Моделирование как способ владения компонентами учебной деятельности
статья (1 класс) на тему

МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СПОСОБ ОВЛАДЕНИЯ КОМПОНЕНТАМИ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

(УМК «Начальная школа 21 века»)

Батищева Оксана Александровна

учитель начальных классов МОУ

СОШ №3 станицы Фастовецкой

Тихорецкого района

        Начальное общее образование – первая ступень общего образования. Федеральный компонент государственного стандарта начального общего образования направлен на реализацию качественно новой личностно-ориентированной развивающей модели массовой начальной школы и призван обеспечить выполнение основных целей образования (Слайд 1).

        Моделирование составляет неотъемлемую часть современной фундаментальной и прикладной науки, по важности оно приближается к традиционным экспериментальным и теоретическим методам. Широкое применение моделирование приобрело благодаря развитию информатики,  появлению персональных компьютеров, созданию информационных сетей. Все эти средства позволяют применять метод модельного представления и исследования объектов и процессов для решения сложных научных и практических задач (Слайд 2). 

В УМК «Начальная школа 21 века», по которому я работаю, основная технология обучения строится по трём направлениям: моделирующая деятельность, поисковая деятельность и  темп обучения, оптимальный для каждого ученика. И я увидела решение многих проблем усвоения учебного материала именно в моделировании. Что же такое моделирование, модель, каков же результат моделирования и формализация?

1.1. Основные понятия теории моделирования

В системе базовых понятий целесообразно выделить:

Моделирование - целенаправленный информационный процесс, обеспечивающий получение новой информации об объекте, его свойствах и поведении с помощью модели.

Модель – упрощенное материальное или информационное представление (образ) реального объекта, частично воспроизводящее объект, его свойства и поведение с определенной степенью адекватности в зависимости от целей моделирования. Является средством моделирования.

Результат моделирования - новая информация о существующем объекте, его свойствах и поведении, либо прогноз свойств и поведения конкретной новой, ранее не существовавшей, модификации объекта.

Формализация в общем смысле – это информационный процесс строгого и однозначного описания объекта.

Результатом формализации является формализованное представление объекта с определенной степенью адекватности.

1. 2. Понятие моделирования

Основными этапами моделирования являются:

1. Постановка задачи моделирования, определение цели моделирования, критериев ее достижения и ограничений.
2. Планирование и проведение экспериментов с объектом для получения информации, необходимой для его формализации.
3. Формализованное описание объекта.
4. Построение и идентификация модели объекта.
5. Проверка адекватности модели.
6. Планирование и проведение компьютерных экспериментов с моделью объекта.
7. Анализ результатов моделирования.
8. Интерактивная адаптация (корректировка) компьютерных экспериментов, модели, формализованного описания, постановки задачи моделирования.

Постановка задачи моделирования предполагает общее знакомство с изучаемой предметной областью, формулирование целей моделирования, вычленение и уточнение круга задач, который должна реализовывать модель, знакомство с имеющимися в предметной области технологиями решения таких или аналогичных задач, предварительную оценку целесообразности построения модели.

Переход от описания предметной области и поставленной задачи в содержательных терминах к формализованным описаниям и построению, в конечном счете, формальной модели предполагает:

• структурирование объекта моделирования (выделение элементов;
• выбор совокупности свойств, обеспечивающих полноту описания различных сторон изучаемого объекта, и построение системы отношений (взаимозависимостей) между выбранными элементами), результатом изучения структуры объекта является содержательное описание этого объекта, которое служит лишь основой для дальнейшей формализации процесса - построения формализованной схемы и модели процесса;
• построение формализованной схемы процесса, выбор характеристик процесса, установление системы параметров, определяющих процесс, строгое определение зависимостей между характеристиками и параметрами процесса с учетом тех факторов, которые принимаются во внимание при формализации;
• идентификацию модели - определение параметров и структуры модели, обеспечивающей наилучшее совпадение исходных данных объекта и данных полученных на модели объекта.

Для решения этих задач используется информация, полученная в результате планирования и проведения экспериментов с объектом.

Моделирование - процесс циклический, одни и те же операции в нем повторяются многократно. Эта цикличность обусловлена двумя обстоятельствами: технологическими, связанными с ошибками, допущенными на каждом из этапов моделирования, и идеологическими, связанными с уточнением модели, или отказом от нее и переходом к другой модели. Изменение исходных данных, допущений, при которых модель должна быть справедливой, расширение области применимости модели ведут также к появлению дополнительных циклов, в ходе реализации которых осуществляется адаптация предыдущих этапов моделирования.

        1. 3. Требование к знаниям, умениям, навыкам учащихся

В ходе обучения у учащихся начальной школы должны быть сформированы:

представления о(Слайд 3):

• модели;
• видах моделей;
• процессе моделирования (цели, способы, возможность  использования в жизни и на различных учебных предметах в школе).

 умения (Слайд 4):

• строить простейшие модели реального объекта и процесса;
• различать модели по форме представления;
• осуществлять процесс моделирования в рамках учебного процесса.

        1.4. Методические аспекты формирования представлений о модели и моделировании в младших классах.

        В отличие от базового курса информатики, где большее внимание уделяется вопросам изучения основ информационного моделирования, в начальном звене школы, на мой взгляд, важно познакомить учащихся с понятием модели на примере натурного моделирования. Это связано, в первую очередь, с тем, что у младших школьников преобладает наглядно – образное мышление.  

        Следовательно, уроки должны носить преимущественно практический характер, когда учащиеся будут не только рассматривать уже существующие модели, но и сами их создавать.

        В процессе изучения темы важно обращать внимание учеников на то, что модели можно встретить не только при изучении информатики, но и на других учебных дисциплинах, таких как математика, русский язык, чтение, окружающий мир, технология. Кроме того, так или иначе, модели встречаются и в реальной жизни: модель корабля, заводной автомобильчик, манекен, глобус, макет дома и т.п.

        Из обобщения рассмотренных примеров можно вместе с учащимися сделать вывод, что модель – это упрощенное подобие реального объекта, которое повторяет только те его свойства, которые требуются для  будущего применения. Дети должны четко понимать, что «важнейшим понятием в моделировании является понятие цели. Цель моделирования – это назначение будущей модели. Цель определяет те свойства объекта – оригинала, которые должны быть воспроизведены в модели». Поэтому необходимо в процессе изучения темы использовать упражнения, в которых, в зависимости от цели, будет использована та или иная форма представления модели: словесная, графическая, натурная и т.п.

        Построение моделей и работа с ними дают возможность формировать у первоклассников важнейшие компоненты учебной деятельности – развёрнутые действия контроля и самоконтроля за правильностью выполнения каждой операции, а затем оценку и самооценку выполненного действия. Введение самооценки обусловлено её важностью с точки зрения построения личностно-ориентированного учебного занятия, поскольку она является одним из важнейших механизмов саморазвития личности.

Опорная схема для младших школьников

Модель

Материальная                                                        Информационная

Словесная                                Графическая                          Математическая

Серый.

Большой.                                                                        А+В=В+А

С хоботом.

Схема 3. Основные виды моделей, изучаемые в начальной школе

1. 5. Модели на уроках русского языка, математики и чтения.

Звуковой анализ слов – это важнейшая программная задача (Слайд 5). Почему дети испытывают такие трудности при проведении звукового анализа? Почему в любом классе всегда есть дети, которые этим действием так и не овладевают?  Звуковой анализ слов – это учебная задача, состоящая из ряда учебных операций. Из каких же операций состоит этот процесс и как моделирование звуков помогает первокласснику успешно освоить этот процесс?

Итак, звуковой анализ слова начинается с того, что ребёнок, ведя указкой по схеме звукового состава слова, произносит это слово, стараясь, чтобы указка двигалась по схеме в соответствии с его произношением.

Вторая операция – интонационное выделение звука в слове. Ребёнок должен произнести слово с интонационным выделением того звука, который он затем назовёт изолированно («жук» - «ж-ж-ж-ук», «ж-у-у-у-к», «жук-к-к»).

