Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1327 вузов, 5495 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Башкирский Государственный Аграрный Университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

Развитие субъекта образования проблемы, подходы, методы исследования

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
211
Рис.78.
идет горизонтально, угол в точке падения между лучами тупой, значит, третий угол будет острый. Заминок с последним зеркалом не будет.
Проанализируем приведенный выше протокол.
На начальном этапе анализа задачи испытуемый выявляет факт многозначности данных и зависимость между положени ем источника света и положением зеркал. Используя житей ский опыт, он выделяет три конкретных ситуации: восход, по ложение в зените, заход Солнца. Анализируя понятие «поворот на 90°», испытуемый, рассуждая логически, рассматривает два типа поворота: сразу и постепенно. Испытуемый выявляет, что сложившийся в опыте способ поворота луча света на 90° при менить нельзя, так как в задаче, по его мнению, «говорится о постепенном повороте». Таким образом, испытуемый не толь ко отказывается от «первичного» шаблона («поворот сразу»), но и проскакивает уровень возможного создания «вторичного» шаблона («тройной поворот на 90°»).
В ходе сознательного поиска положения первого зеркала (с целью исключения угла 90° между падающим и отражен ным лучом) используется эмпирический способ (пробыпо вороты зеркала). Одновременно создаются и накапливаются «побочные» продукты действий: информация о возможности поворотов и возможных положениях первого зеркала, откло нениях отраженного луча при варьировании угла наклона зеркала, о величине угла падения и угла отражения. В ходе сознательного поиска, расположения третьего зеркала (с це лью направить отраженный луч под углом 90° к исходному) также используется практикоориентированный способ. Од нако учащийся осознает трудности его реализации в сложив
212
шейся ситуации. Одновременно создаются и накапливаются «побочные» продукты действий: кроме информации о воз можных положениях третьего зеркала и направлении отра женных лучей также и информация о взаимном положении зеркал, расстоянии между ними, о линиях и фигурах на пло щади, ограниченной зеркалами. Таким образом, использова ние сложившихся в опыте средств, в частности, эмпиричес кого способа приводит к накоплению «побочных» продуктов и созданию элементарной базы генерации интуитивных ре шений. Один из возможных выходов из тупика: удаление тре тьего зеркала на большое расстояние. Отметим, что во втором и третьем случаях, соответствующих разным положениям солнца, анализируется другой «побочный» продукт действий: угол пересечения падающего луча и отраженный от второго зеркала, особенности треугольника, находящегося внутри плоскости, ограниченной зеркалами.
Как видим, испытуемый преодолевает затруднения, опи раясь на логическое рассуждение (выделяет три конкретных ситуации в соответствии с тремя типовыми положениями све тила, анализирует два возможных поворота луча на 90°: «сразу» и «постепенно») и на интуицию (выделяет ориентиры для по лучения четкого рисунка). Он открывает способ решения: рас полагать два зеркала так, чтобы между лучом исходным и от раженным от первого и второго зеркала не было прямого угла, а третье зеркало так, чтобы отраженный от него луч и исход ный (т.е. падающий на первое зеркало) пересекались под пря мым углом, положение зеркала определяется эмпирическим способом, а построение отраженного луча — способом 1, ко торый сложился в опыте решения простых задач.
Испытуемый открыл для себя общий способ построения изображений, но нерациональный, поскольку опирается на эмпирический поиск положения зеркала, на своеобразную подгонку зеркала, результативность которой контролируется способом 1, на основе которого можно построить отражен ный луч, а затем проверить, образует ли он при пересечении с исходным угол 90° или не образует. Кроме того, в способ вводится избыточная операция (ориентировка на то, что угол
213
между падающим и отраженным лучом не должен быть пря мым, а предпочтительно — острым). Введенное учеником ог раничение неправомерно, так как можно осуществлять пово роты в любую сторону еще двумя зеркалами. У испытуемого множество возможных решений сужается, а сам способ ста новится менее общим.
Таким образом, «первичный» шаблон (поворот одним зеркалом на 90°), который был на начальном этапе анализа задачи выделен, но не включен в поисковый процесс в каче стве реализуемого действия, оказывает косвенное влияние на формируемый способ: уменьшается степень его общности. Следовательно, одной из причин затруднений испытуемого является актуализация стереотипов прошлого опыта при пе реходе от простых задач к осложненным проблемного типа, неумение преодолеть феномен «первичных» шаблонов на на чальном этапе поискового процесса.
В результате индивидуальных экспериментов мы получи ли данные о типичных и нетипичных затруднениях, возника ющих у каждого испытуемого. Так, остановка на эмпиричес ком способе нахождения положения плоского зеркала явля ется типичным затруднением, возникающим при решении физических задач (Вайзер, 1998). В ранее проведенных иссле дованиях было показано, что до обучения физике учащиеся сталкиваются с различными физическими явлениями. У них складываются житейские понятия и житейские способы опе рирования ими. На уроках физики происходит формирова ние научных понятий и соответствующих им способов анали за физических явлений. Однако это не означает, что ранее сложившиеся способы «стираются». В реальности оба спосо ба сосуществуют и могут актуализироваться при решении за дач. В исследованиях было показано, что ранее сложившие ся и закрепленные в практике житейские способы являются достаточно устойчивыми и легко актуализируются в задачах, сформулированных, хотя бы частично, на житейском языке. В задачах же с определенной степенью новизны они актуали зируются не только достаточно легко, но и раньше, чем фор мируемые на уроках научные способы. В случае, если возни
214
кает ошибка, происходит переориентация на формируемые научные способы; если ошибки не возникает, то житейские способы закрепляются (хотя и являются нерациональными), затрудняя переход к рациональным способам.
В представленном выше протоколе проявился факт акту ализации эмпирического способа. Как выше отмечалось, он сложился еще в дошкольном детстве. В новой для ученика ситуации этот способ легко актуализировался и включился в процесс поиска решения, создавая базу для формирования нерационального общего способа работы над задачей. Следу ет отметить, что сама задача создавала условия, чтобы необ ходимый для рационального решения способ 2 не актуализи ровался. Вопервых, в задаче требовалось «повернуть луч све та» с помощью плоских зеркал, что соответствовало логике: падающий луч, имеется зеркало на его пути; отражаясь от зеркала, луч поворачивается, т.е. получается отраженный луч (последовательность практических действий: падающий луч — зеркало — отраженный луч). Необходимый способ 2 соответствовал другой логике: имеется падающий луч, имеет ся отраженный луч, на основе применения законов отраже ния находится положение зеркала (последовательность дей ствий: луч падающий — луч отраженный — зеркало). Вовто рых, в задаче задавалось положение отраженного последнего луча относительно исходного падающего. Ученик как бы за мыкается на взаимосвязи первого и последнего лучей, а ре шение предполагает выход за пределы этого соотношения и переключение на взаимосвязь между последним лучом и про межуточными построениями (последовательность действий: последний луч является лучом, отраженным от последнего зеркала — падающий луч на последнее зеркало — зеркало). Это — типичное затруднение, причиной его являются сфор мированные в доучебном опыте стереотипы, актуализация которых облегчена особенностями задачи.
Нетипичным можно считать затруднение, возникшее вслед ствие случайно выбранного положения второго зеркала (угол, близкий к прямому, случайно получился между лучами исход ным и отраженным от второго зеркала, что затруднило дальней
215
шее решение). При другом, случайно выбранном положении зеркала, такого рода затруднений могло бы и не возникнуть.
Анализ протокола показывает, что у испытуемого проис ходит смена установки с использования учебного на актуали зацию и применение внеучебного опыта, что на первых порах способствует продвижению поискового процесса. Однако не происходит возврата к учебному опыту, что затрудняет про движение в решении. У школьника формируется нерацио нальный эмпирический способ и он не может найти полно го множества решений.
Далее, не приводя протоколов, кратко охарактеризуем результаты анализа работы трех испытуемых.
Испытуемая Лена Б. использует способ 1 решения про стой задачи.
Проявляется феномен «первичного» шаблона (рис. 79). Сделав несколько проб, испытуемая отказывается от реше ния (условно обозначим: нулевой уровень).
Рис. 79.
