Обучение моделированию в начальной школе

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 13Следующая ⇒

Обучение моделированию в начальной школе

Учебно-методическое пособие

Санкт-Петербург

2021

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГАОУ ДПО «ЛОИРО»

в рамках выполнения ГЗ п. 3.5.20

Авторы-составители: Мостова О. Н. (введение, разделы 1.1.,1.4., Кочанова А. Н. (раздел 1.2.), Шило Т. Б. (раздел 1.3.), Никитина О. З.(раздел 1.5.).

Обучение моделированию в начальной школе /Мостова О. Н., Шило Т. Б., Кочанова А. Н., Никитина О. З. /Под редакцией Мостовой О. Н., Федюниной А. П.– СПб: ЛОИРО, 2021 г. –109 с.

ISBN…

                                                                                                                    СПБ: ЛОИРО, 2021

Содержание

Введение

Современная начальная школа дает, прежде всего, базовое образование, которое призвано сформировать целостную систему универсальных учебных действий, то есть ключевые компетенции, определяющие современное качество подготовки обучающихся.

 Процесс обучения младших школьников  сегодня рассматривается не как простая трансляция знаний от учителя к ученику, а как взаимодействие и  сотрудничество учителя и ученика. Поэтому в таком образовательном процессе преобладают методы работы, обеспечивающие становление самостоятельной творческой личности, готовой к восприятию и решению инновационных задач.

В Федеральном государственном образовательном стандарте начального общего образования предъявляются определенные требования к результатам выпускников начальной школы: личностным, метапредметным, предметным. 

В современном мире происходит интенсивное изменение окружающей жизни, активное проникновение научно-технического прогресса во все сферы, которые диктуют педагогу необходимость выбирать более эффективные средства обучения и воспитания на основе современных методов и новых интегрированных технологий. Одним из наиболее перспективных методов воспитания и обучения является метод моделирования, поскольку мышление младшего школьника отличается предметной образностью и наглядной конкретностью. 

Модели и моделирование - это метод познания всего того, что нас окружает. Моделирование – это исследовательский процесс. Исследование даёт новые знания об объекте, явлении, процессе.

Теория учебного моделирования берёт своё начало в работах Д.Б. Давыдова, А.Ч. Варданяна, З.Д. Гольдина. Научное обоснование этой теории представлено в трудах П.Я. Гальперина. В концепции учебной деятельности Д.Б. Эльконина – В.В. Давыдова моделирование включено как учебное действие, которое должно быть сформировано у школьников.

Практика обучения в начальной школе  показывает, что в процессе изучения учебных предметов учащиеся имеют дело с учебными моделями и моделированием.

Необходимость овладения моделированием в виде учебного действия диктуется не только его значимостью в качестве средства познания, но и психолого–педагогическими требованиями в соответствии с теорией поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина), теорией учебной деятельности (В.В. Давыдов, Л.М. Фридман). 

Академик Р.С. Гайсина пишет о том, что в отличие от работы с готовыми моделями, моделирование предполагает совместные действия учителя и учащихся по построению и изучению модели исследуемого природного объекта или явления [9; с. 67-71].

Особенно актуальным остается вопрос, связанный с формированием метапредметных результатов обучения, среди которых важное место занимают следующие универсальные учебные действия:

- использование знаково-символических средств представления информации для создания моделей изучаемых объектов и процессов, схем решения учебных и практических задач; 

- умение работать в материальной и информационной среде начального общего образования (в том числе с учебными моделями) в соответствии с содержанием конкретного учебного предмета. [1; с.91]. 

В тексте ФГОС НОО 2021 г. уточнены метапредметные результаты в следующих формулировках:

П. 42. Метапредметные результаты освоения программы начального общего образования должны отражать:

42.1. Овладение универсальными учебными познавательными действиями:

1) базовые логические действия:

сравнивать объекты, устанавливать основания для сравнения, устанавливать аналогии;

объединять части объекта (объекты) по определенному признаку;

определять существенный признак для классификации, классифицировать предложенные объекты;

находить закономерности и противоречия в рассматриваемых фактах, данных и наблюдениях на основе предложенного педагогическим работником алгоритма;

выявлять недостаток информации для решения учебной (практической) задачи на основе предложенного алгоритма;

устанавливать причинно-следственные связи в ситуациях, поддающихся непосредственному наблюдению или знакомых по опыту, делать выводы;

2) базовые исследовательские действия:

определять разрыв между реальным и желательным состоянием объекта (ситуации) на основе предложенных педагогическим работником вопросов;

с помощью педагогического работника формулировать цель, планировать изменения объекта, ситуации;

сравнивать несколько вариантов решения задачи, выбирать наиболее подходящий (на основе предложенных критериев);

проводить по предложенному плану опыт, несложное исследование по установлению особенностей объекта изучения и связей между объектами (часть - целое, причина - следствие);

формулировать выводы и подкреплять их доказательствами на основе результатов проведенного наблюдения (опыта, измерения, классификации, сравнения, исследования);

прогнозировать возможное развитие процессов, событий и их последствия в аналогичных или сходных ситуациях;

3) работа с информацией:

выбирать источник получения информации;

согласно заданному алгоритму находить в предложенном источнике информацию, представленную в явном виде;

распознавать достоверную и недостоверную информацию самостоятельно или на основании предложенного педагогическим работником способа ее проверки;

соблюдать с помощью взрослых (педагогических работников, родителей (законных представителей) несовершеннолетних обучающихся) правила информационной безопасности при поиске информации в сети Интернет;

анализировать и создавать текстовую, видео, графическую, звуковую, информацию в соответствии с учебной задачей;

самостоятельно создавать схемы, таблицы для представления информации [2].

Этот вариант представления метапредметных результатов также требует умений моделировать связи и отношения внутри одного объекта или между ними.

Это значит, что действие моделирование на уроках является как универсальным, так и предметным действием. Работа с моделями в большой степени развивает такие умения младших школьников, как самостоятельность в получении нового знания и дальнейшего его преобразования с целью применения к решению задач, а также готовность и способность к саморазвитию, следовательно,  можно с уверенностью сказать, что моделирование – средство овладения одним из важнейших умений – умением учиться, что согласуется с ключевыми позициями современного начального образования.

Цель данного учебно-методического пособия – помочь учителю в организации процесса обучения младших школьников моделированию при изучении разных учебных предметов: математики, русского языка, литературного чтения, технологии, курса «Окружающий мир».

При этом важно повышение общего уровня эффективности преподавания и оптимизации процесса обучения на основе применения технологии моделирования в образовательном процессе.

В начальной школе

Начальная школа сегодня способна решать новые задачи, поставленные перед российским образованием, в первую очередь обеспечить условия для развития ребенка как субъекта собственной деятельности, субъекта развития (а не объекта педагогических воздействий учителя).

Именно так формулируются задачи начального образования в Федеральных государственных стандартах общего образования.

Основные направления развития младших школьников, перечень личностных и метапредметных результатов начального образования представлены в программе формирования универсальных учебных действий (УУД), которая является частью основной образовательной программы.

Программа начального общего образования  призвана наиболее полно реализовать системно-деятельностный подход, ключевой идеей которого является положение о том, что личность развивается в деятельности.

В младшем школьном возрасте ведущей является учебная деятельность. При этом процесс формирования УУД направлен на становление у обучающихся умения учиться, т. е. освоение ими всех компонентов учебной деятельности, включая:

• познавательные и учебные мотивы;

• учебную цель;

• учебные задачи;

• учебные действия и операции (ориентировка, преобразование материала, контроль и оценка).

В соответствии с требованиями ФГОС НОО в образовательном процессе у младших школьников формируются следующие УУД:  познавательные, регулятивные и коммуникативные, а основным подходом к построению урока становится системно-деятельностный.

Современное требование к методике  преподавания в 1-4-х классах – это организация максимально продуктивной творческой деятельности детей, начиная с первого класса. Только при таком подходе ребенок постоянно находится в ситуации отсутствия готовых решений и выступает в роли исследователя.

Именно опыт творческой деятельности, как высшая степень овладения умением учиться, подразумевает достаточный уровень развития познавательных и регулятивных умений.

Основной задачей учителя является создание на уроке образовательной среды, где каждому ученику было бы комфортно и интересно добывать новые знания вместе с учителем. Учитель в этом случае выступает в роли координатора, коммуникатора, партнера.

Как обычный урок сделать необычным, как неинтересный материал представить интересным, как с современными детьми говорить на современном языке? Эти и многие другие вопросы задаём мы себе, приходя сегодня в класс.

Учитель при этом должен владеть личностно ориентированными, развивающими образовательными технологиями, учитывающими различный уровень готовности  детей к обучению в школе.

Развитие современной личности младшего школьника  осуществляется в процессе собственной деятельности, направленной на «открытие» нового знания. Среди многообразия современных образовательных технологий хочется выделить те, которые можно использовать в работе с учащимися начального звена. Одна из них – это технология моделирования.

Моделирование – средство овладения одним из важнейших умений – умения учиться.

Моделирование – это исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений

Учебное моделирование – компонент содержательного анализа объекта.

Несомненным достоинством его является то, что данная технология позволяет преодолеть элементы механического усвоения знаний в обучении, активизировать мыслительную деятельность школьников.

Содержание и форма моделирования зависят от того, что именно моделируется, что является предметом моделирования на конкретно рассматриваемом этапе обучения.

Модель — это, прежде всего, упрощенное подобие объекта, которое воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики объекта-оригинала или объекта проектирования 

 Учебная модель – это особая форма наглядности, которая позволяет представить более ярко те свойства изучаемого явления, которые нас интересуют. 

Решающим же преимуществом модели является наличие объема, массы, фактуры, рисунка и цвета. «Учебная модель, благодаря своим  предметным, материальным свойствам, представляет собой «опредмеченное» понятие» [7; 3-127].

Итак, характерная особенность метода   моделирования – работа с учебными моделями, которые, создают сами школьники под умелым руководством учителя. Описание технологии проведения такого типа урока можно найти в работах А.Б. Воронцова  [6] и А. К. Дусавицкого  [11].

Метод моделирования, разработанный Д. Б. Элькониным, Л. А. Венгером, Н. А. Ветлугиной и Н. Н. Поддьяковым, заключается в том, что с помощью специальных схем, моделей в наглядной и доступной для ребенка форме воспроизводятся скрытые свойства и связи того или иного объекта. В основе метода моделирования лежит принцип замещения: реальный предмет ребенок замещает другим предметом, его изображением, каким-либо условным знаком.

Важность целенаправленного использования приемов учебного моделирования связана с его значимостью для формирования у младших школьников метода научного познания, обеспечивающего их интеллектуальное развитие.

Воронцов А.Б. считает учебную модель наиболее эффективным средством реализации деятельностного подхода к обучению. 

 В. В. Давыдов и А. У. Варданян рассматривают моделирование «как средство выделения и фиксации внутренних отношений изучаемых вещей» [10; с. 156–157], указывая, что деятельность моделирования стимулирует внутренний контроль своих действий.

Анализ психолого-педагогической литературы позволяет утверждать,

что для успешного обучения методу моделирования «должны быть сформированы следующие умения:

– кодирование/замещение (использование знаков и символов как условных заместителей реальных объектов и предметов);

 – декодирование/считывание информации;

 – умение использовать наглядные модели (схемы, чертежи, планы), отражающие пространственное расположение предметов или отношения между предметами или их частями для решения задач;

 – умение строить схемы, модели и т. п.» [3, с.93].

Рассмотрим алгоритм действий при решении учебных задач. Перед разработкой конкретных приемов использования моделирования как основы самоконтроля процесса выполнения действия возможно обратиться к классификации моделей по форме представления. В. А. Штофа, который выделяет следующие модели:

 - материальные, воспроизводящие геометрические и физические свойства оригинала (наглядные учебные пособия, макеты и пр.);

- информационные, передающие информацию о свойствах и состояниях объекта, процесса, явления, отражающие их взаимосвязь с внешним миром.

 Информационные модели

могут быть:

- вербальными (словесное описание на естественном языке) и

- знаковыми (чертежи, схемы, графики и др.)» [12; с.23–27].

Соснина Е. Г. замечает, что в данном случае процесс моделирования понимается не как создание модели реального объекта, а как фиксация определенным образом процесса создания алгоритма действий [5; с. 53].

В современной науке под алгоритмом принято понимать конкретную последовательность действий и правил для достижения некого результата.

Ребенок, овладевший способом построения алгоритма действий при выполнении учебной задачи, способен задавать себе этапы контроля собственных учебных действий.

 Н. Ф. Виноградова подчеркивает, что при помощи отраженного в модели алгоритма действия можно сделать любой объект доступным для тщательного изучения, выполнять анализ действий от частного к общему и наоборот, научиться контролировать свою деятельность поэтапно, а значит, формировать самостоятельную деятельность обучающихся, в том числе самоконтроль [3; с.14-36].

Что же дает нам использование  моделирования в начальной школе?     

Во-первых, использование моделирования в процессе обучения создает благоприятные условия для формирования таких общих приемов умственной деятельности, как абстрагирование, классификация, анализ, синтез, обобщение.

Во-вторых, моделирование имеет огромное значение в реализации личностных, метапредметных и предметных требований к результатам обучения. Оно является способом исследования деятельности, а значит, формирования и развития исследовательских навыков, способом получения такой информации о предметах и явлениях, которую невозможно получить другим путем.

В-третьих, в процессе создания модели идет интенсивное овладение информацией о моделируемом объекте или явлении, об отдельных его

свойствах, отношениях, связях. Моделирование позволяет получить информацию об объектах и явлениях окружающего мира, которые нельзя

принести в класс для изучения, нельзя увидеть целиком в окружающем мире.

В-четвертых, моделирование предполагает создание учеником модели в ходе практических действий, а не предъявления ее ребенку в готовом виде. В процессе моделирования исследуемые стороны оригинала могут быть изучены значительно легче, чем при непосредственном  его наблюдении. Моделирование сокращает процесс исследования каких-то длительно протекающих процессов.

В-пятых, существенной положительной стороной моделирования является то, что этот способ исключает формальную передачу знаний обучающимся: изучение объекта, явления протекает в ходе активной практической и умственной деятельности ребенка.

Очевидно, что применение моделирования развивает и наглядно-образное, и логическое мышление, а также творческие способности ребенка. Применение этого способа познания  в учебном процессе развивает у детей умение замещать полученную информацию символами, знаками, что позволяет сохранять больший объем информации в меньшем формате при значительной экономии времени.

Начинать работу по использованию моделирования целесообразно уже в 1-ом классе, т.к. приемы моделирования и способы действия с моделью оказываются не только доступными детям младшего школьного возраста, но и весьма продуктивными в плане развития мышления ребенка. 

М. И. Кузнецова отмечает что, на начальном этапе обучения главным в моделировании является выделение в условии или вопросе учебной задачи отношения, которое необходимо изучить, исследовать, применить для нахождения решения х [3; с. 58].

Это является очень актуальным, поскольку позволяет решить ряд проблем, возникших в обучении в последнее время: значительное увеличение объема знаний, повышение теоретического уровня и требований к качеству их усвоения.

 Созданные на уроках модели могут быть зафиксированы в особых блокнотах, которые называются «Тетрадь открытий». После того как модель создана, т.е. теоретическое понятие зафиксировано в знаковой форме, дается словесное определение понятия и конструируется способ действий.

Как показывает практика, рукописная «Тетрадь открытий», созданная трудом самих учеников, является порой более удобным учебным пособием, чем академические справочники и словари, поскольку содержит результаты собственной деятельности. 

Систематическая работа по схеме: анализ учебного материала –

создание модели – словесное определение понятия – конструирование способа действий с понятием значительно повышает эффективность обучения. 

 Кроме этого, способность использовать моделирование (как умение производить символическое замещение способов действий) может являться определенным критерием для оценки  уровня развития учебной деятельности  учащихся. 

Вопросы и задания по разделу 1.1.

1. Что такое моделирование?

2. Какое место занимает моделирование в структуре универсальных учебных действий?

3. В чем заключается метод моделирования при решении учебных задач?

4. Что дает учителю использование приемов моделирования в начальной школе?

Список литературы по разделу 1.1.

Задания по разделу 1.2

1. Назовите виды моделей, используемых на уроках математики, приведите примеры.

2. Какие приемы используются на этапе декодирования при формировании действия моделирования?

3. Постройте все возможные виды моделей по тексту задачи.

• Лена и Катя собирали в лесу грибы. Лена нашла 13 подберезовиков, а Катя – на 4 подберезовика больше. Сколько подберезовиков нашли девочки вместе?

• До первой остановки поезд был в пути 3 часа, а до второй – 4 часа. Какое расстояние прошел поезд, если его скорость было 90 км/ч?

Основная литература

1. Кокорева В.В, Вендина А.А. Графические модели как средство визуализации текстовых задач в начальной школе//Кант. 2020. № 3 (36). Сентябрь. С. 285-289.

2. Лату В.Г. Визуализация как один из приемов обучения решению сюжетных задач в начальной школе/ В.Г. Лату, М.В. Басалаева// Дискурс. Педагогические науки. 2018. № 4(18). С. 65 – 72.

3. Тягунова В.А., Дятлова Л.А. Обучение учащихся начальных классов моделированию в процессе решения текстовых задач/ В.А. Тягунова, Л.А. Дятлова// Проблемы и перспективы развития образования в России. 2017. № 46. С. 74-80.

4. Урбан М.А., Муравьева Г.Л. Генезис метода учебного моделирования в начальном обучении математике/ М.А. Урбан, Г.Л. Муравьева// Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. 2020. № 196. С. 186 - 193

Дополнительная литература

5. Бурова Л.И. Реализация дидактической системы С.П. Баранова «Оригинал – модель» в современной начальной школе // Начальная школа. 2014. № 4. С. 12-15.

6. Егорова Т.В., Митрохина С.В. Формирование у младших школьников умения моделировать на уроках математики // Современные проблемы науки и образования. 2016. № 3. С. 348.

7. Истомина Н. Б. Методика обучения математике в начальной школе: развивающее обучение: учеб. пособие для студентов педагогических вузов и колледжей. 2-е изд. Смоленск: Изд-во «Ассоциация XXI век», 2009. 288 с.

8. Мельникова С.В. Формирование умений учащихся начальных классов решать текстовые задачи средствами математического моделирования/ С.В. Мельникова, А.П. Кудинова // Педагогика и психология: актуальные вопросы теории и практики. – 2016. – № 4

9. Черкасова А.М., Аммосова Н.В. Использование моделирования при обучении младших школьников математике/ А.М. Черкасова, Н.В. Аммосова // Аспирант и соискатель. 2014. №1(79). С.28-30.

10. Черкасова А.М. Моделирование при обучении математике в начальной школе /А.М. Черкасова. – Теория и практика реализации ФГОС начального общего образования: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. – Орехово-Зуево: Изд-во МГОГИ. 2013. С. 36-40.

Интернет-источники

11. Сипайло Е.Г. Использование моделирования в обучении математике: Мастер-класс [Электронный ресурс]. // https://multiurok.ru/files/mastier-klass-po-tiemie-ispol-zovaniie-modielirova.html (Дата обращения: 25.10.2021)

12. Тарасова А.П. Моделирование в обучении младших школьников математике. [Электронный ресурс] https://urok.1sept.ru/articles/683258 (Дата обращения: 10.10.2021)

13. Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования (ФГОС НОО). [Электронный ресурс]. http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202107050028 (дата обращения: 20.10.2021).

Раздел 1.3.

Самостоятельное составление учащимися текста по предложенной учителем модели или придуманной учащимися.

Тему и содержание текста определяют сами учащиеся или предлагает учитель, используя опорные слова.

Химическая промышленность производит множество веществ. Она производит: соду, стиральные порошки, моющие средства, резину, удобрения, лаки, краски и многое другое. Производимые вещества используются человеком в быту и хозяйстве.

1.

Системная и продуманная работа над структурной организацией текста способствует овладению нормами связной речи, усиливает умственное развитие учащихся. «...Модель, замещая текст, отражает строй его идей, а модельный образ обеспечивает понимание структурно-смысловых связей текста как целого» [9]. Работа с текстовыми моделями способствует формированию умения выделять тематическое предложение текста, позволяющее проследить развитие сюжетной линии, последовательность изложения, логику рассуждений и обеспечивающее понимание, запоминание и воспроизведение текста, развитие навыков его самостоятельного составления.

Метод моделирования поможет учителю при работе с научно-учебными и научно-популярными текстами учебника  и по дисциплине «Окружающий мир». Так учитель начальных классов ГБОУ начальная школа - детский сад № 620 Центрального района Санкт-Петербурга «РОСТОК» Никонова Ангелина Петровна предлагает следующую методику работы над учебным текстом.

При работе с текстом

Одним из важнейших учебных умений, которые мы формируем у младших школьников, является работа с текстом. Младший школьник должен учиться осмысленно воспринимать прочитанную информацию, использовать её для выполнения заданий, применять в учебных ситуациях.

Здесь ребёнок сталкивается с научно-познавательными текстами. Занятия, построенные на основе метода моделирования на уроках окружающего мира, способствуют повышению уровня сформированности знаний взаимосвязей в природе.

Ниже приведен пример технологической карты урока по окружающему миру с использованием моделирования.

Предмет: Окружающий мир. УМК «Школа России. Класс: 2

Тема урока: В гости к весне.

Цель урока: Организовать деятельность учащихся, направленную на формирование представлений о характерных признаках весны в неживой природе.

Оборудование: учебник «Окружающий мир» А. А. Плешакова 2 класс, рабочий лист.

Текст: «Неживая природа весной» страница 86-87

(Полностью технологическая карта урока дана в Приложении 1)

Фрагмент этапа урока изучение нового материала в ходе активного взаимодействия  с применением метода моделирования.

- Ребята, давайте прочитаем текст на с.86-87 «Неживая природа весной» и составим модель текста на рабочем листе.

1. Прочитайте первый абзац.

-О чем говорится? (О солнце). Заполните первый прямоугольник в схеме.

-Как светит солнце весной?

- Изменилась ли высота солнца над горизонтом? Заполните модель на листе.

(Светит ярче - греет-поднимается выше)

-Одинаково ли солнце грело землю во все весенние месяцы? (Нет).

2. Продолжите работу самостоятельно.

Изменилась ли продолжительность дня? (Дни – стали длиннее)

3. – Как изменилось весной небо? (Небо – голубое – высокое)

4. Какие облака плывут по небу? (Облака - белые, лёгкие.)

5. - Что произошло со снегом, льдом на реках весной? (Снег - тает – тепло - ручейки побежали.) Почему? (Стало теплее)

6. Ребята, рассмотрите иллюстрации на стр. 86-87. (На данном этапе урока помогает учитель).

- Сравните иллюстрации. Как называются такие природные явления? Найдите в учебнике информацию о том, что такое ледоход и половодье. Прочитайте. Запишите названия. Выпишите слова действия, которые говорят о том, как двигаются льдины на реке (плывут, сталкиваются, разбиваются).

Что происходит с рекой во время половодья? (Разлилась, затопила).

-Приходилось ли вам их наблюдать?

-Ребята, можно выходить на лёд весной? Почему? Найдите в тексте предложение, в котором об этом говорится. Прочитайте.

Как мы видим, моделирование помогает учащимся понять научно-учебный текст, выделить в нем главное, определить тему текста и способствует правильному цельному пересказу рассматриваемого произведения.

Однако в практике начальной школы проводится большая работа не только с научно-учебным и научно-популярным текстами, но и с художественными тестами разных типов и стилей. В курсе русского языка основные изучаемые типы речи – это описание, повествование и рассуждение. Данные типы речи рассматриваются с точки зрения особенностей структуры и композиции текстов, а также специфики использования языковых средств, что отражено в таблице 1.

Таблица 1

Тип текста: Описание

Тип текста: Повествование

Тип текста: Рассуждение