Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические аспекты проблемы обучения школьников моделированию в образовательном процессе. Выбор метода .
1.1. О понятии моделирования и типах моделей. 19
1.2. Выбор метода обучения как средства формирования у учащихся деятельности моделирования
1.3. Подходы к оценке уровня сформированное у учащихся умений моделирования
Выводы по первой главе 65
2. Дидактические возможности модельного метода для формирования у учащихся полного состава деятельности моделирования .
2.1. Возможности и границы применения модельного метода обучения. Его разновидности и особенности их применения .
2.2. Организация, проведение и анализ результатов педагогического эксперимента.
Выводы по второй главе 122
3. Прикладные аспекты исследования: методические рекомендации по использованию учителем модельного метода обучения в образовательном процессе .
3.1. - Требования к учебным моделям, используемым в модельном методе .
3.2. Проектирование урока с использованием модельного метода и его разновидностей для обучения школьников моделированию.
Выводы по третьей главе
Заключение
Литература
Приложения
- О понятии моделирования и типах моделей.
- Выбор метода обучения как средства формирования у учащихся деятельности моделирования
- Возможности и границы применения модельного метода обучения. Его разновидности и особенности их применения
- Требования к учебным моделям, используемым в модельном методе
Введение к работе
Актуальность исследования. Вероятно, нет такой области человеческого знания, в которой в той или иной степени не использовалась бы или, по крайней мере, не могла быть использована процедура моделирования. В общем плане вопросы моделирования как средства научного познания изучаются в философии (в отечественной науке этим вопросом занимались Б.А. Глинский, Б.С. Грязнов, Б.С. Дынин, Е.П. Никитин, И. Штофф и др.). В ряде психологических работ моделирование рассматривается как деятельность и описываются основные черты этой деятельности (Н.Г. Салмина, В.С. Карапетян, Т.П. Будякова и др.).
В последнее время понятие моделирования довольно широко стали применять в дидактических и методических исследованиях. Так, Н.В. Горкин, А. Фитингоф, К.В. Любимов, Г.А. Гольдштейн применяют моделирование к обучению учащихся решению физических задач; А.А. Ченцов – к разработке рационального планирования учебного материала, к определению форм и методов использования межпредметной связи; Л.Н. Кузнецова и А.Я. Найн – к проверке знаний, умений и навыков учащихся; Н.Г. Журбин – к формированию педагогических понятий. Многоаспектное проникновение моделирования в область педагогических исследований объясняется тем, что с его помощью исследователь получает возможность решать многие педагогические проблемы, связанные с эффективностью обучения, с позиций не только качественных, но и количественных характеристик процесса обучения. Этот вопрос освещен в работах С.Н. Брухина, Н.Г. Журбина, Г.И. Чубрыкина и др.
Однако, как показывает в своем исследовании А.П. Тонких, большинство школьников и студентов, как правило, ничего не знают о моделировании. Вызвано это тем, что в настоящее время и в школьных, и в вузовских программах и учебниках понятия модели и моделирования практически отсутствуют.
Вероятно, одной из причин этого является то, что до сих пор среди ученых и педагогов нет единогласия в определении таких понятий, как: «модели» и «моделирование».
В данном исследовании, вслед за Н.Г. Салминой, мы рассматриваем моделирование как деятельность, т.к. категория «деятельность», по сравнению с обычно употребляемым в психолого-педагогической литературе термином «действие» в отношении моделирования, позволяет выявить его многокомпонентную структуру.
Исходя из философского определения этапов моделирования, Н.Г. Салмина предложила рассматривать эти этапы как компоненты сложной деятельности моделирования и соответствующие им отдельные действия. Опираясь на предложенную Н.Г. Салминой структуру деятельности моделирования для графических моделей, приведем структуру для разных видов моделей, используя более обобщенные формулировки. Состав деятельности моделирования предлагается следующий:
-
предварительный анализ;
-
выбор или конструирование модели;
-
работа с моделью;
-
соотнесение результатов, полученных на модели, с реальностью.
Если мы рассматриваем моделирование как деятельность, то по самому воспроизводящему объекту без непосредственного указания на характер выполняемой им функции, невозможно определить является он моделью или нет. Критерий отнесения какого-либо учебного средства к модели является функциональным.
Так, например, карты, схемы в разных ситуациях могут выступать в качестве модели, а могут и не выступать. Основанием, по которому они могут быть отнесены к моделям, является не содержание и не форма презентации материала, а то, является ли модель объектом действия. Следовательно, можно сформулировать основные требования, предъявляемые к модели:
- модель является объектом действия (позволяет оперировать данными);
- модель позволяет на основе совершенного преобразования получить информацию об объекте исследования.
