Тема проекта «Использование метода моделирования на уроках окружающего мира при изучении взаимосвязей в природе»

Рег. № _________

 

Министерство образования и науки Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Педагогический институт

«Иркутский государственный университет»

Кафедра психологии и педагогики начального образования

 

 

Направление 050100

Педагогическое образование

Профиль Начальное образование

Квалификация бакалавр

Форма обучения заочная

 

 

 

Леонидова Мария Игорьевна

 

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ НА УРОКАХ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ В ПРИРОДЕ

 

Курсовой проект

 

                                                                   

Научный руководитель:    

Калинина Л.В., канд. пед. наук,

доцент

 

 

 

 

 

Работа допущена к защите: _________________________(дата)

Заведующий кафедрой: ____________________________(подпись)

Защищена на     «____________________» «________» ___________________ 2015г.

 

 

 

Иркутск 2015

 

 

 

 

1.     Пояснительная записка

 

1.1.          ВВЕДЕНИЕ

 

 

В условиях современной научно-технической революции, когда происходит глубочайшее и разностороннее воздействие общества на природную среду, особое значение приобретает экологическое образование подрастающего поколения. В связи с этим возникает необходимость активно использовать на уроках окружающего мира такой метод обучения, как моделирование. Именно моделирование, на мой взгляд, в наибольшей мере отвечает задаче формирования у обучающихся знаний об экологических связях. Так как модели делают «видимыми» невидимые связи, где объекты соединены стрелками или линиями. Модели облегчают учащимся понимание связей, служат опорой для запоминания и воспроизведения знаний о них. Вместе с тем, процесс моделирования предполагает решающую роль самостоятельной работы детей, их непосредственное участие в построении моделей. Всё это активизирует познавательную деятельность детей и помогает им устанавливать связи, существующие в природе.

Моделирование как метод обучения применялся с первых шагов человека по передаче своего опыта подрастающему поколению. Однако лишь настоящему времени принадлежит его активное теоретическое осмысление, а следовательно, и более осознанное применение в практике [20, с.166].  Работа по описанию и представлению результатов наблюдений и опытов в виде шкал, диаграмм, графиков, формирует способности воображения и образно-символического мышления ребенка. Этой проблеме уделяют внимание следующие авторы: Е.В. Чудинова, Е.Н. Букварева, А.А. Плешаков, З.А. Клепинина и другие.

Актуальность использования метода моделирования на уроках окружающего мира при изучении взаимосвязей в природе обусловлена не только эффективным запоминанием учебного материала, но и тем, что внимание младших школьников акцентируется на возможности их личного участия в охране воздуха и воды.

Исходя из мнений и фактов, приводимых авторами, и мы можем определить проблему использования метода моделирования на уроках окружающего мира при изучении взаимосвязей в природе, как одну из актуальнейших и требующих внимательного рассмотрения, и анализа.

Тема проекта «Использование метода моделирования на уроках окружающего мира при изучении взаимосвязей в природе»

Цель исследования: изучить использование метода моделирования на уроках окружающего мира при формировании знаний взаимосвязей в природе.

Объект исследования – процесс изучения взаимосвязей в природе на уроках окружающего мира.

Предмет исследования – использование метода моделирования на уроках окружающего мира.

Задачи исследования:

1)    изучить литературу по проблеме использования метода моделирования на уроках окружающего мира;

2)    исследовать сформированность взаимосвязей в природе у младших школьников;

3)    подготовить и провести уроки окружающего мира в 1 классе по программе с использованием метода моделирования с целью изучения взаимосвязей в природе.

Этапы проекта:

1)    Теоретический (анализ литературных источников по исследуемой проблеме;)

2)    Практический (диагностика, её организация и проведение;)

Практическая значимость исследования. Результаты курсовой работы могут быть использованы педагогами при подготовке уроков окружающего мира в 1 классе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.          АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Роль моделирования как практического метода обучения в курсе «Окружающий мир» начальной школы

 

1.2.1. Основы моделирования и его роль как практического метода обучения

 

Моделирование – важный метод научного познания. До недавнего времени моделирование успешно применялось главным образом в технических исследованиях, однако сейчас без использования этого метода становится немыслимым изучение многих явлений и процессов в других областях знания. В последнее время применение моделирования в обучении приобретает особое значение для повышения теоретического уровня педагогической науки и практики.

Моделирование – это метод опосредованного познания, при котором изучается не интересующий нас объект, а его заместитель (модель), находящийся в определенном объективном соответствии с познаваемым объектом, способный замещать его в некоторых отношениях и дающий при его исследовании новую информацию о моделируемом объекте [20].

