Юрий Корнилов - На пути к психологии практического мышления

Эта ложная направленность иногда возникает и в результате систематической деятельности под руководством учителя, когда она провоцируется подбором задач. Например, задачу о парашютисте испытуемые обычно решали как задачу на свободное падение, хотя в тексте ясно сказано: «считать падение равноускоренным».

Для того чтобы проверить правильность последнего предположения, задача о парашютисте была предложена учащимся 11-го класса, занимающимся в школе юных физиков при пединституте. Из 37 решавших справились с задачей 13, один не решил, а остальные решили неверно: 16 школьников решали ее, используя формулы свободного падения; 5 школьников – формулы энергии. В беседе выяснилось, что на этом занятии они повторяли тему «Энергия».

Таким образом, чтение условия задачи, как правило, бывает неоднократным, что позволяет испытуемым словесно переформулировать некоторые данные и перестроить свои установки на адекватное осмышление реальных условий конкретной задачи. Однако процесс преобразований на этом не заканчивается.

Уже во время чтения условия задачи начинается «перевод» условия задачи с языка разговорного на язык символов и формул, из плана конкретного в план абстрактный. Данный этап преобразований имеет свою специфику.

Большинство физических задач интересно именно тем, что явления и предметы, которые в них описываются, представляют собой объекты реального мира. А это значит, что каждый предмет имеет множество сторон и качеств, сложнейшим образом связан с другими предметами. Явления, которые называются в задаче, многоплановы, характеризуются различными свойствами и качествами. Это можно сказать даже о самой простой задаче, где данные намеренно абстрагированы. Например, задача: «Пуля вылетает из горизонтально расположенного ружья со скоростью 300 м/с. На каком расстоянии от места выстрела упадет пуля, если высота ружья над поверхностью земли равна 1,2 м?».

Пуля приобрела такую скорость, двигаясь в стволе ружья под давлением пороговых газов. Двигаясь дальше, она будет преодолевать сопротивление воздуха, вследствие чего скорость будет меняться. Сопротивление зависит от формы пули, ее положения в полете, материала, из которого она изготовлена, от скорости движения. Поверхность земли можно принять за горизонтальную плоскость, за сферу огромного радиуса, наконец, предположить, что это холмистое поле или луг. Оказывается, что в данной задаче предполагается рассматривать движение пули только с момента, когда прекратилось действие пороховых газов; мы вовсе не должны учитывать сопротивление воздуха, а землю принять за строго горизонтальную плоскость.

Отсюда видно, что из всего множества предметов, явлений решающий должен выбирать только несколько объектов в их одной связи, абстрагироваться от массы свойств и признаков, часто не только житейских, но и физических.

Задачи, с которыми мы встречаемся в школьной практике, часто содержат материал, уже абстрагированный в той или иной степени. Более всего это относится к задачам по механике, особенно кинематике, а также к математике, которая полностью лишена указанной трудности.

Мы должны помнить, что обучение на таких «абстрагированных» задачах не дает еще умения решать практические, реальные задачи. Однако «абстрактные» задачи можно рассматривать как идеализированные модели реальных физических задач, т. е. использовать в качестве своеобразных тренажеров.

Переход с обычного языка на язык символов является необходимым, но достаточным условием для решения физической задачи. Требуется еще найти способы преобразования известных данных так, чтобы получить ответ на вопрос задачи, т. е. связать неизвестное с известным. В этом плане можно выделить ряд ситуаций, характеризующих субъективную меру трудности задачи для испытуемого.

1. Задача для решающего является простой во всех отношениях

Например, для испытуемого С. дана задача: «Какую горизонтальную скорость имел самолет при сбрасывании бомбы с высоты 800 м, если бомба упала на расстоянии 500 м от места бросания?».

Уже чтение задачи сопровождается анализом и сопоставлением данных. При этом обнаруживается, что данные подобраны для подстановки в известную формулу так, что вычисления дадут ответ. Решение такой задачи сопровождается возгласами типа: «А, ясно!», «Ага» и т. п. Процесс решения ясен, остается произвести лишь необходимые вычисления.

По-видимому, здесь ситуация такова, что решающий, проделав анализ, сопоставив данные, сразу понял физический смысл задачи и ее отнесенность к определенной теме. Число формул, описывающих данное явление, в этой теме ограничено. Сопоставление имеющихся данных и известных формул позволяет школьнику быстро выбрать нужную формулу. Решение задачи становится очевидным. Та же самая задача для других испытуемых оказывается сложной.

2. Задача для решающего является простой по типу решения

Уже во время чтения и записи условий решающий обнаруживает, что он «решал такие задачи», что это «то же самое». При выяснении, в чем же заключается сходство, испытуемые иногда называют некоторые признаки: «в обеих задачах надо найти ускорение системы», «обе задачи содержат движение в вертикальной плоскости» и т. д. Но чаще встречаются более сжатые и неопределенные ответы: «Эта задача на свободное падение»; «Они обе на второй закон Ньютона». Такие представления о типе возникают во время школьных занятий, когда сразу после изучения формулы или закона решаются задачи на этот закон или формулу.

При решении группы одинаковых в этом смысле задач, вторую, третью и другие задачи ученик анализирует уже иначе. Он ищет в них сходство и различие с предыдущими задачами. Стремится, опираясь на общее, решить следующую задачу, как предыдущую. При решении как ненужные опускаются трудные, но важные, ценные, воспитывающие элементы (этапы) решения задач. Отсюда становится совершенно ясно, что существуют некоторые признаки, позволяющие отнести задачу к какому-то определенному типу.

На первый взгляд, такой путь решения задачи имеет только недостатки: он приучает к формализму, предполагает деление всех физических задач на пресловутые типы, готовит умение решать только типовые задачи. Кроме того, при таком решении опускается масса полезных, воспитывающих деталей.

Однако дальнейший анализ показывает, что такой путь имеет и серьезные достоинства: учит «узнавать» задачу, т. е. относить какой-то принцип или прием в решении (основную формулу, логическую схему, искусственный прием) к известному случаю; помогает рационально решать многие другие задачи; оказывается составной частью более сложного способа решения.