Метод проб и ошибок торндайка

Эдвард Торндайк,  изучая поведение животных в проблемных ситуациях в своей докторской диссертации: «Интеллект животных. Экспериментальное исследование ассоциативных процессов у животных», сформулировал закон научения «методом проб и ошибок».

Пробы, случайно оказавшиеся удачными, в дальнейшем закрепляются, создавая для внешнего Наблюдателя видимость целесообразного поведения. Например, кошка, посаженная в специальную клетку и лишённая пищи, начинает  метаться по клетке, находит выход, выходит на свободу и: получает пищу. При  повторении опытов время, затрачиваемое животным на то, чтобы выйти из  клетки, постепенно, уменьшается…

«Главная цель Торндайка была показать, что животные учатся, не понимая того, чему их учат, и даже после того, как они научатся выполнять новые действия, они выполняют их тоже без понимания. Он поставил три рода опытов с использованием так называемых проблемных клеток. Эти проблемные клетки применяются в экспериментах по психологии животных до сих пор. Помещённое в такую клетку животное должно было освободиться из клетки, выйти из нее. Для этого надо было открыть запор, который закрывал дверь клетки. Запоры были разные. В первом случае запор был совершенно простым. Животное видело этот запор и могло понять, при каком положении запора дверь закрыта, а при каком она открывается. Например, в первом случае клетка закрывалась крючком или задвижкой. Если ударить по крючку снизу, то он выйдет из петли и дверь откроется. Здесь всё ясно, всё открыто. Животное может действовать с пониманием.

Во втором случае механизм запора был скрытым. В клетке помещалась пластина, которая была на пружине. Она поддерживалась в приподнятом состоянии. Если животное вскакивало на эту плоскость, то натягивался шнур и запор открывался. Таким образом, животное, вскакивая на пластину, открывало этот запор. Хотя механизм запора был скрыт, его связь с открыванием клетки тоже представлялась очевидной.

В третьем случае животное помещалось в клетку, и экспериментатор выжидал, когда животное выполнит некое движение, к освобождению из клетки отношения не имеющее (например, почесывание), — тогда он отпирал клетку. В этом случае, в отличие от двух предыдущих, между действием животного и открыванием клетки никакой разумной связи не было. Это была совершенно условная, произвольно установленная самим экспериментатором связь.

Торндайк дрессировал животных (кошек и собак), чтобы они научились отпирать запоры. Как же вели себя животные в этих трёх разных ситуациях?

Торндайк установил, что животные во всех этих трёх разных ситуациях ведут себя совершенно одинаково. Сначала они беспорядочно бросаются во все стороны, потом выделяют ближайшее поле деятельности, и постепенно находят то движение, которое нужно выполнить, — это удар лапой по крючку, вскакивание на дощечку, почёсывание. Животное начинает все чаще, все быстрее находить нужное движение и освобождается из клетки.

Если взять животное в конце обучения, т. е. когда оно уже приобретет этот навык, то, находясь в клетке, оно ведёт себя как будто разумно: спокойно подходит к запору и ударяет по нему; подходит к дощечке, вскакивает на неё, ждёт, когда дверь откроется, и выходит из клетки. Поведение вроде бы весьма разумное и осуществляется без прежней суеты, с чувством собственного достоинства. Интересно тут вот что: противоречие между внешней разумностью поведения в конце обучения и способом решения задачи по освобождению из клетки. Способ явно прост, путём слепых проб. Он постепенно оттачивается, лишние пробы устраняются, и остаётся только полезное движение. И к концу обучения поведение животного кажется весьма разумным.

Таким образом было доказано, что животное учится не разумно, а только отбирает нужные движения для полезного результата. Задачей Торндайка в этом случае было показать, что животное, научившись этому движению и выполняя его как бы разумно, на самом деле не понимает, что оно делает. И само это поведение разумно лишь внешне, а по сути оно всё равно остаётся неразумным.

Для доказательства этого Торндайк лишь слегка изменял задачу: переносил запор на другое место клетки. Достаточно было, например, несколько задержать открывание двери, как восстанавливалась прежняя картина, и животное начинало прыгать в разные стороны, пытаясь открыть дверь клетки. Правда, эти попытки скорее оттачиваются, скорее приходит научение. Но сам характер поведения снова обнаруживает непонимание ситуации, тем более что очень часто животные подходят к месту, где раньше был запор, и по этому месту ударяют лапой. Но здесь уже нет запора, а животное тем не менее подходит и ударяет по тому же месту, где раньше был запор, по пустому теперь месту. Животное некоторое время стоит совсем в растерянности, потом начинаются беспорядочные движения, хотя запор находится рядом. Эти ошибки очень ясно показывают, что животное научилось выполнять какое-то движение, которое в прошлом приводило к полезному результату, но оно совершенно не учитывает, как воздействуют его движения на механизм запора».

Гальперин П.Я., Лекции по психологии, М., «Университет»; «Высшая школа», 2002 г., с. 88-90.

В противовес гипотезе «проб и ошибок» и последующего научения,  в  опытах над человекообразными обезьянами выяснилось, что они способны найти  выход из проблемной ситуации не путём случайных проб, а мгновенно уловив  отношения между предметами – см. эксперименты Вольфганга Кёлера.

Вопреки широко распространённому в литературе мнению, Эдвард Торндайк использовал, но не предложил термин: «пробы и ошибки». Это впервые сделал в середине XIX века английский психолог Александр Бэн / Alexander Bain [1818-1903].

Критика теории научения методом «проб и ошибок» по Роберту Вудвортсу

Э.Торндайк разработал, так называемые, проблемные клетки, в которые помещал голодное животное, в частности, кошку. В клетке было расположено устройство, с помощью которого можно было открыть дверцу, например, педаль, и выбежать наружу, где находилась пища. При этом из клетки пища была хорошо видна, но достать ее было невозможно. Голодная кошка, впервые посаженная в такую клетку, начинает производить множество различных действий, в частности, пытается дотянуться до пищи, совершает круговые движения и т.д. В определенный момент она может случайно соприкоснуться с запирающим механизмом, в результате чего дверца клетки открывается и кошка выбегает к пище. После этого животное снова помещают в проблемную клетку. Так проделывают до тех пор, пока оно не “догадается” сразу же нажать на педаль, как только окажется в этих условиях. По мере увеличения количества опытов животное все меньше совершает бесполезных движений, все меньше затрачивает времени на разрешение задачи. Э.Торндайк построил на основе этих опытов график научения, на котором отразил зависимость между номером опыта и временем, проведенным кошкой в клетке. График имел вид кривой, медленно спускающейся вниз. Характер кривой говорил о том, что у животного в процессе научения нет внезапного понимания смысла задачи, а оно научается случайно, действуя методом проб и ошибок. Поэтому Торндайк назвал эту форму приобретения опыта “методом проб и ошибок и случайного успеха”.

Положения теории.

 Во-первых, Э.Торндайк выдвинул положение о том, что научение у животных происходит благодаря образованию ассоциации между определенной ситуацией и определенным движением. Например, кошка научается открывать дверцу клетки благодаря тому, что у нее образуется ассоциация между движением, связанным с нажатием на педаль, и данной проблемной ситуацией. В результате этого, как только ее помещают в данную проблемную ситуацию, она сразу же совершает ассоциированное с этой ситуацией движение. Революционный смысл данного положения заключался в том, что понятие “ассоциация” применялось для объективных явлений. Прежняя психология утверждала, что ассоциация при научении возникает между субъективными феноменами сознания (мыслями, идеями, образами). Понимание ассоциации, предложенное Э.Торндайком, давало перспективы для объективного изучения процессов научения у животных, субъективный мир которых недоступен для научного анализа. В то время это было прогрессивным шагом в развитии науки о поведении животных.

Во-вторых, Э.Торндайк сделал акцент на том, что инструментальное научение начинается с активной реакции животного на проблемную ситуацию. Согласно рефлекторной теории поведения, животные совершают какие-либо движения только на вполне определенные внешние стимулы, на которые в организме есть предуготовленные способы реагирования. Это могут быть либо безусловные стимулы, которые вызывают врожденную реакцию (безусловный рефлекс по терминологии И.П.Павлова), либо условные раздражители, которые вырабатываются в течение жизни на основе этих врожденных реакций.  Проблемная ситуация – это такой внешний стимул, на который в организме животного нет предуготовленных способов реагирования. Но животное активно отвечает на такую ситуацию определенным поведением (исследовательской активностью). Таким образом, способ усвоения знания при инструментальном и условно-рефлекторном научении отличается тем, что в первом случае животное активно разрешает задачу, а во втором случае ему отводится роль пассивного статиста.