Третья операция – изолированное называние звука, который был интонационно выделен. На этом этапе помогает игра «Живые модели», когда сами дети становятся звуками в слове, держа в руках цветные карточки.

И последняя операция – фиксация выделенного и названного изолированно звука фишкой. Пока дети не знают о гласных и согласных звуках, они обозначают эти звуки одинаковыми жёлтыми фишками. После ознакомления с гласными, твёрдыми и мягкими согласными состав учебной задачи дополняется рядом умственных операций (Слайд 6). Ребёнок выбирает фишку нужного цвета. Предметная деятельность с фишками, позволяющая любую фишку переставить, убрать и т.д., даёт возможность понять, что и звуки в слове можно переставлять, действовать с ними, как с фишками, и что при перестановке одного звука (фишки) меняется и всё слово. Далее в ходе изучения предмета «русский язык» учащиеся постоянно имеют дело с моделями: разбор слова по составу, разбор предложения, разбор словосочетания и т.д.

Задание 1

В русском языке принят следующий порядок разбора слова по составу:

1.                 окончание

2.                 основа

3.                корень

4.                 приставка

5.                 суффикс

С помощью данных условных обозначений постройте модель следующих слов: подберезовики, складка, дорога, развалина, внеклассный.

Придумайте и запишите слова, соответствующие следующим моделям:

Задание 2

Можно построить не только модель слова, но и предложения.

Составьте алгоритм разбора предложения по составу,  выполните его для следующих предложений: Дети пошли в лес за ягодами, грибами и орехами. Миша читает интересную книгу.

Придумайте и запишите предложения, соответствующие следующим моделям:

Учащиеся получают первоначальные представления о каждом из четырёх арифметических действий -  сложении, вычитании, умножении и делении (Слайд 7, 8). Каждое из них водится не абстрактно, а на основе выполнения детьми практических действий с множествами предметов или их изображений. Удобным средством, помогающим материализовать действия ребёнка на начальном этапе формирования понятия об арифметическом действии, являются фишки. Основная цель на этом этапе обучения состоит в том, чтобы дети научились моделировать ситуацию ( с помощью фишек) и при ответе на вопрос сумели выбрать необходимое арифметическое действие. Каждое действие вводится в ходе рассмотрения конкретной ситуации, внешне похожей на арифметическую задачу (Слайд 9, 10, 11, 12, 13). Однако на этом этапе арифметическая задача не выступает как объект изучения; она играет вспомогательную роль. Основная цель состоит в том, чтобы дети научились моделировать данную ситуацию и при ответе на заданный учителем вопрос сумели выбрать необходимое арифметическое действие. В ходе работы мы одновременно решаем две важные, тесно связанные проблемы – формируем представления об арифметическом действии и готовим учащихся к решению текстовых арифметических задач.

Математические отношения и их свойства – это весьма ценный материал, на котором можно успешно формировать у младших школьников умение выполнять важнейшие учебные действия:

1) моделирование выделенного отношения в предметной, графической или буквенной форме;

2) преобразование модели отношения для изучения его свойств в «чистом виде».

Незаменимой моделью для фиксации важнейших свойств отношений являются графы (Слайд 14). Графы, как никакая другая модель, позволяют изучать свойства отношений в «чистом виде».

Ну и, конечно же, построение моделей к задачам, где моделировать можно на любом этапе разбора и решения задачи.

        Задание 1.

15км/ч                                18км/ч

                                ?км

Что можно сказать по данной модели? Как называются подобные задачи?

Задание 2.

Поиск плана решения задачи.

        Составьте план решения задачи, рассуждая «от вопроса к данным»: В швейной мастерской было 240м ситца. Когда сшили несколько платьев, расходуя на каждое по 3м ситца, то в мастерской осталось 90м ситца. Сколько платьев сшили?

Заполните указанную модель.

Конечно, каждый учитель задумывался над тем, почему из года в год снижается интерес детей к чтению, к классической детской литературе, к поэзии. В чём же причина низкого интереса школьников к читательской деятельности? Одной из причин  является замена книги многочасовым сидением перед телевизором, а место семейных библиотек занимают видеотека и компьютерные игры. А другой причиной является изменение позиции взрослого к совместной читательской деятельности с детьми. Создаётся противоречие между желанием ребёнка слушать художественные произведения, общаться с книгой и нежеланием взрослых поддерживать этот детский интерес в тот период, когда ребёнок сам ещё не может удовлетворить его.