В ходе проведенного в данной работе анализа диссертаций по проблемам обучения школьников моделированию установлено, что задача формирования у учащихся деятельности моделирования в общепедагогических исследованиях не ставилась (все работы имеют прикладной характер, например по методике преподавания физики, математики, географии). Исследователями не ставится также вопрос о методе обучения как эффективном средстве формирования деятельности моделирования, хотя в педагогике метод обучения всегда рассматривался в качестве способа упорядоченной деятельности учителя и ученика по решению дидактических задач.
На сегодняшний день имеется множество классификаций методов обучения, выстроенных по разным основаниям: по источнику знания (Верзилин Н.М.), по дидактическим целям (Данилов М.А., Левина М.М.), по характеру учебно-познавательной деятельности учащихся в ходе изучения материала (Лернер И.Я., Скаткин М.Н.) и др. Но ни одно из этих оснований не позволяет рассматривать какие-либо методы в качестве педагогического средства формирования у учащихся деятельности моделирования, т.к. из всех классификаций только одна учитывает характер деятельности (Лернер И.Я., Скаткин М.Н.). Однако, в этой работе представлен исследовательский метод в целом, без учёта особенностей деятельности моделирования. В ходе нашего исследования проведен анализ различных подходов к обучению школьников моделированию. В результате этого анализа был выявлен метод, в котором в качестве средств обучения могут использоваться материальные модели реальных объектов, могут информационные модели явлений или процессов, а могут и не использоваться ни те, ни другие. Таким методом может являться модельный метод обучения по классификации методов обучения В.В. Гузеева (1996), основанной на базе схемы «информационной модели образовательного процесса». Главным системообразующим фактором в данной классификации является компонент приобретения способов деятельности.
Это позволило предположить, что модельный метод обучения можно рассматривать в качестве педагогического средства обучения школьников деятельности моделирования. Однако, использование учителем модельного метода обучения ограничивается тем, что мало изучены дидактические возможности данного метода, а именно: не выявлены условия и границы его применения в учебном процессе, не выделены характерные особенности таких учебных моделей, которые позволят освоить полный состав деятельности моделирования, отсутствуют методические разработки по использованию моделей в модельном методе, не определены характерные признаки разновидностей модельного метода, например: модельно-программированного, модельно-эвристического и др.
Вышесказанное обусловливает существование противоречия:
- между значением моделирования, как важнейшего метода научного познания, используемого практически во всех областях научного знания, и недостаточно разработанными в педагогике подходами к обучению школьников моделированию;
- между возможностью и необходимостью формирования у учащихся деятельности моделирования и недостаточной разработанностью педагогических средств и способов работы по формированию у учащихся полного состава этой деятельности.
Данные противоречия на теоретико-методологическом уровне вырастают в научную проблему: как организовать процесс обучения школьников, чтобы сформировать у них полный комплекс умений, составляющих деятельность моделирования (полный состав деятельности моделирования).
Далее мы будем для краткости обозначать формирование полного комплекса умений, составляющих деятельность моделирования, как формирование деятельности моделирования или обучение этой деятельности.
Необходимость разрешить противоречия, которые существуют, и провести исследование, целью которого является разрешение дидактической проблемы: выявить педагогические средства формирования у школьников умений, составляющих деятельность моделирования и обосновать их использование в образовательном процессе, послужили основанием для определения темы исследования: «Формирование у школьников умений моделирования в образовательном процессе».
Объект исследования: процесс обучения школьников деятельности моделирования.
Предмет исследования: использование учителем адекватных педагогических средств формирования у школьников деятельности моделирования.
Гипотеза. Адекватным методом для формирования у школьников деятельности моделирования является модельный метод обучения по классификации В.В. Гузеева.
Для доказательства данной гипотезы необходимо решить следующие задачи исследования:
-
Разработать критерии сравнения и сопоставить имеющиеся подходы к обучению школьников моделированию, для чего провести теоретический анализ современного состояния этой проблемы. Выявить наиболее эффективный (адекватный) подход.
-
Выявить особенности применения модельного метода, описать его возможные разновидности как самостоятельные методы обучения. Экспериментально проверить влияние использования учителем модельного метода обучения на уровень сформированности у школьников умений моделирования.
-
Разработать методические рекомендации по использованию учителем модельного метода обучения в образовательном процессе, для чего:
- описать требования к использованию моделей в учебном процессе, на основе которого учащиеся могут освоить полный состав деятельности моделирования;
- составить описательную модель проектирования урока с использованием модельного метода и его разновидностей для обучения школьников моделированию.
Методологической основой исследования являются фундаментальные работы по:
- философии: результаты исследований по проблеме моделирования в теории познания (Б.А. Глинский, Б.С. Грязнов, Б.С. Дынин, В.К. Лукашевич, К.Е. Морозов, Я.Г. Неуймин, И.Б. Новик, А.И. Уемов, В.А. Штофф и др.);
- психологии: теория содержательного обобщения (В.В. Давыдов), фундаментальные работы в области исследования деятельности (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, В.В. Давыдов, Н.Ф. Талызина), положение о функционировании орудий-средств в процессах мышления (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, Л.И. Айдарова, Д.Б. Эльконин, М. Коул);
- педагогике: дидактические и психологические основания образовательной технологии (М.Е. Бершадский, В.В. Гузеев); теоретическая концепция понимания (М.Е. Бершадский); работы по проблемам исследовательской деятельности учащихся (П.И. Пидкасистый, А.Я. Лернер, М.М. Махмутов, Н.Г. Морозова, Г.И. Щукина и др.); работы по классификации методов обучения (Ю.К. Бабанский, Н.М. Верзилин, В.В. Гузеев, М.А. Данилов, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, М.М. Левина); результаты диссертационных исследований по проблеме формирования умений моделирования (И.П. Бирюкова, И.И. Зубко, К.А. Коханов, И.А. Кузнецова, В.П. Линькова, С.И. Мещерякова, С.В. Оськина и др.).
Названная методологическая основа диктует выбор методов исследования, адекватных поставленным задачам:
- теоретические: сравнительный анализ научной и учебно-методической литературы; анализ нормативных документов; моделирование при построении методики; математические методы интерпретации данных педагогического эксперимента;
- эмпирические: изучение и обобщение накопленного опыта по изучаемой проблеме, педагогическое наблюдение, тестирование, педагогический эксперимент – констатирующий и формирующий.
Исследование было начато в 2000 году и прошло несколько этапов.
На первом этапе (2000-2002 гг.) осуществлялось накопление эмпирического материала; изучалась философская, психологическая и педагогическая литература по проблеме исследования; проводился анализ диссертационных исследований по изучаемой проблеме, сравнительный анализ психолого-педагогической, учебно-методической литературы, нормативных документов с целью определения возможностей формирования у школьников деятельности моделирования. Формулировались цели, рабочая гипотеза и задачи исследования, формировался его понятийный аппарат.
На втором этапе (2003-2005 гг.) производились систематизация и обобщение теоретического и эмпирического материала по проблеме исследования. Уточнялись задачи исследования; определялись основные идеи, принципы создания и использования учебных моделей; начали разрабатываться компьютерные модели; анализировались различные формы, методы обучения, создавалась методика проектирования урока модельным методом.
На третьем этапе (2006-2008 гг.) проводилась апробация методики и её внедрение в практику школ (г. Москва, г. Пермь) через работу с учителями этих школ; осуществлялась обработка полученной информации, формулировались выводы и рекомендации; оформлялось диссертационное исследование.
Результаты исследования апробированы на ряде конференций и семинаров: Всероссийская научно-практическая конференция «Перспективы развивающего образования (система Д.Б. Эльконина-В.В. Давыдова) в свете модернизации российского образования», Москва, 2004; Конференция Международной Ассоциации «Развивающее обучение» «Система Эльконина – Давыдова как ресурс для повышения качества российского образования», Москва, 2005; 12 научно-практическая конференция Международной Ассоциации «Развивающее обучение», Москва, 2007.
В своей прикладной части результаты решения поставленных задач внедрены в НОУ «Школа «Бакалавр» г. Москва, МОУ СОШ № 135 с углубленным изучением предметов образовательной области «Технология» г. Перми, МОУ СОШ № 25 г. Междуреченска, МОУ СОШ № 62 г. Иваново, МУ СОШ № 14 г. Иваново, Центр образовательных проектов «Мысль» г. Междуреченска.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена методологическим подходом, опирающимся на теорию деятельности; анализом и использованием достижений современной психолого-педагогической науки; применением комплекса методов теоретического и эмпирического исследования, адекватного его целям и задачам; опытно-экспериментальной проверкой выводов и практических рекомендаций; сочетанием количественного и качественного анализа полученных результатов, а также их статистической обработкой; внедрением материала исследования в практику работы учебных учреждений.
Решение поставленных задач позволяет нам вынести на защиту следующие положения:
-
Модельный метод обучения является адекватным педагогическим средством для обучения школьников деятельности моделирования, исследованные разновидности которого могут рассматриваться как самостоятельные методы.
-
Предложенный алгоритм выявления разновидностей модельного метода является средством выбора учителем метода обучения, обеспечивающего обучение учащихся моделированию на репродуктивном, реконструктивном и вариативном уровнях.
-
Описанная модель проектирования учителем урока с использованием модельного метода и его разновидностей может быть использована в разных предметных курсах основной школы.
Научная новизна результатов исследования:
- на основе проведенного анализа различных подходов к обучению школьников моделированию, а также полученных в ходе исследования экспериментальных данных определена роль модели и моделирования в модельном методе обучения; выявлены дидактические возможности данного метода, условия и границы его применения в учебном процессе;
- описаны разновидности модельного метода обучения: модельно-иллюстративный, модельно-программированный, модельно-эвристический и модельно-проблемный;
- выделенные разновидности модельного метода обучения соотнесены с уровнями формирования у учащихся деятельности моделирования: репродуктивным, реконструктивным и вариативным.
Теоретическая значимость исследования:
Описание разновидностей модельного метода позволяет решить современную проблему обучения школьников моделированию и одновременно является вкладом в теоретическую дидактику, так как придает завершенный вид классификации методов обучения, предложенной В.В. Гузеевым.
Практическая значимость исследования заключается в том, что основные положения и выводы могут быть использованы в системе повышения квалификации в целях научно-методического сопровождения работников образования, проектирующих учебный процесс средней школы.
Разработанные методические рекомендации по использованию учителем модельного метода обучения в образовательном процессе позволяют осуществить подготовку педагогов, способствуют повышению эффективности учебного процесса в образовательном учреждении.
Практические материалы, основанные на результатах данного исследования (компьютерные модели по географии, биологии, экологии), пополнили Единую Коллекцию цифровых образовательных ресурсов в сети Интернет, тем самым получили широкое распространение и возможность внедрения в практику образовательных учреждений не только в России, но и за рубежом.
Структура и объем работы. Диссертационное исследование изложено на 244 страницах и содержит 168 страниц основного текста работы, список литературы из 276 источников, 7 приложений, в которых представлены проекты уроков с использованием модельного метода обучения, задания по работе с текстами, материалы по экспертизе методических разработок и следы формирующего эксперимента. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, приложения. Работа содержит 20 таблиц, 8 схем, 3 диаграммы и 1 график.
О понятии моделирования и типах моделей.
В настоящее время і рудно выделить іакую отрасль научного знания, которая бы не использовала моделирование. Вопросы теории моделирования рассматриваются как в философии, гак и в тех отраслях знания, которые, гак или иначе используют модели и моделирование.
Всю философскую литературу, посвященную проблемам моделирования, можно достаточно четко подразделить па чри уровня. Первый уровень - исследования частного, специального характера, использующие моделирование только как инструмент для решения конкретных задач в пауке и технике. Работы этого типа в явной форме обобщений не содержат. Второй - более общие исследования, связанные с новейшими научно-прикладными направлениями системного характера (прикладной системный анализ, исследование операций и т.д.). Именно в литературе данного уровня предлагаются методологические установки в области моделирования для специалистов, непосредственно запятых моделированием в пауке, технике и других приложениях. К третьему уровню относятся обобщающие работы философскою и общеметодологического характера, как специально посвященные моделированию, так и затрагивающие этот предмет в контексте других вопросов (Штофф В.Л., Глинский Ь.А., Грязной Ь.С, Дыпип B.C., Никитин П.П. , Новик, И.В., Усмов Л.И. и др.). Для авторов данного направления характерен подход к моделированию как к общефилософской категории.
В работах, специально посвященных моделированию как методу познания, выделяются несколько аспектов проблемы, в том числе гносеологический, логический, функциональный и т.д. Мы будем рассматривать метод моделирования с позиций теории познания. Данный подход позволяет выявить специфические особенности моделирования, отличающие его от других методов познания. Как показал анализ литературы (Штофф В.А., Новик И.В., Неуймип ЯЛ ., Лукашевич В.К., Морозов К.И., Глинский В.А., Усмов А.И. и др.), большинство определений понятия модели и метода моделирования являются гносеологическими, i.e. отражают модель как средство познания, а моделирование - как метод научного исследования. Это объясняется тем, что первой областью человеческой деятельности, в которой метод моделирования получил наиболее полное философско-методологическое осмысление, было познание. В связи с этим проблема построения обобщенного понятия модели представлялась большипсіву ученых-философов в виде задачи определения адекватного общенаучного понятия модели, отражающего ее гносеологические свойства. Обобщенная природа моделирования исследована в работе И.Б. Новика: моделирование он характеризує]- как опосредствованное практическое или -теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не интересующий нас объект, а вспомогательная искусственная или естественная система («квазиобъект»), находящаяся в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом, способная его замещать в определенном отношении и дающая при его исследовании в конечном итоге информацию о самом моделируемом объекте. Это определение охватывает все признаки модели и способы ее использования в научном познании (Новик И.Б., 1969, с.23).