В-третьих, Э.Торндайк предложил такой механизм научения, который убирал из объяснительной схемы субъективное понятие цели. Раньше психологи утверждали, что у животного в проблемной ситуации появляется цель и стремление к ее достижению. Э.Торндайк же следовал известному правилу Моргана, которое он провозгласил еще в 1894 году в своей книге “Введение в сравнительную психологию”: “Ни в коем случае нельзя считать какое-либо действие результатом упражнения более высокой психической способности, если его можно объяснить на основе способности, стоящей ниже по психологической шкале”. Согласно Э.Торндайку животное заставляет обучаться не некое сознательное стремление к цели, а проблемная ситуация. Схема научения ранней психологии выглядела следующим образом: проблемная ситуация приводит к появлению у животного сознательного стремления к достижению цели, что, в свою очередь, приводит к определенной двигательной активности, заканчивающейся разрешением задачи. Схема научения Э.Торндайка: проблемная ситуация вызывает у животного запрограммированное проявление различных, случайных движений (хаотическая двигательная активность), из которых в ходе научения отбираются лишь те, которые раз за разом приводят к разрешению поставленной задачи. Другими словами, животное  — это, в какой-то степени, машина, которая запрограммирована отвечать на незнакомую ситуацию определенным набором движений, из которого в процессе научения происходит отбор нужных. Таким образом, из объяснительной схемы научения была безболезненно убрана субъективная категория сознательной цели.

Наконец, Э.Торндайк раскрыл также механизм отбора, благодаря которому закрепляются нужные движения. Этот механизм связан с действием, так называемого, закона эффекта: для реакции, за которой следует состояние удовлетворения, вероятность повторения в сходной ситуации возрастает, а для реакции, вызывающей неприятные воздействия, вероятность повторения снижается.

Из закона следует, что связь между движением и проблемной ситуацией устанавливается потому, что после совершения этого движения животное испытывает субъективное состояние удовлетворения
(положительную эмоцию). Другими словами, по Э.Торндайку подкреплением в научении служит эмоция, которая возникает после совершения определенного движения, которое приводит к разрешению задачи и удовлетворению определенной потребности, например, голода. По И.П.Павлову, как было уже сказано, подкреплением служит сам процесс предъявления безусловного стимула, безотносительно к субъективному состоянию, которое испытывает при этом животное. В этом аспекте павловское понимание подкрепления больше удовлетворяло представителей классического бихевиоризма, так как убирало из объяснительной схемы субъективное понятие эмоции, состояние удовлетворения. В этой связи Э.Торндайка нельзя отнести к истинным последователям бихевиоризма. Несмотря на то, что подход бихевиристов был с формальной точки зрения более научным, нежели у Э.Торндайка, представляется, что система эмоционального подкрепления, которая играет важное значение в обучении человека, возникла не на пустом месте, а имеет свою эволюционную историю. По-видимому, одной из причин возникновения у животных субъективного эмоционального мира было возрастание у таких организмов эффективности процессов научения. Поэтому концепция Э.Торндайка в этом пункте представляется более верной, по крайней мере, по отношению к определенной группе животных (в частности, к высшим позвоночным).

Метод проб и ошибок
– старейший из методов поиска новых
решений.

Впервые метод проб
и ошибок был описан немецким физиологом
Э.Торндайком в 1898г.

Метод проб и ошибок
— форма обучения, описанная, основанная
на закреплении случайно совершенных
двигательных и мыслительных актов, за
счет которых была решена значимая для
животного задача. В следующих пробах
время, которое затрачивается животным
на решение аналогичных задач в аналогичных
условиях, постепенно, хотя и не линейно,
уменьшается, до тех пор, пока не приобретает
форму мгновенного решения. В дальнейшем
более точный анализ поведения методом
проб и ошибок показал, что оно не является
полностью хаотическим и нецелесообразным,
как считал Торндайк, но интегрирует в
себе прошлый опыт и новые условия для
решения задачи.

Сегодня, с развитием
электронно-вычислительной техники,
метод проб и ошибок стал отправной
точкой для создания разнообразных
методов случайного поиска, где используется
не просто перебор всех возможных
вариантов, а сложная система «весовых»
коэффициентов, которая позволяют
отбросить неэффективные варианты уже
на ранних этапах поиска.

