II. Методика

1. Испытуемым предъявлялись такие задачи, для решения которых они не имели соответствующих знаний. Эти знания они приобретали в предварительном обучающем эксперименте. Эксперимент включал две части: обучение и решение задачи. Вторая часть эксперимента проводилась через несколько дней. За этот период испытуемым предлагались различные тренировочные задачи, а также посторонние задачи на смекалку, не связанные по содержанию ни с первой, ни со второй частью эксперимента. Испытуемые не могли уловить какую-либо специальную связь между первой и второй частями опыта, а воспринимали их как разнородные и ничем не связанные между собой. Испытуемые были разбиты на две группы. В обеих группах изучался один и тот же материал, но различными способами. Группа I строго следовала общепринятой в европейских школах методике обучения. Мы будем далее называть этот метод традиционными. В группе II метод обучения соответствовал установкам так называемой современной прогрессивной школы (часто обозначается как проблемный метод). В дальнейшем мы будем называть этот метод современным. Учебный материал состоял из четырех страниц машинописного текста, разъясняющего элементарные понятия механики: работа, мощность, сила, вращающий момент, момент инерции, силы вращения. Математических выражений текст не содержал.

2. Учебная инструкция для обеих групп давалась после нескольких тренировочных заданий на сообразительность. Для группы I она заключалась в следующем: «Мы проводим обучающий эксперимент. Вы должны изучить эти четыре страницы; на днях я проверю, что отсюда вы смогли усвоить и запомнить. Материал заключается в нескольких положениях из области механики. Некоторые из них должны быть вам знакомы из школьного курса, другие будут для вас новыми. Вы не должны заучивать текст наизусть. Ваша главная задача – понять все, что вы читаете (это самое важное). Если что-либо вам неясно, тотчас же спрашивайте, я объясню. При проверке в будущем от вас потребуют не повторить прочитанное или изложить его своими словами, а письменно ответить на несколько вопросов по данному материалу».

После знакомства с разделом о моменте вращения и моменте инерции испытуемым продемонстрировали соответствующие приборы, например, понятие о моменте инерции иллюстрировали с помощью крутильного маятника (рис.1).

Крутильный маятник. Брусок около 40см длиной подвешен на нити горизонтально; нижняя его поверхность снабжена четырьмя крючками. Два крючка (внутренние) расположены симметрично по обе стороны от места подвески (центра тяжести) бруска, два других (наружные) также симметрично укреплены у концов бруска.

Д ва груза по 54г прикрепляются на внутренние крючки, после чего брусок приводится во вращение. Затем грузы перемещают на внешние крючки и опять вращают брусок. Момент вращения в том и другом случае одинаков; однако моменты инерции различны и скорость вращения при нагруженных внутренних крючках вчетверо больше, чем при нагрузке внешней пары крючков. Опыт повторяют 2 раза с соответствующими объяснениями, чем и кончается обучающий эксперимент.

3. Инструкция для современной группы (после предварительного объяснения эксперимента, как и в группе 1) состоит в предупреждении: «Теперь мы займемся новой задачей».

Перед испытуемыми помещают крутильный маятник. Экспериментатор раскручивает брусок (без грузов), останавливает его и обращается к слушателям: «Два груза можно подвесить сюда, симметрично относительно точки подвешивания, поближе или подальше от нее. Как вы думаете, одна ли будет скорость вращения при ближнем и дальнем расположении подвесков, если вращающий момент (сила вращения) останется неизменным?»

Как правило, следовали ответы: «Не знаю», «Не думаю, чтобы скорость изменилась, ведь вес груза остался неизменным». Некоторые высказывали и такие догадки: «При наружном расположении грузов скорость вращения должна быть больше, потому что больше центробежная сила». Выслушав ответы, экспериментатор раскручивал брусок при разной нагрузке, обычно вызывая удивление слушателей. Затем экспериментатор объявлял: «Вы не могли предугадать это явление, потому что недостаточно знаете физику. Прочитайте вот эти четыре страницы, тогда вы сможете понять и объяснить то, что видели сейчас». Испытуемому вручали тот же текст, что и в традиционной группе. Ознакомившись с ним, испытуемые в подавляющем большинстве случаев давали удовлетворительные объяснения эффекту с крутильным маятником. На этом обучающий эксперимент в современной группе заканчивался.

