Абрамова Любовь
Технология моделирования и особенности ее использования с детьми дошкольного возраста
1.2. Виды моделирования в дошкольном образовании
по характеру моделей;
по характеру моделируемых объектов;
по сферам приложения моделирования;
по уровням моделирования.
В связи с этим любая классификация методов моделирования обречена на неполноту, тем более что терминология в этой области опирается не столько на «строгие» правила, сколько на языковые, научные и практические традиции, а ещё чаще определяется в рамках конкретного контекста и вне его никакого стандартного значения не имеет. Аверьянов в классификации по характеру моделей, различает пять видов моделирования :
Публикация «Технология моделирования и особенности ее использования с детьми дошкольного возраста» размещена в разделах
1. Предметное моделирование, при котором модель воспроизводит геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта;
2. Аналоговое моделирование, при котором модель и оригинал описываются единым соотношением;
3. Знаковое моделирование, при котором в роли моделей выступают схемы, чертежи;
4. Со знаковым тесно связано мысленное моделирование, при котором модели приобретают мысленно наглядный характер;
5. Особым видом моделирования является включение в эксперимент не самого объекта, а его модели, в силу чего последний приобретает характер модельного эксперимента.
Педагогические виды моделей : понятийные, сенсорные (по особенностям выражаемого содержания); конкретные, обобщенные, условно символические (по степени обобщения содержания); предметные, предметно-схематические, графические (по форме выражения).
В исследованиях Л. А. Венгера приводится иная классификация по степени обобщенности представленного в модели содержания : иконические (основная функция которых состоит в детальном представлении объекта, обобщенные (выражающие общие значимые свойства, символьные (представляющие собой условные изображения и, как правило, передающие более абстрактные отношения и понятия). При выборе модели учитывают возраст детей, содержание осваиваемых знаний, уровень развития познавательных умений, особенности восприятия модели.
В. А. Штофф делит модели на два больших класса:
- материальные (действующие, предметные, реальные, вещественные);
- идеальные (воображаемые, умозрительные, мысленные).
Материальные модели допускают предметное преобразование, идеальные – лишь мысленное преобразование. Материальные модели делятся на статические и динамические, а идеальные – на образные, мысленные и знаковые.
К материальным моделям относятся модели из вещественно- предметной области, а также живые существа, используемые для изучения некоторых явлений. Все эти модели – реально существующий объект.
Статические модели – это геометрически подобные оригиналу модели. Они представляют лишь пространственные (геометрические) особенности оригинала в определенном масштабе (макеты, муляжи).
К образным (иконическим) моделям относят рисунки, графики, чертежи, диаграммы. Этот вид моделей эффективно используется в процессе обучения математике.
Знаковые модели представляют собой процессы, записанные в виде формул, зависимостей, схем, планов, карт, текстов и т. п. Знаковые модели требуют интерпретации, без которой они теряют функцию моделей. В обучении дошкольников в качестве знаковых моделей используют цифры, знаки арифметических операций сложения и вычитания, разнообразные планы кукольных комнат, группы, участка для прогулок и т. д.
Действующие (материальные) модели неразрывно связаны с воображаемыми (идеальными). Прежде чем построить модель из каких-либо материалов человек мысленно представляет себе эту модель, теоретически обосновывает, рассчитывает ее. Модели остаются мысленными, идеальными даже в том случае, если они воплощены в какой-нибудь материальной форме.
Фактически В. А. Штофф предлагает делить все модели в зависимости от способа воспроизведения (тех средств, при помощи которых строится модель); и в зависимости от характера тех объектов, тех областей объективного мира, которые воспроизводятся в моделях.
В дидактической классификации также выделены три вида моделей :
1. Предметная модель - имеет вид физической конструкции предмета, аналогична предмету, воспроизводит его главнейшие части, конструктивные особенности, пропорции и соотношения частей в пространстве. От игрушки такая модель отличается точностью воспроизведения существенных связей и зависимостей внутри моделируемого объекта или между ними, возможностью обнаружить эти зависимости в деятельности с моделью.
2. Предметно-схематическая модель - выделенные в объекте познания, существенные компоненты и связи между ними обозначаются при помощи предметов-заместителей и графических знаков.
3. Графические модели - обобщённо передают разные виды отношений (графики, схемы). Этот вид моделей используется преимущественно в школе.