Метод проб и ошибок
— способ выработки новых форм поведения
в проблемных ситуациях. М. п. и о., широко
используемый бихевиоризмом для объяснения
научения как вероятностного процесса,
получил распространение в психологии
после работ Э. Л. Торндайка, согласно
которым слепые пробы, ошибки и случайный
успех, закрепляющий удачные пробы,
определяют путь приобретения
индивидуального опыта у животных и
человека. Тем самым была выделена
согласованность поведения со средой
на вероятностной основе, что позволило
при интерпретации категории действия
выйти за пределы жесткой альтернативы:
либо механистической, либо телеологической
его трактовки. Гештальтпсихология
подвергла М. п. и о. критике, противопоставив
ему решение проблемы путем инсайта.
Непродуктивность и теоретическая
слабость такого противопоставления
была показана И. П. Павловым. Свое значение
М. п. и о. сохранил лишь в узкой сфере
искусственно создаваемых ситуаций; в
частности, он вошел в состав конструктивных
принципов кибернетических устройств.

2. Метод случайного поиска.

Метод случайного
поиска относится к группе итерационных
методов минимизации.

Итерационные
методы минимизации функции F(x) состоят
в построении последовательности

векторов, то есть
точек x0, x1, …, xk, таких, что F(x0) > F(x1)
>…>F(xk)>… Любой такой метод называется
методом спуска. Естественно, должна
быть обеспечена сходимость. Иными
словами, рассматриваются методы,
позволяющие получить точку минимума
за конечное число шагов, или приблизиться
к ней достаточно близко при соответствующем
числе шагов. Дето в том, что теоретически
все сходящиеся методы этим свойством
обладают, но практически близость к
минимуму в задачах большой размерности
ограничивается ошибками вычислений. В
этой связи необходимо вести вычисления
с самой большой возможной точностью.
Для построения итерационной
последовательности необходимо выбрать
начальное приближение x0. В задачах с
ограничениями это должна быть допустимая
точка, а в задачах без ограничений
теоретически любая точка. Однако
целесообразно использовать всю имеющуюся
информацию о поведении целевой функции
F(x), чтобы выбрать x0 поближе к точке
минимума.

После того, как
начальное приближение получено, прежде
чем перейти к следующей точке нужно
принять два решения:

1). Выбрать
направление, по которому пойдем из x0 в
точку с меньшим значением целевой
функции (направление спуска).

2). Определить
величину шага по направлению спуска.

Для задач безусловной
минимизации любое напрвление является
возможным (никакие ограничения не
мешают), но далеко не все направления
приемлемы. Нас могут интересовать только
те направления, которые обеспечивают
убывание целевой функции, хотя бы при
достаточно малом шаге. Предполагая
непрерывность первых частных производных
целевой функции и используя её разложение
в ряд Тэйлора в произвольной точке х,
получим F(x+λp) ~ F(x) + X(g,p). Здесь g — градиент
функции, вычисленный в точке х. Отсюда
следует, что приращение функции F(x+Xp) –
F(x) < 0 при отрицательном скалярном
произведении (g,p). Итак, направление
спуска должно составлять острый угол
с антиградиентом. Этот вывод справедлив
и для задач с ограничениями, но там ещё
дополнительно требуется, чтобы при
достаточно малом шаге не нарушалось ни
одно из ограничений.

Методы
функционально-структурного исследования
объектов.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

From Wikipedia, the free encyclopedia

Trial and error is a fundamental method of problem-solving^[1] characterized by repeated, varied attempts which are continued until success,^[2] or until the practicer stops trying.

According to W.H. Thorpe, the term was devised by C. Lloyd Morgan (1852–1936) after trying out similar phrases «trial and failure» and «trial and practice».^[3] Under Morgan’s Canon, animal behaviour should be explained in the simplest possible way. Where behavior seems to imply higher mental processes, it might be explained by trial-and-error learning. An example is a skillful way in which his terrier Tony opened the garden gate, easily misunderstood as an insightful act by someone seeing the final behavior. Lloyd Morgan, however, had watched and recorded the series of approximations by which the dog had gradually learned the response, and could demonstrate that no insight was required to explain it.

Edward Lee Thorndike was the initiator of the theory of trial and error learning based on the findings he showed how to manage a trial-and-error experiment in the laboratory. In his famous experiment, a cat was placed in a series of puzzle boxes in order to study the law of effect in learning.^[4] He plotted to learn curves which recorded the timing for each trial. Thorndike’s key observation was that learning was promoted by positive results, which was later refined and extended by B. F. Skinner’s operant conditioning.

Trial and error is also a method of problem solving, repair, tuning, or obtaining knowledge. In the field of computer science, the method is called generate and test (Brute force). In elementary algebra, when solving equations, it is guess and check.

