kapcsolatos kutatásokhoz kapcsolódva (Egan és Greeno 1974; Simon 1974). Egy másik irányból, a matematikai feladatmegoldás felől közelítve Pólya György ugyancsak eljutott az indukció és az analógia jelentőségének hangsúlyozásához. Több könyvében is foglalkozik az induktív gondolkodással, a problémamegoldásban és a feladatmegoldásban betöltött szerepével. Különösen az analógiáknak tulajdonít fontos szerepet (Pólya 1988). A rosszul strukturált problémák megoldásának elmélete, amivel Pólya szintén sokat foglalkozott, már átvezet a heurisztika és az intuitív gondolkodás területére.

Igen jelentős azoknak a publikációknak a száma is, amelyek az induktív gondolkodást vagy annak valamelyik elemét az általános intelligenciával, a g faktorral hozzák kapcsolatba (Sternberg 1977). Nagyon sok intelligenciateszt tartalmaz induktív feladatokat, különösen az analógiák, a sorozatok folytatása, és a csoportba nem tartozó elemek megtalálása (kizárás, „kakukktojás” feladatok), valamint a két dimenzióban, mátrixszerűen elrendezett elemek szerepelnek az intelligenciatesztekben.

A nyolcvanas években erősödött meg az a szemlélet, amely az intelligenciát a tanulási képességeken keresztül értelmezte, és itt összekötő kapocsként domináns szerepet az induktív gondolkodás játszik. Pellegrino és Glaser (1982) is a tanulási adottságok között tartja számon, az általános képességekkel hozza kapcsolatba az induktív gondolkodást. Ropo (1987) a tanulás készségeiként értelmezve mutatja be az induktív gondolkodással kapcsolatos kutatásokat. Klauer (1990a) az általa kidolgozott feladatrendszerrel ugyancsak a tanulási képességek fejlesztésén keresztül kívánja az intelligenciát is fejleszteni. A tanulási potenciál mérésének újabb irányzatai szintén az induktív gondolkodást állítják a középpontba, néha explicite is azonosítva az induktív gondolkodást vagy annak egyes elemeit a tanulási potenciállal (Resing 1993), máskor csak a tanulási potenciál mérésére felhasznált eszközöket állítják össze induktív feladatokból (Tissink, Hamers és Luit 1993).

Az új értelmezések megjelenése nem szorította ki az induktív gondolkodás hagyományos koncepcióját sem, bár a hagyományos felosztásra emlékeztető rendszereket merőben új fogalmakkal építik fel. Az egyik, a tradicionális értelmezést megújító irányzat az induktív gondolkodást a deduktív gondolkodással állítja párhuzamba, kimutatva hasonló és különböző vonásaikat. Sternberg (1986a) a deduktív gondolkodással párhuzamosan tárgyalja az induktív gondolkodást, és a megkülönböztetés alapja szerinte az lehet, hogy hogyan jelenik meg bennük az általa értelmezett három információfeldolgozó eljárás (szelektív átkódolás, szelektív összehasonlítás és szelektív kombinálás). Úgy véli, az induktív problémák megoldásában a szelektív átkódolás és a szelektív összehasonlítás játszik szerepet, melyekkel a releváns és irreleváns információkat szétválogatjuk, míg a dedukció során a szelektív kombinálás eljárásait alkalmazzuk. Ennis (1987) a kritikai gondolkodás taxonómiájában az induktív gondolkodást a képességek 12 elemből álló rendszerében önálló egységként a következtetések között tartja számon (közvetlenül a dedukció után említve), és lényegét – a hagyományos szemléletnek megfelelően – az általánosításban látja, kiegészítve még a magyarázó jellegű következtetésekkel. Johnson-Laird (1988) rendszerében a gondolkodás öt fő formáját (asszociáció, számolás, kreativitás, indukció, dedukció) értelmezi, és az indukciót azzal különbözteti meg a többitől, hogy annak révén szemantikailag új információ keletkezhet. Ehhez az irányzathoz sorolható Gilhooly (1982) értelmezése is, aki a hipotézisek generálásában és tesztelésében látja az indukció lényegét.

Ugyancsak hagyományos kutatási terület a fogalmak fejlődését az indukción keresztül értelmezni. Dolgok közös jegyeinek kiemelése, csoportosítása szintén az induktív gondolkodás révén valósul meg (Egan és Greeno 1974; Markman 1989; Gelman és Markman 1987). Holyoak, Koh és Nisbett (1989) a klasszikus kondicionálás új elméletét alapozza az induktív tanulásra.

Az induktív gondolkodás elemei

Az induktív gondolkodás elemeit tekintve már kisebb változatossággal találkozunk, a legtöbb szerző ugyanazokat az összetevőket említi. Pellegrino és Glaser (1982) mindössze az analógiákat, a sorozatok kiegészítését, az osztályozásokat és mátrixok alkotását veszi számba, Sternberg (1986a) már csak az első hármat említi. Holyoak és Nisbett (1988) az induktív gondolkodás legfontosabb összetevőinek a kategóriák alkotását és fogalmak formálását, a genaralizációt, a specializációt és az analógiát tartja.

Az induktív gondolkodás elemeit és azok kapcsolatait pontosan értelmező, részletes és következetes rendszert Klauer (1990b) dolgozott ki. Definíciója szerint az induktív gondolkodás szabályszerűségek és rendellenességek megtalálását jelenti, mégpedig úgy, hogy tulajdonságokat és relációkat (viszonyokat) összehasonlítva hasonlóságokat, különbségeket, valamint együttesen megjelenő hasonlóságokat és különbségeket ismerünk fel. A definícióban felsorolt elemek kombinálásával az induktív folyamatok két nagy területe értelmezhető: a tulajdonságokkal és a relációkkal kapcsolatos indukció. A tulajdonságok hasonlósága révén az általánosítás (generalizáció), különbözőségeként pedig a megkülönböztetés (diszkrimináció) alakul ki, e kettő együttes alkalmazásának eredménye az osztályozás (klasszifikáció) képessége. A relációk hasonlósága a kapcsolatok felismeréséhez, különbözősége pedig a kapcsolatok megkülönböztetéséhez vezet. A kapcsolatok hasonlóságának és megkülönböztetésének együttese a rendszeralkotás. Klauer rendszerében a hat alapvető induktív folyamat azonosítása olyan egyértelmű, hogy annak alapján strukturált fejlesztő feladatrendszert lehet kidolgozni (Klauer 1989a, 1990b). Klauer maga három fejlesztő tréninget dolgozott ki különböző életkorú gyermekek számára: az 5–8 éves korosztálynak főleg képi elemeket tartalmazó gyakorlatokat (Klauer 1989b), a 10–13 éveseknek már az olvasni tudást is feltételező feladatokat (Klauer 1991), és egy ehhez hasonló rendszert tanulási nehézségekkel küzdő fiatalok számára (Klauer 1993). Az induktív gondolkodás így azonosított elemeit felhasználva számos más, különböző kontextusban és különböző konkrét tartalmakkal működő fejlesztő program is készült.

Az induktív gondolkodás mechanizmusainak vizsgálata

Az induktív gondolkodás legtöbb összetevőjének mechanizmusát igen részletes vizsgálatokkal tárták fel, melyek eredményeként számos algoritmust, modellt dolgoztak ki. A legtöbb vizsgálat valószínűleg az analógiákkal foglalkozott, számban ezt követte a sorozatokkal kapcsolatos feladatok elemzése, és viszonylag kevés vizsgálat foglalkozott az induktív gondolkodás egyéb összetevőinek mechanizmusaival.

Rumelhart és Abrahamson (1973) szóbeli analógiákat használva valószínűségelméleti modellt dolgozott ki az analóg gondolkodásra. Sternberg (1977) könyvében négy nagyobb kísérletet mutat be, módszerei között a megoldási idők mérése és a hibaelemzés egyaránt szerepel. Az analógiák mechanizmusait elemzi Gentile, Kessler és Gentile (1969), a geometriai analógiákra koncentrál Labra és Jiminez (1990); a matematika tanításában való alkalmazás kapcsán pedig Halford és Boulton-Lewis elemzi az analógiákat. Pellegrino és Glaser (1982) az analógiák működésének leírására algoritmusokat dolgozott ki, majd a feladatok megoldása során mérte a válaszidőket, így tesztelte az algoritmusok érvényességét. Részletesebben a szóbeli, a figurális és a számanalógiákat vizsgálták. Gick és Holyoak (1983), valamint Holyoak (1985) a kognitív pszichológia séma koncepcióját használja fel, és a transzfert a sémák által közvetített analógiákon keresztül írja le.

A sorozatokkal kapcsolatban Restle (1970) megfigyelte, hogy a kísérleti személyek (vizsgálatában egyetemisták) először kisebb részekre bontják azokat és a kisebb szakaszon megfigyelhető szabályokat keresik. Ebert és Tack (1974) a reakcióidők mérése révén a számsorozatokkal kapcsolatos feladatok megoldását elemezte. Holzman, Pellegrino és Glaser (1983) részletesen feltérképezte a sorozatok folytatásában megjelenő kognitív folyamatokat. Butterfield, Nielsen, Tangen és Richardson (1985) a betűsorozatok megoldásának mechanizmusait tesztelméleti módszerekkel vizsgálta.

Az indukció eddig legátfogóbb kognitív pszichológiai elemzésére Holland, Holyoak, Nisbett és Thagard (1986) vállalkozott. Könyvükben áttekintik az induktív gondolkodással kapcsolatos fontosabb kérdéseket, alapvető módszerük azonban az információfeldolgozás paradigmához kötődik és a számítógépes modellezhetőség szempontjait tartják szem előtt. Az induktív folyamatokat feltételakció típusú szabályok rendszerével írják le. A két fő mechanizmus, amely modelljeikben megjelenik: a régi szabályok folyamatos felülvizsgálata és új szabályok generálása.



[3]