Не все учебники учитывают принцип прочности. В курсе алгебры седьмого класса при изучении формулы а2- в2 только в соответствующем разделе учебника приведено более сотни упражнений, а в пособии по геометрии А.В. Погорелова для закрепления, например, формул и - ни одного.

Отсутствие простейших однотипных упражнений сказывается на результатах обучения слабых учащихся.

При подборе или составлении однотипных упражнений необходимо руководствоваться закономерностью появления неверных ассоциаций. Она состоит в том, что если в процессе обучения выполняются три условия: 1) учащийся выполняет задания одного типа; 2) некоторые несущественные особенности заданий неизменно повторяются; 3) учащийся может получить верный ответ и в том случае, когда не осознает эту особенность, то степень осознания этой особенности снижается.

Пример.

.

Ответ получен правильный. Ошибка не проявилась. При наличии сходных упражнений, например, и т. д. неверная ассоциация закрепляется. Благоприятствует образованию неверной ассоциации то обстоятельство, что действие ускоряется, укрупняется, контроль сознания под влиянием однотипных упражнений ослабевает. Упрочение ошибочной ассоциации начинается после трех однотипных упражнений.

Созданию неверных ассоциаций препятствует система упражнений, включающая контрпримеры. Я.И. Груденов называет контрпримером любую задачу, любое упражнение, которое помогает выявить, а значит, устранить неверную ассоциацию. Такое использование термина «контрпример» отличается от принятого в логике. Это, если можно так выразиться, дидактический контрпример. В последнем случае таким контрпримером является система вида: .

Следовательно, каждое третье упражнение должно быть контрпримером, т. е. варьировать несущественные признаки системы упражнений.

В качестве подобного рода контрпримеров могут быть использованы различные взаимообратные упражнения. Еще И. П. Павлов доказал, что применение контрастных перемежающихся раздражителей вместо одного является рациональной основой обучения. Обратная задача, упражнение должны решаться вслед за прямой, пока информация находится в активной форме, при этом особенно благоприятным моментом для вторичного включения сознания, т. е. для решения обратной задачи являются ближайшие 30-40 минут. Важным моментом является наличие в системе упражнений полного цикла взаимно обратных упражнений.

Создание такого цикла упражнений предполагает наличие нескольких этапов: 1) изменение форм действий на обратные при сохранении данных; 2) выполнение обратного действия с последующей проверкой с помощью прямого; 3) выполнение упражнений без всякого порядка, проверка осуществляется в отдельных случаях. Примерами обратных упражнений к заданию разложить выражение на множители будут задания на восстановление записи: , , .

Последние три упражнения качественно отличаются от исходного. Если при выполнении однотипных упражнений ученик быстро перестает проводить обосновывающие рассуждения, сокращает звенья рассуждений, то при выполнении обратных - наоборот. Выполнение обратных упражнений предполагает осуществление проверки каждой операции, постоянного контроля, а значит, способствует развитию самоконтроля.

Следовательно, одновременное изучение взаимообратных действий и выполнение соответствующих упражнений целесообразно.

Исходя из этой точки зрения, формулу разности квадратов двух выражений следует изучать совместно с умножением разности двух выражений на их сумму, а не друг за другом, как это имеет место в школьной практике. Можно одновременно рассматривать нахождение дроби от числа и числа по его дроби, прямую и обратную пропорциональность и многое другое. В этом, проявляет себя принцип укрупнения дидактических единиц П. М. Эрдниева, принятый на вооружение многими учителями.

При выполнении системы упражнений важно соблюдение педагогического принципа сознательности.

Рассмотрим некоторые наиболее важные психологические аспекты выполнения упражнений, влияющие на сознательность усвоения изучаемого материала.

В теории поэтапного формирования умственных действий, разработанной П.Я. Гальпериным и Н.Ф: Талызиной, доказывается необходимость выполнения действий на первичное закрепление определений, правил, теорем развернуто, т. е. без пропусков отдельных операций в материализованной и громкоречевой формах, которые должны предшествовать действиям в уме.

Чтобы помочь учащемуся сознательно усвоить материал, чтобы научить ученика, особенно не очень способного к математической деятельности, учителю необходимо представить себе то умственное действие, которому он хочет научить ученика в полном объеме, без пропусков каких-либо операций, т. к. пропуски отрицательно сказываются на сознательном восприятии умственных действий. Противоположностью полноты является свернутость действия, пропуск какой-либо умственной операции. Все выделенные операции при закреплении действия необходимо выполнять во внешнем плане, т. е. делая записи и в громкоречевой форме - комментируя записи. В качестве примера рассмотрим полную запись решения примера на вычитание смешанных чисел:

Некоторое время ученики выполняют развернутое действие, проговаривая все операции в обобщенном виде, например: «Представим каждое из смешанных чисел в виде суммы целой и дробной частей, найдем наименьший общий знаменатель дробей, приведем дроби к наименьшему общему знаменателю, сравним числители получившихся дробей и т. д.» Такая форма позволяет осознать все операции действия, выполнять их с пониманием.

При выполнении различных умственных действий полезно не только выделять отдельные шаги - операции действия, но и материализовать действие, т. е. составлять некоторую видимую схему действия. В качестве примера материализации умственного действия рассмотрим процесс решения задач на дроби (нахождения дроби от числа, числа по дроби, отношения двух чисел).

При решении задач этих типов ученик должен уметь распознать задачу, выяснить является ли она задачей на нахождение дроби от числа, числа по его дроби или на нахождения дроби-части, которую одно число составляет от другого, а затем выполнить соответствующие преобразования - операции.

Для решения этих задач может оказаться полезной материализованная основа действия, состоящая из трех составляющих: