Развитие критичности мышления с использованием математических софизмов (стр. 4 из 7)
В большинстве случаев для поиска ошибки в софизме можно использовать те же приёмы, что и для проверки решения текстовых задач, уравнений, неравенств. Можно предложить ученикам несколько рекомендаций, которые помогут им быстрее обнаружить ошибку в софизме.
1. Начинать поиск ошибки лучше с условия предложенного софизма. В некоторых софизмах абсурдный результат, получается, из-за противоречивых или неполных данных в условии, неправильного чертежа, ложного первоначального предположения, а далее все рассуждения проводятся верно. Это и вызывает затруднения при поиске ошибки, т.к. ученики привыкли, что задания, предполагаемые в учебнике, не содержат ошибок в условии и, поэтому, если получается неверный результат, то ошибку они ищут непременно по ходу решения.
Например, такая задача:
«Отцу 32 года, сыну 5 лет. Через сколько лет отец будет в 10 раз старше сына?»
ученики решают её так:
пусть х – лет искомый срок, тогда отцу будет (32 + х) лет, сыну (5+х) лет. Составляем уравнение и решаем его:
32 + х= 10∙(5 + х);
32 + х =50 + 10 х;
-9х = 18;
х = -2.
Таким образом, через -2 года отец будет в 10 раз старше сына. Так как по смыслу задачи х должно быть больше нуля, то полученный результат вызывает недоумение у школьников. Уравнение само по себе составлено и решено верно, ошибка заключается в некорректной постановке вопроса. Это как раз тот самый случай, когда задача «думает» за нас.
2. Установить темы, которые отражены в софизме, предложенных преобразованиях.
3. Воспроизвести точные формулировки утверждений, используемых в софизме.
4. Выяснить, соблюдены ли все условия применимости теорем, правил, формул.
Действительно, некоторые софизмы построены на неверном использовании определений, законов, на «забывании» у4словий применимости некоторых теорем и т.д. ученики очень часто в формулировках, правилах запоминают основные, главные на их взгляд фразы и предложения, всё остальное они упускают. Этому способствует и выполнение большого числа однотипных упражнений, в которых осознание некоторой особенности не обязательно для получения верного результата, тогда, согласно закономерности Шеварева, степень осознания этой повторяющейся особенности снижается, и формируется ошибочная ассоциация. И тогда второй признак равенства треугольников превращается в признак «по стороне и двум углам», в формуле суммы бесконечной геометрической прогрессии теряется условие
<1, определение параллельных прямых в пространстве сводится к требованию, чтобы прямые не пересекались и т.д. [ 4 ].Следующая рекомендация сформулирована в виде правила.
5. «Правило портного».
Вручную обычно иглой шов делается так: стежок вперёд и назад, ещё вперёд и снова назад и т.д.
Проверять преобразования нужно также, как портной делает шов. После каждого перехода надо «оглянуться назад», проверить полученный результат обратным действием.
Рассмотрим софизм « 2 ∙ 2 = 5 »:
1 = 1;
4 : 4 = 5 : 5;
4∙(1 : 1) = 5∙(1 : 1);
4 = 5
2 ∙ 2 = 5 .
Ошибку можно быстро обнаружить, если после вынесения «общего множителя за скобку» выполнить обратную операцию и внести 4 и 5 за скобки.
6. «Правило программиста».
Работа блоками. Невозможно отлаживать программу в целом. Следует разбить работу на небольшие блоки и проконтролировать правильность каждого такого блока.
Предложенные рекомендации с одной стороны помогут ученикам при разборе софизмов, с другой стороны будут способствовать обогащению набора приёмов самопроверки и самоконтроля. [ 20 ]
Наряду с упражнениями по раскрытию софизмов можно предложить ученикам задания по составлению софизмов. С такого рода заданиями ученики сталкиваются впервые. Обычно за ошибки, допущенные в решении, их наказывали, а здесь, наоборот, требуется умышленно допустить ошибку, да ещё при этом сделать так, чтобы её не сразу можно было найти. Парадоксальность ситуации вызывает интерес со стороны учеников, и они охотно берутся за выполнение задания. Главная цель таких заданий способствовать более осознанному усвоению изучаемого материала и развитию творческого мышления.