В связи с повышением роли моделирования в качестве метода познания каждая конкретная паука, так или иначе, проводці классификацию моделей, используемых в определенной области знания (Глинский Б.Л., 1965, с. 71).
В философской литературе по проблемам моделирования выделяется значительное число классификаций моделей по самым разным основаниям. В.Л. Штофф подчеркивает, что при построении научной классификации весьма важным является правильный выбор её основания, что помогает понять сущность классифицируемых явлении (Штофф В.Л., 1974, с. 1 15).
В качестве признаков, позволяющих различать, сгруппировать и систематизировать различные типы моделей, В.Л. Штофф выбирает следующие: а) характер отношения к объекту, точнее способ, форма и репрезешация оригинала; б) степень, характер или уровень сходства модели и замещаемого объекта. Все модели он делит на основании данных признаков па діва больших класса: материальные и мысленные.
Выбор метода обучения как средства формирования у учащихся деятельности моделирования
При этом все работы носят прикладной характер, например, по методике преподавания физики, географии, математики. В общепедагогических исследованиях задача формирования деятельности моделирования - не ставится. Авторы исследований также не ставили целью раскрыть комплекс педагогических условий, позволяющих сформировать деятельность моделирования. Вне поля их зрения остался и вопрос о методе обучения как эффективном средстве формирования моделирования, хотя в педагогике метод обучения всегда рассматривался в качестве способа упорядоченной деятельности учителя и ученика по решению дидактических задач (Рудакова И.А., 2006, с. 15). Методы обучения являются одним из важнейших компонентов учебного процесса. Без соответствующих методов деятельности невозможно реализовать цели и задачи обучения, достичь усвоения учащимися определенного содержания учебного материала (Ьабапский Ю.К., 1983, hltp://www.detskiysad.Tu/ped/ped 169.html).
«Однако, как показывает практика, для большинства учителей и методистов системы образования категория метода, даже но отношению к спланированному и проведенному уроку, остается тайной за семью печатями. Поскольку усвоение, как известно, происходит в процессе применения, мы связываем этот печальный факт именно с тем, ч іо категория методов обучения не применяется при конструировании урока, т.е. эвристический потенциал мощнейшей дидактической кате і ори и применяется в лучшем случае лишь описательно, для установления факта применения і ого или иного метода. Что же касается предложения нового сочетания методов обучения для той или иной дидактической ситуации, обоснования применения неизвестных рапсе вариантов урока с позиций эффективности возможных методов обучения, то такие факты неизвесшы вообще» (Гребнсв И.В., 2005, hup://\vw\v.cidos.m/iournal/2005/0525-01.1um).
Объясняется это, вероятно, тем, чю в дидактической теории накопилось множество подходов к исследованию меюдов и форм обучения. Гак, например, в педагогической литературе можно обнаружить различные подходы к определению понятия «метод». Приведем некоторые из них. К. Бабапский: «Метод обучения - способ упорядоченной деятельности преподавателя и обучаемых, направленный па решение задач образования» (Бабанский 10.К., 1985, с. 20). И.Я. Лерпср: «Метод обучения - система целенаправленных действий учителя, организующих учебную деятельность учащихся, ведущую, в свою очередь, к достижению целей обучения» (Лерпср ИЛ., 1981, с. 18). B.II. Беспалько: «Метод обучения - способ представления (подачи) информации учащемуся в ходе его познавательной деятельности» (Беспалько В.П., 1995, с. 126).
М.Л. Данилов М.А., Б.П. Воинов: «Метод обучения - способ работы учителя и руководимых им учащихся, с помощью которых достигается усвоение последними знаний, умений и навыков, а также формирование и развитие познавательных сил» (Данилов М.Л., Воинов Б.П., 1957, с. 251).
Как видно из примеров, в педагогической литературе пет единого мнения относительно роли и определения понятия «метод обучения». П.В. Басова указывает, что существует более 200 определений понятия «метод» (Басова II.В., 2000, с. 3). Поэтому, как предложил В.В. Вузеев, будем так же, как это принято в аксиоматических теориях, считать категорию «метод» неопределяемым основным понятием, описывая его свойства через отношения и взаимосвязи (Вузеев В.В., 1996, с. 18).