4. Эксперимент продолжался спустя 2 – 4 дня, по возможности в одинаковых условиях для обеих групп. Сначала испытуемому предлагали задачу на смекалку, не связанную по содержанию с материалом эксперимента. Затем ему предлагали задачу о двух шарах, условия которой состояли в следующем: «Представьте себе, что вам даны два металлических шара равных размеров и веса, одинаково окрашенных, так что отличить один от другого невозможно. Тем не менее есть весьма существенное различие между шарами. Один из них сделан из очень легкого, другой – из очень тяжелого металла. Как это может быть, если шары равны по весу?»

Б ольшинство испытуемых поняли, что равенство по весу объясняется внутренней формой шара: тот, что сделан из тяжелого металла, – полый, а тот, что сделан из легкого, – сплошной. Если кто-либо не мог догадаться об этом достаточно быстро, экспериментатор давал соответствующее объяснение, показывая изображение обоих шаров в разрезе по диаметру (рис.2).

Экспериментатор особо подчеркивал то обстоятельство, что полость в тяжелом металле была тоже сферовидной, а ее центр совпадал с центром шара. Затем он ставил испытуемому тестовый вопрос: «Каким образом можно узнать, какой из двух шаров сплошной, а какой полый, если мы не можем применить ни химических способов анализа металла, ни как-либо механически повреждать шары (распиливать, сверлить, прорезать), ни даже снимать слой краски на шарах? Попытайтесь найти способ узнать это прямо здесь, в комнате, без каких-либо вспомогательных приспособлений. Желательно, чтобы вы рассуждали вслух и высказывали даже такие догадки, сомнения и мысли, ошибочность которых тут же видна вам самим. Вы можете также задавать мне какие угодно вопросы».

(Решение задачи: при скатывании с наклонной плоскости или качении по горизонтали после толчка одинаковой силы полый шар будет катиться медленнее, так как момент инерции при его вращении будет большим. Иначе говоря, в полом шаре больше массы удалено от центра вращения, чем в сплошном.)

После того как испытуемый решал задачу, ему вручали вопросник из 11 пунктов. Некоторые из них требовали простого воспроизведения пройденного материала, другие представляли собой несложные задачи на сообразительность с применением того же материала в более опосредствованном виде. Например, к первому виду вопросов относятся такие, как: «Что такое момент инерции?», ко второму виду – задачи типа следующей: «Человек стоит на стуле, который медленно вращается вокруг своей оси. Что произойдет, если человек изменит позу – раскинет руки в стороны и выставит перед собой одну ногу?» (Правильный ответ: момент инерции всего тела возрастет и скорость вращения уменьшится.)

5. Б качестве испытуемых в опытах участвовали лица, получившие школьное гуманитарное образование. Только один из них имел представление о моменте инерции до нашего эксперимента. Учитывая учебный план шведской школы с гуманитарным уклоном, мы можем считать, что практически все знание использованного материала в нашем опыте получено под нашим контролем.

Опыты проводились в Институте педагогики и психологии при Стокгольмском университете во время летних каникул 1945г. 40 учащихся экспериментального класса психологии были разбиты поровну на упомянутые две группы – традиционного и современного обучения. Все они ранее участвовали в другой серии экспериментов. По успешности решения задач в этой серии они также были распределены на две группы – лиц с обобщенным пониманием (сумевших решить задачу II) и лиц с конкретным пониманием (не справившихся с задачей II). В настоящем эксперименте мы распределили этих лиц так, что в каждой из наших групп (традиционного и современного обучения) было по 10 человек тех и других.