Формирование пространственного мышления при изучении векторного пространства у учащихся основной школы (стр. 6 из 11)

называется линейной комбинацией векторов

. Очевидно, если -- вектоpное пpостpанство, то оно содеpжит и любую линейную комбинацию своих элементов, т.е. линейная комбинация есть вектоp. Вектоp, котоpый является линейной комбинацией каких-либо дpугих вектоpов, называется линейно зависимым от этих вектоpов. Если же он не может быть пpедставлен в виде линейной комбинации указанного набоpа вектоpов, то он от них линейно независим. Если мы в выбеpем какой-нибудь вектоp , не равный нулю, то все остальные векторы оказываются линейно от него зависимыми, так как могут быть записаны в виде , где -- число. В вектоpном пpостpанстве каpтина дpугая. Выбpав ненулевой вектоp , мы не можем утвеpждать, что все остальные вектоpы будут линейно зависеть от него, поскольку вектоpы, линейно зависимые от , будут лежать на пpямой, пpоходящей чеpез точки и . Но уже двух вектоpов, не лежащих на одной пpямой, достаточно для того, чтобы все остальные вектоpы линейно от них зависели. Совокупность ненулевых вектоpов из некотоpого линейного (или вектоpного, что то же) пpостpанства называется линейно независимой, если не существует такого ненулевого набоpа чисел , что

Для пpоизвольного множества вектоpов максимальное число

линейно независимых вектоpов называется его pазмеpностью. Так, множество точек на пpямой имеет pазмеpность один, т.е. одномеpно, а множество точек на плоскости -- двумеpно. Если такого максимального числа не существует (число линейно независимых вектоpов больше любого напеpед заданного числа ), то множество называется бесконечномеpным, в пpотивном случае -- конечномеpным.

1.2 Роль векторного пространства в формировании пространственного мышления учащихся основной школы

Ряд зарубежных психологов во главе с известным психологом Ж. Пиаже считают, что процесс умственного развития является самостоятельным и независимым от обучения, он имеет свои собственные внутренние закономерности. Обучение может лишь задерживать или ускорять сроки появления у ребёнка соответствующих видов мышления, не изменяя их последовательности и особенностей. Жан Пиаже писал: "это большая ошибка думать, что ребёнок приобретает понятие числа и другие математические понятия непосредственно в обучении. Наоборот, в значительной степени он развивает их самостоятельно и спонтанно"[3].

У Б. Рассела была совершено другая точка зрения. Он считал, что психология максимально подчинена логистике. "Когда мы воспринимаем белую розу, говорит Рассел, мы постигаем одновременно два понятия - понятия розы и белизны. Это происходит в результате процесса, аналогичного процессу восприятия: мы схватываем непосредственно и как бы извне "универсалии", соответствующие ощущаемым объектам, которые "существуют" и ощущаются независимо от мышления субъекта. Он считал, что свойства истинности и ложности прилагаются к понятиям независимо не от чего. Что касается законов, управляющих универсалиями и регулирующих их отношения, то они вытекают только из логики, и психология может лишь склониться перед этим предварительным знанием, которое дано ей в совершенно готовом виде. Такова гипотеза Б. Рассела. Бессмысленно было бы относить её к метафизике или метопсихологии на том основании, что она противоречит здравому смыслу экспериментаторов; ведь здравый смысл математиков приспосабливается к ней вполне успешно, а психология должна считаться с математиками. Однако столь радикальный тезис заставляет задуматься. Прежде всего он устраняет понятие операции, потому, что если универсалии берутся извне, то их не надо конструировать. В выражении "1+1=2" знак "+" не означает тогда ничего иного, кроме отношения между двумя единицами, и не включает никакой деятельности, порождающей число "2"; как предельно чётко говорит Кутюра, понятие операции по существу "антропоморфно". Следовательно, теория Рассела а fortiori резко отделяет субъективные факторы мышления (убеждённость и т. д.) от факторов объективных (необходимость, вероятность и т. п.). Наконец, этот тезис устраняет генетическую точку зрения: стремясь подчеркнуть бесполезность последований мышления ребёнка, один английский сторонник Рассела сказал как-то, что "логик интересуется истинными мыслями, тогда как психолог находит удовольствие в том, чтобы описывать мысли ложные. " В немецкой "психологии мышления" возникают такие же проблемы, что и в концепции Б. Рассела, хотя здесь речь идёт уже о работах психологов. Правда с точки зрения сторонников этой школы, логика вносится в сознание не извне, а из внутри.