Моделирование в экологическом воспитании можно использовать : для обследования объекта, и вычленения на этой основе признаков и свойства. Для построения плана обследования предметов можно использовать карточки-символы. Можно выделить функции и обозначить их схематическими моделями. С помощью картинок-моделей можно обозначать выделенные признаки живого мира (цвет, форму, численность частей и др.)
Схемы-модели могут обозначать потребности проживания живых существ (место проживания, убежище, среда, питание, особенности проживания).
Моделирование в математическом развитии детей чаще всего представлено следующим образом:
а) Логические блоки Дьенеша – набор объёмных геометрических фигур, различающихся по форме, цвету, размеру, толщине.
б) Палочки Кюизинера – комплект счётных палочек разного цвета и разной длины. Палочки одинаковой длины окрашены в один и тот же цвет и обозначают одно и то же число. Чем больше длина палочки, тем больше значение того числа, которое оно выражает.
в) Метод моделирования часто встречается в виде «цепочек символов». Например, используются сочетания символов при ориентировке на листе бумаги.
Моделирование в образовательной области нет такой области чаще всего представлено методом наглядного моделирования. Это особенно важно для дошкольников, поскольку мыслительные задачи у них решаются с преобладающей ролью внешних средств, наглядный материал усваивается лучше вербального.
Применяя графическую аналогию, мы учим детей видеть главное, систематизировать полученные знания.
Ребенок должен научиться выделять самое главное в повествовании, последовательно излагать основные действия и события.
В ходе использования метода наглядного моделирования дети знакомятся с графическим способом предоставления информации - моделью. В качестве условных заместителей (элементов модели) могут выступать символы разнообразного характера.
В качестве символов-заместителей на начальном этапе работы используются геометрические фигуры, своей формой и цветом напоминающие замещаемый предмет, а моделями связного высказывания может быть представлена полоска разноцветных кругов.
По мере овладения навыком моделирования дети используют вместо развернутой предметной модели - обобщенную, содержащую только ключевые моменты. Происходит свертывание модели, переход ее заместитель.
Элементами модели-заместителя являются схематичные зарисовки, сделанные детьми по ходу слушания рассказа. Количество элементов модели сначала определяется взрослым, а затем, по мере усвоения навыка, самим ребенком – осуществляется переход от подробного пересказа к краткому.
Моделирование в изобразительной деятельности - проявляется больше всего в использовании технологических карт. Такие карты показывают последовательность и приёмы работы при лепке коллективной поделки, рисовании коллективного предмета или сюжета. Последовательность работы в них показана с помощью условных обозначений.
Использование метода моделирования помогает задействовать все виды памяти (зрительную, слуховую, двигательную, совершенствует мышление и речь (кодирование информации, умение делать выводы, умозаключения, делает высказывания детей более логичными, последовательными, обоснованными.
Таким образом, классификацию видов моделирования можно проводить по различным основаниям: по характеру моделей; моделируемых объектов; по сферам приложения моделирования; по уровням моделирования. Различают пять видов моделирования : предметное; аналоговое; знаковое; мысленное; модельный эксперимент. Есть также педагогические виды моделей : понятийные, сенсорные; конкретные, обобщенные, условно символические; предметные, предметно-схематические, графические.
1.3. Особенности использования технологии моделирования с детьми дошкольного возраста.
Моделирование осуществляется в дошкольном возрасте в разных видах деятельности: игре, познавательной деятельности, конструировании, рисовании, лепке, развитии речи и т. д. Благодаря моделированию, построению схем ребенок становится способным к опосредованному решению познавательных задач.
Доступность метода моделирования для дошкольников показана была психологами (А. В. Запорожцем, Л. А. Венгером, Н. Н. Поддьяковым, Д. Б. Элькониным). Она определяется тем, что в основе моделирования лежит принцип замещения: реальный предмет может быть замещён в деятельности детей другим предметом, изображением, знаком.
В основе данной интеллектуальной способности лежит овладение детьми практическими действиями замещения, использования моделей, моделирования. Наглядное моделирование выступает средством ориентировки детей в действительности, обобщения, планирования и контроля действий и составляет одну из форм опосредования, которыми овладевают дошкольники.
