4.1 Stratégie riešenia problémov
Pri riešení problémov, úloh sa vo vyučovaní fyziky stretávame s empirickým a teoretickým postupom, ktoré sú aj výskumne pomerne dobre prebádané, predovšetkým v prácach V. Koubka či M. Rakovskej atď. Ak ide o situácie, ktorých výsledkom je nový poznatok pre žiaka, hovoríme o empirickom a teoretickom poznávacom procese.
Empirické poznávanie je poznávací proces prevažne využívaný v experimentálnej fyzike. Poznávanie sa obvykle začína jednoduchou skúsenosťou, ktorá sa postupne prehlbuje vedeckými empirickými metódami poznania – pozorovaním, meraním, experimentom.
Teoretické poznávanie využíva teoretické metódy ako je analýza, abstrakcia, zovšeobecnenie či matematické postupy na zatriedenie empirického poznatku do systému vedy. V školskom ponímaní do vedomostnej štruktúry žiaka. Jeho cieľom býva objavenie logických väzieb, ktorými skúsenosť súvisí s prvkami vedeckého poznatkového systému. Typickým príkladom v školskom ponímaní je zavedenie fyzikálneho vzťahu pre definovanie fyzikálnej veličiny.
Tieto postupy sú predovšetkým odpozorované z úspešných riešení vedeckých problémov.
Pekným, hoci smutným, príkladom je analýza postupu R. Feynmana pri riešení problému katastrofy raketoplánu Challengera 28. januára 1986.
R. Feynman sa stal členom tímu, ktorý mal vyriešiť problém, čo sa vlastne stalo (obr. 4.1). Kým iní členovia komisie zasadali, on navštevoval inžinierov, strojcov materiálov použitých pri konštrukcii raketoplánu po celej Amerike a vypytoval sa, čo považovali za riziko. Hľadal, kde mohol byť problém. Ukázalo sa, že tesnenia medzi stupňami rakety neboli stavané na podmienky (nízka teplota), pri ktorých raketoplán štartoval.
Tesnenie sa nedokázalo dostatočne prispôsobiť, utesniť stupne raketoplánu, palivo sa dostávalo do vonkajších priestorov a vznietilo sa. Feynman (obr. 4.2) to demonštroval veľmi jednoduchým spôsobom. Zobral tesnenie do klieští a namočil ho do ľadovej vody. Po jeho uvoľnení v teplejšom prostredí sa nedokázalo roztiahnuť.
Stratégia je jasná: formulovanie problému, vyslovenie hypotézy, realizácia pokusov a meraní, spracovanie, posúdenie a interpretovanie výsledkov pokusov a meraní.
Úlohou didaktikov, učiteľov je preniesť tieto postupy do školskej praxe minimálne z dôvodu ich využitia aj pri riešení životných problémov.