Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Научно-теоретические основы моделирования как метода обучения младших школьников 15
1.1. Сущность понятий «модель» и «моделирование» 15
1.2. Психолого-дидактические характеристики учебных моделей и моделирования как метода обучения младших школьников 27
1.3. Моделирование в системе методов обучения 53
Выводы по первой главе 88
Глава 2. Процесс обучения младших школьников моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности 91
2.1. Место и роль метода моделирования в практике обучения младших школьников 91
2.2. Интегрированная дидактическая система учебных задач по обучению младших школьников моделированию как обобщенному способу овладения учебным содержанием 109
2.3. Результативность обучения младших школьников моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности 143
Выводы по второй главе 161
Заключение 164
Литература 171
Приложения 186
- Сущность понятий «модель» и «моделирование»
- Психолого-дидактические характеристики учебных моделей и моделирования как метода обучения младших школьников
- Место и роль метода моделирования в практике обучения младших школьников
- Интегрированная дидактическая система учебных задач по обучению младших школьников моделированию как обобщенному способу овладения учебным содержанием
Введение к работе
Актуальность исследования. Общественно-политические и социально-экономические преобразования, происходящие в России, поставили вопрос о соответствии целей образования новым потребностям как всего общества в целом, так и отдельной личности.
Общеизвестно, что начальное образование, как важнейший этап общего образования, призвано «передавать учащимся в процессе выполнения ими учебной деятельности содержание «высоких» форм общественного сознания, имеющего теоретический характер» (В.В.Давыдов). Исходя из этого, основу учебного материала должны составлять центральные понятия современной науки, что в свою очередь инициирует поиски общего способа их усвоения.
Одним из таких способов является моделирование. Сегодня моделирование из специального метода научного исследования превратилось в важнейший общий метод познания. Возрастающая роль метода моделирования как способа познания объясняется тем, что он позволяет получать данные о явлениях и процессах, недоступных непосредственному изучению.
Вопросы использования моделирования как метода научного познания довольно широко освещены в философской литературе (К.Б. Батораев, Б.А. Глинский, Б.С. Грязнов, Б.С. Дынин, К.Е Морозов, А.И. Уемов, В.А. Штофф и др.). Анализ работ перечисленных авторов позволяет сделать вывод, что моделирование как метод научного познания в науке используется с давних времен. Однако проблема использования моделирования в обучении разрабатывается в психолого-дидактических исследованиях лишь в последние десятилетия. В работах Л.И. Айдаровой, В.В. Давыдова, А.К. Марковой, Н.Г. Салминой, Л.М. Фридмана, А.А. Шибанова, Е.В. Чудиновой, Д.Б. Эльконина и других авторов рассматриваются различные аспекты проблемы использования моделей и моделирования в учебном процессе.
Условно можно выделить два основных направления в исследованиях по использованию моделирования в обучении. Первое направление посвящено вопросам влияния моделирования на умственное развитие ученика. Оно пред-
ставлено в работах А.А. Венгера, П.Я Гальперина, В.В. Давыдова, Н.Г. Салми-ной, Д.Б. Эльконина. Одним из наиболее важных результатов, который прямо или косвенно присутствует в работах вышеуказанных авторов, является признание моделирования эффективным средством развития всех познавательных процессов школьников: ощущения, восприятия, воображения, а также теоретического мышления, составляющего основу продуктивного мышления.
Второе направление исследований затрагивает в основном методические аспекты применения моделирования в учебном процессе. В этом плане необходимо отметить исследования Л.И. Айдаровой, А.В. Белошистой, А.У Варданян, ГА. Варданян, СИ. Волковой, Я. Дадоджанова, А.К. Марковой, Г.И. Минской. Каждое из этих исследований проводится на каком-то конкретном материале в рамках той или иной учебной дисциплины.
Анализ проведенных исследований позволяет констатировать высокую оценку со стороны исследователей продуктивности моделирования как для усвоения учебного материала по конкретной дисциплине, так и для умственного развития школьников. Учеными признается, что использование моделирования в обучении усиливает его развивающий эффект.
В учебно-познавательном процессе моделирование может применяться как средство усвоения знаний (Ю.К. Кусый, Е.С. Муравьев), как один из способов формирования теоретического мышления школьников (В.В. Давыдов, Е.С. Канин, B.C. Карапетян, В.А. Тайницкий, А.А. Шибанов, Д.Б. Эльконин), как средство активизации познавательной деятельности учащихся в процессе обучения (Д.В. Вилькеев, Ю.А. Кусый, Е.С.Муравьев и др.), как метод преподавания (Н.В. Кузьмина), как цель обучения (Л.Г. Петерсон), как способ решения задач (Л.М. Фридман, Н.Б. Истомина и др.). Одним из аспектов использования моделирования в процессе обучения является его применение как дидактического метода.
Вопрос об использовании моделирования как метода обучения в начальной школе остается малоизученным. Предметом исследования ученых чаще всего оказываются отдельные компоненты моделирования: анализ текста, перевод информации с одного языка на другой, построение модели, работа с моде-
лью, конкретизация модели. В целом можно сказать, что учащихся обучают отдельным сторонам моделирования, либо его частным проявлениям. В тех случаях, когда обучение моделированию все же происходит, оно не основывается на обобщенных способах деятельности.
Таким образом, на сегодняшний день недостаточно глубоко исследована проблема обучения моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности, способствующему раскрытию внутренних связей, отношений и зависимостей изучаемого явления, процесса (оригинала).
Исследования В.В. Давыдова, Д.Б. Эльконина доказывают необходимость и возможность формирования теоретического мышления у младших школьников, выявляют роль обобщений в процессе обучения учащихся начальной школы. Однако, систематического исследования проблемы использования моделирования как обобщенного способа учебно-познавательной деятельности младших школьников нами не обнаружено.
Несмотря на то, что исследователями установлена зависимость между использованием моделирования в процессе обучения младших школьников и их умственным развитием, формированием их полноценной учебной деятельности, на практике доминирует традиционный подход к обучению младших школьников, не предусматривающий достаточной широты и глубины задействования моделирования. В учебниках и учебных пособиях отсутствуют задания, специально направленные на овладение моделированием как способом деятельности.
Таким образом, актуальность нашего исследования обусловлена рядом противоречий:
между потребностью общества в специалистах, обладающих навыками дедуктивного, научно-теоретического мышления и отсутствием широких возможностей для организации качественного образования в сложившейся практике школ, традиционно ориентированных на содержание и объем изучаемого материала, а не на формирование обобщенных способов деятельности;
между современными требованиями к уровню интеллектуальной подготовки учащихся и эпизодическим включением в учебно-познавательную дея-
тельность школьников активных дидактических средств;
между наличием научных предпосылок для внедрения моделирования в образовательный процесс и отсутствием необходимых научных знаний содержания моделирования как метода обучения;
между потенциальными возможностями метода моделирования для развития познавательных сил учащихся и отсутствием разработанной дидактической системы учебных задач по его применению в процессе обучения;
между необходимостью целенаправленного использования метода моделирования в процессе обучения младших школьников и незнанием учащимися структурных компонентов метода моделирования, неумением применять его при решении учебных задач.
Все вышеизложенное позволило сформулировать проблему исследования: как оптимизировать обучение младших школьников моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности?
Исходя из этого, мы определили тему диссертационного исследования: «Обучение младших школьников моделированию как способу учебно-познавательной деятельности».
Цель исследования: выявление и обоснование на основе теоретического и экспериментального исследования педагогических условий, способствующих овладению младшими школьниками моделированием как обобщенным способом учебно-познавательной деятельности.
Объект исследования: учебно-познавательная деятельность младших школьников.
Предмет исследования: процесс овладения младшими школьниками моделированием как обобщенным способом учебно-познавательной деятельности.
Гипотеза: процесс овладения младшими школьниками методом моделирования как обобщенным способом учебно-познавательной деятельности будет эффективным, если:
-объектом изучения учащихся сделать структуру моделирования как способа учебно-познавательной деятельности; - обеспечить органическое единство внешней, внутренней и технологической
сторон метода моделирования в процессе обучения младших школьников;
построить и реализовать интегрированную дидактическую систему учебных задач по обучению младших школьников моделированию как проблемному методу;
определить показатели и уровни овладения младшими школьниками моделированием как способом учебно-познавательной деятельности.
Мы предполагаем, что процесс овладения младшими школьниками моделированием как обобщенным способом учебно-познавательной деятельности должен протекать в специально организованном обучении, поскольку метод обучения - это способ упорядоченной, взаимосвязанной деятельности преподавателя и учащихся, направленной на решение задач образования [Ю.К. Бабан-ский, 1985].
Для достижения поставленной цели и проверки гипотезы необходимо решить следующие задачи:
Провести теоретический анализ проблемы использования хмоделей и моделирования в процессе обучения младших школьников;
Выявить структуру моделирования как дидактического метода и раскрыть его содержание как обобщенного способа учебно-познавательной деятельности учащихся начальной школы;
3. Изучить опыт применения метода моделирования в процессе обучения
младших школьников;
4. Выявить педагогические условия наиболее эффективного обучения учащихся
начальной школы моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности;
5. Построить и реализовать интегрированную дидактическую систему учебных
задач по овладению младшими школьниками моделированием как обобщен
ным способом учебно-познавательной деятельности, проверить ее эффек
тивность;
Методологическую основу исследования составили: идеи системного подхода к обучению (Н.Г. Алексеев, Б.Д. Юдин и др.); личностно-ориентированный, личностно-деятельностный подходы в обучении младших
школьников (С.Л. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн и др.); теория учебной деятельности (В.В. Давыдов, В.В. Репкин, Л.М. Фридман, Д.Б. Элько-нин и др.); теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Г. Салмина, Н.Ф. Талызина и др.); концепция развивающего обучения (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др.); теория проблемного обучения (A.M. Матюшкин, М.И. Махмутов, П.И. Пидкасистый и др.); концепция содержания и процесса обучения (И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, И.С. Якиманская и др.); концепция сотрудничества в обучении (Ш.А. Амонашвили, В.В. Рубцов, Г.А. Цукерман и др.).