This approach can be seen as one of the two basic approaches to problem-solving, contrasted with an approach using insight and theory. However, there are intermediate methods which for example, use theory to guide the method, an approach known as guided empiricism.

This way of thinking has become a mainstay of Karl Popper’s critical rationalism.

Methodology[edit]

The trial and error approach is used most successfully with simple problems and in games, and it is often the last resort when no apparent rule applies. This does not mean that the approach is inherently careless, for an individual can be methodical in manipulating the variables in an attempt to sort through possibilities that could result in success. Nevertheless, this method is often used by people who have little knowledge in the problem area. The trial-and-error approach has been studied from its natural computational point of view ^[5]

Simplest applications[edit]

Ashby (1960, section 11/5) offers three simple strategies for dealing with the same basic exercise-problem, which have very different efficiencies. Suppose a collection of 1000 on/off switches have to be set to a particular combination by random-based testing, where each test is expected to take one second. [This is also discussed in Traill (1978–2006, section C1.2]. The strategies are:

• the perfectionist all-or-nothing method, with no attempt at holding partial successes. This would be expected to take more than 10^301 seconds, [i.e., 2^1000 seconds, or 3·5×(10^291) centuries]
• a serial-test of switches, holding on to the partial successes (assuming that these are manifest), which would take 500 seconds on average
• parallel-but-individual testing of all switches simultaneously, which would take only one second

Note the tacit assumption here that no intelligence or insight is brought to bear on the problem. However, the existence of different available strategies allows us to consider a separate («superior») domain of processing — a «meta-level» above the mechanics of switch handling — where the various available strategies can be randomly chosen. Once again this is «trial and error», but of a different type.

Hierarchies[edit]

Ashby’s book develops this «meta-level» idea, and extends it into a whole recursive sequence of levels, successively above each other in a systematic hierarchy. On this basis, he argues that human intelligence emerges from such organization: relying heavily on trial-and-error (at least initially at each new stage), but emerging with what we would call «intelligence» at the end of it all. Thus presumably the topmost level of the hierarchy (at any stage) will still depend on simple trial-and-error.

Traill (1978–2006) suggests that this Ashby-hierarchy probably coincides with Piaget’s well-known theory of developmental stages. [This work also discusses Ashby’s 1000-switch example; see §C1.2]. After all, it is part of Piagetian doctrine that children learn first by actively doing in a more-or-less random way, and then hopefully learn from the consequences — which all has a certain resemblance to Ashby’s random «trial-and-error».

Application[edit]

Traill (2008, espec. Table «S» on p.31) follows Jerne and Popper in seeing this strategy as probably underlying all knowledge-gathering systems — at least in their initial phase.

Four such systems are identified:

• Natural selection which «educates» the DNA of the species,
• The brain of the individual (just discussed);
• The «brain» of society-as-such (including the publicly held body of science); and
• The adaptive immune system.

Features[edit]

Trial and error has a number of features:

• solution-oriented: trial and error makes no attempt to discover why a solution works, merely that it is a solution.
• problem-specific: trial and error makes no attempt to generalize a solution to other problems.
• non-optimal: trial and error is generally an attempt to find a solution, not all solutions, and not the best solution.
• needs little knowledge: trials and error can proceed where there is little or no knowledge of the subject.

It is possible to use trial and error to find all solutions or the best solution, when a testably finite number of possible solutions exist. To find all solutions, one simply makes a note and continues, rather than ending the process, when a solution is found, until all solutions have been tried. To find the best solution, one finds all solutions by the method just described and then comparatively evaluates them based upon some predefined set of criteria, the existence of which is a condition for the possibility of finding a best solution. (Also, when only one solution can exist, as in assembling a jigsaw puzzle, then any solution found is the only solution and so is necessarily the best.)

Examples[edit]

Trial and error has traditionally been the main method of finding new drugs, such as antibiotics. Chemists simply try chemicals at random until they find one with the desired effect. In a more sophisticated version, chemists select a narrow range of chemicals it is thought may have some effect using a technique called structure–activity relationship. (The latter case can be alternatively considered as a changing of the problem rather than of the solution strategy: instead of «What chemical will work well as an antibiotic?» the problem in the sophisticated approach is «Which, if any, of the chemicals in this narrow range will work well as an antibiotic?») The method is used widely in many disciplines, such as polymer technology to find new polymer types or families.