У испытуемого Немата К. в процессе использования ча стного приема (поворот луча на 90°) происходит накопление элементарной базы генерации интуитивных решений: выяв ляется положение лучей друг относительно друга, возникает образ прямоугольника при опоре на содержащиеся в опыте средства (эталоны геометрических фигур). Продвижению поиска способствовала смена установки с учебного опыта ре шения простых задач по физике на использование внеучеб ного опыта (различных положений зеркал в пространстве) и математического опыта. Но испытуемый находит только одно решение и отказывается от дальнейших поисков. При чина отказа, повидимому, в том, что простые задачи предпо
216
лагали нахождение одного ответа. Сложившийся «первич ный» шаблон единственности решения на основе частного приема является причиной затруднений ученика при перехо де от простых задач к задачам проблемного типа (уровень единичного решения).
Испытуемая Лена З. преодолела шаблон единственности решения (рис. 80—81) и создала «вторичный» шаблон: все зеркала ставятся под углом 45° к горизонту. Варьируется по ложение (горизонтальное или вертикальное) и направление исходного луча. Испытуемая нашла некоторое множество решений, но очень узкое, так как шаблон сохраняет свою форму (ход луча: ломаная из двух горизонтальных и двух вертикальных отрезков напоминает недостроенный прямо угольник, расположение зеркал: под углом 45° к горизонту) является своеобразным «наглядным» эталоном решения. Таким образом, множество решений ограничено формой «наглядного» эталона. (Первый уровень полноты множества решений.)
Рис. 81.Рис. 80.
Испытуемый Сергей П. при создании «наглядных» этало нов использует учебный опыт (ход лучей в перископе) и вне учебный (поворот зеркал на 180°, рис.82). Попытка изменить другой элемент эталона (угол падения больше 45°) не приво дит к успеху (рис.83).
Испытуемый анализирует успешные решения и создает «вторичный» шаблон (способ «тройной поворот луча на 90°), с помощью которого можно получить достаточно широкое множество решений, так как меняется форма эталона, его положение в пространстве (см. рис. 82, 84, 86). (Второй уро вень полноты множества решений, 2А.)
217
Рис. 84.Рис. 82. Рис. 83.
Испытуемый Дима А. сначала открывает два частных спо соба решения задачи («постепенный разворот луча» на основе математических расчетов, рис.85, и «тройной поворот луча на 90°», рис. 86;обозначим достигаемые им уровни 2Б и 2А). Од нако он преодолевает феномен «вторичных» шаблонов благо даря смене установки с учебного на внеучебный опыт (в пе щерах может быть разное расположение ходов). Далее он после нескольких проб актуализирует, как и Виталий И., опыт «солнечный зайчик», что позволяет найти эмпиричес кое решение (рис. 87—88). Как уже отмечалось, способ «под гонки зеркала» является нерациональным, хотя и позволяет найти достаточно большое множество решений. (Третий уро вень полноты множества решений.)
Рис. 87.
Рис. 85.
Рис. 86.
Рис. 88.
218
Очень важным является переход учащихся к рациональному способу решения задачи. Поэтому приведем теперь протоколы индивидуальных экспериментов с испытуемыми, открывшими самостоятельно рациональные способы работы над задачей.
И. Женя Е. (читает задачу. Делает чертеж: ход лучей в перископе.) Два зеркала. (Перечитывает задачу). Повернуть луч на 90° . (Смотрит, пока зывает направление исходного луча и отраженного зеркалом). Так же
идет, как бы еще не поворачивали. (Достраивает чертеж, рис.89.) Так? Интересно... Это зеркало (показывает второе) возвращает луч в исходное положение. Это (третье) его снова поворачивает, как первое. (Читает воп
рос.) Наверно, нельзя. Попробую. (Снова берет луч в горизонтальном по ложении, пытается все зеркала поставить под меньшим углом к гори зонту, но параллельно друг другу.) Отклоняется сильнее, почти на 120°.
Надо как в первом чертеже, чтобы луч шел вниз вертикально. Интересно. Опять под углом 45° устанавливаю это зеркало (показывает на третье, см.
рис.90). Еще? (Смотрит на первый чертеж. Делает пробу: как бы пере вернутый перископ.) Интересно. Это зеркало (второе) возвращает луч в начальное положение (см. рис.91). (Достраивает чертеж.) Это зеркало (показывает на третье) поворачивает как первое на 90°.