На специальных уроках слушания (УМК «Начальная школа 21 века») формируются не только  читательские умения, но и умение ориентироваться в «строении» книги (переплёт, обложка, иллюстрация, оглавление): где пишется название, где обычно размещается фамилия автора, почему на некоторых обложках она не стоит, о чём говорит иллюстрация. Для решения этих задач используется деятельность моделирования (Слайд 15). 

Совместно с детьми выбираются заместители: сказка обозначается кружком, стихотворение – треугольником, рассказ – прямоугольником, загадка – треугольником с вопросом внутри. Дополнительным заместителем служит цвет (Слайд 16). Он раскрывает тему произведения: о природе – модель зелёного цвета, о родной стране – красного, о жизни детей – жёлтого и т.д. Кроме того, вместо фамилии автора произведения дети используют полоску бумаги (Слайд 17).

Задание 1

        Определите сказку и сказочного персонажа по словесным моделям.

1. Круглый, съедобный, живой (колобок из сказки «Колобок»).
2. Земноводное, принадлежит царскому роду (лягушка из сказки «Царевна – лягушка»).
3. Животное, повредило ювелирное изделие естественного происхождения (мышка из сказки «Курочка – ряба»).
4. Овощ, выросший до громадных размеров. В сборе урожая участвовали: дед, баба, внучка, Жучка и другие (репка из одноименной сказки).

Задание 2

Заполните модель к сказке «Репка».

Задание 3

Определите, какой сказке принадлежит следующая модель.

женщина                цветок                девочка                жаба                жук                

полевая мышь                крот                ласточка                эльф

Задание 4

Составьте словесную и графическую модели смерти Кощея в русских народных сказках.

Задание 5

Составьте модели сказок по следующим условиям:

1. Главный герой: Иван – царевич.
2. Главный герой: Иван – дурак.
3. В названии встречается число «три».

Укажите названия сказок, соответствующих данным моделям. Может ли одной модели соответствовать несколько сказок? Почему?

В своей работе я использую различные приёмы: коллективный анализ модели, сравнение её с эталоном, самостоятельный поэтапный отбор заместителей и оформление обложки своего произведения или понравившегося. Как составляется модель обложки к произведению показано в презентации.

1. 6. Моделирование на уроках «Технологии»

Следующая необходимая предпосылка учебной деятельности – умение планировать свои действия. Наиболее удобны для этого различные виды конструирования на уроках технологии. Нужно учить детей предварительному анализу образца, соотнесению образца с имеющимися деталями, затем подбору соответствующих деталей и определению их места в будущей постройке. В освоении этими операциями помогают модели.

Задание 1

Используя конструктор LEGO, разработайте и создайте модель города будущего.

Задание 2

Выполните из бумаги модель самолета.

Для этого используйте предложенную схему.

Схема 2. Оригами. Самолет.

Из чего еще можно выполнить модель самолета?

        Задание 3

        Из пластилина выполните модели овощей и фруктов, выращиваемых в вашем регионе.

        Задание 4

        Придумайте и нарисуйте форму, в которой бы хотели ходить в школу. Вместе с учителем выполните выкройку по созданному эскизу и сшейте данную модель для куклы.        Продемонстрируйте школьную форму перед всеми учениками класса. Почему вы сделали ее именно такой?

        Переход современного общества к состоянию информационного приводит к необходимости учить школьников не только ориентироваться в океане информации, но и учить их организовывать свою жизнь так, чтобы при наименьших затратах времени, сил и средств получать от своей деятельности наибольшую отдачу. Умение действовать не «по наитию», а по чёткому алгоритму – залог успешности каждого учащегося. Начиная с малого, учащиеся приходят к умению разрабатывать для себя пошаговые задачи в любом виде деятельности. Эти задачи и позволяет  реализовать метод моделирования.