Существуют различные подходы и к классификации методов обучения. Различают классификации, в основу которых положены следующие признаки: - источники познания (вербальные, наглядные, практические мої оды обучения); методы логики (аналитико-сип готический, индуктивный, дедуктивный методы обучения); тип обучения (объяснительно-иллюстративные, проблемно-развивающие методы обучения); уровень познавательной самооюятсльнооти учащихся (репродуктивные, продуктивные, эвристические методы обучения); уровень проблемное (показаіельпьій, монологический, диалогический, эвристический, исследовательский, алгоритмический, программированный методы обучения); - дидактическая цель и функции (методы стимулирования, организации и контроля); - вид деятельности преподавателя (меюды изложения и методы организации самостоятельной учебной деяіельпосі и) п пр.
Несмотря на такое многообразие подходов к классификации методов обучения, каждый из них наиболее эффективен при определенных условиях организации процесса обучения, при выполнении определённых дидактических функций (Чошанов М.Л., 1996, с.93).
Для того чтобы выявить возможности методов для обучения школьников моделированию, рассмотрим этапы моделирования и соотнесем их с методами разных классификаций.
Анализ работ по философско-гпоссологичсским проблемам моделирования показал, ччо ученые выделяю і различное число этапов процесса моделирования. Это обусловлено тем, чт обычно рассматривается конкретная деятельность с тем или иным классом моделей. Так, К.В. Морозов выделяет четыре основных эчапа процесса моделирования: 1 этап - построение модели, 2 этап - получение с помощью модели необходимой информации, 3 этан -экстраполяция информации, полученной при изучении «второй модельной действительности», на «первую действительность» - па сам познаваемый объект, 4 этап - практическая проверка экстраполяции такого рода (Морозов К.И., 1969, с. 35). К.Б. Батороев рассматривает шесть этапов процесса моделирования: 1 этап -конструирование или выбор модели, 2 этап - замещение объекта моделью, 3 этап - исследование модели, 4 этап - получение информации и перенос её на оригинал, 5 этап — интерпретация знаний о модели, 6 этап — практическая проверка результата моделирования и способа построения модели (Баторосв К.Б., 1981, с. 10). С позиций обобщенного подхода к понятию модели и, следовательно, к процессу моделирования необходимо о твлсчься от конкретных моделей и связанных с ними эчапов моделирования.
Описание обобщенной структуры процесса моделирования предлагает коллектив авторов: Б.А. Глинский, Б.С. Грязпов, Б.С. Дыпип, Ii.ll. Никитин. Как они отмечают, анализ структуры процесса моделирования, исследование основных его этапов, роли каждого из них и их взаимосвязей представляет большой интерес при изучении гносеологической природы и методологического значения моделирования. Они выделяют и описывают пять этапов процесса моделирования: первый паи - выбор предмета моделирования и постановка задачи; второй этап - создание (выбор) модели; третий этап - исследование модели; четвертый - перенос знаний с модели па оригинал, пятый — проверка истинности полученных посредством модели данных о моделируемом объекте и включении их в систему знании об оригинале (Б.Л. Глинский и др., 1965, с. 60).
Исходя из философского определения этапов моделирования, Ы.Г. Салмина предложила рассматривать эти этапы как компоненты сложной деятельности моделирования и соответствующие им отдельные действия. Поскольку построение модели предполагаем предварительный анализ действительности (или текстов, описывающих её), выступающей объектом моделирования, то в состав этой деятельности включено действие анализа действительности (текстов) как предварительный этап.
Возможности и границы применения модельного метода обучения. Его разновидности и особенности их применения
В соответствии с современными воззрениями учебная деятельность является формой сокращенного воспроизведения реального создания теоретических знаний в истории культуры (Леонтьев А.Ы., 1981, с. 42). Анализ учебной деятельности, как и любого вида деятельности, предполагает описание соответствующих ей структурных компонентов, потребностей, мотивов, задач, действий, операций. Потребность в учебной деятельности побуждает обучаемых к усвоению теоретических знаний, мотивы - к усвоению способов их построения посредсівом учебных действий, направленных па решение учебных задач. Как отмечает С.Д. Смирнов, основное значение имеют результаты изучения не отдельных психических процессов, а синтетической учебной деятельности, в которой объединяются не только познавательные функции деятельности (восприятие, внимание, память, мышление, воображение), по и потребное і и, мотивы, эмоции, воля. В этом огромная заслуга дсятслыюстпого подхода, пришедшего па смену функциональному и обеспечившего средства для анализа целостных «единиц жизни, опосредованных психическим отражением» (Смирної? С.Д., 1993, с. 51).
