На пути к психологии практического мышления

Таким образом возникает необходимость сравнить характер отображения объекта текстом и моделью. Можно выделить три варианта соотношения между ними.

Если при формировании задачи выделены те же стороны объекта, в том же отношении, как и в модели, и идеализация элементов объекта в задаче совпадает с идеализацией физической модели, то текст, по существу, является словесным вариантом модели (Т<М). Переход в этом случае, по сути дела, не нужен, ведь ученик имеет дело с самой моделью.

Если при формировании задачи оказывается выделенной та же сторона, что и в модели, но идеализация элементов текста неопределенна, отдельные слова в этом случае допускают различное толкование, а значит, при некоторых условиях возможно и различное понимание текста в целом. Это тот случай, когда наряду с физической моделью, к которой нужно прийти в процессе решения задачи, текст допускает переход и к другим системам – смежным с данной моделью или более общим по сравнению с ней. Ни одна из этих систем не может привести к правильному решению. Здесь, по сути дела, мы сталкиваемся с тем частным случаем понимания текста, когда искомая модель выявляется лишь при определенном, правильном толковании его (ТОМ).

И наконец, получается существенно новый вариант соотношения текста и модели, если объект при отображении в тексте рассмотрен не в том же отношении, что в модели, если в тексте и в модели оказались выделенными разные стороны объекта (Т/М). При этом полное несовпадение выделенных сторон бывает довольно редко. Чаще наблюдается их частичное несовпадение (ТОМ). Так, в тексте может излагаться конструкция прибора, способ измерения, явление – как его видит наблюдатель. Во всех этих случаях не описываются ни физические процессы, ни их отдельные характеристики. Поэтому бывает очень трудно установить модель. Но даже когда она установлена, переход к физической модели бывает затруднен. В данной ситуации решающий, как правило, стремится по описанию в тексте мысленно представить объект, смоделировать его и таким образом установить связь между элементами текста и модели.

При обучении школьников переходу от текста задачи к модели можно пользоваться алгоритмическими предписаниями, составленными для разных случаев. Наряду с этим целесообразно постепенное введение трудностей перехода с указанием учащимся этих трудностей и способов их преодоления. Как показали наблюдения, при решении задачи полезно придерживаться такой схемы анализа.

1. Опишите явления, указанные в тексте задачи; если возможно, нарисуйте их.

2. Какие физические законы описывают эти явления? Опишите возможность и разумность применения этих законов.

3. Что известно в задаче об элементах этих законов? Какими словами задачи они указаны?

4. Какие элементы закона в задаче не даны? Что о них известно?

Каждый этап анализа приближает учеников к пониманию скрытого смысла высказываний текста задачи, что способствует успешности ее решения.

Об организации мыслительной деятельности учащихся в процессе анализа физической задачи[3 - Корнилов Ю. К. Об организации мыслительной деятельности учащихся в процессе анализа физической задачи // Вопросы психологии и педагогики труда, трудового обучения и воспитания. Материалы IV межвузовской конференции. Ярославль, 1969. Ч. 1. С. 75–79.]

Анализ – важная и наиболее трудная часть решения физической задачи. Учителя и методисты отмечают у многих школьников нежелание и неумение делать анализ задачи. Решение у таких учеников сводится к «выискиванию нужных формул и к пробе – получится или нет» (Александров, Швайченко, 1948; Егоров, 1962; Лещенко, 1962).

Такое положение связано в известной степени с тем, что учитель анализирует каждую задачу по-новому, так как опирается только на ее физический смысл. Процесс формализации сложен и для него, поэтому он затрудняется найти и указать ученикам общее в анализе разных задач.

Нам представляется возможным построить достаточно общую схему анализа физической задачи, опираясь на психологический анализ процесса мышления учащихся при решении физических задач и обнаруженные особенности структуры физической задачи.

Ход анализа задачи в общем случае можно разбить на четыре этапа.

1. Чтение и общее понимание текста задачи. При первом чтении понимание смысла задачи еще не полное, оказываются осмысленными лишь некоторые, чаще основные элементы явления и ситуации. Внимание концентрируется на цифровых данных, на некоторых знакомых словах и словосочетаниях, которые легко преобразуются в термины. Нередко решающий стремится мысленно представить явление, ситуацию, помогает себе рисунком или чертежом. Вся эта и последующая деятельность направлена на выдвижение гипотезы модели, которой можно воспользоваться для решения задачи.

2. Выдвижение гипотезы модели объекта задачи на основе узнавания модели. Составляя задачу, автор имел в виду какую-то определенную модель, употребление которой и должно привести к решению задачи. При этом даже в самом сложном случае можно найти какие-то признаки, прямо или косвенно указывающие на эту модель.

Одним из таких признаков может быть само явление, описанное в задаче. Ведь именно его следует смоделировать. В тех случаях, когда ученики знают только один способ описания подобного явления, узнавание оказывается несложным. Если известно несколько таких способов, то необходимы дополнительные признаки, чтобы остановиться на чем-то одном. Особенно сложным оказывается случай, когда процесс в задаче не описывается и не называется. В подобной ситуации физическое явление, процесс нужно воссоздать, опираясь на сведения, содержащиеся в задаче, и на собственные знания. Здесь бывают необходимы и научные знания, и жизненный опыт, и богатое воображение.

Другим признаком, позволяющим опознать модель, бывает наличие всех или отдельных элементов модели в явной или неявной форме. В самом простом случае в тексте обнаруживаются все или большинство элементов модели, которые легко объединяются в систему (например, если Т=М или Т=М). В более сложных случаях удается заметить лишь несколько или один термин, соответствующий одной какой-то модели. Если термин может принадлежать нескольким разным моделям, значит, необходимы дополнительные признаки.