На сегодняшний день педагогикой накоплен богатый арсенал методов обучения. Все многообразие их в зависимости от избираемого основания ученые классифицируют по видам дидактического характера. Разные авторы в основу подразделения методов обучения на группы и подгруппы кладут разные признаки, поэтому существует целый ряд классификаций методов обучения.

Значение любой такой классификации состоит в том, что она придает определенную направленность познавательной теоретической и практической деятельности учителя и учащихся. Возникают требования к построению, структуре метода обучения, которые обеспечивают успешное выполнение той или иной учебной задачи. Различные классификации позволяют увидеть метод обучения с различных сторон, придают ему различную структуру, различную взаимосвязь слагающих его компонентов. Поэтому, по существу, любой известный в практике метод обучения может быть отнесен к той или иной группе методов обучения в зависимости от структуры, которая ему придается. Вариативность структуры метода обучения позволяет учителю направить познавательную деятельность учащихся в желаемое русло и создать такую форму познания, которая обеспечивает успешное выполнение учебных задач.

А.А. Самарский выделяет четыре этапа построения модели:

«Первый этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обусловливаются тем, что модель отображает (воспроизводит, имитирует) какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимой и достаточной мере сходства оригинала и модели требует конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом (тогда она перестает быть моделью), так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала. Таким образом, изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от исследования других сторон. Поэтому любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта или же характеризующих объект с разной степенью детализации.

На втором этапе модель выступает как самостоятельный объект исследования. Одной из форм такого исследования является проведение «модельных» экспериментов, при которых сознательно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные о её «поведении». Конечным результатом этого этапа является совокупность знаний о модели.

На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал - формирование множества знаний. Одновременно происходит переход с «языка» модели на «язык» оригинала. Процесс переноса знаний проводится по определенным правилам. Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели.

Четвёртый этап - практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им».

Моделирование - циклический процесс. Это означает, что за первым четырёхэтапным циклом может последовать второй, третий и т. д. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым знанием объекта или ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах.

Главная особенность моделирования в том, что это метод опосредованного познания с помощью объектов-заместителей. Модель выступает как своеобразный инструмент познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает интересующий его объект. Именно эта особенность метода моделирования определяет специфические формы использования абстракций, аналогий, гипотез, других категорий и методов познания [12].

Необходимость использования метода моделирования определяется тем, что многие объекты (или проблемы, относящиеся к этим объектам) непосредственно исследовать или вовсе невозможно, или же это исследование требует много времени и средств [21].

Часто бывает неудобным и невозможным рассмотрение реального объекта, процесса или явления, ведь они бывают иногда многогранны и сложны. Тогда лучшим способом их изучения и становится построение модели, отображающей лишь какую-то грань реальности, потому более простой. И многовековой опыт развития науки доказал на практике плодотворность такого подхода.

Основной задачей процесса моделирования является выбор наиболее адекватной к оригиналу модели и перенос результатов исследования на оригинал. Существуют общие методы и способы моделирования. В настоящее время весьма эффективным и значимым является метод компьютерного моделирования.

Моделирование представляет собой деятельность по построению моделей и включает в себя следующие психические процессы: восприятие, представление, память, воображение и мышление. С точки зрения характера наглядности модели делятся на материальные и идеальные. К материальным относятся модели, выполненные из вещественных предметов (металла, дерева, стекла и т.д.).

Моделирование рассматривается как основной метод обучения. Главная особенность метода моделирования состоит в том, что это метод опосредованного познания предмета с помощью объектов-заместителей. Модель выступает и используется в процессе обучения как своеобразный инструмент познания, с помощью которого исследуется и изучается тот или иной объект, который изучается посредством его моделирования. Модель определяется нами как некий объект (система), исследование которого служит средством получения новых знаний о другом объекте (оригинале) [4].

Проектирование в школе современных, так называемых, проблемных методов обучения имитируется как процесс обучения, так и как путь научного познания. Поэтому моделирование в школе может использоваться как вид проектирования учебной деятельности, и как прием обучения в разных методических системах. Когда учитель ставит цель наглядно показать учащимся движение тел в противоположном направлении, он использует модель — заместитель реальной ситуации, чертеж отрезка прямой линии, по которой движутся тела, и направление их движения.

 В этом случае совершенно очевидно моделирование используется как вид проектирования учебной деятельности учащихся. Когда учитель говорит: «Представим себе (предположим)…», то моделирование используется как способ познания, при котором имеются:

1)    субъект познания (учащиеся);

2)    объект познания (ситуация, отраженная в тексте задачи);

3)    модель, опосредствующая отношения познающего субъекта и познаваемого объекта [8, c.63].

Таким образом, поскольку моделирование служит способом, а модель средством познания, то учитель, таким образом, проектирует учебную деятельность младших школьников, а учащиеся под руководством учителя пользуются и тем и другим в процессе получения новых знаний. Это означает, что моделирование может успешно применяться и как вид проектирования учебной деятельности, и как способ алгоритмизации учебной деятельности учащихся.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.2. Использование моделирования в курсе «Окружающий мир» и его влияние на обучение младших школьников

 

В современном обучении моделирование используется для целей активной познавательной деятельности учащихся (приобретение новых знаний, закрепление их), для усвоения его как метода познания окружающей действительности, а также оперирования приемами мышления. [6, с. 3]

Академик Р.С. Гайсина в своей статье утверждает: «В отличие от работы с готовыми моделями, моделирование предполагает совместные действия учителя и учащихся по построению и изучению модели исследуемого природного объекта или явления. Моделирование как особый вид познавательной деятельности представляет собой процесс создания учащимися под руководством учителя образа изучаемого объекта, включающего наиболее существенные его характеристики, с отвлечением от незначимых и второстепенных. Например, для выбора способа удаления пыли с растений важно выделить такие признаки, как количество листьев и характер поверхности. Безразличны несущественные для данной деятельности их цвет и форма. Абстрагироваться от этих признаков представляет возможность моделирование».

Моделирование относится к группе практических методов обучения. Сами учащиеся под руководством учителя в процессе рассуждений создают такие модели: чертят план местности, строят простейшие графики и диаграммы по результатам наблюдений за погодой, чертят схемы всевозможных связей, изготавливают их из глины, песка, картона, бумаги и т.д. С учетом того, что учащимся начальных классов в значительной степени ещё свойственно конкретно-образное мышление, наиболее часто осуществляется предметное, образное и знаковое моделирование, реже - мысленное.

Обучение моделированию желательно начинать с готовыми моделями, тогда учащимся в доступной форме поясняется, что модель - это предмет, заменяющий реальный объект изучения в том случае, если он недоступен для непосредственного исследования, или имеет большие размеры, или сложен для изучения с абсолютно всеми его признаками. [1, с. 71]

Модель должна выступать результатом некоторого этапа исследования.

Существенные признаки и связи, зафиксированные в модели, становятся наглядными для учащихся тогда, когда эти признаки, связи были выделены самими детьми в их собственном действии, т.е. когда дети сами участвовали в создании моделей. В противном случае учащиеся не видят их в модели, и она не становится для них наглядной. Построение модели учащимися обеспечивает наглядность существенных свойств, скрытых связей и отношений, все остальные свойства, несущественные в данном случае, отбрасываются. В качестве доказательства правильности гипотезы используется все та же модель. В данном случае она является средством для обоснования точки зрения.

Часто это не под силу одному ученику, поэтому такую работу целесообразно проводить в группах. Внутри группы дети сами организуют свои действия: либо по принципу ролевого распределения, либо по принципу индивидуальных вкладов («мозговой штурм»). Если ставится задача прояснения какого-либо понятия на основе модели, то учитель предлагает детям разбиться внутри группы на две подгруппы, которые отстаивали бы противоположные позиции. Организация групповой работы строится по следующему алгоритму:

·        повторение детьми задачи для групповой работы с целью проверки, одинаково ли она понимается всеми участниками группового сотрудничества;

·        выяснение способа предстоящей работы;

·        выработка единого решения (модели);

·        выяснение, кто будет отвечать от группы;

·        знаками показать готовность группы;

·        осуществить межгрупповое обсуждение результатов.

Работая в группе, дети окончательно уясняют новый способ действий, активно участвуют в выполнении задания, контролируют работу друг друга. Вместе с тем ответственность за правильность выполнения задания не лежит на ком-то одном, а распределяется между всеми участниками групповой работы. Это позволяет детям в комфортных для себя условиях освоить новое и перейти к индивидуальной работе с пониманием и накоплением опыта действий.

При изучении разделов в 4 классе «Природа России», «Родной край - часть большой страны» происходит углубление знаний детей об отрицательном влиянии человека на состояние живой и неживой природы, почвы и об их охране. Здесь важно выявить и чётко обозначить не только источники загрязнения воздуха и воды, но и определить адекватные меры охраны. Необходимо акцентировать внимание ребят на возможность их личного участия в охране воздуха и воды. В процессе обсуждения этих вопросов используют опорные знаки, из которых дети составляют опорные схемы (модели)

Например, изучая тему «Природа в опасности», знания об отрицательном воздействии человека на природу систематизируются в процессе построения модели «Влияние человека на природу». На этом этапе заполняется левая половина схемы; стрелки желательно использовать красного цвета, служащего сигналом опасности.

А затем целесообразно закончить построение модели, показав в правой части способы охраны природы (включая и некоторые правила личного поведения).

Стрелки в этой части модели лучше сделать зелёного цвета.

После построения модели желательно предложить одному - двум ученикам рассказать по ней об отрицательном и положительном влиянии человека на природу, обобщая изученное на уроке.

Рассматривая взаимосвязи в природе, а именно темы «Кто, чем питается», «Цепи питания» тоже есть необходимость в построении моделей. Сначала учимся с ребятами распределять животных по особенностям питания:

-       растительноядные;

-       насекомоядные;

-       хищные;

-       всеядные.

Каждая модель в этой схеме – прямоугольник с изображением животного, причём мы договариваемся с ребятами о том, что:

-       растительноядные условно будут отмечаться зелёным прямоугольником;

-       насекомоядные – жёлтым;

-       хищные – красным;

-       всеядные – белым.

«Корм животных» можно изображать в виде рисунков, либо в виде прямоугольников со словами.

Учитель предлагает каждой группе или паре конверт, в который вложены изображения различных животных и название корма (или его изображение). Задание обучающимся: определить чем питается то или иное животное и к какой группе его можно отнести по особенностям питания. Задание для детей достаточно сложное, поэтому обязательно надо включать тех животных, которые знакомы детям. На обратной стороне открыток может быть помещена информация об особенностях питания животного, которой дети могут воспользоваться при выполнении задания или для самопроверки. Затем через 1-2 минуты ученик от каждой группы или пары выходит к доске и докладывает результаты работы, располагая открытки с рисунками или фотографиями в таблицу данного вида:

 

Затем можно переходить к теме «Цепи питания», где ребятам тоже предлагаются карточки с изображениями животных сначала на доске, где они с помощью учителя составляют «цепь питания», объясняя, как звенья цепи связаны между собой [20, c.63].

Например, составляется «цепь питания»: дуб – лесные мыши – совы. Дети объясняют: «Лесные мыши кормятся жёлудями дубов. Но сами мыши добыча сов».

Таким образом, обучающиеся узнают, что «цепи питания» начинаются с растений – это 1 звено. Второе звено цепи – растительноядные животные. Третье звено – насекомоядные или хищные животные.

Этот рассказ сопровождается построением опорной модели:

Растительноядные животные

 

Насекомоядные животные

 

Растения

 

Хищные

 

 

 

 

Для закрепления предлагается поработать в парах или в группах, где ребята получают конверт с упражнениями вида: составь «цепь питания», используя карточки с изображением капусты, слизней, жабы. Расскажи, как связаны они между собой. Каждая группа (пара) составляет разные цепи питания.

Через две минуты один ученик из пары или группы выходит к доске, строит пищевую цепь и рассказывает о связях данных организмов. После того как на доске появляются все цепи питания, учитель моделирует ситуации по схеме. Например, после составления модели: капуста - слизни - жаба, учитель убирает один из компонентов цепи и спрашивает:

-       Что случиться, если мы уничтожим жаб? (слизни съедят всю капусту)

Таким образом, мы выходим на значимость каждого компонента пищевой цепи и наглядно показываем детям важность сохранения природных цепей питания.

 Игровое моделирование важно использовать и на других уроках окружающего мира. Например, изучая тему «Планеты Солнечной системы», совместно с ребятами можно составить модель Солнечной системы с помощью пластилина или специально подготовленных моделей планет.

Очень важны для понимания детьми многих вопросов программы представления о частицах, из которых состоят вещества. Без этих представлений невозможно понять природу процессов растворения, испарения, круговорота воды в природе, изменения объёмов тел при нагревании и охлаждении. А сформировать у детей представления о частицах поможет построение объёмных моделей из пластилина или бумажных кружков. Разумеется, пластилиновые шарики и бумажные кружки, не передают истинной формы и тем более размеров частиц. Главная цель моделирования – показать относительные расстояния между частицами.

Таким образом, игровое моделирование можно использовать практически на любом уроке окружающего мира. Всё зависит от творчества самого учителя. Использование метода моделирования способствует развитию логического мышления, учит рассуждать, последовательно излагать материал, повышает наглядность и практическую направленность обучения естествознанию.

Моделирование может успешно применяться и как вид проектирования учебной деятельности, и как способ алгоритмизации учебной деятельности учащихся.