Т.к. всякая деятельность обучения и учения является деятельностью но присвоению новой информации, то этапы этой деятельности соотносятся со структурой элементов образовательного процесса (Гузесв В.В., 2004, с. 45). Данное соответствие представлено в таблице 2. Охарактеризуем каждый элемент структуры деятельности но присвоению повой информации, проецируя сё на образовательный процесс. Мотивация, целсполагапие, планирование - важнейшие этапы деятельности, общий смысл которых можно обозначить словом «организация» (Бсршадский М.ІІ., Гузеев В.В., 2003, с. 93). Следующий этап распадается па две стадии. Па первой собираются недостающие для решения задач данные теоретические сведения, алгоритмы, приёмы и прочее. На второй стадии всё это выстраивается в некоторый детальный план в представлениях и умственных конструкциях. «Чтобы построить новую процедуру практической деятельности, индивид (в общем случае) должен знать: 1) вид и характер требующегося ему продукта; 2) вид и характер исходного материала преобразований; 3) необходимые для преобразования орудия и средства; 4) характер отдельных действий, которые нужно совершать, и их порядок. Знания о действиях в свою очередь должны учитывать два их отношения: а) к объектам преобразований и б) к орудиям (или средствам) деятельности» (Щедровицкий Г.11., 1993, с. 53). Человек в уме уже как бы решает все задачи и достигает поставленных целей. Эту стадию можно назвать алгоритмизацией, по не в точном понимании тгого термина, присущем информатике, а скорее в интуитивном — как детальное планирование. Обе стадии вместе образуют этап построения ориентировочной основы действий как совокупности свойств объекта, па который направлено действие, и последовательности операций с ним, приводящей к достижению цели (Моргунов li.b., 1994, с. 169). «Ориентировочная основа действия — это та система условий, на которую реально опирается человек при выполнении действия. Она может совпадать с объективно необходимой, по может и не совпадать с пей» (Талызина Н.Ф., 1975, с. 55). Формирование ориентировочной основы (схемы) действий рассматривается психологической -теорией как контролируемая сознанием иптериоризация внешних объектов, составляющих информацию. Следовательно, обращаясь к образовательному процессу, мы обнаружим усвоение содержания. Это изучение нового материала (Гузеев В.13., 2004, с. 44). Именно для изучения нового материала могу і- применяться разные методы, реализуемые в тех или иных организационных формах с помощью каких-то средств. Присвоение информации возможно только через конкретные действия, в результате которых формируются подсознательные автоматизмы. В этом состоит смысл закрепления. Внешняя оценка всегда является результатом применения неких процедур, поставляющих субъекту деятельности информацию обратной связи. Процесс применения таких процедур принято называть контролем. Решения и действия на основе данных контроля могут быть названы коррекцией (Гузсев В.В., 2004, с. 44).
Из вышеизложенного видно, что выбор метода обучения необходим для реализации поставленных задач и достижения цели обучения на этапе изучения нового материала. Если соотнести элементы образовательного процесса с деятельностью по присвоению информации, то тгап построения ориентировочной схемы действий может задаваться учащемуся извне па минимальном (репродуктивном) и отчасти па общем (реконструктивном) уровне. При обучении на продвинутом (вариативном) уровне «особенностью учебной деятельности является сознательное и самостоятельное составление учащимися ориентировочной основы действия - системы ориентиров и указаний, пользуясь которой, человек выполняем данное деіїсівис» (Гребешок О.С, 1995, с. 73).
Из всех методов рассматриваемой классификации В.В. Г узеева (1996) методов обучения па базе схемы «информационной модели образовательного процесса» наибольшую самостоятельность для действий учащихся предоставляет модельный метод, т.к. при выборе данного метода, педагог задаст лишь конечный, планируемый результат.
Напомним, что вторая задача нашего исследования состоит в том, чтобы выявить особенности применения модельного метода, описать его возможные разновидности как самостоятельные методы обучения. Для этого рассмотрим, как организуется деятельность учащихся в рамках модельного метода. На основе проапализировапых примеров уроков с использованием модельного метода, приведенных В.В. Гузеевым в книге «Методы обучения и организационные формы уроков» (Гузеев В.В., 1999, с. 10), можно сделать следующее обобщение: 1. Во всех примерах уроков исходные условия учителем не выделяются, а отбираются самими учениками в зависимости от понимания задачи; 2. Промежуточные задачи не формулируются, и соответственно не задаются способы решения промежуточных задач; 3. Задается конечный результат в качестве образца для сравнения с ним собственного полученного результата; 4. Иногда используется модели. Модельный метод обучения сам по себе не предполагает обязательного использования каких-либо моделей. Однако для решения задач данного исследования будем рассматривать тс случаи, когда использование моделей необходимо.
