, доцент НИУ «БелГУ»
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПРЕДМЕТА «ОКРУЖАЮЩИЙ МИР» МЛАДШИМИ ШКОЛЬНИКАМИ
Аннотация. В статье кратко представлена теория и описаны возможности практического использования метода моделирования при изучении предмета «Окружающий мир»; приведена одна из классификаций видов моделирования, охарактеризованы цели и значение метода моделирования в практике учебной деятельности.
Задача начальной школы вооружить учащихся исследовательскими методами познания окружающего мира, одним из которых является моделирование. Новые подходы к естественнонаучному образованию младших школьников опираются на требования Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования к личностным, метапредметным и предметным результатам обучающихся, которые должны уметь использовать знаково-символические средства представления информации для создания моделей изучаемых объектов и процессов, установления аналогий и причинно-следственных связей
Многие педагоги-исследователи (, , и др.) считают моделирование одним из эффективных методов активизации творческого потенциала личности младшего школьника, так как он предполагает творческое воплощение существенных признаков изучаемых объектов окружающего мира в схеме, символическом рисунке, макете, муляже или аппликации.
Разнообразные приёмы реализации метода моделирования на уроках «Окружающего мира» представлены в работах , , , и др.
С моделями разнообразного назначения человек сталкивается в течение всей своей жизни. Если в раннем детстве это всевозможные игрушки – машинки, куклы, детские конструкторы, то в последующие годы – учебные модели в школе, модели одежды, архитектуры, модели для исследовательских целей в научном мире, схемы, чертежи. Общая особенность всех перечисленных моделей состоит в том, что они помогают человеку активно и творчески познавать окружающий мир. Модель – своеобразный инструмент познания, который исследователь ставит между собой и объектом окружающего мира, и с помощью которого изучает интересующий его предмет. Отличительными чертами моделей является то, что они могут быть динамичны и опредмечивать содержание объекта.
Модель передаёт моделируемый объект в виде образов (художественных, музыкальных и др.) или знаков (символов). Описание такого рода в информатике называют «информацией». Информационные модели, представляющие объекты и процессы в образной или знаковой форме, относят к образно-знаковым.
Образная модель – это модель, представленная в мысленной или разговорной форме.
Знаковая модель – это модель, выраженная средствами формального языка (графики, таблицы, тексты и т. д.).
Образные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в голове человека, может быть облечен в знаковую форму. [2, с.98].
Наиболее известной классификацией является выделение видов моделирования по характеру моделей, согласно которой, различают:
1. Предметное моделирование, при котором модель воспроизводит геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта. Например, создание моделей моста, плотины, крыла самолета и т. д.
2. Аналоговое моделирование, при котором модель и оригинал описываются единым математическим соотношением. Примером может служить создание электрических моделей, используемых для изучения механических, гидродинамических и акустических явлений.
3. Знаковое моделирование, при котором в роли моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Со знаковым тесно связано мысленное моделирование, при котором модели приобретают мысленно - наглядный характер. Примером может в данном случае служить моделирование атома, предложенное Бором. Важнейшим видом знакового моделирования является математическое (логико-математическое) моделирование, осуществляемое средствами языка математики и логики. Действия со знаками всегда, в той или иной мере, связаны с пониманием знаковых образований и их преобразований (формул, математических уравнений и прочих выражений), применяемых при построении модели. Поэтому реальное построение знаковых моделей или их фрагментов может заменяться мысленно - наглядным представлением знаков и операций над ними. Эту разновидность знакового моделирования иногда называется мысленным моделированием. Впрочем, этот термин часто применяют для обозначения «интуитивного» моделирования, не использующего никаких чётко фиксированных знаковых систем, а протекающего на уровне «модельных представлений». Такое моделирование есть непременное условие любого познавательного процесса на его начальной стадии.
5. Модельный эксперимент – особый вид моделирования, при котором происходит включение в эксперимент не самого объекта, а его модели. Этот вид моделирования свидетельствует о том, что нет жёсткой грани между методами эмпирического и теоретического познания [3, с.124].
Большинство исследователей выделяют три цели метода моделирования:
Понимание устройства конкретной системы, её структуры, свойств, законов развития и взаимодействия с окружающим миром. Управление системой, определение наилучших способов управления при заданных целях и критериях. Прогнозирование прямых и косвенных последствий реализации заданных способов и форм воздействия на систему [1, с.17].Учителю следует обращать внимание младших школьников на то обстоятельство, что, при построении тех или иных моделей, исследователи всегда сознательно отвлекаются от некоторых сторон, свойств и даже отношений, в силу чего допускается не сохранение сходства между моделью и оригиналом по ряду паpаметpов, которые не входят в фоpмулиpование условий сходства. Можно сказать, что истинность пpисуща в основном матеpиальным моделям: в силу связи их с определенными знаниями; наличия (или отсутствия) изомоpфизма их стpуктуpы со стpуктуpой моделиpуемого пpоцесса или явления. С учащимися начальной школы следует анализировать различные модели одного и того же объекта (явления) с целью установления их истинности.