Trial and error is also commonly seen in player responses to video games — when faced with an obstacle or boss, players often form a number of strategies to surpass the obstacle or defeat the boss, with each strategy being carried out before the player either succeeds or quits the game.

Sports teams also make use of trial and error to qualify for and/or progress through the playoffs and win the championship, attempting different strategies, plays, lineups and formations in hopes of defeating each and every opponent along the way to victory. This is especially crucial in playoff series in which multiple wins are required to advance, where a team that loses a game will have the opportunity to try new tactics to find a way to win, if they are not eliminated yet.

The scientific method can be regarded as containing an element of trial and error in its formulation and testing of hypotheses. Also compare genetic algorithms, simulated annealing and reinforcement learning – all varieties for search which apply the basic idea of trial and error.

Biological evolution can be considered as a form of trial and error.^[6] Random mutations and sexual genetic variations can be viewed as trials and poor reproductive fitness, or lack of improved fitness, as the error. Thus after a long time ‘knowledge’ of well-adapted genomes accumulates simply by virtue of them being able to reproduce.

Bogosort, a conceptual sorting algorithm (that is extremely inefficient and impractical), can be viewed as a trial and error approach to sorting a list. However, typical simple examples of bogosort do not track which orders of the list have been tried and may try the same order any number of times, which violates one of the basic principles of trial and error. Trial and error is actually more efficient and practical than bogosort; unlike bogosort, it is guaranteed to halt in finite time on a finite list, and might even be a reasonable way to sort extremely short lists under some conditions.

Jumping spiders of the genus Portia use trial and error to find new tactics against unfamiliar prey or in unusual situations, and remember the new tactics.^[7] Tests show that Portia fimbriata and Portia labiata can use trial and error in an artificial environment, where the spider’s objective is to cross a miniature lagoon that is too wide for a simple jump, and must either jump then swim or only swim.^[8][9]

See also[edit]

References[edit]

Further reading[edit]

• Ashby, W. R. (1960: Second Edition). Design for a Brain. Chapman & Hall: London.
• Traill, R.R. (1978–2006). Molecular explanation for intelligence…, Brunel University Thesis, HDL.handle.net
• Traill, R.R. (2008). Thinking by Molecule, Synapse, or both? — From Piaget’s Schema, to the Selecting/Editing of ncRNA. Ondwelle: Melbourne. Ondwelle.com — or French version Ondwelle.com.
• Zippelius, R. (1991). Die experimentierende Methode im Recht (Trial and error in Jurisprudence), Academy of Science, Mainz, ISBN 3-515-05901-6

Человечество берет свое начало несколько тысяч лет назад. И на протяжении всего этого времени оно неустанно развивается. Причин на это было всегда много, но без изобретательности человека это просто не представлялось бы возможным. Метод проб и ошибок был и является в настоящее время одним из основных.

Описание способа

Четко зафиксированного в исторических документах применения данного метода мало. Но, несмотря на это, он заслуживает особого внимания.

Метод проб и ошибок – это способ, при котором решение задачи достигается подбором вариантов до тех пор, пока результат не станет правильным (например, в математике) или приемлемым (при изобретении новых методов в науке).

Человечество всегда пользовалось данным методом. Ориентировочно век назад психологи пытались найти общее между людьми, которые использовали данный способ познания. И им это удалось. Человек, который ищет ответ на поставленную задачу, вынужден подбирать варианты, ставить эксперименты и смотреть на результат. Это продолжается до тех пор, пока не приходит озарение по данному вопросу. Экспериментатор выходит на новую ступень мышления в данном вопросе.

Метод в мировой истории

Одним из самых известных людей, кто применял данный способ, был Эдисон. Все знают его историю изобретения лампочки. Он экспериментировал до тех пор, пока не получилось. Но Эдисон усовершенствовал данный метод. При поиске решения он разделял задачи между людьми, которые работали на него. Соответственно материала по теме получалось намного больше, чем при работе одного человека. И на основании полученных данных метод проб и ошибок имел большой успех в деятельности Эдисона. Благодаря этому человеку появились исследовательские институты, которые применяют, в том числе, и этот метод.

Степени трудности

У данного метода есть несколько уровней сложности. Они были так разделены для лучшего усвоения. Задача первого уровня считается легкой, и на поиск ее решения затрачивается немного сил. Но и вариантов ответов она имеет не так много. С повышением степени трудности растет и сложность поставленной задачи. Метод проб и ошибок 5 класса – самый труднорешаемый и затратный по времени.