Теоретической базой исследования явились положения: о компонентах и структуре метода моделирования (А.У. Варданян, Г.А. Варданян, В.В. Давыдов, Н.Г. Салмина); о сущности и классификации методов обучения (Ю.К. Бабан-ский, A.M. Данилов, Б.П. Есипов, Н.Г. Казанский, Т.С. Назарова, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин); об особенностях овладения младшими школьниками моделированием как обобщенным способом учебно-познавательной деятельности (В.В. Давыдов, Н.Г. Салмина); о психолого-дидактических характеристиках метода моделирования в учебно-познавательном процессе (А.У. Варданян, Г.А. Варданян, В.В. Давыдов); о закономерностях психического развития младшего школьника (Л.И. Божович, Л.С. Выготский, Д.И. Фельдштейн и др.); а также принципы и условия проведения исследования в педагогике (В.И. Загвязин-ский, Р.С. Немов, A.M. Новиков и др.).
Методы исследования. Для решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы использован комплекс теоретических и экспериментальных методов исследования.
Теоретические методы: анализ философской, психолого-педагогической литературы; анализ учебных программ и методической литературы по проблеме исследования; моделирование; абстрагирование.
Эмпирические методы: наблюдение; анализ школьной документации; опрос (письменный и устный) учителей, учащихся начальной школы, родителей; анализ продуктов деятельности младших школьников; изучение и обобщение педагогического опыта обучения моделированию в начальной школе, педагоги-
ческий эксперимент; методы статистической обработки материалов исследования (х2-критерий).
Опытно-экспериментальная база исследования. Экспериментальная работа по теме исследования проводилась в начальных классах средних школ №20, № 24, № 54, № 59, гимназии № 16, частной школы №1 г. Брянска, школы гимназии г. Почепа, Громыкской средней школы Почепского района, на факультете начальных классов Брянского государственного университета, в Брянском институте повышения квалификации работников образования. Всего в констатирующем и формирующем эксперименте приняли участие 400 человек: учителя начальных классов г. Брянска и области (140 чел.), студенты университета (60 чел.), учащиеся начальной школы (200 чел.).
Этапы исследования.
На первом этапе (2000-2001 гг.) проводился анализ философской, педагогической, психологической литературы по проблеме исследования; определялись исходные параметры исследования: его объект, предмет, структура, границы, рабочая гипотеза, задачи и методы исследования, вырабатывался план дальнейшей работы.
На втором этапе (2001-2002гг.) продолжался анализ философской, педагогической, психологической литературы по проблеме исследования, проводился констатирующий эксперимент, в ходе которого было проведено исследование готовности учителей к формированию моделирования как обобщенного способа учебно-познавательной деятельности младших школьников и готовности учащихся к овладению этим методом. По результатам констатирующего эксперимента был разработан спецкурс «Модели и моделирование в учебно-познавательном процессе младших школьников» для будущих учителей - студентов факультета начальных классов и подготовлен план проведения формирующего эксперимента.
На третьем этапе (2002-2006гг.) был проведен комплексный педагогический эксперимент по проблеме исследования, полученные результаты были систематизированы, обработаны, проанализированы и обобщены, сформулированы основные выводы и рекомендации к их внедрению в педагогическую
практику, проведено обсуждение полученных результатов, осуществлено текстовое изложение материалов исследования.
Научная новизна исследования заключается в следующем: -дан анализ структуры деятельности моделирования младших школьников, включающей предварительный анализ реальной ситуации, терминологический анализ (анализ общей и специальной научной терминологии), построение модели, преобразование модели, конкретизацию модели;
-моделирование рассматривается как способ учебно-познавательной деятельности младших школьников в аспекте трех компонентов его структуры (внешнего, внутреннего и технологического);
-показано соотношение структурных составляющих метода моделирования в рамках выполнения заданий из различных учебных дисциплин на материале моделирования;
-определено содержание моделирования как обобщенного способа учебно-познавательной деятельности младших школьников, включающее моделирование объектов изучения и моделирование действий по изучению объектов; -выявлены функции метода моделирования (иллюстративная, репродуктивная, эвристическая, исследовательская), определяющие его место и роль в системе дидактических методов;
-разработаны теоретические и методические основы обучения моделированию как обобщенному способу в учебно-познавательной деятельности младших школьников;
-на основе системного подхода выявлены и научно обоснованы педагогические условия овладения младшими школьниками моделированием как обобщенным способом учебно-познавательной деятельности, состоящие в: введении и отработке у младших школьников структуры метода моделирования в составе внутренней, внешней и технологической сторон; организации процесса обучения младших школьников моделированию на основе органического единства внутренней, внешней и технологической сторон исследуемого метода; построении и реализации интегрированной дидактической системы учебных задач по овладению младшими школьниками моделированием как проблемным мето-
дом; определении показателей и уровней овладения моделированием как способом учебно-познавательной деятельности;
-разработана дидактическая классификация учебного моделирования и учебных моделей, основанием которой явился характер приобретаемого учащимися опыта;
-выделены показатели и критерии, позволяющие определить уровни овладения младшими школьниками методом моделирования.
Теоретическая значимость исследования.