Э. Все? И. Женя Е. (смотрит на второй чертеж). Попробую еще? (На чертеже изоб
ражает непараллельно два зеркала, отраженные лучи. Ставит точку для определения положения последнего зеркала.) Отсюда пойдет отражен
ный луч вниз (имеется в виду вертикально), пойдет (обводит жирно). Те перь зеркало. (Обводит угол, берет линейку, поворачивает лист.) (Внезап но) Ведь делали раньше. Вот биссектриса, а к ней зеркало. Биссектриса — перпендикуляр к зеркалу. Угол отражения равен углу падения (рис.92).
Рис.92.Рис. 89. Рис.90. Рис.91.
Э. Все? И. Женя Е. (читает задачу) Солнце направляет лучи подругому и черте
жей можно сделать много. При любых углах зеркало (показывает третье) можно поставить по биссектрисе.
Э. Когда начинала решать задачу, ты случайно так расположила два зер кала? (показывает на первом чертеже).
219
И. Женя Е. У меня просто возник образ: наблюдение в подводной лодке по прибору. Луч как бы спустился на глубину, а направление осталось то же. Этот луч повернула на 90°.
Э. Когда ты прочитала вопрос, почемуто сказала, что изменений внести нельзя.
И. Женя Е. Да. Но попробовала немного подругому поставить зеркала. Тоже параллельно. Луч просто опустился на меньшую глубину, но идет го ризонтально. Дальше — как в первом зеркале.
Э. В третьей задаче ты отраженный от первого зеркала луч почемуто направила вверх.
И. Женя Е. Посмотрела на первый чертеж и снова сделала так же, луч идет в том же направлении, только выше основного. Потом его поверну ла вниз, в пещеру.
Э. Но на последнем чертеже у тебя почемуто зеркала №1 и №2 не парал лельны между собой.
И. Женя Е. Попробовала все непараллельно. Последнее зеркало показалось, что под углом 45°. Повернула так, чтобы лучше понять. (Имеется в виду, что повернула лист). Вдруг вспомнила, что учились строить зеркало по углу между этими лучами (показывает на чертеже). Значит, по биссект рисе как перпендикуляру к зеркалу. Интересная задача. Так можно пост роить много чертежей.
Э. Почемуто ты первый луч всегда располагала по горизонтали. И. Женя Е. Удобнее делать чертеж.
Нетрудно видеть, что испытуемая сначала актуализирует образ расположения зеркал и хода лучей в перископе. В про цессе осознанного выполнения действия построения черте жа происходит соотнесение положения лучей и формирова ние элементарной базы генерации интуитивных решений. Далее актуализируется частный способ: поворот луча на угол 90° одним плоским зеркалом. В поисках ответа на вопрос за дачи испытуемая соотносит положение первого и второго зеркал и выявляет их параллельность. Продолжается форми рование элементарной базы генерации интуитивных реше ний. Испытуемая открывает частный способ: использование двух параллельных зеркал для получения луча, параллельно го исходному, затем его разворот третьим зеркалом на угол 90°. При решении третьей задачи (новое положение зеркала) проявляется феномен «вторичного» шаблона, основой кото
220
рого является описанный выше способ. Однако испытуемая преодолевает этот феномен, идя методом проб и ошибок. В процессе целенаправленного действия построения хода лучей при использовании двух зеркал и нахождении возможного отраженного луча от третьего зеркала происходит соотнесе ние положения лучей и накопление информации о величине угла, образованного в точке падения на третье зеркало. Эта информация становится базой для актуализации способа 2, ранее использованного при решении простой задачи. Испы туемая осознает общий способ работы над задачей, который позволяет получить полное множество решений для плоско сти. Такой способ является рациональным (четвертый уро вень полноты множества решений).
Выше мы рассмотрели результаты получения решений, выполненных на плоскости. Несмотря на то, что в задаче не было какихлибо прямых указаний, следует ли ограничиться чертежом только в одной плоскости или можно рассмотреть ход лучей в трехмерном пространстве, некоторые испытуе мые преодолели барьер работы в одной плоскости, попытав шись найти самое полное множество решений. Поскольку нас интересует момент выхода в трехмерное пространство, приведем только эту часть протоколов.
Рассмотрим фрагмент, протокола индивидуального экс перимента с испытуемым Евгением Щ.
Испытуемый сначала открывает частные способы: постепенный разво рот луча по 30°, тройной поворот на 90° (рис. 93, рис.94). Затем смотрит на рисунки и задумывается. Обращается к экспериментатору.
Рис.94.Рис.93.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности