Раздел 1. 5. Использование моделирования на уроках технологии в начальной школе

Основная цель и задачи по использованию моделирования в начальной школе на уроке технологии

Авторы программы по предмету технология (УМК Школа России), Е.А. Лутцева и Т.П. Зуева [4.] целью изучения курса «Технология» определяют развитие социально значимых личностных качеств учащихся: потребности познавать и исследовать неизвестное, активности, инициативности, самостоятельности, самоуважения и самооценки.   При этом происходит приобретение первоначального опыта практической преобразовательной и творческой деятельности, формирование элементарных конструкторско-технологических знаний и умений, расширение и обогащение личного жизненно-практического опыта, представлений о профессиональной деятельности человека [9, с.4].

Уроки технологии с применением моделирования как способа познания и получения нового, способствует всестороннему развитию личности младшего школьника. По мнению Алексеенко Е. [1.], в начальной школе на уроках технологии должно быть усовершенствовано и внедрено моделирование, эвристические возможности которого шире, чем у обычной наглядности.

В то же время моделирование – это действие, которое выносится за пределы младшего школьного возраста в дальнейшие виды деятельности человека и выходит на новый уровень своего развития. С помощью моделирования можно свести изучение сложного к простому, незнакомого – к знакомому, то есть сделать объект доступным для тщательного изучения [9.].

В отличие от работы с готовой моделью, процесс моделирования предполагает совместные действия учителя и учащихся по построению и изучению модели исследуемого объекта или явления.

Основные задачи по организации моделирования в начальной школе на уроке технологии:

· формировать трудовые умения и навыки школьников в процессе обучения  и общественно полезной работы;

· обеспечить понимания роли труда в жизни людей;

· познакомить с материалами и ручными инструментами, применяемыми в быту, с основами современного промышленного и сельскохозяйственного производства, строительства, транспорта, сферы обслуживания;

· формировать навыки ручной работы.

Для того, чтобы организовать работу с использованием моделирования на уроках технологии, учитель должен соблюдать ряд условий:

1. учитывать возрастные психологические особенности учащихся младших классов;

2. методически грамотно организовывать работу;

3. использовать различные виды моделей на разных этапах урока.

Виды моделей, при меняемых на уроках технологии

 

1.

 

 

                                             

 

 

Рис.1

Из представленных в классификации моделей (Рис.1) возможно использование на уроках технологии в основном образных и знаковых моделей, т.к. они требуют меньше затрат при использовании и более понятны младшим школьникам.

Принципы использование моделирования на уроке:

· создание и поддержание высокого уровня познавательного интереса и самостоятельной умственной активности учащихся;

· экономное и целесообразное расходование времени урока;

· применение разнообразного арсенала методов и средств обучения;

· формирование и тренинг способов умственных действий учащихся;

· формирование и развитие личностных качеств школьника;

· развитие самоуправляющих механизмов личности младшего школьника и др.

При изучении и закреплении нового материала проводится основная работа по созданию схем с различной степенью самостоятельности учащихся по следующему примерному плану:

1) учитель строит схему – учащиеся наблюдают;

2) учитель начинает моделирование – учащиеся продолжают и завершают работу;

3) учащиеся самостоятельно создают схему;

4) при повторении ранее изученного, при проверке и закреплении знаний (ученики использовали готовые схемы и воспроизводили их).

Чтобы сделать разнообразной работу с применением готовой схемы или работу по её созданию, можно использовать различные приёмы, например:

1) привести примеры объектов, которые соответствуют данной схеме:

2) «расшифровать схему»:

3) найти ошибку в расположении схематических карточек;

4) придумать символ, обозначающий один из элементов модели;

5) расставить карточки-схемы правильно:

6) выбрать соответствующую данному объекту модель из нескольких представленных схем;

7) дополнить моделируемый ряд;

8) составить схему по ходу рассказа учителя (творческая работа).

Результатами таких видов работ с применением схем и их изготовлением может быть созданные учащимися: модели, плакаты, открытки, обложки книг и т.п., которые потом могут использоваться на уроках русского языка, математики, литературного чтения и окружающего мира.

Например, создание модели «Обложка книг».

Готовая модель обложки может выглядеть так:

Фамилия автора

Тема и жанр (рассказ о животных или др.)

Заголовок

Такая работа позволяет формировать навыки учебного труда, умение сотрудничать, самостоятельно добывать информацию, повышать интерес к читательской деятельности. Это связано с тем, что процесс моделирования:

1) учитывает возрастные особенности и обеспечивает смену деятельности в течение 30 минут;

2) позволяет каждому работать в соответствии со своими возможностями;

3) создает игровую ситуацию при овладении читательскими умениями.

Модель учащиеся могут нарисовать, вырезать из бумаги, т.е. слушание и говорение сочетаются с практической деятельностью. Это позволяет проанализировать произведение более наглядно и доступно, а также дает возможность включить каждого ученика в активный процесс и в формирование специальных читательских умений.

. Работа по моделированию обложки книги организуется следующим образом:

1) у каждого ученика (дети могут работать в парах) на столе находится четверть альбомного листа;

2) учащиеся и кладут его вертикально и слушают произведение, которое читает учитель;

3)  в завершении деятельности - моделируют обложку, используя шаблоны, раскрашивают их цветными карандашами.

Предлагаем примерные вопросы при рассматривании иллюстраций с последующим моделированием обложки.

1 этап. Рассматривание иллюстраций

- Посмотрите на обложку книги. Какую информацию можно прочитать на ней?

- Кто изображен на обложке книги? Что помогло вам догадаться, что это главный герой?

- Какой эпизод произведения иллюстрирует эта картинка?

- Ребята! Выполнение, какого задания поможет вам лучше запомнить имя и фамилию автора, заголовок книги.

2 этап. Процесс моделирование обложки

- Оформите модель обложки. (Дети самостоятельно выполняют модели обложек, используя заместители жанра и темы.)

- Сравните свою модель с образцом.

Затем можно усложнять задания школьникам:

1) дополнить модель обложки названием произведения и фамилией автора;

2) определить по модели тему и жанр произведения;

3) рассмотреть заместители жанров и назови любой рассказ, любое стихотворение, любую сказку.

По мнению И. Комаровой, важное условие в работе со схемами – то, что они должны непременно подключаться к работе на уроке, а не висеть как плакаты. Только тогда они помогут учителю лучше учить, а детям легче учиться. [14.]

Таким образом, схемы – опоры включают в процесс запоминания зрительную память, развивают образное мышление, позволяют разнообразить работу на уроке, активизируют познавательную деятельность учащихся, повышают «плотность» урока, дают возможность применять необычные формы контроля.

Из представленных в классификации моделей возможно использование в основном образных и знаковых моделей, т.к. они требуют меньше затрат при использовании и более понятны младшим школьникам.

На уроках технологии используется графическое моделирование – это процесс – обучения детей основам графической грамотности. Графическая грамота в школе - одно из средств развития конструктивно-технического мышления учащихся, связанного с чтением и изображением на плоскости пространственных форм материального мира.

Основой графической грамоты является развитие пространственных представлений и пространственного воображения учащихся, а также обучение их различным методам реалистических, упрощённых и условных изображений, применяемых в различных областях науки, техники и в производстве. Это даёт возможность переходить в обучении от объектов и процессов разного рода к их графическим изображениям и от графических изображений - к объектам и процессам.

Воспитательно - образовательное значение графической грамоты состоит в развитии умения выражать различные характеристики и отношения объектов теми графическими изображениями, которые наиболее полно определяют необходимое содержание.

 Например форму и цвет предметов (рисунок), их форму и размеры (технический рисунок), пространственное расположение предметов на местности и их относительные размеры (карты и планы), конструкцию предметов и данные, необходимые для их изготовления (чертежи деталей) и др. Конструкцию и взаимодействие узлов и деталей изделия (сборочный чертёж), соотношение величин (диаграммы), взаимосвязь элементов и их функциональную зависимость (схемы и графики) [7].

Урок «Технология» условно делят на две части – интеллектуальную/ теоретическую и практическую. Каждая из них составляет примерно 50% урока. Для того, чтобы выполнить определенное на уроке изделие, детям необходимо достаточное количество времени. Скорость выполнения работы учащимися напрямую зависит от их возрастных особенностей и сформированных умений выполнять трудовые операции руками. Поэтому учитель постоянно ищет и выбирает такие средства, методы и приемы, которые бы сократили время на интеллектуальную/теоретическую часть работы и позволили бы расширить практическую. Моделирование  эффективно помогает учащися осознать способ деятельности при изготовлении изделия, проанализировать правильность выполнения операций, последовательно осуществить рефлексию.

Приведем пример  таблицы из пособия Жмакина Н. Л., которая задает модель анализа результатов проектной деятельности учащихся. [3. c.59]

Таблица для групповой и индивидуальной рефлексии на этапе урока «Презентация проекта»

Для анализа детской работы можно предложить следующие примерные вопросы:	Для анализа работы группы можно предложить следующие примерные вопросы:
Работа соответствует поставленным целям? Все условия соблюдены?	В группе достаточно быстро были распределены обязанности?
Соблюдались ли правила техники безопасности?	Почему получилось (не получилось) быстро договориться?
Рабочее место было организовано рационально?	Координатор смог организовать работу всех участников?
Экономно ли расходовались материалы?	Все участники группы работали или некоторые отдыхали?
Правильно ли выполнялись технологические приемы?	Что можно дополнить в изделии? Это улучшит работу или не повлияет на ее качество?

На уроке «Технология» используются графические или предметные инструкционные карты.

Предметные инструкционные карты проще для понимания детьми младшего школьного возраста. Последовательность этапов может быть пронумерована, тогда ученики под руководством учителя или самостоятельно проговаривают последовательность. Педагог при подготовке может сознательно не нумеровать этапы, что создаст для обучающихся дополнительную проблемную ситуацию и активизирует работу по составлению осмысленного плана последовательности изготовления изделий.

Предметная карта имеет одно значимое достоинство перед графической: каждый полуфабрикат младший школьник может развернуть или свернуть, чтобы получить предыдущий этап или следующий в случае, если объяснение было не понято.

Графические инструкционные карты основаны на эскизах, схемах, технических рисунках. В процессе работы с графическими инструкционными картами у обучающихся развивается пространственное воображение. Сложность работы с такими картами заключается в том, что изображение нельзя рассмотреть со всех сторон, поэтому их вводят параллельно с предметными инструкционными картами. На некоторых этапах урока в качестве помощника может выступать (в практической работе), как предметная, так и графическая карта.

Графические инструкционные карты удобно демонстрировать на слайдах презентации. Но при подготовке презентации учителю необходимо учесть, сколько этапов будет размещено на одном слайде. Необходимо также продумать, как эта последовательность будет демонстрироваться во время практической работы обучающихся, которые выполняют работу в разном темпе.

Инструкционные карты имеют один существенный недостаток: когда ребенок работает по четкой инструкции, речь не может идти о развитии его самостоятельности или творчества. Данные «помощники» могут быть использованы, когда нужно четко соблюдать последовательность выполнения, например, когда соблюдается технология выполнения изделий народных промыслов. Поэтому использование технологических карт должно быть продумано и обосновано.

Техническая документация в учебном процессе используется в решении определенных задач. Учитель должен понимать, что формирование чертежно-графической грамоты у младших школьников является главным, а что второстепенным.

Одной из важных задач графической подготовки младших школьников на уроках технологии является их обучение чтению чертежей. В начальных классах школьники ещё не получают достаточных знаний, необходимых для точного изготовления и контроля изделия, изображенного на чертеже, да и сами чертежи очень просты. Поэтому в начальной школе происходит только подготовка к чтению чертежа.

В процессе работы младшие школьники создают различные по сложности, но доступные для выполнения модели из легкообрабатываемых материалов, пользуясь различными инструментами и приспособлениями. В итоге, учащиеся выполняют различные виды работ моделирования: аппликации из бумаги, ткани, природных материалов, лепят поделки из пластилина, изготавливают изделия из тонкой проволоки, фольги, древесины.

Значительное место современных уроках технологии занимает техническое моделирование, которое призвано расширить знания учащихся об окружающей действительности, машинах, механизмах, их использовании в хозяйстве. Создавая те или другие изделия, дети знакомятся с различными профессиями, людьми труда, что очень важно для их профессиональной ориентации.

В итоге можно сделать вывод – благодаря методу моделирования, ученики отрабатывают навыки и умения, расширяется политехнический кругозор. Получая от учителя теоретические сведения, учащиеся узнают много новых слов, за счет технической терминологии происходит расширение словарного запаса.

Следует обратить внимание на методическую сторону использования детских изделий, их практическую направленность. Они могут служить наглядными пособиями, выставочными экспонатами, подарками. Из макетов различных сооружений можно построить макет улицы, на которой находится школа, модели машин можно использовать при изучении Правил дорожного движения.

Важно отметить, что включение моделирования в процесс обучения технологии заключается именно в том, чтобы раскрыть суть моделирования, его принципы и закономерности. В процессе этой работы педагогу нужно объяснить ход создания моделей и наметить примерный алгоритм моделирования. Предлагается один из возможных вариантов данного алгоритма.

Примерный алгоритм моделирования.

Педагогу нужно объяснить ход создания моделей детям, последовательность операций:

·  наметить объект моделирования;

· определить вид модели (контурная, стилизованная, модель -копия, объемная или плоская);

· определить нужный масштаб;

· наметить основные части, детали;

· создать эскиз, на основе которого создать рабочий чертеж;

·  перенести полученные размеры на обрабатываемый материал;

·  обработать изделия и испытать его в действии.

Данный алгоритм может изменяться в зависимости от уровня подготовки учащихся.

В тех случаях, когда ученики имеют опыт работы, моделирование может иметь такие этапы:

1) определение объекта моделирования;

2) подготовка рабочих чертежей;

3) составление плана работы, подбор материала;

4) исполнение намеченного плана.

На первом этапе обучения дети работают по готовым эскизам и чертежам с использованием преимущественно репродуктивных и воспроизводящих методов. Частично применяются методы, способствующие умственному развитию учащихся, т.е. проблемные, исследовательские и др.

Обучение моделированию младших школьников основано на базовых навыках и умениях, которыми должны овладевать учащиеся в начальной школе. Они включают в себя множество различных технологических операций: сгибание, резание, склеивание, лепка, аппликация, навыки соединения деталей различными способами и многое другое.

Таким образом, графическое и техническое моделирование расширяет возможности учащихся, развивает пространственное мышление, воображение, чувство прекрасного, творческие способности, наблюдательность, внимание [11.].

В результате, можно сделать вывод о том, что преимущества уроков технологии (межпредметность, практикоориентированность, творческая конструктивная деятельность) обеспечивают достижение метапредметных результатов обучения и способствует решению задач, поставленных перед школой ФГОС НОО.

Применение на уроках технологии и во внеурочной деятельности инновационных технологий LEGO -конструирования и 3D – технологий.

Внедрение в образовательный процесс инновационных технологий LEGO-конструирования и 3D – технологии - требование времени. Поэтому знакомство школьников с ними актуально для современной школы, особенно в условиях постоянно увеличивающегося объема учебной информации, появления новых ее носителей (электронные учебники, компьютерные энциклопедии) и средств доступа к ней. Учащимся необходимо осмыслить сам процесс познания, определить место в этом процессе такого познавательного приема, как моделирование и использование при этом современных инновационных технологий технологий LEGO-конструирования и 3D – технологий.

Применяя образовательные решения LEGO Education в классе на уроке технологии, педагог может организовать увлекательные, высокоэффективные занятия, благодаря которым ученики начальной школы с удовольствием начнут изучать окружающий их мир. Наборы помогут с легкостью усвоить принципы работы различных механизмов и устройств, а также изучить различные физические законы и явления, тем более, что дети младшего школьного возраста охотно играют с кубиками LEGO.

Внедрение кубиков в учебную среду способствует повышению мотивации и эффективному обучению школьников. Именно за счет такой активной, увлекательной деятельности образовательные решения LEGO Education для начальной школы формируют навыки, необходимые для успешного развития в течение всей жизни. Практико-ориентированные решения пробуждают в детях естественную тягу к исследованиям и открытиям.