Л. А. Венгер отмечал, что наглядно-образное мышление дошкольников опосредуется наглядным моделированием, в котором в условно-семантической форме отражаются различного вида отношения. Источником развития моделирования является детская деятельность, которой свойственна моделирующая направленность.
Основываясь на идеях интериоризации внешних действий, в психологии экспериментально изучен генезис моделирования. Развиваясь на основе овладения действиями замещения (3—4 года, моделирование превращается в средство познания (4—6 лет) и далее, «присваиваясь» детьми, становится способом познания, собственно моделированием (6 лет и старше).
Овладение детьми навыками моделирования и проявление интереса к этой деятельности осуществляются в течение достаточно длительного времени. Л. А. Венгер в этом процессе выделяет несколько этапов:
1) освоение детьми действий замещения. Элементарные замещения доступны детям уже с 3-летнего возраста. В младшем дошкольном возрасте замещение в основном осуществляется на основе внешних признаков (цвет, величина и пр.). Постепенно «заместители» становятся все более условными. Первый этап предусматривает овладение самой моделью. Дети замещают реальные компоненты условными обозначениями. На этом этапе решается важная познавательная задача - расчленение целостного объекта, процесса на составляющие компоненты;
2) использование самих моделей. На этом этапе модель в готовом виде дает детям сам воспитатель. Задача ребенка — с помощью предложенной модели решить познавательную задачу. На этом этапе осуществляется замещение предметно-схематической модели схематической. Это позволяет подвести детей к обобщенным знаниям, представлениям. Формируются умения отвлекаться от конкретного содержания и мысленно представить себе объект с его связями и зависимостями;
3) построение моделей самим ребенком. Это самостоятельное использование усвоенных моделей и приемов работы с ними в собственной деятельности. Этот этап характеризуется наличием всех процессов: замещение, кодирование, моделирование, схематизация и обобщение. Первоначально ребенок создает модель на основе уже готовой (по образцу). Постепенно овладевая процессом абстрагирования не только внешне воспринимаемых признаков объектов, предметов окружающего мира природы, но и внутренних связей, зависимостей, ребенок учится создавать достаточно сложные модели.
На начальных этапах знакомства детей с моделями или символами предполагается подкрепление их наглядным материалом (картинками, предметами, стилизованными изображениями реальных предметов или их частей, так называемыми «пиктограммами»). Они обеспечивают опору на наглядно-образное мышление. Это соответствует начальным этапам обучения мыслительным операциям – анализу, классификации. На последующих этапах, соответствующих более сложным мыслительным операциям – обобщению, абстракции, наглядные модели опираются как на образное, так и на словесно-логическое мышление, т. е. слово, речевой образец.
Необходимо отметить, что обучение детей моделированию тесно связано с использованием системы исследовательских действий и планомерным анализом и сравнением объектов или явлений природы.
Таким образом, использование моделей и деятельности моделирования позволяет раскрыть важные особенности объектов природы и закономерные связи, существующие в ней. На этой основе у детей формируются обобщенные представления и элементарные понятия об объектах, явлениях природного окружения, систематизация которых обеспечит формирование у дошкольников целостного образа.
Этапы развития навыков наглядного моделирования решают следующие дидактические задачи:
1. Знакомство с графическим способом представления информации.
2. Формирование навыка дешифровки модели.
3. Формирование навыка самостоятельного моделирования.
Задача формирования самостоятельного навыка моделирования является очень важной. Чтобы овладеть моделированием как методом научного познания, необходимо создавать модели. Создавать совместно с детьми и содействовать тому, чтобы дети создавали модели сами. На основе такой работы происходят важные для полноценного психического развития детей изменения — овладение системой умственных действий. Потому, что моделирование – это все - таки метод самостоятельного открытия и осмысливания информации.
Можно условно наметить две линии: развитие моделирования и освоение содержания посредством использования модели.
Младшие дошкольники могут применять самые простые сенсорные по содержанию и предметные по форме выражения модели (иконические) в процессе опосредованного познания свойств и отношений. В данном возрасте ценно именно непосредственное познание свойств и отношений. Осваиваются самые простые модели, обеспечивающие начальную систематизацию или дифференциацию сенсорных ощущений: геометрические фигуры, названия цветов, обозначение частей суток четырьмя разноцветными квадратами и т. п. При использовании модели детей привлекает сам способ замещения, а не использование модели в познании свойств.
Сложные модели затрудняют процесс восприятия: дети начинают играть с элементами моделей, затрудняются сравнивать модель и предмет (О. М. Дьяченко, 1986). Большинство младших дошкольников не способны «читать» образец сложения построек при конструировании. Данные особенности продиктованы недостаточным уровнем развития анализа, сравнения, что характерно для младшего дошкольного возраста.
В младшем возрасте активно развиваются действия замещения в игровой и продуктивной деятельности (листок становится тарелкой, песок - едой для игрушки, а он сам – родителем, доктором, продавцом). Младшие дошкольники могут использовать самые простые модели сенсорного содержания, сходные по форме и значимым признакам с замещаемым предметом. При этом учитывается основное назначение моделей – облегчить ребенку познание, открыть доступ к скрытым, непосредственно не воспринимаемым свойствам, качествам вещей, их связям.
В младшем дошкольном возрасте ценно именно непосредственное познание свойств и отношений. Осваиваются самые простые модели : геометрические фигуры разных размеров и цветов, модели для обозначения частей суток (четыре разноцветных квадрата) и т. п. При использовании модели детей привлекает сам способ замещения, а не использование модели в познании свойств.
Основная задача – развитие умений устанавливать отношение обозначаемое–обозначающее и обогащение опыта замещения объектов.
Ведущая роль на этом этапе принадлежит взрослому: он демонстрирует способы замещения. При этом важно организовать сопоставление объекта и модели (заместителя, обратить внимание детей на их сходство. В данном возрасте сходство определяется по внешним признакам: размеру, форме, цвету.
Дети среднего дошкольного возраста осваивают умения использовать различные модели, понимают отражательную функцию, адекватно воспринимают некоторые графические и условные способы выражения модели. Моделирование в данном возрасте следует рассматривать как совокупность преимущественно практических действий по использованию моделей (применение детьми готовых моделей, воспроизведение их в знакомых условиях в совместной со взрослым деятельности).
В данном возрасте в продуктивных видах деятельности и игре происходит освоение замещения и операции означения (Л. А. Венгер, Л. С. Выготский, Е. Е. Сапогова, О. В. Суворова и др., предшествующих овладению знаково-символическим языком (цифрами, знаками и т. п.). Дети старше четырех лет успешно кодируют образные ситуации, придумывают новые способы употребления предметов. Вместе с тем при замещении образных слов дети склонны создавать рисунки, индивидуальные образы (что показывает связь моделирования и воображения, а в ситуации замещения предмета называют способы, аналогичные его функциям.
Выявлен относительный уровень развития практического моделирования у детей 4-5 лет. Дошкольники могут «потерять» основание сравнения модели и объекта, используют модель частично, увлекаются игрой с элементами модели. Однако при использовании модели дети более успешно обследуют предмет (рассматривают модель, поочередно сопоставляют свойства предмета и символы модели). Модель выступает опорой действий: «подсказывает» задачу и действия для ее достижения.
Обнаружено, что на процесс использования модели детьми влияют следующие факторы:
эмоционально-образное отношение детей к осваиваемому содержанию и самой модели : выделение понравившихся обозначений, деталей; эмоциональные комментарии изображений; обыгрывание элементов модели, дополнение ее содержания;
индивидуальные различия в отношении детей к познанию посредством модели, направленность интереса на осваиваемое содержание, на изучение самой модели и действий с ней, на ситуацию общения со взрослым.
Влияние модели на освоение различного содержания состоит в:
повышении системности, глубины и обобщенности формируемых представлений о свойствах, более дифференцированном их восприятии, запоминании эталонов;
активизации самостоятельного непосредственного и опосредованного обследования объектов;
повышении детской самостоятельности, проявляющейся в более автономном выполнении задания, детском экспериментировании с элементами модели и объектами, снижении количества обращений ко взрослому и изменении мотивации (Л. А. Венгер, А. М. Вербенец).
В исследовании Р. И. Говоровой показано, что дети 4—5 лет успешно устанавливают пространственные отношения при использовании модели : стараются использовать план при поиске задуманной игрушки, соотносят положение предмета на плане с местонахождением в кукольной комнате, рассматривают план и мебель в комнате, учитывают как очертания предмета, так и примерное их расположение.