Менее надежно указывают модель слова, которыми обычно обозначают те или иные ее элементы. Это особенно относится к словам, не имеющим прямого отношения к модели, но часто встречающимся в задачах, которые решались с помощью данной модели. Так, слово «падает» обычно считают за признак свободного падения, в то время как падение может быть и равномерным движением, и равноускоренным (но не свободным).

Для выявления привычных обозначений отдельных терминов мы выписали из двух параграфов стабильного задачника варианты обозначения словами выражения «V

=0». Вариант, когда слова (С) тождественны элементу (Э) модели (с?э) встретился в 14 % случаев («начальная скорость равна нулю»). В большинстве случаев (61 %) полного тождества не было, но смысловое значение было близким элементу модели (с?э) «выехал», «с остановки», «отход» и т. д. В остальных случаях (25 %) термин заменяли длинные высказывания, которые лишь косвенно говорят об элементе модели (с/э): «Вагонетка в течение одной минуты катится под уклон». «По-видимому, до этого она стояла, значит, движение началось со скорости, равной нулю», – рассуждает решающий.

Нередко модель в тексте задачи просто называется специальным термином или – менее определенно – словом, которое обычно его заменяет. В подобных случаях поиск модели чрезвычайно упрощается.

Наконец, учащиеся в своей практике, выбирая модель, могут ориентироваться на тему, которая в этот момент изучается, или на название параграфа задачника, где напечатана задача. Это, безусловно, надежные признаки. Но такая практика не тренирует в узнавании модели по внутренним (по отношению к задаче) признакам. Ведь жизнь будет преподносить выпускникам школы задачи без указания параграфа или темы, без называния модели.

Наряду с узнаванием модели решающий проверяет, позволительно ли употребление выдвинутой гипотезы модели в данном случае, можно ли принять те допущения и приближения, которые лежат в основе данной модели. Такая проверка позволяет выбрать из нескольких возможных в данном случае моделей единственно верную.

3. Сужение понимания текста до адекватного модели. После того как появилась гипотеза модели, начинается перевод слов текста на язык выбранной модели. Смысл слов сужается, конкретизируется в сторону модели. При этом выделяются существенные теперь данные, отбрасываются несущественные. Выдвинутая гипотеза уточняется, перестраивается и даже может быть признана вовсе непригодной. Надо иметь в виду, что выбранная уже модель обладает инертностью. Отказаться от нее, придумать новую бывает очень трудно. Вот почему так важно уметь сразу правильно опознать модель. Перевод на язык модели слов текста задачи иногда бывают сложным и после установления гипотезы. Это зависит от уже указанного соотношения между словами, обозначающими некоторый элемент модели, и самим термином, элементом модели (с – э), и от соотношения между текстом задачи и моделью в целом (Т – М).

4. Поиск решения. После того, как задача перестроена и записана на языке модели, идет этап поиска решения задачи. Решающий использует известные законы и формулы, свой жизненный опыт и связи, отношения, продиктованные ситуацией задачи. В этом нередко помогает удачно сделанный чертеж, схема. В тех случаях, когда поиск решения идет последовательно и планомерно, учащийся начинает с главного вопроса задачи, отвечает на него и выясняет, что в ответе уже известно, а что еще требуется определить. В результате составные части ответа как бы делятся на две группы: элементы, уже известные из условия задачи, и элементы, которые еще нужно найти. Последние становятся составной частью новых вопросов. Такая цепочка операций выполняется до тех пор, пока все элементы не станут известными. Это и означает, что решение уже найдено.

Приведенные выше этапы решения задачи практически неотделимы друг от друга. Они тесно переплетаются, могут протекать одновременно, в ином порядке и т. д. Кроме того, в более простых случаях некоторые этапы просто отсутствуют, часть работы за решающего оказывается как бы уже выполненной. Но учащихся нужно тренировать в деятельности, характерной для каждого из этапов, подчеркивая их назначение, обращая внимание школьников на те приемы и способы, которыми они пользуются, преодолевая очередную трудность. С этой целью мы проводили анализ задачи на уроке физики по такой схеме.

1. Определить ближайшую, возможную модель:

а) установить, о каком явлении идет речь в задаче, описать это явление, если возможно, начертить схему, график. Назвать предполагаемые модели;

б) определить, какие знакомые элементы моделей есть в задаче, как они связаны между собой, какие возможны модели, описывающие это явление и содержащие эти элементы;

в) что сказано в задаче специально о модели. Какая же возможна модель?

г) позволительны ли вводимые моделью допущения, приближения в данном случае?

2. Уточнить физический смысл задачи путем выявления терминологического значения слов текста (преобразовать слова и термины):

а) установить, какие элементы должны входить в данную модель;

б) что известно о каждом элементе, как это удается установить?

в) каковы отношения между данным элементом и словами, дающими о нем сведения? Определить эти отношения;

г) какие еще сведения можно почерпнуть из текста?

3. Выявить модель на основе уточненного физического смысла:

а) передать условие задачи, пользуясь строгой терминологией;

б) записать условие, сделать чертеж.

4. Определить лишние и недостающие термины:

а) с какой целью приведены лишние данные;

б) как можно найти недостающие данные (справочники и т. п.).

5. Сопоставить выявленную модель с текстом:

а) каково соотношение Т – М по количеству данных?

б) каково соотношение Т – М по способу кодирования М в Т?

в) какие еще особенности кодирования модели в тексте можно заметить?

6. Построить схему решения, отталкиваясь от главного вопроса задачи. Определить ее особенности.

7. Реализовать схему решения.