Проведенное исследование позволяет уточнить представления о моделировании как методе обучения младших школьников, конкретизировать его содержание и функции как обобщенного способа учебно-познавательной деятельности, обосновать применение на различных этапах образовательного процесса. Результаты исследования дают возможность наметить новые аспекты изучения методов обучения в контексте моделирования. Работа вносит вклад в теорию обучения младших школьников.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработанная дидактическая система учебных задач и выявленные педагогические условия ее эффективной реализации в учебной деятельности младших школьников, дают возможность совершенствовать процесс обучения учащихся начальных классов моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности. Обоснованные в исследовании положения, содержание, методы, средства обучения младших школьников моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности обеспечивают деятельностный характер и личностно ориентированную направленность учебно-познавательного процесса, отвечают современным и перспективным задачам педагогической практики, так как направлены на формирование творческой личности.
Полученные в процессе теоретического и экспериментального исследования результаты легли в основу разработанного и внедренного в учебный процесс спецкурса «Метод моделирования в учебно-познавательном процессе младших школьников».
Разработанные и изданные методические рекомендации для учителей начальных классов, студентов факультета начальных классов и педучилищ по обучению младших школьников моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности могут служить основой разработки обучающих средств, обогащающих практику современной школы на начальной ступени.
Использование результатов диссертационного исследования дает возможность строить учебный процесс таким образом, чтобы способствовать качеству, доступности и эффективности овладения младшими школьниками методом моделирования.
Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов обеспечивается надежной методологической основой исследования; применением комплекса методов, адекватных цели, объекту, предмету, задачам, гипотезе исследования; логикой проведения эксперимента, количественным и качественным анализом результатов опытно-экспериментальной работы; применением при обработке полученных данных адекватных методов вариационной статистики.
Положения, выносимые на защиту. 1. Моделирование как способ учебно-познавательной деятельности представляет собой сложную, многокомпонентную структуру, включающую внешнюю, внутреннюю и технологическую стороны:
внешняя сторона метода моделирования - это конкретная форма взаимодействия учителя и учащихся в процессе моделирования;
внутренняя сторона метода моделирования - это совокупность общеучебных приемов (анализа, синтеза, классификации, обобщения, индукции, дедукции и т.д.) и способов учебной работы (репродуктивного, эвристического, исследовательского);
технологическая сторона метода моделирования - это совокупность специфических приемов (предварительный анализ изучаемого объекта, терминологический анализ (анализ общей и специальной научной терминологии), построение модели, работа с моделью, перенос информации с модели на искомый объ-
ект.
Реализация выделенной структуры носит вариативный характер, составляющие ее компоненты изменяются в зависимости от цели обучения, содержания учебного материала, от характера познавательной деятельности младших школьников (продуктивного, репродуктивного), от возрастных особенностей учащихся.
2. Педагогическими условиями, способствующими эффективному обучению младших школьников моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности, являются следующие:
- введение в учебно-познавательный процесс и отработка у учащихся на
чальных классов структуры метода моделирования в составе внутренней,
внешней и технологической сторон;
построение и реализация интегрированной дидактической системы учебных задач по обучению младших школьников моделированию как проблемному методу на специально подобранном материале из различных учеб- «. ных дисциплин: семиотических задачах на межпредметном материале с целью формирования умений осуществлять кодирование и декодирование информации на знаково-символическом языке, построение, преобразование и конкретизацию моделей;
выделение показателей и критериев, позволяющих определить уровни і овладения младшими школьниками методом моделирования.
3. Продвижение младших школьников в овладении моделированием как способом учебно-познавательной деятельности характеризуется уровнями: от выполнения отдельных модельных действий и операций под руководством учителя (низкий уровень) до самостоятельного использования моделирования как обобщенного способа в единстве трех сторон: внешней, внутренней и технологической (высокий уровень).
В качестве показателей сформированности моделирования как обобщенного способа выступают: адекватность использования метода моделирования при решении учебных задач, обобщенность (эмпирического и теоретического уровня), сложность (анализ и перенос выделенных существенных признаков на другие объекты, построение, преобразование моделей и т.д.), осознанность и
самостоятельность.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Основные положения и материалы исследования апробировались в работе отдельных школ г. Брянска и г. Почепа (2002-2004гг.), в работе на дневном и заочном отделениях факультета начальных классов Брянского государственного университета (2003-2004гг.), в публикациях тезисов и статей по теме исследования. Выводы и результаты опытно-экспериментальной работы обсуждались на заседаниях кафедры педагогики начального обучения факультета начальных классов и кафедры общей педагогики БГУ; на межвузовских научно-практических конференциях по актуальным проблемам обучения и воспитания (Брянск, 2001, 2003, 2004; Мозырь, 2003;Орел, 2004); на научно-практической конференции «Деятельностная теория учения - практике образования», организованной кафедрой педагогической психологии факультета психологии МГУ (Брянск: БИПКРО, 2003).
Структура диссертации.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и приложений.
Сущность понятий «модель» и «моделирование»
Моделирование в научных исследованиях приобретает вес как способ познания в различных областях научных знаний. Большие успехи во всех сферах современной науки методу моделирования принес XX век. Однако методология моделирования долгое время не развивалась. Отсутствовала единая система понятий, единая терминология. В последние годы, как в нашей стране, так и за рубежом ведутся исследования, посвященные проблеме моделирования, в которых теоретический анализ проблемы моделей и моделирования занимает значительное место.
