Страница 3 из 11
Испытуемая Г., кроме цифр, заметила только, что одну минуту нужно будет перевести в секунды. А к представлению о замедляющемся движении она пришла только после четвертого чтения, когда уже была сделана одна попытка решения задачи и был получен нелепый результат. Указание в тексте на торможение и равнозамедленное движение было у данной испытуемой подавлено словом «ускорение». Сопоставление данных, построение в уме модели ситуации задачи, гипотеза решения обнаруживают недостаток данных. Для отыскания дополнительных сведений решающий вновь обращается к условию задачи уже с определенным вопросом. Это и помогает ему найти дополнительные сведения. Таким образом, одна из причин, затрудняющих решение задачи и заставляющих испытуемого перечитывать условие задачи, связана с недостатком информации, которую почерпнул решающий при первом чтении.
Другая причина состоит часто как раз в обратном: текст почти каждой задачи оказывается переполненным смыслом. Рассмотрим, например, такую задачу. «Советский парашютист в 1945 году совершил рекордный прыжок с высоты 10,4 км и пролетел до высоты 600 м, не раскрывая парашюта в течение 150 секунд. Определить наибольшую скорость полета парашютиста, считая падение его равноускоренным».
Ясно, что в этой задаче совершенно неважно, был ли этот прыжок рекордным и в каком году он был совершен. Но и это оказывается далеко не всегда очевидным.
Однако это только внешне выраженная перегрузка сведениями. Какой смысл кроется в словах «не раскрывая парашюта?». Существенная это деталь или несущественная? «Определить наибольшую скорость». Почему не спрашивается о скорости в конце полета? Может быть, наибольшая скорость будет где-то в другом месте? Само упоминание о полете наводит на мысль о быстром движении и его причине в земном притяжении. «Сопротивление воздуха считать или нет?» – размышляет испытуемый Л. Он парашютист, и для него смысл ситуации наполнен более конкретным содержанием, чем для других испытуемых.
Таким образом, из всей массы сведений, связанных с задачей, решающий должен выбрать, выделить только существенные для ее решения. Преодолеть эту трудность удается только в процессе решения задачи, при построении гипотезы, проекта решения.
Наконец, третья причина может заключаться в том, что решающий просто неверно понял условие задачи и, главное, ее вопрос. Это может быть следствием неясной формулировки условия или же результатом установок личности, возникших при решении других задач. Эта предыдущая деятельность может носить эпизодический характер. Так, испытуемый Ч. перед экспериментом читал отчеты других испытуемых. В результате в своем решении он постоянно допускал ошибки, невольно отождествляя свою задачу с теми, которые читал.
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.