Как метод "психология мышления" зародилась одновременно во Франции и Германии. Бике полностью отказавшись от ассоциационизма, который он отстаивал в своей небольшой книге "психология умозаключения" вновь вернулся к вопросу о взаимоотношении мышления и образов и, опираясь на весьма интересное использование процесса провоцируемой интроспекции, открыл наличие безобразного мышления: оказалось, что отношения, суждения, занимаемые позиции и т. п. выходят за пределы системы образов, и тогда процесс мышления уже не может быть сведён к "созерцанию галереи образов. " Что же касается определения этих актов мышления, не укладывающихся в рамки ассоцианисткой интерпретации, то здесь Бике весьма осторожен. Он ограничивается констатацией наличия близости между интеллектуальными и моторными "позициями" и приходит к выводу, что рассмотренное с точки зрения одной лишь интроспекции, "мышление представляет собой неосознанную деятельность сознания". Урок бесконечно поучительный, но вводящий в заблуждение относительно возможности метода, который плодотворнее скорее для постановки проблем, чем для их решения.

Из всего этого можно сделать вывод, что вначале над нами долгое время довлел постулат не сводимости логических принципов, которыми вдохновлялись сторонники "психологии мышления". Изучение формирования операций у ребёнка ввело нас, напротив, к убеждению, что логика является зеркалом мышления, а не наоборот. После многовековых споров проблема отношений между формальной логикой и психологией интеллекта получает решение, аналогичное тому, которое в своё время положило конец конфликту между дедуктивной геометрией и геометрией реальной, или физической. Как и в случаи этих двух дисциплин, логика и психология мышления вначале совпадали, не будучи дифференцированы. Аристотель, формулируя законы силлогизмов, считал, что он создал естественную историю разума. Когда же психология стала независимой наукой, психологи хорошо поняли, что рассуждения о понятии, суждении и умозаключении, содержащиеся в учебниках логики, не освобождают их от необходимости искать разгадку каузального механизма интеллекта. Однако в силу сохранившегося воздействия первоначальной нерасчлененности они ещё продолжали рассматривать логику как науку о реальности, лежащую в той же плоскости, что и психология, но занимающегося исключительно "истинным мышлением", в противоположность мышлению вообще, взятому в абстракции от каких бы то ни было норм. Отсюда та иллюзорная перспектива "психологии мышления", согласно которой мышление в качестве психологического явления представляет собой отражение законов логики. Напротив, как только мы поняли, что логика представляет собой математику, сразу же - в результате простого переворачивания исходной позиции - исчезает ложное решение проблемы отношений между логикой и мышлением[4].

Большинство же советских психологов (Л. С. Выготский, А. Н. Леонтьев и другие) придерживались диаметрально противоположной точки зрения. Они, не отождествляя процессы обучения и умственного развития, считают, что обучение должно идти впереди развития.

Само умственное развитие рассматривается как процесс присвоения ребёнком общественно-исторического опыта, и поэтому он имеет конкретно-историческую, социальную природу: его этапы и психологические особенности определяются системой организации и способом передачи ребёнку общественного опыта. Все виды и особенности мыслительной деятельности имеют объективные, общественно - задаваемые образцы и усваиваются ребёнком как в стихийном, так и в целенаправленном обучении. При этом роль обучения в умственном развитии исторически всё время возрастает и в настоящее время является решающей.