Необходимо учитывать, что при возрастании уровня сложности растет и объем знаний, которыми обладает человек. Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, рассмотрим технику. Первый и второй уровни позволяют изобретателям ее усовершенствовать. На последней ступени сложности создается совершенно новый продукт.

Например, известен случай, когда молодые люди темой дипломной работы взяли труднорешаемую задачу из аэронавигации. Студенты не обладали такими же знаниями, как многие ученые, которые работали в данной области, но благодаря широкому спектру знаний ребят у них получилось найти ответ. И причем область решения оказалась в самом далеком от науки кондитерском деле. Казалось бы, что это невозможно, но это факт. Молодым людям было даже выдано авторское свидетельство на их изобретение.

Преимущества метода

Первым достоинством можно по праву считать творческий подход. Задачи методом проб и ошибок решаемые позволяют задействовать оба полушария головного мозга для поиска ответа.

Стоит привести в пример, как строились лодки. Раскопки показывают, как на протяжении столетий деталь за деталью менялась форма. Исследователи постоянно пробовали что-то новое. Если лодка тонула, то эту форму вычеркивали, если оставалась держаться на воде, то принимали это к сведению. Таким образом, в итоге было найдено компромиссное решение.

Если поставленная задача не слишком сложная, то данный метод занимает немного времени. У некоторых возникающих проблем может быть десять вариантов, один или два из которых окажутся правильными. Но если рассматривать, например, робототехнику, то в данном случае без применения других методов исследования могут затянуться на десятки лет и принесут миллионы вариантов.

Разделение задач на несколько уровней позволяет оценить, насколько быстрым и возможным представляется поиск решения. Это сокращает время для принятия решения. И при сложных задачах можно использовать метод проб и ошибок параллельно с другими.

Недостатки метода

С развитием технологий и науки данный метод начал терять свою популярность.

В некоторых областях просто нерационально создавать тысячи образцов, чтобы менять по одному элементу. Поэтому зачастую теперь используют другие методы, основанные на конкретных знаниях. Для этого стали изучаться природа вещей, взаимодействие элементов друг с другом. Стали использоваться математические расчеты, научные обоснования, эксперименты и опыт прошлого.

Метод проб и ошибок все так же отлично используется в творчестве. Но строить автомобиль таким способом уже кажется глупым и неактуальным. Поэтому теперь, при нынешнем уровне развития цивилизации, нужно в точных науках по большей части использовать другие методы.

Часто при рассматриваемом способе задача может описывать много совершенно незначительных вещей и не учитывать априори важные вещи. Например, изобретатель пенициллина (антибиотик) утверждал, что при правильном подходе лекарство могли изобрести лет на двадцать раньше его. Это поспособствовало бы спасению огромного количества жизней.

При сложных задачах часто бывают ситуации, когда сам вопрос лежит в одной области знаний, а его решение — совершенно в другой.

Не всегда исследователь уверен, что ответ вообще будет найден.

Автор метода проб и ошибок

Кто конкретно изобрел это способ познания, мы никогда не узнаем. Точнее мы знаем, что это явно был изобретательный человек, которым, скорее всего, руководило желание улучшить свою жизнь.

В древности люди были достаточно ограничены во многих вещах. Все изобреталось именно этим методом. Тогда еще не было каких-то фундаментальных знаний в области физики, математики, химии и прочих важных наук. Поэтому приходилось действовать наугад. Именно так добыли огонь, чтобы защищаться от хищников, готовить пищу и обогревать жилище. Оружие, чтобы добывать пропитание, лодки — для передвижения по рекам. Все было изобретено при столкновении человека с трудностью. Но каждый раз решаемая проблема приводила к более качественному уровню жизни.

Известно, что многие ученые использовали этот метод в своих трудах.

Однако именно описание метода и активное использование мы наблюдаем у физиолога Торндайка в конце девятнадцатого века.

Исследования Торндайка

Пример метода проб и ошибок можно рассмотреть в научных трудах ученого-физиолога. Он ставил различные поведенческие эксперименты с животными, помещая их в специальные коробки.

Один из экспериментов выглядел приблизительно следующим образом. Кошка, помещенная в ящик, ищет выход. Сама коробка может иметь 1 вариант открытия: нужно было нажать на пружинку — и дверца распахивалась. Животное применяло много действий (так называемых проб), и большинство из них оказывались неудачными. Кошка так и оставалась в коробке. Но после некоторого набора вариантов животному удавалось нажать на пружинку и выбраться из ящика. Таким образом, кошка, попадая в коробку, с течением времени запоминала варианты развития событий. И выбиралась из ящика за более короткое время.

Торндайк доказал, что метод действителен, и хоть результат не линеен, но со временем, при повторении аналогичных действий, решение приходит практически моментально.

Решение задач методом проб и ошибок

Примеров этого способа великое множество, однако стоит привести один очень интересный.

В начале двадцатого века жил известный конструктор двигателей для авиации Микулин. В то время наблюдалось огромное количество авиакатастроф из-за магнето, то есть искра зажигания через некоторое время полета исчезала. Много было экспериментов и размышлений о причине, но ответ пришел в совершенно неожиданной ситуации.

Александр Александрович встретил на улице мужчину с подбитым глазом. В тот момент к нему и пришло озарение, что человек без одного глаза видит намного хуже. Он поделился этим наблюдением с авиатором Уточкиным. Когда установили в самолеты второе магнето, количество авиакатастроф значительно уменьшилось. А Уточкин некоторое время выплачивал после каждого показательного полета Микулину денежные вознаграждения.

Применение способа в математике

Достаточно часто метод проб и ошибок в математике применяется в школах как способ развития логического мышления и проверки скорости поиска вариантов. Это позволяет разнообразить процесс обучения и внести элементы игры.

Часто можно встретить в школьных учебниках задания с формулировкой «реши уравнение методом проб и ошибок». В данном случае необходимо подбирать варианты ответа. Когда найден правильный ответ, он просто доказывается уже практически, то есть проводятся необходимые расчеты. В итоге мы удостоверяемся, что это единственно верный ответ.

Пример практической задачи

Метод проб и ошибок в математике 5 класса (в последних изданиях) часто фигурирует. Приведем пример.

Необходимо назвать, какие стороны могут быть у прямоугольника. При условии, что площадь (S) = 32 см, а периметр (P) = 24 см.

Решение данной задачи: предположим, что длина одной стороны 4. Значит и длина еще одной стороны такая же.

Получаем следующее уравнение:

24 – 4 – 4 = 16

16 делим на 2 = 8

8 см – это ширина.

Проверяем по формуле площади. S = A*B = 8*4 = 32 сантиметра. Как мы видим, решение верное. Так же можно вычислить и периметр. По формуле получается следующий расчет Р = 2* (А + В) = 2* (4 + = 24.

В математике метод проб и ошибок не всегда отлично подходит для поиска решений. Зачастую можно использовать более подходящие способы, при этом затрачивается меньше времени. Но для развития мышления данный метод имеется в арсенале каждого педагога.

Теория решения изобретательских задач

В ТРИЗ метод проб и ошибок считается одним из самых неэффективных. Когда человек попадает в необычную для него затруднительную ситуацию, то действия наугад, скорее всего, будут безрезультатными. Можно потратить много времени и в результате не добиться успеха. Теория решения изобретательских задач основана на уже известных закономерностях, и обычно используются другие методы познания. Часто ТРИЗ используют в воспитании детей, делая этот процесс интересным и увлекательным для ребенка.

Выводы

Рассмотрев данный метод, можно с уверенностью сказать, что он достаточно интересный. Несмотря на недостатки, он часто используется в решении творческих задач.

Однако не всегда он позволяет добиться нужного результата. Никогда исследователь не знает, когда стоит прекратить поиски или, может, стоит сделать еще пару усилий и гениальное изобретение появится на свет. Также непонятно, сколько времени будет затрачено.

Если вы решили использовать данный метод для решения какой-либо проблемы, то должны понимать, что ответ порой может находиться в совершенно неожиданной области. Но это позволяет взглянуть на поиск с разных точек зрения. Возможно, придется набросать несколько десятков вариаций, а может, и тысячи. Но лишь упорство и вера в успех приведут к нужному результату.

Иногда этот метод используют как дополнительный. Например, на начальном этапе для сужения поиска. Либо когда исследование было проведено многими способами и зашло в тупик. В этом случае творческая составляющая метода позволит найти компромиссное решение проблемы.

Метод проб и ошибок часто применяют в педагогической деятельности. Он позволяет детям на собственном опыте находить решения в различных жизненных ситуациях. Это учит их запоминать правильные типы поведения, которые приняты в обществе.

Художники используют данный способ для поиска вдохновения.

Метод стоит опробовать в обыденной жизни при решении проблем. Возможно, какие-то вещи предстанут вам по-другому.