Сбитые с толку. Почему наши интуитивные представления о мире часто ошибочны

Возможно, микромиры — неэффективный инструмент обучения, потому что виртуальный опыт слишком оторван от реальности. Многие педагоги уверены, что косвенный опыт — компьютерные игры, документальные фильмы, лекции, учебники — бледнеет по сравнению со знаниями, полученными прямо из жизни. Они считают, что осязаемый, подлинный опыт критически важен для осмысления и долгосрочного удержания знаний. Это мнение, однако, не подтверждается исследованиями. Несколько работ показало, что прямой опыт не лучше косвенного (например, инструктажа) в обучении абстрактным идеям, в частности законам Ньютона. Проблема именно в том, что для усвоения этот опыт нужно вывести на абстрактный уровень[146].

Мэгги Ренкен, занимавшаяся вопросами обучения, провела исследование, которое прекрасно демонстрирует неэффективность живого опыта[147]. Ее группа сравнивала прямой и косвенный подходы к преподаванию принципа, что предметы падают с одинаковой скоростью независимо от массы. Участников — учеников средних классов — разделили на две группы. Одна группа провела серию экспериментов с шарами и уклонами: ученики меняли массу катящегося вниз шара и наклон, чтобы определить, какие переменные влияют на скорость. Другая группа читала об этих экспериментах — методах, результатах и следствиях, — но сама их не ставила. В результате лишь у второй группы обнаружилось понимание, что предметы падают с той же скоростью независимо от массы. В отличие от объяснений, живое наблюдение за шарами различной массы, движущимися по уклону с той же скоростью, не повлияло на уже имеющееся убеждение, что большие предметы должны падать быстрее, чем маленькие. Прошедшие же обучение ученики помнили и могли применить усвоенный принцип не только в день обучения, но и спустя три месяца.

На первый взгляд эти результаты удивляют. Почему ученики оказались восприимчивее к информации, полученной из вторых рук, а не к собственным наблюдениям? Однако если подумать, так и должно быть. Если бы живой контакт был достаточен для формулировки физических принципов, все осваивали бы их самостоятельно еще до школы, но когнитивные искажения — например, представление, что движение отличается от состояния покоя или что движение подразумевает силу, — заставляют нас не обращать внимания на эти принципы в повседневной жизни, даже если эксперимент поставлен руками. Если вспомнить об истории науки, нелепо думать, что ученики после получасового эксперимента сформулируют законы движения, для открытия которых физикам потребовались сотни лет наблюдений и опытов.

Тем не менее живое взаимодействие с физическими объектами небесполезно и очень способствует усвоению материала при условии правильного обучения. Один из таких методов был разработан ученым Джоном Клементом[148]. Он предлагает не рассчитывать, что контакт с физическими системами подтолкнет учеников к открытию основополагающих принципов, а направить их внимание на эти принципы путем упорядоченных сравнений и аналогий.

Возьмем неочевидную идею, что поверхности — например, стол или прилавок — прилагают направленную вверх силу нормальной реакции на лежащие на них предметы. Большинство из нас не считают, что стол толкает книгу вверх, однако согласятся, что фонтанчик воды толкает вверх руку. Клемент называет последний случай якорем интуиции, то есть правильной интуитивной догадкой, с которой можно сравнить неправильную, которую нужно пересмотреть. Из того, что вода толкает вверх руку, еще не следует, что стол толкает вверх книгу. Концептуальный промежуток слишком велик. Его можно преодолеть благодаря тому, что Клемент называет примерами-мостами: от книги на фонтанчике к книге на толстом куске пенистого материала, затем к книге на гибком куске фанеры и, наконец, к книге на столе. С каждым шагом хочется увидеть направленную вверх силу там, где раньше она не пришла бы в голову. Мосты достигают цели, когда человек понимает, что даже стол прилагает действующую вверх силу к предметам, которые поддерживает.

Рис. 5.5. Чтобы объяснить, что поверхности прилагают направленную вверх силу нормальной реакции к предметам, которые поддерживают, полезно построить мост от этой мысли к интуитивно понятной идее, что струя воды прилагает направленную вверх силу к руке

Мосты можно использовать и в других противоречащих интуиции случаях. Чтобы объяснить, что все поверхности — даже такие гладкие, как керамика и сталь, — создают трение, можно начать с действия-якоря: потереть одним куском строительной шкурки о другой. Затем нужно перейти к случаям-мостам: кускам вельвета и кускам фетра. Чтобы объяснить, что спутники вращаются вокруг планеты, потому что их траектория постоянно изгибается ее гравитацией, можно начать с якоря — ядра, которое вылетело горизонтально земле из пушки на башне и падает по дуге. После этого нужно построить мосты — всё более высокие башни. Ядро будет описывать все более и более длинную дугу и при достаточной высоте и скорости начнет вращаться вокруг Земли, так как дуга станет бесконечной.