14548_Modelirovanie v nach. shkole
advertisement
Цель: формировать понятие об УУД «моделирование» и знание особенностей его использования на начальной ступени образования План 1. Основные теоретические понятия (модель, моделирование, этапы и условия моделирования). 2. Объекты моделирования на уроках в 1 классе. 3. Учебные ситуации по применению действия моделирования на уроках окружающего мира и математики. 4. Литература Федеральный государственный образовательный стандарт Цель: развитие личности на основе освоения универсальных учебных действий, обеспечивающих формирование ключевой компетенции «умение учиться» т.е. способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путём сознательного и активного присвоения нового социального опыта. Требования: к результатам освоения основной образовательной программы, - - к структуре основной образовательной программы, - к условиям реализации основной образовательной программы Цель: формировать умения использования условий моделирования при проектировании учебных ситуаций План 1. Варианты использования знаковосимволических действий моделирования. 2. Условия моделирования. 3. Объекты моделирования на уроках окружающего мира в 1 классе. 4. Проектирование учебных ситуаций по применению действия моделирования на уроках окружающего мира. 5. Рефлексия. Литература Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования в качестве одного из основных объектов оценки метапредметных результатов рассматривает умение использовать знаково-символические средства для создания моделей изучаемых объектов и процессов, схем решения учебнопознавательных и практических задач. Следовательно, перед педагогом ставится задача формирования универсального учебного действия моделирования Использовать знаково-символические средства для моделирования можно по-разному 1 ВАРИАНТ: Ученики воспринимают готовую модель-схему изучаемого объекта или явления. Например, после рассказа учителя о перемещении воды с океана на сушу и возвращении её снова в океан, на доске появляется готовая схема круговорота воды. 2 вариант: ученики участвуют в составлении моделисхемы. Например, после изучения материала по теме «Ледяная пустыня» учащимся предлагается дополнить недостающие звенья пищевой цепи водной зкосистемы Ледовитого океана: водоросли (фито, планктон) ______ ? ______ ? ______ ? белый медведь (вариант: водоросли___ зоопланктон, рачки____ рыба мойва_____ рыба треска____ тюлень____ медведь 3 вариант: ученики сами составляют модель-схему на основе имеющейся и получаемой информации об изучаемом объекте, явлении. Какие варианты наиболее продуктивные? Познавательные универсальные учебные действия Общеучебные Логические Действия постановки и решения проблем Общеучебные познавательные универсальные учебные действия самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; знаково-символические моделирование – преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственнографическую или знаково-символическую) и преобразование модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область; умение структурировать знания; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера. Понятие о модели • В.А. Штоф считает моделью «мысленно представленную или материально реализуемую систему, которая отражает объект исследования и способна его замещать для получения новой информации об этом объекте» • В.В. Давыдов в своей книге «Виды обобщения в обучении» дал такое определение учебной модели: «Это форма научной абстракции особого рода, в которой выделенные существенные отношения объекта усвоения закреплены в наглядно воспринимаемых и представленных связях и отношениях вещественных и знаковых элементов» Н.Ф. Талызина называет моделью «систему объектов или знаков, воспроизводящих существенные свойства системы оригинала» Итак, модель – это искусственная система элементов, соотнесённая с реалиями, представляющая реалии упрощенно, выделяющая в них существенное с точки зрения создателя, и замещающая реальность с целью выявления новой информации о ней. Еще одно возможное определение: модель – это отображение состава изучаемого явления с помощью условных обозначений Модель это материальный (наглядный) или идеальный (мысленный) заместитель объектов, отражающий их структуру, признаки, внутренние взаимосвязи (наглядно-образная подача сложных абстрактных связей и процессов) и позволяющий отвлечься от несущественных характеристик исследуемого реального объекта или явления. Модель – это система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе. Виды моделей • Моделирование может быть предметным, то есть модели строятся с использованием вещественной, предметной наглядности • Моделирование может быть графическим, когда ситуация изображается с помощью схематического чертежа, стилизованного рисунка • Моделирование может быть мысленным. В этом случае ученик представляет себе ситуацию в уме и пользуется воображаемой моделью При изучении учебных предметов начальной школы модели делятся: 1. По характеру воспроизводимых сторон исследуемого объекта: • Структурные - имитирующие структуру объекта, его внутреннее устройство (пособие «Скелет человека» и др.) • Функциональные –наглядно показывающие протекание процессов и последовательность действий (модель Земли- глобус, теллурий и др.) 2. По способу фиксировании информации: • Предметные –адекватные или измененные по величине копии предметов, их физические конструкции (макеты форм поверхности, муляжи органов растений и т.д.; • статистические модели дают представление о визуальных особенностях объектов, а динамические о специфике происходящих объектов; Предметно-схематические модели, где выделенные существенные компоненты объекта обозначаются с помощью условных маркеров- репрезентантов (графических знаков, предметов – заменителей). Например, план и карта, геометрические фигуры, схема органов растения, аппликации рисунков и т.д. •Графические или знаковые (графики, диаграммы, таблицы, схемы связей и др.) –наиболее обобщенный вид отражения реальных отношений (рост растения из семени, круговорот воды в природе и др.) •Театральное, постановочное, «живое моделирование», где сами дети выступают в качестве маркеров и заменителей (Вращение Земли вокруг Солнца) Моделирование – преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта в пространственнографическую или знаковосимволическую Моделирование - это процесс построения моделей, а также изучения на них соответствующих явлений, процессов, систем объектов(оригиналов) В основе моделирования: лежит определенное соответствие (но не тождество) между исследуемым объектом (оригиналом) и его моделью Этапы моделирования Подготовительный: замещение (оригинала) на модель с помощью знаковосимволических действий предварительное определение учителем возможности, цели, места и времени использования метода моделирования на уроке, приблизительного хода работы и конечного результата –создание образазаменителя реального объекта или явления. Ученик должен освоить системы социально принятых знаков и символов, существующих в современной культуре и необходимых как для обучения, так и его социализации. должен принять идею означивания и понять на произвольно созданной символике. должен получить возможность моделировать объекты и отдельные процессы реального мира с использованием виртуальных лабораторий и механизмов, собранных из конструктора. (В учебниках ФГОС используется символика с разными функциональными нагрузками.) Основной: КОДИРОВАНИЕ – создание модели оригинала с помощью знаковосимволических действий Постановка цели и мотивирование проводимой работы; Предварительный анализ учебного материала (актуализация знаний –активизация субъектного опыта) об исследуемом объекте или явлении (оригинала) и выделение его существенных признаков (рассказ –описание на основе проведенного визуального фиксирования свойств и признаков объектасоздание образа-модели его сравнение с другими, выделение сходства и различия. Параллельно выполняется задание по подбору или созданию моделей по основным существенным признакам объекта или явления. Перевод текстовой, словесной информации на язык знаков на вещественном или графическом уровне – первоначальное кодирование осуществляется учителем, позже –самостоятельно учеником. 3.Итоговый. ДЕКОДИРОВАНИЕ – приближение к оригиналу Применение модели в практической деятельности (рассмотрение возможностей её использования для описания различных предметов, расшифровка модели, её видоизменение и усложнение); Соотнесение результатов, полученных в процессе моделирования с реальностью (сравнение оригинала и модели как его заменителя- репрезентанта). Порядок обучения моделированию Л.А. Венгер в своих работах выделяет ряд закономерностей обучения моделированию: 1. Начинать следует с моделирования пространственных отношений, затем переходить к моделированию временных отношений, еще позднее – к моделированию всех других типов отношений (механических, математических, социальных), завершая логическими 2. Целесообразно начинать с моделирования конкретных единичных ситуаций, а позднее переходить к построению моделей, имеющих обобщенный смысл 3. Следует начинать с иконических, сохраняющих известное внешнее сходство с моделируемыми объектами, переходя к моделям, представляющими собой условно-символические изображения отношений 4. Обучение моделированию осуществляется легче, если начинается с применения готовых моделей, а затем происходит их построение Условия обучения моделированию • - выделение основных элементов и взаимосвязей исследуемого явления; • - вариативное знаковое выражение выделенных при анализе положений и взаимосвязей; • - применение научного аппарата к модели (а не к объекту); • - прогнозирование поведения модели в меняющихся условиях; • - установление соответствия полученных результатов рассматриваемой ситуации или проверка решения другим способом; • - перевод результата решения на язык исходной задачи. Состав учебного действия «моделирование» УУД «Моделирование» включает в себя операции: 1. Построение модели в заданном коде 2. Перекодирование элементов модели 3. Установление соответствия модели и объекта 4. Нахождение и исправление ошибок в модели 5. Прочтение модели Критерии сформированности УУД моделирования следует привести в соответствие с компонентами учебного действия Знаково-символические действия кодирование/ замещение (использование знаков и символов как условных заместителей реальных объектов и предметов); декодирование/считывание информации; умение использовать наглядные модели (схемы, чертежи, планы), отражающие пространственные расположение предметов или отношения между ними или их частями для решения познавательных задач Объекты моделирования окружающий мир •формы земной поверхности •ситуации (по сохранению природы и её защите, поведению в общественных местах, оказания первой помощи и т.д.) •отношения с людьми разного возраста, национальности •природные процессы Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Отгадайте загадку: Золот хозяин - на поле, серебрян пастух – с поля (месяц и солнце) Вспомните последовательность частей суток. - В какое время суток мы можем наблюдать месяц? А солнце? В одной австралийской сказке рассказывается о том, как происходит смена дня и ночи. (Читаю отрывок) См. приложение №3 - Можно ли назвать такое объяснение смены дня и ночи научным? Почему? Реализуемые условия Выделение основных элементов и взаимосвязей Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий - Как можно определить, что такое день и что такое ночь? (День – Солнце освещает Землю, но его не всегда видно на небе. Ночь – солнца нет, светит луна, люди спят, ночью темно). Оставляю на доске существенные признаки. ☼ - день ☼ - ночь Давайте попробуем сами объяснить, почему день сменяется ночью? ? День → Ночь Обозначу Солнце и Землю кружками, точкой наблюдателя, стрелкой - направление его взгляда. Реализуемые условия Знаковое выражение выделенных при анализе положений и взаимосвязей Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Реализуемые условия Применение научного аппарата к модели Располагаю на доске схему. - Сейчас человек наблюдает день или ночь? Докажите. (Определите «освещенную» зону Земли.) Реализация условий обучения моделированию Попробуйте сами создать схемы, размещая в них Солнце и Землю разными вариантами, с тем, чтобы можно было определить, что наблюдает человек в обозначенной точке: день или ночь? Посовещайтесь в группах и обозначьте на схеме стрелками, как будут вращаться Солнце, Земля, человек, чтобы для наблюдателя день сменялся ночью. схема 1 схема 2 схема 3 Схемы выносятся на доску. - Что изображено на схемах? Нет ли среди схем одинаковых? Прогнозирование поведения модели в меняющихся условиях Реализация условий обучения моделированию - Как определить, какая из схем верная? (Дети должны назвать основной критерий оценки — на правильной схеме для наблюдателя день должен сменяться ночью.) - Подумайте, как можно «оживить» схемы, чтобы смоделировать смену дня и ночи? - Сколько человек понадобится для проверки схемы №1? - Один – это «Земля», второй - «Солнце». - Нужен ли третий человек? В чём его задача? (Он говорит, ночь или день.) - А тот, кто изображает Землю, может одновременно быть наблюдателем? (Да. Глаза «Земли» и будут наблюдателем). Нужны только два человека: З и С. - В чём задача каждого? (Наблюдатель сообщает о дне и ночи.) - А что будут делать остальные ученики? (Внимательно следят за тем, чтобы З и С вращались соответственно схеме). При осуществлении моделирования отслеживается: •Вращаются ли З и С соответственно схеме (следит весь класс) •Сменяется ли день ночью? (следит только наблюдатель и сообщает классу) Установление соответствия полученных результатов заданной ситуации Реализация условий обучения моделированию Вывод: Схема №1 – неверная, т.к. Солнце реально не вращается вокруг Земли. Схема №3 – неверная, т.к. на ней не показано вращение Земля вокруг собственной оси. Схема №2 – верная, т.к. Земля вращается вокруг собственной оси и вокруг Солнца, и при этом для наблюдателя день сменяется ночью. Работа в тетради. Оцените схемы в учебнике, используя фонарики, мячики, детали конструктора. (Отметьте значком + схемы, которые могут объяснить смену дня и ночи на Земле.) Общий вывод: Схем «хороших» много, и у нас есть основания для выбора одной из них. Чтобы выбрать одну самую верную, нам надо знать: 1. Земля вращается вокруг Солнца или Солнце вращается вокруг Земли? 2. В каком направлении происходит вращение? 3. Вращается ли Земля вокруг своей оси? Перевод результата решения на язык исходной задачи Объекты моделирования русский язык •слово (звуковое, слоговое, морфемное строение) •буквы из набора различных элементов (проволока, пластилин и другие материалы) •предложение, словосочетание •текст, книга •алгоритм списывания (слова, предложения) •алгоритмы применения орфографических правил •алгоритм определения грамматических категорий частей речи Объекты моделирования в 1 классе математика •расположение объектов и зданий, находящихся в непосредственном окружении относительно заданного тела отсчёта, используя общеупотребительную лексику (внутри, вне, вверху/выше, внизу/ниже, слева/левее. справа/правее, рядом с, перед/впереди, за/сзади, позади, между и т.п.) • числа на основе счёта предметов в пределах 20 • состав чисел на основе действий набора и размена в пределах 10 • задача в одно действие •арифметические операции сложения и вычитания •арифметические зависимости Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Прочитай задачу и сделай краткую запись с помощью таблицы: В швейной мастерской сшили одинаковые плащи из двух кусков ткани длиной 6 метров и 10 метров, из большего куска сшили на 2 плаща больше. Сколько метров ткани шло на один плащ? На 8 плащей? Расход ткани на 1 плащ Количество плащей 6м I II Общий расход ткани ? на 2 плаща больше 10м Реализуемые условия Выделение основных элементов и взаимосвязей Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Реализуемые условия Что значит «из второго куска сшили на 2 плаща больше, чем из первого»? Знайка решил показать на чертеже, что на одинаковое количество плащей израсходовали одинаковое количество ткани. Какой из схематических рисунков выполнил Знайка? Знаковое выражение выделенных при анализе положений и взаимосвязей Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Реализуемые условия Сколько ткани израсходовали на 2 плаща? Можно ли теперь ответить на вопрос задачи? Составьте план решения. Запишите решение задачи. Применение научного аппарата к модели Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Объясни смысл выражений: 10 - 6; (10 - 6): 2; (10 - 6): 2 ∙8 Реализуемые условия Перевод результата решения на язык исходной задачи Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Реализуемые условия Как можно убедиться, что задача решена верно? Если на одни плащ требуется 2 метра ткани, то на сколько метров больше второй кусок? (2∙2 = 10-6) Установление соответствия полученных результатов заданной ситуации Реализация условий обучения моделированию Содержание заданий Реализуемые условия Из этих же кусков ткани стали шить плащи меньшего размера, и поэтому расход ткани на один плащ уменьшился. Какое из условий в задаче изменится? А какое останется без изменения? Прогнозиров ание поведения модели в меняющихся условиях Библиография • • • • • • • • • • • • • • Горбов С.Ф., Чудинова Е.В. Действие моделирования в учебной деятельности школьников // Психологическая наука и образование 2000 №2 Давыдов В.В., Вардонян А.А. Учебная деятельность и моделирование / В.В. Давыдов, А.У. Варданян – Ереван: Луйсь, 1981 Ермолаева А.А. Моделирование на уроках в начальной школе. М., Глобус,2009. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе. От действия к мысли: пособие для учителя / Под ред. А.Г. Асмолова.- М.: Просвещение, 2010 Козлова И.Н. Психологический анализ и проектирование урока в условиях развивающего обучения в начальной школе.- Вологда, 2006 Левенберг Л.Ш. Рисунки, схемы и чертежи в начальном курсе математики / Л.Ш. Левенберг.- М., 1978 Никандров В.В. Метод моделирования в психологии.- СПб.: Речь, 2003 Салмина Н.Г. Знак и символ в обучении.- М., 1988 Талызина Н.Ф. Педагогическая психология.- М., 2002. Фридман Л.М. Наглядность и моделирование в обучении.- М.: Знание, 1984 Фонин Д.С., Целищева Р.Н. Моделирование как важное средство обучения решению задач. // Нач. школа, 1990, №3. Целищева И.И., Зайцева С.А. Использование моделирования в процессе работы с текстовой задачей в 1 классе. // Нач. школа, 2008, №1 Цуканова В.С. Развивающие занятия по моделированию в начальной школе. – Ростовна-Дону,- «Феникс», 2003 Штоф В.А. Моделирование и философия.– М., 1986.
