Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Развитие субъекта образования проблемы, подходы, методы исследования
.pdf
161
ба VII. Происходит не только ориентировка на замкнутую ли
нию, плоскую фигуру, но и осознание ее формы, которая ста
новится как бы наглядным эталономориентиром, связанным
с решенной задачей и включаемым вместе с ней в семантичес
кое поле распознавания последовательного соединения.
Рассмотрим теперь, как учащиеся решали задачу 2. Как
видно из таблицы, успешность ее решения несколько выше,
чем предыдущей (схема с параллельным соединением про
водников: 70% и 74%, с последовательным: 81% и 83% верных
ответов). Это объясняется тем, что вопрос задачи наталкивал
на использование практикоориентированных признаков, и
тем, что, хотя в схемы и были внесены изменения, но факти
чески учащиеся их видели во второй раз и имели возможность
проверить свои ответы о видах соединений использованием
других способов и приемов умственной деятельности.
Задача 2. Рис. 32.
Ответ 1 (правильный).
И. Миша С.(усп. 4—5). Выключатель отключает лампочку Л2, а Л1—
продолжает гореть (прием III).
И. Женя Щ.(усп. 4—5). От источника в верхней точке токи разветвля
ются, в нижней — сходятся (прием II). Лампы включены параллельно.
Выключателем отключается только одна ветвь, другая остается под на
пряжением.
И. Оля Р.(усп. 3—4). В первый раз я думала, что лампочки включены друг
за другом последовательно, теперь поняла, что параллельно. Раньше обвела
линию с лампочками и амперметром, а теперь — от каждой лампочки к
источнику. Получилось две ветви. Помогло то, что около второй лампочки
выключатель (способ V).
Ответ 2.
И. Наташа И.(усп. 3). Стала растягивать цепь от точки К и запуталась,
где какая лампочка (способ VI).
Ответ 3.
И. Катя Б.(усп. 3—4). Раньше видела, что лампочки на одной замкнутой
линии, в которой сделали разрыв, поэтому все погасли (способ VII).
И. Оля С.(усп. 3—4). Уже эту задачу решала как последовательное соеди
нение, где лампочки друг за другом (способ IV), после разрыва все гаснут.
Ответ 4 (не знаю).
И. Женя К. (усп. 3). Начал обводить с лампочки Л1, дошел до разветвле
ния. Потом не успел дойти до К (способ V).
162
И. Саша Т. (усп. 3—4). Проводники от первой и второй лампочек идут на
встречу друг другу. Где начало, где конец — понять трудно (прием I).
Задача 2. Рис. 33.
И. Сергей П. (усп. 3—4). Показалось, что разрыв только в одной ветви,
так как ветви параллельны (способ IV).
Ответ 3 (правильный)
И. Саша Г.(усп. 4). От точки К обвел цепь, в ней разрыв (прием III). Все
лампочки гаснут.
Исп. Таня К.(усп. 4). До разрыва ток шел от «+» к «» один и тот же,
т.е. лампочки соединены последовательно (прием II). Одним выключате
лем прерываем ток во всей цепи.
Ответ 4 (не знаю)
И. Иван А.(усп. 3—4). В первой задаче был уверен, что соединение парал
лельное. Лампочки как бы стоят в параллельных частях (способ IV). А в
этой распрямил цепь в месте разрыва и получилась прямая линия (способ
VI). Пришел в тупик.
Из приведенных наблюдений и бесед видно, что одна
группа учащихся попрежнему актуализирует те системы опе
раций, которые сложились в их опыте как способы для быст
рого решения задач, причем ускорение достигается либо за
счет меньшего числа операций (способы IV—VII), либо за счет
сложившихся в ходе тренировки стереотипов (приемы I—III).
Другая группа соотносит содержание задачи 2 с ранее решен
ной задачей 1, ориентируясь либо на сходство условий, либо на
их различие, в частности, на новизну вопроса задачи. Выделяя
общность условий, они рассматривали задачу 2 как вариант
задачи 1 и либо актуализировали ранее использованный спо
соб (или сохранившийся в семантическом поле образец реше
ния), либо, учитывая сходство задач, актуализировали другие
приемы, обычно реализуемые для самоконтроля, фактичес
ки как бы продолжая решение предыдущей задачи, прерван
ное изза недостатка времени. Выделяя различия в задачах,
учащиеся актуализировали способы, адекватные новым усло
виям, в частности, содержанию вопроса задачи, наталкиваю
щего на использование практикоориентированных призна
ков. В действиях учащихся проявляется их готовность к ис
пользованию всего семантического поля приема (как ядра,
163
так и периферийной части) адекватно содержанию задач и
времени, отведенному на работу.
Выше мы рассмотрели приемы, введенные учителем при изу
чении последовательного и параллельного соединений проводни
ков. При решении задач, содержащих один из этих видов соедине
ний, проявлялась готовность учащихся к актуализации и реализа
ции семантических полей введенных приемов. Рассмотрим теперь,
как учащиеся использовали эти приемы в задачах на смешанное
соединение проводников. Оно в учебниках специально не рас
сматривается, а только предлагается на уроках решения задач.