Цель моделирования возникает, когда субъект моделирования решает стоящую перед ним задачу, и зависит как от решаемой задачи, так и от субъекта моделирования. Цель моделирования имеет двойственную природу: с одной стороны, она объективна, так как вытекает из задачи исследования, с другой, – субъективна, поскольку исследователь всегда корректирует её в зависимости от опыта, интересов, мотивов деятельности.
Для одного объекта разные субъекты (младшие школьники) могут построить разные модели, даже если задача моделирования у них одна. Выбор вида модели и её построение зависит от знаний, опыта, предпочтений, личных интересов субъекта.
Разные объекты могут иметь одинаковые по виду модели, даже если их строили разные субъекты исходя из разных целей моделирования.
Содержание учебного материала по предмету «Окружающий мир» и различные формы проведения современных уроков создают благоприятные условия для организации моделирования.
Учитель может рассмотреть вместе с учащимися, как один и тот же объект действительности по-разному может быть представлен ученым, художником, скульптором, композитором, поэтом. Возьмем, к примеру, такое явление природы, как обнажение горных пород. Наблюдая этот процесс, выясняя его причины, определяя меры по предупреждению подобного явления в конкретной местности, школьники работают как исследователи: встают на точку зрения ученого, изучающего это природное явление. Тогда учителем предлагается рассмотреть репродукцию картины «После бури», где художник изобразил то же самое явление, но посмотрел на него не как ученый, а как художник. Оказывается, на любой объект окружающего мира можно посмотреть с разных точек зрения, и, что существенно для учёного, может быть менее существенно для поэта или художника. Поэтому модели одного и того же объекта, создаваемые художником – картина, учёным – идеальная теория, поэтом – образное слово, композитором – музыка, – сильно отличаются, но рассмотренные в совокупности, они дают наиболее полное и глубокое представление об изучаемом объекте действительности.
По курсу «Окружающий мир» младшим школьникам уже с первого класса предлагаются различные задания по моделированию. Например, смоделировать своё поведение в различных ситуациях (при изучении раздела «Ты – первоклассник», когда дети знакомятся с правилами дорожного движения). На уроке по теме: «Дорога от дома до школы» учащиеся с помощью карточек с изображением домов, магазинов, аптек и других необходимых элементов улицы, моделируют улицу города, на которой живут, а потом с помощью стрелок «выкладывают» самый безопасный маршрут движения от дома до школы.
Таким образом, в теории и практике учебной деятельности моделирование имеет важное значение. Ещё отмечал, что «через построение моделей происходит очень интенсивное овладение теми сторонами действительности, которые выражены и воссозданы в модели, заставляет нас задуматься над тем, а не является ли моделирование определенных сторон действительности и законов их строения, производимое младшим школьником под руководством учителя, общим принципом усвоения» [4, с.48].
В отличие от применения обычной наглядности, позволяющей представить только внешние стороны изучаемого объекта, моделирование служит средством целостного отражения отдельного и общего, чувственного и логического, внешнего и внутреннего. Необходимость использования метода моделирования на уроках «Окружающего мира» определяется и тем, что многие объекты (или проблемы, относящиеся к этим объектам) исследовать непосредственным образом затруднительно или практически невозможно. Моделирование позволяет исследователю создавать образы и анализировать свойства объектов или явлений действительности; имитировать реальные процессы будущей деятельности; делать обоснованный выбор одного из альтернативных вариантов решения проблем и многое другое. Важно не упускать из виду, что моделирование не единственный источник знаний об объекте, это обстоятельство следует учитывать не только на этапе построения модели, но и на завершающей стадии, когда происходит объединение и обобщение результатов исследования.
В процессе изучения предмета «Окружающий мир» младшими школьниками моделирование может использоваться для реализации целей активной познавательной деятельности учащихся (приобретение новых знаний, закрепление), для усвоения его как метода познания окружающей действительности, а также оперирования приемами мышления.
Литература:
Головко в процессе изучения «Окружающего мира» в начальной школе: учеб.-метод. пособие / . – Белгород: ИД «Белгород», 2013. – 108 с. О методологии моделирования / , // Педагогическая информатика. – 2004. – №3. – С. 96-102. Хорафас и моделирование / . – М.: Мир, 1976. – 420 с. Эльконин психологии учебной деятельности младших школьников / . – М.: Знание, 1962. – 370 с.