Для решения поставленных в нашем исследовании задач представляется необходимым рассмотреть сущность и специфику понятий «модель» и «моделирование».
Модель рассматривается в науке как мысленный или знаковый образ моделируемого объекта (оригинала) [53].
Моделирование - это метод познания интересующих исследователя качеств объекта через модель. Это действия с моделями, позволяющие исследовать отдельные интересующие качества, стороны, свойства объекта или прототипа [61,с.141].
На сегодняшний день в науке и технике, практической деятельности и повседневной жизни человека встречается очень много объектов, именуемых словом модель. Если даже исключить по некоторым соображениям предметы, называемые этим словом в обыденной жизни, и ограничиться лишь областью науки и техники, то и здесь мы также столкнемся с довольно большим разнообразием моделей.
А.И. Уемов замечает, что «... даже в рамках одной науки, например лингвистики, зачастую нет единства мнений по поводу употребления термина «модель»[175, с. 9]. Поэтому авторы, говоря о моделях, обычно вкладывают тот смысл, в котором они употребляют данное понятие.
Рассматривая понятие «модель» в контексте философских, психологических и педагогических исследований, можно отметить некоторую общность основополагающих идей.
Одна из первых попыток дать обобщенное определение понятия «модель» принадлежит Т. Клаусу. Он под моделью понимает «отражение фактов, вещей и отношений определенной области знания в виде более простой, более наглядной материальной структуры этой области или другой области» [87, с. 19].
С точки зрения философии, модель (франц. Modele, от лат. modulus - мера, образец, норма) - это аналог (схема, структура, знаковая система) определенного фрагмента природной или социальной реальности [188, с.З].
Некоторые психологи (А.У. Варданян, Г.А. Варданян и др.) трактуют модель как образ (в том числе условный или мысленный: изображение, описание, схемы, чертеж, график, план, карта и т.п.) или прообраз (образец) какого-либо объекта или системы объектов («оригинала» данной модели), используемый при определенных условиях в качестве их «заместителя» или «представителя» [28, с.139].
Данные определения указывают на то, что модель представляет собой более упрощенный вариант изучаемого объекта (его аналог), поскольку содержит в себе самые важные, самые значимые свойства, качества, характеристики оригинала.
В.В.Давыдов утверждает, что модель - не продукт чувственного отражения, а «продукт сложной познавательной деятельности, включающий мысленную переработку исходного, чувственного материала, его очищение от случайных элементов»[57, с. 225]. Отмечается, что модели выступают и как продукты и как средство осуществления этой деятельности.
Наиболее распространенным подходом к трактовке понятия «модель» является понимание последнего как системы, которая служит для изучения другой, моделируемой системы (A.M. Амосов, Ю.А. Гастев, Д. Дадоджанов, А.Н. Леонтьев, А.И. Уемов, В.А. Штофф).
Перечень определений понятия «модель» можно продолжить, их различие связано с тем, что модели используются в различных областях научного знания и практической деятельности. Поэтому «моделью» называют и образец, и систему, и пособие и т.д. В понимании модели существует широкий разброс - от моделирующей установки до теории познания вообще.
«Важно заметить - пишет Л.М. Фридман, что вопрос о той или иной трактовке понятия модели играет огромную роль в методологии науки. От того, как мы определим это понятие, зависит в частности, область применения метода моделирования в научных исследованиях» [188, с.З].
Для нашего исследования наиболее важным и значимым является определение В.А.Штоффа, который под моделью понимает такую мысленно представляемую или материально реализованную систему, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте [208, с. 19].
Таким образом, определение В.А.Штоффа содержит четыре признака модели: это мысленно представляемая или материально реализованная система; она воспроизводит или отражает объект исследования; она способна замещать объекты; ее изучение может дать новую информацию о реальном объекте.
К.Е.Морозов считает третий и четвертый признаки бесспорными и признает тот факт, что модель способна замещать объект, получать новую информацию о нем. Но первые два признака он считает неприемлемыми и узкими, поскольку наряду с моделями, мысленно представляемыми и материально реализуемыми, существуют модели (например, формула), не являющиеся ни тем, ни другим; также как среди моделей могут быть и такие, к которым второе требование применимо лишь с большими оговорками. Второй признак модели, кроме того, не является специфическим для модели: отражать действительность могут все формы сознания (ощущение, восприятие, представление и т.д.) [134, с.40]. На этом основании К.Е.Морозов полагает, что для обобщенного понятия модели характерны только два последних признака.
К.Б. Батораев к существенным признакам модели относит: адекватность модели объекту познания, объективную основу логического отношения модели и прототипа, зависимость модели от цели и средств исследования [20, с. 126].
И.Б. Новик основополагающими характеристиками модели считает: способность к замещению познаваемого объекта, наличие четких правил перехода
от информации о модели к информации об объекте, способность давать информацию, допускающую опытную проверку [138, с. 67].
Психолого-дидактические характеристики учебных моделей и моделирования как метода обучения младших школьников
В последние десятилетия моделирование как особый метод познания завоевывает признание во многих областях науки, что указывает на его конструктивность. При этом в одних областях науки моделирование выступает как новый метод, в других - как уже известный метод, приобретающий новые приложения, в третьих- как известный, но усовершенствованный метод. Важно заметить, что моделирование не является изолированным методом научного познания. Он тесно связан с проблемным методом, экспериментом, формализацией, абстрагированием и идеализацией. В связи с этим, применение моделирования в обучении, по мнению большинства ученых-теоретиков, приобретает особое значение для повышения теоретического уровня педагогической науки и совершенствования практики. Использование моделирования в обучении имеет два аспекта. Во-первых, моделирование служит тем содержанием, которое должно быть усвоено учащимися в результате обучения, тем методом познания, которым они должны овладеть; и, во-вторых, моделирование является тем учебным действием и средством, без которого невозможно полноценное обучение [187, с. 33-34]. Рассматривая моделирование как метод обучения (познания) младших школьников, представляется необходимым раскрыть указанные аспекты, в диалектическом единстве. Необходимость овладения младшими школьниками моделированием как методом познания в учебно-познавательном процессе можно обосновать следующим образом. 1. Содержание учебных предметов определяют обычно как особую педагогическую проекцию основ соответствующих наук. Каждая же наука представляет собой единство системы развивающегося знания определенной области или стороны действительности и деятельности, направленной на достижение этих знаний. Наука представляет собой процесс разработки идей и теорий с помощью системы определенных методов. Поэтому составными элементами науки являются не только добытые этой наукой факты, закономерности, но и идеи, гипотезы и методы [187, с. 34]. Таким образом, изучить основы какой-либо науки - значит не только узнать и запомнить некоторые ее факты и закономерности, но и овладеть ее идеями и методами. В настоящее время в науке широко используются различные виды моделей. Метод моделирования стал одним из основных методов научного познания, исследования. «Наука, - пишет Н.Н.Моисеев, - только и может иметь дело с моделями, с приближенным описанием действительности, отражающим те или иные стороны реальной действительности» [133, с. 5]. Каждая наука по поводу моделей решает три основные задачи: 1) на основе непосредственного изучения объектов соответствующих областей действительности она строит (конструирует) разные модели этих объектов; 2) разрабатывает специальные методы изучения построенных моделей, для чего создает особый научный аппарат; 3) разрабатывает методы применения результатов изучения построенных моделей на практике [191, с. 134-135]. В соответствии с этим, основы науки, составляющие содержание учебных предметов, изучаемых в школе, содержат и систему научных моделей, и аппарат для их исследования, и методы использования результатов изучения моделей для решения практических задач, т.е., модели и моделирование составляют основное содержание обучения. 2. Важнейшей задачей общего образования является формирование у учащихся научного, диалектико-материалистического мировоззрения, характе ризующегося ясным пониманием соотношения объективного мира и научных понятий, четким осмыслением и оценкой явлений окружающей действительно сти в свете научных теорий. Таким образом, знакомство учащихся с понятиями «модель» и «моделирование» необходимо в целях формирования у них научного мировоззрения. 3. На сегодняшний день ведущей задачей образования является развитие познавательной активности школьников и формирование у них умений само стоятельного приобретения знаний. Одним из центральных направлений в ре шении данных задач является формирование у учащихся научно- теоретического стиля мышления. Данное направление наиболее полно обосно вано В.В.Давыдовым. «Решение коренных задач современного школьного образования, — пишет В.В.Давыдов, — в конечном счете, связано с изучением типа мышления, проектируемого целями, содержанием и методами обучения. Всю систему обучения нужно переориентировать с формирования у детей рассудочно-эмпирического мышления на развитие у них современного научно-теоретического мышления» [60, с. 395]. Научно-теоретическое мышление означает, прежде всего, создание специфических научных объектов (специфической предметности) и мышления о действительности посредством их, через них. Характеризуя специфические научные объекты, исследователи отмечают, что, во-первых, «они — искусственные образования, сконструированные в историческом развитии науки; во-вторых, это не реальные объекты, а идеальные, существующие лишь в воображении и мышлении их творцов и тех, кто их воспринимает, читая закодированные их обозначения с помощью особых знаков и символов; в-третьих, эти идеальные объекты замещают соответствующие им реальные объекты, явления и процессы, ради изучения которых и были созданы данные специфические научные объекты; наконец, в-четвертых, изучение этих специально сконструированных объектов является основным научным методом познания реальной действительности, соответствующих явлений и процессов. Этими специфическими, идеальными объектами являются разного рода модели» [60, с.74]. Как отмечает В.В.Давыдов, в выполнении учеником действий с моделями выступает существенное отличие теоретического отношения к вещам от эмпирического. Последнее опирается на демонстрационную, описательную наглядность, позволяющую фиксировать внешние, непосредственные свойства вещей. Теоретическое же отношение использует моделирование как средство выделения и фиксации внутренних отношений изучаемых вещей. Учащиеся в этом случае оказываются в положении исследователей по отношению к наблюдаемым фактам, свойствам, явлениям окружающего мира, и вся их учебная деятельность при этом приобретает творческий характер.
Место и роль метода моделирования в практике обучения младших школьников
Изучив проблему использования моделей и метода моделирования в процессе обучения младших школьников, мы приступили к экспериментальной проверке выдвинутой гипотезы исследования. Экспериментальная проверка гипотезы проводилась по плану: 1. Проведение констатирующего эксперимента: определение исходного уровня в овладении младшими школьниками методом моделирования. 2. Проведение формирующего эксперимента. 3. Контрольные замеры: определение уровня овладения младшими школьниками методом моделирования в экспериментальных и контрольных классах. 4. Обработка полученных результатов методами математической стати стики, формулировка выводов. Экспериментальное исследование проводилось с учащимися третьих и четвертых классов начальной школы. Выбор этого возраста был обусловлен следующими факторами: 1. Исследования, проведенные В.В. Давыдовым, Д.Б. Элькониным и др., показывают, что моделирование как способ учебно-познавательной деятельности позволяет формировать теоретические обобщения уже у учащихся начальных классов и осуществлять своевременный и правильный переход младших школьников от опоры на натуральную наглядность к умению ориентироваться в абстрактных отношениях. В 1 - 2 классах начальной школы (по традиционной программе 1- 4) происходит ознакомление учащихся с отдельными модельными операциями (замещение искомого объекта другим, аналогичным ему; выбор модели из предложенных; работа с моделью по заданному образцу и т.д.), в то время как учащиеся 3-4 классов уже имеют определенную начальную базу в области моделирования и изучаемых учебных дисциплин. 2. У учащихся 3-4 классов начальной школы более развиты психические процессы и формы мышления по сравнению с учащимися первых, вторых классов, что позволяет давать более сложные задания с целью повышения точности исследования. 3. Учащиеся 3-4 классов обладают большим словарным запасом и более высоким уровнем продуктивной речи, чем учащиеся 1-2 классов, что позволяет использовать для проведения исследования анкеты и вопросники, ускоряющие и упрощающие процесс получения результатов. Исходным для определения объема выборки, было требование репрезентативности. «Репрезентативность означает, что по выделенным параметрам (критериям) состав обследуемых должен приблизительно соответствовать пропорциям в генеральной совокупности »[215, 165].
Репрезентативность выборки зависит от ее объема, который, в свою очередь, определяет ошибку выборки. Численность выборки определялась на основе правила зависимости численности от однородности генеральной совокупности: чем более однородна генеральная совокупность, тем меньшей может быть численность выборки для получения статистически достоверных выводов [215]. Надежность данных при исследовании выборки определялась уровнем доверительного интервала и фактической ошибкой. Поскольку генеральная совокупность была весьма однородной по возрасту и базе знаний, возможным явился небольшой объем выборки, который, тем не менее, обеспечивал обыкновенную надежность результатов с допустимой ошибкой от 3% до 10% (доверительный интервал распределений на уровне 0,03 - 0,1). Для генеральной совокупности численностью от 5 000 и больше, объем выборки при заданной фактической ошибке определялся по таблице: Численность определенной нами генеральной совокупности укладывается в интервал от 5 000 и более. Из таблицы видно, что объем выборки от 156 до 204 человек, с одной стороны, достаточен для обеспечения надежности с доверительным интервалом в 0,07 — 0,08, что составляет ошибку в 7 - 8% (при интервале допустимой ошибки для обыкновенной надежности выборки 3 - 10%), а с др. стороны, достаточно мал для удобства исследования и обработки результатов. Таким образом, определенный нами объем выборки обеспечивает ее репрезентативность. Экспериментальное исследование включало следующие этапы: констатирующий, формирующий, контрольный. На этапе констатирующего эксперимента нами предусматривалось провести следующие виды работ: 1. Анкетирование учащихся начальных классов общеобразовательной школы, цель которого - выявить представления учащихся о моделях и модели ровании. В каком качестве используются модели и моделирование в процессе изучения учебных дисциплин? Каким видам моделей отдается предпочтение? 2. Анкетирование среди учителей начальных классов, цель которого - установить, как учителя осознают модельный характер учебных предметов и соответствующих научных понятий. Используются ли ими модели и метод моделирования? Насколько часто и в каком качестве? 3. Посещение уроков учителей начальных классов по разным предметам: математике, русскому языку, естествознанию. На каждом уроке зафиксировать: - какие виды моделей использовались на разных этапах изучения учебного материала; -чем представлена внешняя, внутренняя и технологическая сторона используемого метода моделирования; -каков характер деятельности учащихся при использовании метода моделирования той или иной структуры? 4. Определение уровня модельных умений у младших школьников. Общая цель первого этапа эксперимента - установить количественные и качественные показатели использования моделей и метода моделирования в процессе обучения. Выявить у учащихся уровень владения операциями, составляющими внутреннюю, внешнюю и технологическую сторону метода моделирования. Анкетирование среди учащихся было проведено в мае 2002 года. В этом исследовании приняли участие 200 учащихся 3-4 классов начальной школы (средней школы №24 г.Брянска, средней школы №20 г.Брянска, школы- гимназии №16 г.Брянска, средней школы №59 г.Брянска, средней школы №26 г.Брянска, средней школы №1 г.Брянска, школы гимназии г.Почепа, Громык-ской средней школы). С целью выявления представлений младших школьников о моделях и моделировании испытуемым третьих, четвертых классов были предложены анкеты (Приложение 1). Количество учащихся - респондентов по классам представлено в таблице 10.