Приведем фрагмент беседы с учителем перед уроком.
Э. Какую цель Вы ставите, включая в план урока смешанное соединение?
У. Приблизить физику к жизни. В жизни встречаются оба вида соедине
ний в одной электрической цепи. Кроме того, эти задачи развивают мыш
ление: ученик учится видеть простое в сложном, разделяет цепь на участ
ки, где проводники соединены последовательно или параллельно и можно
применить законы физики.
Э. Значит, главное — ученик учится мысленно выделять части в целом?
У. Не только, но и видеть связи между частями. Например, ученик сначала
выделяет в цепи участок АВ (последовательное соединение R1 и R2), уча
сток ВС (параллельное соединение R3 и R4). Потом устанавливает связи
между участками АВ и ВС. Они соединены последовательно (рис. 36).
Рис. 36.
Э. А как выделяются участки?
У. По точкам разветвления и схождения токов. Получается неразветв
ленная и разветвленная части цепи. Так же можно рассматривать каж
дую ветвь (рис. 37).
Рис. 37.
164
Из беседы с учителем видно, что он использует систему
операций, позволяющую сформулировать следующий прием.
Прием исследования цепи из нескольких проводников.
1. Укажи на схеме полюса источника электрического тока
и его направление.
2. Обозначь на схеме точки разветвления и схождения
электрических токов.
3. Выдели неразветвленные и разветвленные части элек
трической цепи, рассмотри их как последовательно соеди
ненные участки.
4. Исследуй каждую часть цепи отдельно.
а) В неразветвленной части цепи определи количество
проводников, соединенных последовательно.
б) В разветвленной части цепи определи количество па
раллельно соединенных ветвей. Исследуй каждую ветвь от
дельно.
Ход обучения.
Учитель говорил учащимся, что в практике обычно в
цепь включены оба вида соединений и приводил пример.
Учащиеся выделяли участки АВ и ВС, а так же связи между
ними, делали вывод, что как бы смешаны два вида соедине
ний и поэтому название его «смешанное». Далее учащиеся
решали количественные задачи на вычисление силы тока, об
щего сопротивления, общего напряжения в цепи и на отдельных
участках.
Схемы к задачам 1—6 давались в следующем порядке.
Схема к задаче 1 Схема к задаче 2
Рис. 38. Рис. 39.
165
Схема к задаче 3 Схема к задаче 4
Рис. 40. Рис. 41.
Схема к задаче 5 Схема к задаче 6
Рис. 42. Рис. 43.
Учитель по ходу анализа двух схем оказывал учащимся
помощь, способствуя осознаванию операций приема и его
формулированию. При чтении последующих схем учащиеся
должны были оказать помощь решающему у доски, т.е. вы
полняли работу полусамостоятельно. Время анализа схем и
последующих вычислений не ограничивалось. Поэтому уче
ники могли использовать и какиелибо свои средства и про
верять себя по приему, предложенному учителем.
Приведем для примера один из способов, открытых уча
щимися.
Фрагменты бесед с испытуемыми.
Задача 3.
И. Елена Е.(усп. 5). Сразу видно, что R3 и R4 можно заменить одним, сум
мой. Дальше, как в первой схеме (актуализация наглядных эталоновори
ентиров).
Задача 4.
И. Маша Ж.(усп. 3—4). R1, R3 и R5 соединены последовательно один за дру
гим (способ IV). А R2 и R4— параллельно напротив друг друга в ветвях
(способ IV). Нет, чтото не так. Ток разветвляется в точке А ... (пау
166
за), по R2 и R4 идет часть общего тока, а в R3 (пауза), в R3 тоже не весь
ток (пауза). Значит, здесь три веточки (смеется). Из трех веточек ток
сходится и идет в пятое сопротивление. (Прием исследования смешан
ного соединения). Перенесем R1 к R5 и получим как в предыдущей задаче,
только параллельное соединение из трех ветвей.
Задача 5.
И. Миша С.(усп. 4—5). Видно сразу: третья и четвертая лампочки рас
положились параллельно (актуализация наглядного эталонаориентира).
Заменим их одной и получим вторую схему, только перевернутую.
Задача 6.
И. Женя Е.(усп. 5). Если Л5 вывернем, Л3 горит, если Л3 ввернем, ток раз
двоится (прием III). Подсчитаем сопротивление и вместо двух включим
одну Л8 . Тогда Л2, Л8 и Л4— расположатся по одной прямой (способ IV).
Сложим их сопротивления и вместо трех ламп включим одну Л9. Получим
схему как первую, только три параллели.
Из рассуждений учащихся следует, что в ходе трениров
ки они используют способ конструирования схем и сведения
их к ранее рассмотренным образцам. Для конструирования
они выделяют участки с легко распознаваемыми видами со
единений и заменяют их одним участком. В случае сомнений
используется прием исследования смешанного соединения,
введенный учителем (ищут точки разветвления и схождения
токов, выделяют неразветвленную и разветвленную части
цепи). После упрощения схемы для работы с полученной
конструкцией применяются образцы решения задач.
