Abstrakt: |
Celem badania było poznanie sposobów poszukiwania rozwiązania dla matematycznego zadania otwartego wśród osób reprezentujących różny poziom wiedzy matematycznej i doświadczenia. Badaniem objęto uczniów gimnazjum w wieku 14-15 lat, uczniów szkoły średniej w wieku 16-19 lat, studentów matematyki oraz nauczycieli matematyki na poziomie akademickim. W badaniu zastosowano siedem zadań własnej konstrukcji. Podczas rozwiązywania zadań badanym polecono werbalizowanie procesu myślowego (myślenie na głos), badani mogli też zadawać pytania dotyczące faktów matematycznych, związanych ich zdaniem z badaniem (np. czy dane twierdzenie matematyczne jest prawdziwe). Po rozwiązaniu zadania badacz rekonstruował sposób jego rozwiązania w obecności badanego, zadając mu w razie potrzeby pytania doprecyzowujące. Wyniki badania pozwoliły stwierdzić, że rozumowanie badanych towarzyszące rozwiązywaniu zadań nie stanowiło ciągu logicznych wnioskowań, lecz opierało się na stawianiu hipotez i kontrolowaniu ich prawdziwości poprzez sprawdzenie empiryczne, intuicję lub rozumowanie formalne. Badani prezentowali różne podejścia do rozwiązywanych zadań, wśród których wyróżniono siedem podstawowych strategii (np. postulowanie rozwiązania, szacowanie wartości wyrażeń algebraicznych, badanie wyjątków itp.). Wśród elementów wspólnych w zachowaniu badanych znalazło się formułowanie fałszywych hipotez, chaotyczne sprawdzanie empiryczne hipotez, wykorzystywanie pomysłu, który odrzucano w wyniku zastanowienia się, niepotrzebne generalizowanie i formalizowanie danych warunków, skracanie obliczeń i popełnianie przez to błędów, wielokrotne powracanie do wcześniejszych etapów rozwiązania, porzucanie metod, których nie wykorzystano w całości. Wśród błędów popełnianych przez badanych znalazły się błędy wynikające z przeprowadzania nieświadomych analogii (studenci), błędy metodologiczne (uczniowie i niektórzy studenci) oraz błędy heurystyczne (uczniowie). Matematycy wykazywali się większą ostrożnością od studentów i uczniów oraz częściej przejawiali zainteresowanie alternatywnymi sposobami rozwiązania zadania po osiągnięciu już rozwiązania. Ponadto matematycy, zakładając daną hipotezę, starali się znaleźć argumenty, które przekonałyby ich o tym, że inne obiekty z rozważanego zakresu również spełniają dane warunki. Po znalezieniu takich argumentów przyjmowali rozważaną hipotezę. Natomiast uczniowie i niektórzy studenci weryfikowali swoje hipotezy empirycznie. |