действие моделирования
учебно-методический материал на тему
работа показывает возможности действия моделирования на уроках в начальной школе(программа Эльконина-Давыдова)
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| deystvie_modelirovaniya.rar | 1.52 МБ |
Предварительный просмотр:
Действие моделирования в учебной деятельности.
В Законе об образовании говорится о необходимости воспитания личности, способной к самоанализу, самосовершенствованию, самореализации. Этой цели вполне созвучна цель системы развивающего обучения Эльконина-Давыдова: обеспечение условий для превращения ребёнка в субъекта, заинтересованного в самоизменении и способного к нему. Своеобразие цели развивающего обучения определяет особенности содержания учебного процесса, учебной активности, на которую оно опирается, методов и форм организации учебной деятельности.
Отдельно необходимо сказать о специальном действии в системе операций, благодаря которому решаются практически все учебные задачи – моделировании. Моделирование – важнейшая операция в структуре учебной деятельности и одновременно недостаточно изученный вопрос, вызывающий много споров в процессе построения учебного процесса.
Моделирование в психологической литературе трактуется по-разному. В широком смысле слова моделированием можно считать любой из видов или уровней деятельности со знаково-символическими средствами. Под моделированием в узком смысле слова целесообразно понимать нечто иное. Рассматривая его как компонент учебной деятельности, надо отдавать отчёт о том, что оно должно быть настолько качественно освоено, чтобы выполняться школьниками без особых затруднений на уровне действия. Моделирование требует специального формирования и должно становится объектом организованного обучения.
Что такое модель? Чем она отличается от обычной схемы? В. В. Давыдов дал такое определение модели: «Это форма научной абстракции особого рода, в которой выделенные существенные отношения объекта усвоения закреплены в наглядно воспринимаемых и представляемых связях и отношениях вещественных знаковых элементов». Модель отличается от обычной схемы тем, что иллюстрирует не частный случай. А является максимально обобщённой универсальной «иллюстрацией» научного понятия. Она отражает всеобщие отношения и связи внутри изучаемого объекта. Цель моделирования – выделить и зафиксировать наиболее общее отношение в предмете для его исследования.
В системе развивающего обучения Эльконина-Давыдова существует особый тип уроков – уроки моделирования понятия. Модель рождается в совместной деятельности учащихся, а не предлагается в готовом виде. На её основе конструируется способ действий с понятием (алгоритм).
В развивающем обучении моделирование напрямую связано с предметными действиями учащихся. Оно – средство анализа и решения задачи, которая родилась в процессе предметных преобразований. Да и истинность самого решения (нового способа, запечатленного в модели) проверяется посредством предметных действий, при решении частных задач (здесь модель – опора рефлексии). Таким образом, модель выполняет планирующую и контролирующую функции в учебной деятельности.
В начальной школе либо моделирование сопровождает предметные действия, либо модель строится после того, как действия выполнены.
Основной критерий оценки модели – отражает ли она необходимое отношение в предмете и способ действия с ним.
Созданные на уроках модели фиксируются в особых блокнотах, которые называются «Тетрадь открытий». После того как модель создана, т.е. теоретическое понятие зафиксировано в знаковой форме, даётся словесное определение понятия и конструируется способ действий. Систематическая работа по схеме: анализ материала – создание модели – словесное определение понятия – конструирование способа действий с понятием значительно повышает эффективность обучения.
Функция модели: исследовать объекты, получать новое знание о них, не прикасаясь к ним.
Рассмотрим первоначально, как изменяются функции модели в ходе обучения от младшего школьного к подростковому возрасту.
Исторически наиболее ранняя (первая) функция моделей состоит в фиксации выделенных отношений между реальными объектами мира и действий с этими объектами. На этом этапе модель неотличима от схемы общего способа действий или структуры объекта. Знаковые формы, которые может принимать модель, разнообразны – это формулы, схемы, шкалы, графики, чертежи, пространственные макеты и др.
Первоначально модель возникает в классе совместно работающих детей по инициативе учителя, понимающего необходимость фиксации найденных классом отношений в наиболее общей форме. В пределах этого этапа происходит постепенное нарастание инициативности детей в выборе модельных средств, способности «читать» схему, используя её в качестве эталона, активно преобразовывать схему, видоизменяя её под требования конкретно-практической задачи.
Исторически вторая функция модели в учебной деятельности класса обнаруживается только тогда, когда модель начинает систематически использоваться совместно работающими детьми как средство для постановки новых учебных задач. В терминологии В. В. Репкина учебно-практическая задача преобразуется для детей в учебно-исследовательскую.
Появление у модели третьей функции (условно говоря, управляющей) знаменует переход к собственно моделированию, как «обратному воздействию» на реальность, как получению нового знания об исходном объекте на объекте- заместителе. Полноценное действие такого рода оказывается принципиально возможным только в условиях «многомодельности».
Здесь важно заметить, что на разных учебных предметах вторая и третья функции модели возникают в разной последовательности. Это связано со спецификой учебного предмета и характером строящихся в нём моделей.
Четвёртая функция модели обнаруживается тогда, когда модель систематически используется детьми как средство представления собственного исследующего действия. Они начинают изобретать и применять свои модельные средства, которые позволяют проявить собственное понимание и объяснение реальности, вступить в коммуникацию с другими исследователями.
Рассмотрим две первые функции и соответствующие моменты их появления в учебной деятельности, этапы их становления.
Знаковые формы, которые может принимать модель, разнообразны – это формулы, схемы, шкалы, ряды, графики, чертежи, пространственные макеты и др.. Так, на уроках математики постепенно возникают три вида таких форм: чертежи, схемы и формулы. Эти три вида модельных средств обладают разными изобразительными возможностями. Формула и чертёж удобны для задания одного отношения. Чтобы зафиксировать сразу несколько отношений, лучше использовать схему. Таким образом, любой вид модельных средств нужен в учебной деятельности для того, чтобы оторвать способ действия от самого предметного действия и задать его как общий способ. При этом один тип знаков придаёт модели объектный характер, другой тип – действенный характер. Так, например, в математике за формулой стоит преимущественно действие, а в чертеже – объект. В естествознании также используются разнообразные модельные средства, но фиксация того общего способа действия, который является исходной «клеточкой» учебного предмета естествознания, осуществляется в форме схемы действий (схематизируются шаги экспериментирования). Другие модели, применяемые при построении объяснительных гипотез, напротив, носят преимущественно «объектный» характер, так же как и схемы, использующиеся в обучении русскому языку.
Важно отметить, что все эти модельные средства не иерархизированы. Они существуют в учебном движении на разных предметах – иногда параллельно, иногда последовательно, задавая вместе модельную среду, некое знаково-символическое пространство совместных действий. Первоначально характер вхождения туда и существования в этом пространстве задаётся систематическими действиями учителя, затем, по мере становления собственной способности моделирования, дети входят во вкус этой работы, и построение и использование моделей в разных функциях становится неотъемлемой стороной учебной активности детей.
Моделирование как учебное действие является центральным, поскольку без моделирования невозможно теоретическое мышление. Кроме этого, моделирование (как умение производить символическое замещение способов действий) может являться определённым критерием уровня развития учебной деятельности у учащихся.
Но в то же время моделирование как индивидуальная способность детей не складывается к концу начальной школы, ни даже в старшей школе при отсутствии специально организованного обучения.
Источник
Примеры применения метода моделирования.
Моделирование
Это исследование определенных объектов путем воспроизведения их характеристик на другом объекте – модели. Последняя представляет собой аналог того или иного фрагмента действительности (вещного или мыслительного) – оригинала модели. Следовательно, при моделировании изучаемый объект (явление, процесс) заменяется другой вспомогательной или искусственной системой. Закономерности и тенденции, выявленные в процессе моделирования, затем распространяются на реальную действительность.
Существуют различные подходы к классификации и типологии моделей.
По форме представления информации модели делятся на материальные и идеальные.
К материальным относятся пространственно-подобные модели (макеты, муляжи и пр.), физически подобные модели, обладающие различными видами подобия с оригиналом (модели самолетов, судов и пр.) и математически подобные модели (аналоговые и цифровые машины).
Мысленные (идеальные) модели подразделяются на образные (зарисовки, фотографии и пр.), знаковые или символические (математические, кибернетические) и смешанные образно-знаковые модели (карты, чертежи, графики, блок-диаграммы и пр.). Различают модели дескриптивные и нормативные. Первые объясняют наблюдаемые факты или дают вероятный прогноз, вторые предполагают целенаправленную деятельность.
В зависимости от того, включают ли математико-географические модели пространственные факторы и условия или не включают, различают модели пространственные (континуальные) и точечные (дискретные).
Наиболее универсальными принципами моделирования являются подобие (аналогия), системность, выделение в изучаемом объекте главного, наиболее существенного, постоянное соотнесение модели с конкретным объектом.
С моделью можно экспериментировать, изучая различные варианты, пути воздействия. Это значит, что можно составлять много моделей одного и того же объекта.
Процесс моделирования включает в себя три элемента:
1. субъект (исследователь);
2. объект исследования;
3. модель, опосредующую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.
Этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обусловливаются тем, что модель отражает какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Считается, что модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом, так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала.
Модели выполняют разнообразные функции:
· психологическую (возможность изучения тех объектов и явлений, которые трудно исследовать иными способами);
· собирательную (определение необходимой информации, ее сбор и систематизация);
· логическую (выявление и объяснение механизма развития конкретного явления);
· систематизирующую (рассмотрение действительности как совокупности взаимосвязанных систем);
· конструктивную (создание теорий и познание законов);
· познавательную (содействие в распространении знаний).
В настоящее время, пожалуй, нет такой области научного знания, в которой не применялся бы метод моделирования.
Моделирование территориальных систем, а регионы, безусловно, относятся к таковым, – сопряжено со многими сложностями. К последним относятся динамичность пространственных, географичес-ких процессов, изменчивость их параметров и структурных отношений. Вследствие этого они должны постоянно находится под наблюдением, которое призвано обеспечивать устойчивый поток обновляемых данных. Применение математического моделирования заострило проблему измерений и количественных сопоставлений различных аспектов и явлений социально-экономического развития, достоверности и полноты получаемых данных, их защиты от намеренных и технических искажений.
В соответствии с исследуемыми территориальными процессами и содержательной проблематикой можно выделить модели народного хозяйства в целом и его подсистем, отраслей, регионов, комплексы моделей производства, потребления, формирования и распределения доходов, трудовых ресурсов и т.д.
Большой интерес для анализа населения и хозяйства представляют диффузные модели. Первым ученым, разработавшим модель пространственной диффузии нововведений был шведский ученый Хагерстранд.
Нововведения возникают в «полюсах роста» (концепция «полюсов роста», теория «центральных мест», с которой она связана генетически, родились на Западе в 1930–1950-х гг. и в разных вариантах были положены в основу многих планов и программ региональной политики зарубежных стран) и в центрах развития, а из них передаются в окружающее их экономическое пространство. Обычно такими полюсами и центрами являются крупные города, где концентрируются квалифицированные научно-исследовательские структуры, высшие учебные заведения.
Хагерстранд в 50-х–60-х гг. XX в. исследовал восприятие различных агротехнических нововведений в Центральной Швеции и показал как они распространяются по территории. Он выделил четыре стадии диффузии: первоначальную, которая характеризуется резким контрастом между источником нововведений и периферийными районами, вторую, когда образуются новые быстро развивающиеся центры в отдаленных районах, стадию компенсации, на которой происходит одинаковое распространение нововведений во всех местах, и стадию насыщения, характеризующуюся медленным подъемом до максимума.
Одним из наиболее перспективных методов моделирования территориальных систем является имитационное моделирование. В основе этого метода теория вычислительных систем, статистика, теория вероятности, математика. Под имитационной моделью понимается модель, которая воспроизводит процесс функционирования систем в пространстве в определенный фиксированный момент времени путем отображения элементарных явлений и процессов с сохранением их логической структуры и последовательности. Это позволяет, используя исходные данные о структуре и главных свойствах территориальных систем, получать сведения о взаимосвязях между их компонентами и выявлять механизм формирования их устойчивого развития.
Особенно велика роль моделирования в изучении демографических процессов, ибо воспроизводство населения – это многосложный процесс. В демографии практически невозможен эксперимент, а исторические аналогии как средство исследования тоже чаще всего неприменимы.
Многие демографические показатели, используемые в практике демографического анализа, рассчитываются, исходя из демографических моделей. Речь идет о таких показателях, как средняя продолжительность жизни при рождении, нетто- и брутто-коэффициенты воспроизводства и т.д.
Демографические модели важны для практических расчетов. К примеру, модель передвижки по возрастам является основой демографического прогноза.
Сегодня в демографии широко используются математические модели населения, с помощью которых на основе фрагментарных и неполных данных, являющихся результатом непосредственного наблюдения, можно получить достаточно полное и достоверное представление о состоянии воспроизводства населения. Причем с помощью математических моделей можно получить более достоверные данные, чем с помощью статистического учета.
Преимущества метода моделирования очевидны:
1. он дает ключ к познанию многих объектов, которые не поддаются непосредственному измерению;
2. моделирование облегчает и упрощает исследование, делает его более наглядным;
3. с моделями можно экспериментировать.
Но у этого метода есть и слабые стороны. Так, в моделировании региональных систем должна находить отражение вся сложность взаимосвязанных процессов и явлений, протекающих в пространстве и времени. Вместе с тем модель должна быть максимально пригодна для практического использования, должна быть понятна тем, кто принимает решение, исходя из тех заключений, выводов, рекомендаций, прогнозов, которые делаются в результате изучения. Поиск оптимального варианта всегда приводит к разумной абстракции, к отвлечению от каких-то сторон реальных явлений и процессов. Но упрощение реальных ситуаций в сложных региональных системах таит в себе опасность получения неверных результатов. Следовательно, существует предел упрощения модели. Кроме того, всегда остаются проблемы, которые не поддаются формализации, и в этом случае математическое моделирование малоэффективно.
Примеры применения метода моделирования.
В настоящее время, пожалуй, нет такой области научного знания, в которой не применялся бы метод моделирования.
Сегодня в большинстве кандидатских и докторских диссертаций как обязательный элемент содержания диссертаций выступают различные схемы моделей формирования или развития каких-то конкретных качеств.
1. Герман Эббингауз в 1885 году выпустил книгу «О памяти», где конкретно рассматривал метод моделирования. Он рассматривал это на основе построенных графиков, на которых показывал как протекает процесс запоминания информации у учеников, которые потом должны использовать нужный материал в учебных целях. Из графиков видно, что уже через полчаса в памяти человека остается лишь половина того, что она запомнила в начале усвоения.
2. Книга «Метод статистического моделирования» Н. П. Бусленко. 1970 год. Брошюра посвящена методу статистического моделирования, реализуемому на быстродействующих электронных цифровых машинах.
3. С 50-х–60-х гг. XX в. моделирование стало широко и активно применяться в политологии. Проникает он и в науку о международных отношениях. Российским примером может быть работа М.А. Хрусталева «Системное моделирование международных отношений».
4. Особенно велика роль моделирования в изучении демографических процессов, ибо воспроизводство населения – это многосложный процесс. В демографии практически невозможен эксперимент. Книга «Компьютерное моделирование демографических процессов» — А.А. Саралашвили, Е.Н. Гусева. Книга о компьютерном моделировании в области социологии является инструментом мониторинга и прогнозирования демографической ситуации в стране и может активно использоваться для корректировки правительственного курса и стабилизации прироста населения в России.
5. В. Ф. Зайцев «Методы моделирования в гуманитарных науках» 2006 год. Монография предназначена для студентов, магистрантов и преподавателей и может быть использована в качестве учебного пособия при изучении дисциплин, связанных с моделированием в самых разнообразных отраслях прикладной науки. Специалистам-гуманитариям пособие может служить кратким руководством по применению математических методов в истории, лингвистике и музыковедении. Основной целью настоящей монографии является изложение логики моделирования на нетривиальных примерах, что способствует также повышению кругозора, эрудиции и глубины мышления будущих специалистов высшей квалификации.
6. «Моделирование социальных и политических процессов» Александр Юрьевич Петухов Университет им. Лобаческого 2015 год. Данное учебное пособие посвящено методам моделирования политических и социальных процессов. Рассматриваются различные типы моделей: аналоговые, фрактальные, эмпирические и т.д. Так же предлагается авторский подход к моделированию общественных систем – социально-энергетический и приводится ряд примеров практического использования данного подхода. Рекомендовано для студентов МО и Политологов (магистров)
Источник