Таким образом, в ходе решения задач на смешанное соеди
нение происходит образование семантического поля с ядром
(прием, введенный учителем) и периферийной частью, в кото
рую входят новые способы (конструирование упрощенных
схем), семантические поля ранее введенных приемов распоз
навания видов соединений, образцы задач на смешанное со
единение и образцы их решений. Причиной образования око
лоядерного массива исходного приема послужили не столько
затруднения учащихся в выполнении каждой операции и их
количестве, сколько попытки сделать схему удобообозримой,
что позволило бы ускорить процесс решения. Следовательно,
уже в ходе тренировки у учащихся происходит становление го
товности к использованию всего семантического поля приема
(как ядра, так и его периферийной части).
167
Для изучения проявлений этой готовности и фактическо
го выбора учащимися компонентов семантического поля мы
провели второй этап эксперимента.
5.4. Избирательность школьников
в использовании компонентов
семантического поля
Материал эксперимента — две задачи. В каждой задаче тре
бовалось определить общее сопротивление проводников,
включенных в электрическую цепь.
К задаче 1 давалась схема и ответы для выбора (рис. 44).
Ответы:
R0 = 4 Ом
R0 = 0,25 Ом
R0 = 1 Ом
R0 = 0,5 Ом
Рис. 44.
Использовалась методика «Быстрое решение». Учащий
ся должен был как можно быстрее решить задачу — указать
один из ответов. В ответах учтены возможные варианты ре
шения: ученик посчитал, что проводники соединены: а) после
довательно (R
= 4 Ом), б) параллельно (R0 = 0,25 Ом), в) со
0
единение смешанное: в каждом участке проводники соеди
нены параллельно, а участки между собой последовательно
= 1 Ом), верное решение, г) ученик нашел только сопро
(R
0
тивление каждого участка, но не учел, что они соединены
последовательно (R
= 0,5 Ом) и др. Чтобы исключить затра
0
ты времени на воспроизведение формул, они были записаны
на листочке и находились в поле зрения ученика.
168
Запись формул:
= R1 + R2 + R3 + ... (последовательное соединение)
R
0
(параллельное соединение)
(параллельное соединение).
После указания ответа ученик должен был пояснить, как
этот ответ получен. При этом экспериментатор мог задать
дополнительные вопросы, чтобы прояснить, какие приемы
использовал ученик.
К задаче 2 давали только схему (без ответов) (рис.45).
Рис. 45.
Использовалась методика «Быстрое решение» в сочета
нии с методикой «Рассуждай вслух». Ученик должен был сна
чала быстро назвать виды соединений в электрической цепи,
затем решать задачу вслух и делать необходимые вычисления.
Если в ходе развернутого рассуждения ученик обнаруживал,
что неверно выделил участки и виды соединений проводни
ков и участков между собой, то экспериментатор задавал до
полнительные вопросы, чтобы выяснить, какие способы ис
пользовал ученик первоначально при быстром решении.
В конце эксперимента ученику предлагалось решить каж
дую задачу, строго следуя указаниям введенного приема ис
следования смешанного соединения.
169
Результаты эксперимента и их анализ.
Рассмотрим сначала типичные ошибочные решения уча
щимися задачи 1. Экспериментатор для удобства при обра
ботке протокола представил наглядно, какие участки выделял
ученик.
Решение 1. Ответ: 0,25 Ом, так как все четыре проводни
ка соединены параллельно (рис.46). Это решение дало боль
шинство испытуемых (54 человека из 93, т.е. 58%). Типичные
пояснения: «все четыре сопротивления расположены параллель
но друг другу» (способ IV), «вывернем верхнюю лампочку — ос
тальные горят» (прием III), «в учебнике такую задачу решали,
только с четырьмя лампочками» (актуализация наглядного эта
лонаориентира в виде «этажерки», т.е. без разрыва цепи).
Рис.46.
Решение 2. Ответ: 4 Ом, все проводники соединены пос
ледовательно (семеро испытуемых из 93, т.е. 8%) (рис.47). Ти
пичные пояснения: «похожа на задачу, которую решали; вся
цепь была как ворота, как буква «П», только лежит боком»
(способ VII), «сопротивления идут один за другим» (способ V)
(обводит сначала внутреннюю часть, затем внешнюю, не об
ращая внимания на клеммы для подключения источника).
Вероятно, при решении задачи актуализировался также сло
жившийся в опыте учащихся эталонориентир, связанный с
образцом и включенный в семантическое поле приема рас
познавания последовательного соединения проводников.
170
Рис.47.
Причины ошибок в решениях 1 и 2 в том, что учащиеся
используют наглядные эталоныориентиры задач, а также
способы, основанные на житейских признаках и эффектив
ные для простых задач. Реализуя в конце эксперимента при
ем исследования смешанного соединения, они приходят к
верному решению.
Решение 3. Ответ: 0,25 Ом, проводники попарно включе
ны параллельно, сопротивление каждого участка 0,5 Ом, уча
стки тоже включены параллельно (4 чел. из 93, т.е. 4%)
(рис.48). Пояснение испытуемых: «сразу видны вверху и внизу
участки с параллельным соединением» (актуализация наглядно
го эталонаориентира задачиобразца), «участки находятся
Рис.48.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]