Объединив абстрактные понятия с явлениями из реальной жизни посредством занимательной практической методики, которая по-настоящему увлечет учеников. Кубики LEGO позволяют превратить числа, слова и понятия в реальные модели, которые можно трогать, обсуждать, изменять. Это дает педагогам незаменимый инструмент по объяснению практически любой абстрактной и непонятной, а потому часто неинтересной темы. [16.]

Кроме того, обучение 3D -моделированию имеет большое значение как для формирования ИКТ-компетентности, так и для достижения личностных результатов, в том числе развития творческих способностей. Дети подвергаются воздействию 3D с самого раннего возраста через модели и специальные эффекты, используемые в фильмах и телешоу с использованием компьютерной графики. А воссоздание своих героев в 3D представляет собой захватывающий творческий процесс для детей, ограниченный только их воображением.

Использование 3D-моделирования и анимации в образовании предоставляет учителям новые инструменты обучения. Эти инструменты помогают учащимся легче воспринимать учебный материал, повышают их мотивацию и способствуют ускорению усвоения больших объемов знаний. 3D-технологии могут изменить подход образовательных учреждений к обучению, позволяя объединить и применить современные подходы к обучению.

3D-технологии позволят разнообразить учебные занятия, а учебный процесс сделать эффективным и визуально - объёмным. Фактически, 3D помогает получить опыт работы по нескольким дисциплинам, это обусловливает необходимость учета педагогами возникающих новых технологий с целью их последующего грамотного внедрения в образовательный процесс [20.].

В обычной лекционной форме урока, как и в традиционных печатных учебниках, физиологически необходимая сенсомоторная стадия восприятия информации практически отсутствует, так как учебный материал представлен на лексическом уровне. Это одна из причин сложности восприятия информации. Для того чтобы достичь максимальной точности в восприятии информации, необходимо обеспечить зрительное восприятие, максимально приближенное к реальности. Соблюдение естественного порядка восприятия и обработки информации приводит к экономии времени в учебном процессе. [15.].

Когда учебный материал преподносится с помощью зрительных образов, в процесс восприятия вовлекаются различные каналы: слух, зрение и др. Образное визуальное представление объекта может быть получено путем изучения самого объекта или его физической модели, а также их отображения, полученного мультимедийными средствами (электронные плакаты, видеоклипы, анимация и др.), в том числе компьютерными (виртуальными) 3D-изображениями. [21.]

Интерактивность 3D-компьютерных моделей означает, что обучающимся и преподавателям предоставляется возможность активно взаимодействовать с этими инструментами. 3D-лабораторию необходимо внедрять в систему обучения, по следующим причинам, потому что она:

· помогает вовлечь детей в исследовательскую работу, делает учебный процесс интересным и понятным;

· позволяет понять тонкости будущей профессии на этапе обучения;

· стимулирует творческую активность каждого ребенка;

· способствует улучшению качества и доступности изложения сложных тем и уроков,

· обучающиеся создают свои собственные VR-приложения и 3D- видео;

· обучающиеся пишут 3D-проекты, презентации и статьи и др.

Таким образом, моделирование как наиболее универсальный способ познания в условиях информационного общества становится одним из самых эффективных инструментов учебной деятельности уже с начальной ступени обучения. Для педагога это – инструмент мониторинга и построения учебного процесса. Для ученика это – универсальный инструмент основного вида деятельности – обучения.

Вопросы и задания по разделу 1.5.

1. Перечислите основные виды моделей, которые используются на уроках технологии в начальных классах.

2. Приведите примеры графических и предметных карт, назовите возможные варианты использования их на этапах урока.

3. Проведите анализ конспекта урока «Технология», выполненного учителем начальных классов с применением моделирования. Можно воспользоваться конспектом урока, взяв вариант из сети Интернет. Предложите способы совершенствования проанализированного конспекта.

 

Основная литература

1. Алексеенко Е. Урок технологии в начальной школе. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса. Учебно-методическое пособие. М.:НИЦ-ИНФРА,2019, 202с.

2. Галанжина Е: Технология. 2 класс. Методическое пособие для УМК "Начальная школа XXI века" (Вентана-Граф), 2018г.

