Виды моделей и моделирования

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 12Следующая ⇒

По способу фиксирования информации модели делят на предметные, предметно-схематические и графические (знаковые). По характеру воспроизводимых сторон объекта различают структурные модели (имитируют структуру объекта, его внутреннюю организацию) и функциональные (моделируют протекание процессов).

Предметные модели являются уменьшенными или увеличенными копиями предметов, их физическими конструкциями. Они с точностью воспроизводят важнейшие части предметов, их конструктивные особенности, пропорции и соотношение частей в пространстве.

В начальной школе широко используются макеты форм поверхности, муляжи различных органов растений, животных, человека и т.д. Статические модели дают представление о внешних особенностях природных объектов. Особое значение приобретают действующие предметные модели (например, действующая модель вулкана). Их демонстрация помогает вскрыть существенные особенности объектов, их характер, связи с окружающими условиями. Наряду с демонстрацией моделей учитель широко использует моделирование как активную самостоятельную деятельность учащихся. Из песка, мелкого гравия, бумаги или папье-маше дети моделируют формы поверхности; из глины или пластилина создают модели организмов или их органов; из камешков, раковин, кусочков коры, веточек и другого природного материала могут конструировать различные природные сообщества и т.д.

В предметно-схематических моделях выделенные в объекте познания существенные компоненты и связи между ними обозначаются при помощи предметов-заместителей и графических знаков. Они помогают в большей степени, чем предметные модели, абстрагировать существенные признаки объектов, связи и отношения разной степени сложности. Например, план или карта используются для абстрагирования пространственного расположения объектов на местности; изображения геометрических фигур на карточках – для абстрагирования и замещения формы листьев или кроны деревьев.

Использование схем позволяет младшим школьникам наглядно представить внутреннее строение природных объектов и стадии развития природных процессов; показать последовательность операций и действий при выполнении опытов и практических работ. С помощью аппликаций, рисунков и простейших графических знаков младшие школьники могут моделировать структуру природных систем, связи между условиями окружающей среды и приспособительными особенностями организмов, пищевые цепи и другие отношения в природных сообществах. Например, для усвоения понятия «маскировка» готовится модель в виде панели (листа картона, окрашенного в несколько цветов) и цветные изображения разных геометрических фигур или цветные шаблоны разных животных. Действие с моделью показывает, какое значение имеет форма тела, совпадение или несовпадение окраски с окружающей средой, статика или движение для защиты животных от врагов.

Графические модели (графики, диаграммы, графические схемы и т.д.) наиболее обобщенно передают разные виды отношений между объектами и явлениями природы. В частности, графическое моделирование используется с 1-го класса для фиксации пространственно-временных отношений при наблюдении за ростом и развитием организмов, за сезонными изменениями природы. Содержанием моделей является графическое изображение объекта на разных этапах его преобразования. Изготовленные младшими школьниками серии графических моделей помещаются в календарях наблюдений за природой. Они более доступны для восприятия детьми, чем текстовая информация. Одновременно развивается способность к абстрактному мышлению, так как для заполнения календарей используются не изображения, а значки-символы.

Для младших школьников доступно установление графических зависимостей, отражающих количественные показатели состояния природных тел или процессов изменения, развития. К примеру, можно установить зависимость скорости испарения воды от температуры, частоты пульса от величины нагрузки.

В начальной школе широко используются разработанные в ТРИЗ-педагогике приемы графического моделирования. К примеру, игра ММЧ (моделирование маленькими человечками) позволяет объяснить детям внутреннее строение предметов и веществ, дает возможность изучить основы физического взаимодействия между ними [21].

Сущность игры заключается в представлении о том, что все предметы и вещества состоят из множества разных маленьких человечков. В разных предметах человечки ведут себя по-разному в зависимости от состояния веществ.

Человечки твердого вещества крепко держатся за руки. Чтобы их разъединить, нужно приложить усилие. В жидком веществе человечки стоят рядом, слегка касаясь друг друга. Эта связь непрочная: одних человечков можно легко отделить от других (это можно показать, отлив воды из стакана). Человечки газообразных веществ неусидчивы: они постоянно в движении, любят прыгать, бегать, летать. Они много и независимо друг от друга путешествуют, лишь иногда сталкиваясь друг с другом.

Человечков в стилизованном виде изображают на карточках:

твердые вещества

жидкие вещества

газообразные вещества

С помощью этих карточек учащиеся моделируют различные вещества, предметы и системы предметов; описывают их свойства. Затем задания усложняются: моделируются процессы, происходящие с веществами (изменение агрегатного состояния), и процессы взаимодействия между веществами и телами. Можно усложнять задачи, используя различные цвета символических человечков или вводя дополнительные символы для обозначения характера или условий взаимодействия веществ.

Графическое моделирование развивает такие стороны мышления, как умение прогнозировать, устанавливать общность предметов на генетической основе.

В последнее время в методической литературе появилось понятие «живое моделирование» (Дж. Хассард). Суть живого моделирования заключается в имитации природных процессов, где в качестве «живых моделей» выступают сами дети.

Например, сценка «Круговорот» имитирует биологический круговорот веществ в природе. Одна группа учеников изображает большое дерево. Другая группа – дождь, ручей, донные отложения, грунтовые воды. Остальные изображают траву и животных (плотоядных и травоядных), а также организмы, питающиеся погибшими животными и растениями. Все занимают места вокруг дерева и разными движениями изображают перемещение веществ в круговороте. «Живое моделирование» может сопровождаться чтением стихов, составлением рассказа и т.п. Обсуждается, что произойдет с деревом, если вода или воздух окажутся загрязненными. Детям предлагается нарисовать большую картину, изображающую взаимосвязи в круговороте цветными стрелками, показывающими движение веществ. Дается дополнительное задание – отразить на картине экологические проблемы – загрязнение воды, воздуха и почвы.

Технология моделирования

На уроках изучения окружающего мира. Требования к моделям

Технология моделирования включает несколько этапов.

1. Предварительный анализ учебного материала. Актуализация накопленных знаний о каком-то объекте или явлении, выделение существенных признаков. Педагог предлагает детям описать наблюдаемые объекты природы. При этом могут использоваться ранее усвоенные модели. Организуется сравнение двух объектов между собой. На основе обследовательских действий абстрагируются различные признаки объектов природы (цвет, форма, величина, характер поверхности, количество частей, пространственное расположение, связи с другими объектами и т.п.). Выделяются признаки различия и сходства, одновременно дается задание последовательно отбирать модели, замещающие эти признаки.

2. Перевод учебной информации на знаково-символический язык, который может осуществляться вещественными или графическими средствами. Организуется работа по созданию новой модели. Педагог обращает внимание детей на новый признак, который невозможно описать с помощью известных моделей, и предлагает создать соответствующую модель. Первоначально перевод информации на графический язык (кодирование) осуществляется педагогом, затем – школьниками под контролем учителя.

3. Работа с моделью. Применение новой модели в практической деятельности. Предлагается система упражнений по использованию новой модели для описания различных объектов. Предусматривается расшифровка модели (декодирование информации), достраивание, видоизменение модели.

4. Соотнесение результатов, полученных на модели, с реальностью. Модель соотносится с реальным объектом или явлением. Сравниваются конкретные признаки, связи и отношения.

Технология использования моделей в процессе обучения должна учитывать ряд обстоятельств. Модель несет определенные ограничения в информации, она упрощает объект, представляет лишь его отдельные стороны, связи и отношения. Поэтому моделирование должно сочетаться с наблюдением реальных предметов и явлений, рассматриванием картин, а также с другими методами, обеспечивающими образные представления о признаках, свойствах, связях и отношениях изучаемых объектов.

Моделирование, особенно графическое, требует определенного уровня умственной деятельности: умения анализировать, абстрагировать существенные стороны объектов и явлений; развитого дифференцированного восприятия и образного мышления, позволяющего замещать объекты; умения устанавливать связи.

Чтобы модель как наглядно-практическое средство познания выполняла свою функцию, она должна соответствовать ряду требований:

· быть по структуре аналогичной изучаемому объекту;

· ярко и отчетливо передавать существенные признаки, свойства и отношения, которые должны быть освоены с ее помощью;

· облегчать познание, быть доступной для восприятия, создания и действий с ней;

· соответствовать эстетическим нормам, представлять в единстве художественную выразительность материала, графических средств и познавательное содержание.

Моделирование облегчает процесс познания природы, делает его более наглядным. Эффективность моделирования зависит от технологии введения моделей. Учащиеся должны принимать непосредственное участие в создании модели, в замещении предметов знаково-символическими образами, в схематической передаче абстрагированных связей и отношений.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8 91011 12 Следующая ⇒