Вместе с тем в процессе опосредованного познания значительная часть детей среднего дошкольного возраста затрудняется в понимании соотношения обозначаемое — обозначающее (например, ребенок не понимает принципа сопоставления пространства комнаты и ее плана; не выделяет числа, обозначенного цветом и размером палочки Кюизенера).
В старшем дошкольном возрасте развитие моделирования происходит по нескольким взаимосвязанным линиям: развитие моделирования как знаково-символической деятельности (повышение понимания семиотической функции и интериоризации действий моделирования); освоение детьми различных моделей (изменение их обобщенности, системности); их самостоятельное применение в познании различного содержания.
В данном возрасте происходит значительное изменение в осознании семиотической функции (Н. Г. Салмина, Г. А. Глотова и др.); выявлено влияние понимания семиотической функции на эффективное освоение содержания без специального формирования практических действий моделирования.
Развитие умений переводить информацию на знаковый язык (означение) сложно для дошкольников и в большей мере возможно на уровне воссоздания освоенных моделей в совместной со взрослым деятельности. Детям 5-7-ми лет доступно некоторое преобразование модели, что проявляется во внесении изменений в осваиваемые модели (в ходе решения простых логических задач дети предлагают заменить отсутствующие детали геометрическими фигурами).
У старших дошкольников проявляется интерес к освоению знаково-символических средств (цифры, буквы). Дети способны выделить заданное отношение (различие предметов по цвету, размеру или количеству) и означить его адекватными заместителями ( различными по содержанию: предметами, объемными и плоскими моделями).
Использование модели, созданной самими детьми, приводит к значительно лучшим результатам в запоминании слов. При этом треть старших дошкольников осознает возможность использования модели (знака) как средства запоминания информации (слов). В ситуации, в которой детям предлагалось для лучшего запоминания слов нарисовать знаки к ним (но не сами предметы, значительная часть детей выбирала ассоциативные черты, обобщенные свойства; дети использовали созданные изображения при воспроизведении слов. Более того, в ситуации, в которой предлагалось придумать знаки — обозначения слов, которые будут использоваться другими детьми («Рисунок для других», дошкольники обращали внимание на степень сходства знака и объекта, таким образом, демонстрировали некоторое понимание правил означения (Е. В. Филиппова, Е. А. Бугрименко (1975).
Старшие дошкольники достаточно успешно осваивают элементы математических знаковых систем (геометрические фигуры, цифры, знаки и др., однако осознание семиотической функции к 6-7-ми годам находится на низком уровне (Г. А. Глотова, С. А. Лебедева, Н. Г. Салмина, О. В. Суворова и др.). Старшие дошкольники различают планы и понимают некоторые связи между ними; приводят, как правило, лишь одно-два неадекватных объяснения.
В исследованиях Л. А. Левиновой показано, что треть старших дошкольников готова принять способ обозначения свойств в буквенной форме, может оперировать буквами, цифрами как заместителями предметов при установлении транзитивности. Такие дети в процессе решения ситуации называют предметы по обозначаемым буквам, рисуют способ решения с их использованием; таким образом, у них проявляется более обобщенное абстрактное «видение» отношений предметов по размеру, величине. При этом использование буквенного обозначения является более эффективным, чем вербальное установление отношений порядка (хотя и недостаточно эффективным по сравнению с моделированием условия задачи на предметах). В этом проявляется использование модели как опоры действия.
Применение моделей в данном возрасте способствует освоению детьми моделирования как способа познания на основе интериоризации действий с моделями (Л. А. Венгер и др.). Значимо, что дошкольники начинают использовать различные модели в самостоятельной деятельности (рисуют схемы пространства комнаты, улицы в процессе пояснения расположения предметов и пути; моделируют условия арифметических задач на предметах; в играх («Морской бой») используют систему координат и т. п.). Дети успешно применяют предметно-схематические и графические модели в установлении пространственных (планы кукольной комнаты, группы, участка, временных (календарь, часы, количественных (модель «Часть — целое», пособие «Дроби», палочки Кюизенера, построение сотни с опорой на пособие «Сто-счет»). Однако практические умения моделирования (анализировать реальность, переводить представления на знаково-символический язык, создавать и преобразовывать модель) недостаточно сформированы у большинства старших дошкольников.