На первом этапе можно дать такое задание: «Решить упражнение (пример, задачу, уравнение и т.д.) с ошибкой». Его можно предложить в качестве творческого домашнего задания, которое выполняется на отдельных листочках. Далее ученики могут обменяться своими решениями и попытаться найти ошибки друг у друга. Учитель собирает все работы, проверяет их и самые интересные демонстрирует всему классу. На втором этапе сообщаем ученикам, что многие из тех ошибок, которые они допускают, используются для составления доказательств заведомо ложных утверждений, т.е. софизмов. На третьем и этапе можно предложить ученикам решить задание с ошибкой, более или менее её замаскировав, и получить отсюда какой-либо неверный вывод.
Проанализировав соответствующую литературу и задачники, содержащие софизмы, можно прийти к выводу, что, во-первых, из всего множества софизмов далеко не каждый можно использовать на уроке, а, во-вторых, в литературе нет строгого разделения ошибочных рассуждений на те, которые можно использовать во внеклассной работе и те, которые подойдут для урока.
Поэтому выделяют несколько способов составления доказательств ложных рассуждений.
1. Для составления софизмов можно использовать ученические ошибки. Действительно, некоторые ошибки, скрытые в софизмах, ученики зачастую допускают сами. Знание учителем типичных ошибок позволит ему составлять разнообразные, интересные, а главное, «рабочие» софизмы.
Например, докажем, что 3 > 5, используя следующую ошибку: при делении обеих частей неравенства на отрицательное число не сменили знак неравенства на противоположный.
3 > 2; \·2
3∙2 > 2І; \+ (3І)
3∙2 - 3І > 2І - 3І;
3·(2 - 3) > (2 - 3)·(2 + 3);
3 > 2 + 3;
3 >5.
Обычно, учитель говорит: «Неверно», «Так нельзя», но, как правило, долговременного эффекта это не даёт.
2. Учитель может использовать для составления софизмов те психологические закономерности усвоения и запоминания материала, о которых уже говорилось выше. В частности, он может составлять доказательства ложных утверждений используя неточные определения, неполные формулировки, ошибочные выводы, обратные теоремы, которые неверны. К примеру, «забыв», что переход
, возможен только при a > 0,m€ Z, n € N, n 
, то можно получить следующее: 
Таким образом, доказывается, что -1 = 1.
Этот опыт и фантазия учителя, наверняка подскажут ему подобные задания по различным темам.
3. Использование «обманных» или провоцирующих задач. Под «обманными» задачами понимают задачи, в которых условие либо противоречиво, либо решение невозможно при конкретных данных, либо они имеют ещё какой-либо недостаток, сводящий задачу на «нет» и делающий её абсурдной по сути.
Обычно обманная задача не требует решения, но если попытаться её решить, то можно получить какой-либо абсурдный вывод. Таким образом, мы получим некоторый софизм. После предъявления такой задачи возможно два варианта событий. Ученики заметят подвох и не станут решать задачу, тогда учитель покажет к чему бы они пришли, если бы, всё таки попытались её решить. В этом случае, у учеников возникнут положительные эмоции по поводу того, что они вовремя заметили скрытую ошибку и не «попались в ловушку». Но ученики могут и ничего не заметить, и тогда учитель подводит их к нелепому результату, выясняется причина такого результата. А в этом случае у школьников возникает чувство досады на себя из-за невнимательности, из-за того, что они угодили в ловушку, причём заранее подготовленную. Но в любом случае эмоциональная окраска ситуации способствует осознанию значимости, важности данного материала, повышению интереса учащихся к предмету, что в свою очередь влияет на сознательность и прочность усвоения учебного материала.
Примером «обманной» задачи может служить задача:
«Определить вид монотонности функции у = log
(3 – 2х)»Обычно ученики определяют эту функцию как убывающую на своей области определения, так как 0.5 < 1. Но тогда по определению убывающей функции из того, что 1 > 0.5 следует, что у(1) < у(0.5).
Так как у(1) = log
(3 – 2∙1) = 0, у(0.5) = log (3 – 2∙0.5) = -1, то мы получим, что 0 < -1 . Причина такого результата в том, что функцияу = log
(3 – 2х) является возрастающей на своей области определения и это можно легко показать. Действительно, рассмотрим произвольные х 
и х 
из области определения функции, такие. что х < х . Тогда