Интегрированная дидактическая система учебных задач по обучению младших школьников моделированию как обобщенному способу овладения учебным содержанием
Теоретические исследования и результаты констатирующего эксперимента позволяют сформулировать следующие положения дидактической системы учебных задач по обучению учащихся умению моделировать: 1. Методика формирования умения моделировать строится на интегриро ванной основе, в концепции единства содержательной и процессуальной сторон обучения. В литературе такой подход назван «идти от содержания и от учени ка» (В.В. Давыдов, А.К. Артемов). 2. На основе специально подобранных упражнений у учащихся в процессе обучения формируются такие интеллектуальные приемы, как сравнение, обобщение, классификация, абстрагирование. 3. Разработанные задания образуют систему, так как являются средством решения общей учебной задачи, взяты в определенной последовательности, взаимосвязаны и взаимозависимы, охватывают полный операционный состав метода моделирования, функционируют в учебном процессе как единое целое. 4. Основным условием успешного овладения методом моделирования как обобщенным способом учебно-познавательной деятельности выступает высокая активность и самостоятельность учащихся, не исключающая такой помощи со стороны учителя, которая содействует формированию этих качеств. 5. Дидактическая система учебных задач направлена на формирование у младших школьников различных способов моделирования (иллюстративного, демонстрационного, действенного). Как отмечалось ранее, в данном исследовании рассматриваются знаковые, буквенные и графические модели. Рассмотрение вопроса обучения младших школьников моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельнолсти ведется в рамках теории учебной деятельности (В.В. Давыдов, А.Н.Фридман) и поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина). Формирующая программа характеризуется следующими особенностями: 1. При составлении заданий учитываются существенные особенности метода моделирования, его структурные компоненты (ориентировочный, операциональный, мотивационный, оценочно-аналитический, эмоционально-оценочный) и конкретное содержание изучаемой дисциплины. Метод моделирования рассматривается в единстве внешней, внутренней и технологической сторон. 2. Дидактической системой учебных задач предусмотрено введение заданий на моделирование по математике и русскому языку в соответствии с выявленной структурой метода моделирования. 3. Программа включает задания на формирование общеучебных приемов, составляющих логическую и психологическую сущность метода моделирования и задания на формирование специфических приемов, составляющих технологическую сторону метода моделирования (построение обобщенных моделей, работа с моделями (преобразование моделей), конкретизация моделей при изучении научных понятий). 4. Выделенный состав деятельности моделирования и направленность разрабатываемой системы заданий на формирование действий и операций, входящих в моделирование, используется для управления умственной деятельностью учащихся, формирования у них эмпирического и теоретического видов мышления. 5. Предлагаемая программа обучения методу моделирования определяет ха- рактер и способ деятельности учащихся, ставит младшего школьника в позицию субъекта собственной учебной деятельности. 6. Использование метода моделирования в учебном процессе - это не «дополнительная тема» в программе обучения, а средство перевода мышления учащихся на более высокий уровень, средство, позволяющее в значительной мере избежать формализма знаний и повысить мотивацию учебной деятельности. Введение метода моделирования в обучение не исключает проблему формирования у младших школьников знаний, умений и навыков, предусмотренных учебной программой. Проведенные экспериментальные исследования показывают, что при целенаправленном использовании метода моделирования в процессе обучения уровень академических знаний, умений и навыков значительно повышается. В предлагаемой программе определены следующие направления преемственности формирования моделирования как обобщенного способа деятельности: - совершенствование знаний о методе осуществляется по линии обобщения; - процесс обучения младших школьников методу моделирования строится на основе решения одной и той же учебной задачи: овладение учащимися обобщенным способом умственной деятельности - моделированием, т.е. обобщенным знанием об этом способе, умением распознать возможности для его использования в учебной деятельности, овладение обобщенным умением применять его самостоятельно в конкретной ситуации. Таким образом, решается общая учебная задача по овладению учащимися обобщенным способом умственной деятельности - моделированием. Она разбивается на учебные подзадачи: обобщенное овладение учащимися совокупностью тех действий и операций, которые составляют внутреннюю сторону метода моделирования в единстве с элементами внешней и технологической сторон; обобщенное овладение учащимися приемами технологической стороны метода моделирования в единстве с приемами внутренней и внешней сторон; обобщенное овладение младшими школьниками способом знакового и графического моделирования в единстве трех сторон (внешней, внутренней, технологической). Поставленные подзадачи определяют этапы обучения моделированию как обобщенному способу учебно-познавательной деятельности: 1. Подготовительный (формирование приемов внутренней стороны метода моделирования в единстве с приемами внешней стороны); 2. Основной (формирование приемов технологической стороны в единстве с приемами внешней и внутренней сторон метода моделирования). Обучение младших школьников моделированию осуществлялось в соответствии с выявленными приемами исследуемого метода как способа учебно-познавательной деятельности (см. таб. 36).