3. Жмакина Н.Л. Проектирование уроков «Технология» в начальной школе:учебно-методическое пособие. Нижневартовск: НВГУ, 2021. 78 с.

4. Лутцева Е.А., Зуева Т.П. Технология. Рабочие программы. Предметная линия учебников системы «Школа России». 1-4 классы: пособие для учителей общеобразоват. организаций. М.: Просвещение, 2014, 157с.

5. Павлова О: Технология. 2 класс. Рабочая программа и технологические карты уроков по учебнику Е. Лутцевой. Волгоград: Изд.Учитель, 2017г.

6. Шейкина С: Технология. 3 класс. Методическое пособие для УМК "Школа России" (Просвещение),Изд. Планета, 2018.

Дополнительная литература

7. Бугрименко Е.А., Что значит – научить учиться//Начальная школа – 2019 –№ 3.

8. Выгонов В.В. Технология. Летающие модели. 1–4 классы. М., 2014.

 (С приложением на электронном носителе).

9. Кожурова А.А., Ушницкая М.И., Формирование регулятивных универсальных учебных действий младших школьников посредством аппликации. Мир науки, культуры, образования. №2 (75) 2019.

10. Крылова Л. Ф. Работа с конструктором ЛЕГО. М.: ФИРО, 2014. 

11. Можаров М. С., Можарова А. Э. Обучение младших школьников использованию технологии 3D-моделирования в программе TinkerCAD // Формирование и развитие предпринимательских компетенций молодежи: сб. ст. Всероссийской научно-практической конференции. – Новокузнецк: НФИ КемГУ, 2016. – С. 198–205.

12. Поливанова Н.И., Ермакова И.В., Ривина И.В. Психологические особенности организации взаимодействия учителя и учащихся в условиях ФГОС. 2018.

13. Раскина И.И., Баракина Т.В., Формирование представлений о модели и моделировании в начальной школе.//Омск: ОмГПУ, 2005. 

14. Синебрюхова В.Л. Урок технологии в начальной школе. Ростов н/Д: Феникс, 2015. 134 с.

15. Цуканова, В.С. Развивающие занятия по моделированию в начальной школе. /В.С.Цуканова. – Ростов-на-Дону. «Феникс», 2003.- 80 с. 

Интернет – источники

16.  Российская Федерация. Приказы. Об утверждении федерального компонента государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) образования [Электронный ресурс]: приказ: от 5.03.2004, №1089 (действ. ред. 2017). – Электрон.дан. – Режим доступа: http://base.garant.ru/6150599/#friends, доступ СПС «Гарант» (дата обращения: 5.03.2019). – Загл. с экрана.)

17. Российское образование вошло в топ-20 мирового рейтинга: // Пси-Пресс.2019. URL: http://psypress.ru/articles/26005.shtml

18. Рейтинг стран мира по индексу уровня образования // gtmarket.ru/ URL https://gtmarket.ru/ratings/education-index (дата обращения: 05.06.2020).

19. Проблемы современного ученика в школе. // https://урок.рф/ URL: https://урок.рф/discussion/63407.html (дата обращения: 05.06.2020).

20. Возможности 3D-технологий в образовании [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL https://cyberleninka.ru свободный.

21. Козлова Т.В., Чернопольская К.Н. Компьютерная графика и 3D моделирование в начальном общем образовании // Научное сообщество студентов XXI столетия. Технические науки: сб. ст. по мат. XI междунар. студ. науч.- практ. конф. № 11. URL: http://sibac.info/archive/technic/11.pdf (дата обращения: 21.04.2019)

22. Программа для 3Д-моделирования Tinkercad // Junior URL:https://junior3D.ru/article/Tinkercad.html (дата обращения: 02.04.2020).

23. Учебные пособия и руководства по TinkerCAD [Электронный ресурс]: офиц. сайт. – URL: https://www.tinkercad.com/learn/, (дата обращения: 17.12.2016).

24. Методическая разработка по информатике на тему Моделирование и формализация// ИнфоУрок URL: https://infourok.ru/metodicheskaya-razrabotka-po-informatike-na-temumodelirovanie-i-formalizaciya-2358414.html (дата обращения: 24.11.2020)

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