Требования к учебным моделям, используемым в модельном методе
Основным критерием, па основе которого можно было бы судить об уровнях сформированное у школьников умений моделирования, был выбран критерий полноты сформированное действий, из которых слагается деятельность. Этот критерий был выбран на основе проведенного и описанного в 1 главе анализа разных подходов к измерению уровня сформированное у учащихся деятельности моделирования.
Опытно-экспериментальной базой исследования стали два общеобразовательных учреждения: школа № 135 с углубленным изучением предметов образовательной области «Технолої ни» і Перми и НОУ «Школа «Бакалавр» г. Москвы. Всего в эксперименте участвовало 98 учащихся средней школы и 10 учителей.
Педагогический эксперимент проводился поэтапно: 1. Констатирующий эксперимент (2005 - 2006 учебный год); 2. Поисковый эксперимент (2006 -2007 учебный год); 3. Формирующий эксперимент (2007-2008 учебный год). Констатирующий эксперимент. Цель проведения констатирующего эксперимента: определить, какими методами пользую і см учителя в практике; определить у учащихся уровень владения действиями, составляющими структуру деятельности моделирования, и тем самым выявить у учащихся начальный уровень сформированное деятельности моделирования.
Таким образом, в ходе данного эксперимента следовало подтвердить, что, несмотря на широкое употребление моделей, схем в обучении, деятельность моделирования требует специальных условий для усвоения и не формируется стихийно. Несформироваппость этой деятельности должна проявиться в том, что учащиеся частично или полностью не выполняют задания, в которых проверяется умение моделировать. Это можно объяснить тем, что задача формирования деятельности моделирования, как мы указывали в 1 главе, в общей педагогике практически не ставится (в основном работы по проблеме моделирования имеют прикладной характер -например, в преподавании физики, математики). В общепедагогических исследованиях предметом обсуждения выступают лишь отдельные компоненты моделирования, такие как анализ, работа с моделью, причем они рассматриваются безотносительно к деятельности моделирования. Поэтому для того, чтобы выявить, сформирована ли у учащегося деятельность моделирования, были разработаны и подобраны такие задачи, решая которые, можно было бы поэтапно выполни і ь все действия, входящие в состав деятельности моделирования.
Эксперимент проводился в параллели из четырех 7-х классов школы № 135 с углубленным изучением предмеюв образовательной области «Технология» г. Перми. Классы 7а и 76 являются экспериментальными классами (в дальнейшем ЭК), 7в и 7г - контрольными (в дальнейшем КК).
В дальнейшем с экспериментальными классами проводились поисковый и формирующий эксперимент, поэтому на данном этапе были проверены следующие гипотезы: 1. Деятельность моделирования у учащихся не сформирована; 2. Распределение учащихся по уровню знаний и умений в экспериментальных и контрольных классах равномерно.
Учащимся были предложены 2 задачи. Ключ к задачам был составлен таким образом, что с его помощью можно легко определить умение (неумение) выполнять отдельные действия, входящие в состав этой деятельности, оцепить коэффициент полноты овладения умениями. Задачи составлены па предметном материале географии и математики.
Недавно во время кругосветного путешествия по мировому океану нашими путешественниками был открыт необитаемый остров. Они высадились па этот остров и сделали подробное описание местоположения и природных условий. Однако полной географической карты до сих пор нет, но есть два профиля рельефа острова, сделанных на основе космических снимков. Познакомьтесь с представленным путешественниками описанием и на его основе создайте физическую карту острова:
«Необитаемый остров расположен в открытом океане. Иго координаты: северная точка - 9 с.ш. и 165 з.д., южная точка - 5 юли. и 167 з.д., западная точка - 0 ш. и 170 з.д., восточная точка - 1 ю.ш. и 162 з.д. Вдоль гористого (высотой от 2000 до 3000 м) северо-западного побережья острова проходит теплое течение. А вдоль юго-восточного побережья, имеющего высоты от 600 м от уровня океана, проходит холодное течение. Вдоль побережья здесь расположена пустыня.
На острове протекает крупная река, которая берет начало из горного озера, расположенного па самой высокой вершине гор острова и впадает в залив па юго-западе территории. Река имеет правый приток, который берет начало с гор и впадает в реку (із центральной части). I La острове постоянно дуют сильные западные ветры. На данном осі рове обитают несколько редких видов животных. Эти животные обитают па северо-западе острова с восточной границей обитания 165з.д.».
