МОДЕЛІ ЯК ЗАСОБИ НАОЧНОСТІ

 

Що таке модель і моделювання? Як їх можна використати у процесі навчання природознавства?

У теорії пізнання модель розглядається як матеріальний чи ма­теріалізований об'єкт чи система об'єктів, що є засобом вивчення їх оригіналів.

Модель — це спрощений реальний об'єкт (оригінал), оскільки в ній абстрагуються тільки істотні ознаки.

Існують різні класифікації навчальних моделей. За однією з них, вони поділяються на два класи: а) матеріальні; б) ідеальні. Критерієм поділу виступають засоби їх побудови.

Матеріальні моделі — це тривимірне зоб­раження об'єкта, його частини чи групи у зменшеному або збільшеному вигляді. Вони бувають динамічні (діючі, роз­бірні) і статичні (недіючі, нерозбірні).

Діючі, розбірні матеріальні моделі до­зволяють вивчати як зовнішній вигляд, так і внутрішній зміст об'єктів природи, їхні основні частини та принципи роботи. У курсі природо­знавства такою моделлю є телурій. За його допомогою школярі вивча­ють, як відбувається рух Землі навколо Сонця, з'ясовують причини зміни дня і ночі, їх тривалість в різні пори року. Недіючою моделлю є глобус. Важливо, щоб використання моделей супроводжувалося осмис­ленням молодшими школярами на елементарному рівні поняття «мо­дель» та засвоєнням уміння користуватися моделями у процесі пізнання реальних об'єктів. Спочатку це здійснюється щодо моделі конкретних об'єктів. Наприклад, глобуса як моделі Землі.

У зв'язку з таким завданням першим етапом роботи є формування в учнів наукового уявлення про форму Землі, її справжні розміри. Для цього організовується опосередковане сприймання Землі з використан­ням фотографій, кадрів діафільму, фрагментів кінофільму. Другий етап — зіставлення форми планети, її розмірів з глобусом, який учитель показує, не називаючи, що це таке. Діти разом з викладачем роблять висновок: глобус — це зменшене у багато разів (конкретно визначається за масштабом) зображення Землі. Тут вводиться термін: «модель». Далі вивчаються умовні позначення, за допомогою яких на глобусі-моделі позначаються реальні об'єкти Землі. Тільки після того, як діти ово­лодіють поняттям «глобус — це модель Землі», у них формується уміння користуватися глобусом, тобто читати його, описувати за ним певні те­риторії тощо.

До матеріальних нерозбірних, недіючих моделей належать рельєфні таблиці. Це кольорові зображення натуральних предметів на вініпластовій плівці. Інформація на них передасться кольором і рельєфом. Такі таблиці забезпечують деталізацію зображеного об'єкта і мають глибину рельєфу від 1 до 7 см. На них немає підписів, а лише можуть бути пронумеровані основні частини об'єкта. На уроках природознавства використовуються рельєфні таблиці: «Яр», «Гірські хребти», «Річка», а також «Шкіра людини», «Органи кровообігу», «Травна систе­ма», «Серце».

Рельєфні таблиці дають загальне уявлення про об'єкти природи та створюють у свідомості учнів просторові образи, які деталізують плоскі зображення на малюнках, таблицях. Оскільки ці таблиці мають великі розміри і чіткі зображення, то вони використовуються демонстраційно, як джерело нових знань чи для ілюстрації пояснень учителя. Не менш ефективні вони при узагальненні, закріпленні й перевірці засвоєних знань та умінь.

 

Ідеальні моделі розподіляються на три

Ідеальні навчальні групи: а) образні – це моделі, що передають

моделізагальну структуру, істотні зв’язки та

інші особливості реальних об'єктів в образній

формі. До них належать схематичні малюн­ки, схеми, карти, план, діаграми, графіки;

б) знаково-символічні — це моделі, які відображають особливості та закономірності навколишнього світу за допомогою штучної знаково-сим­волічної мови;

в) розумові — це моделі предметів, процесів, що створюються в уяві людини.

Будь-яка модель наочна, оскільки вона сприймається чуттєво. Але наочність її відрізняється від реального предмета чи його ма­теріалізованої форми. Наочність моделі має узагальнений зміст, тобто за нею створюється образ не просто конкретного об'єкта (групи об'єктів), а сукупності його істотних ознак, властивостей. Моделі дають можливість створювати у дітей наочні образи абстрактних понять, зв'язків, які об­разною наочністю створити не можна. Наприклад, ланцюг живлення у природі і т. ін.

Моделюються як об'єкти, їх зміст, зв'язки, так і способи дій, послі­довність операцій. Такі моделі, як засоби наочності, у процесі навчання можуть використовуватись з різною метою: а) для моделювання орієн­товної основи дії (ООД), тобто покрокової програми її операцій; б) для фіксації суті понять, взаємозв'язків і взаємовідношень; в) для фіксації загальних способів дій (узагальнених прийомів), для широкого класу задач. За цими моделями діти легше і швидше осмислюють і узагальню­ють способи розв'язання задач та запам'ятовують їх результати.

Створення наочних образів за допомогою моделей потребує не тільки використання готових моделей, але й залучення молодших школярів до активної пізнавальної діяльності, спрямованої на їх побудову. Отже, слід учити дітей моделювати, починаючи з початкових класів. Про те, що вони можуть оволодіти на елементарному рівні уміннями моделювати, свідчать дослідження Л. І. Айдарової.

Організація цієї діяльності повинна передбачати такі етапи: а) сприй­мання конкретного предмета, явища або їх групи, способу діяльності; б) вибір умовних позначень, якими можуть позначатися об'єкти або їхні структурні елементи, зв'язки; в) побудова моделі; г) вивчення моделі, осмислення її суті та переведення результатів моделювання на реальні об'єкти.

Навчальні моделі є засобом наочності, а моделювання виступає ди­дактичним прийомом, який може входити в структуру різних методів навчання. Вони с зовнішньою опорою для виконання розумових операцій з метою осмислення внутрішньої суті явищ, предметів природи, тобто теоретичної інтерпретації результатів дослідів, практичних робіт, спо­стережень та фактів, одержаних з підручника або повідомлених учите­лем.

Застосування моделей і моделювання сприяє переходу школярів від конкретно-образного до абстрактного мислення, дозволяє підвищити на­уково-теоретичний рівень знань.

Серед ідеальних моделей у процесі навчання природознавства най­частіше використовуються образні. Це схематичні малюнки об'єктів, схеми взаємозв'язків, плани місцевостей, географічні карти, прості діаграми, графіки процесів і явищ природи.

Схематичний малюнок є найпростішим видом образних моделей. На ньому зображується узагальнений образ одного предмета або групи, виділяються істотні структурні елементи, ознаки, властивості, що відо­бражають суть поняття, певні закономірності.

Щодо методики використання схематичних малюнків, слід виходити з зазначених вище положень про особливості формування уміння моде­лювати і користуватися моделями у початкових класах.

Найдоцільніше вводити схематичний малюнок після або під час чуттєвого сприймання предмета, явища, актуалізації чуттєвого досвіду про них. Діти цілеспрямовано розглядають об'єкт, описують його за пла­ном, який відповідає змісту поняття, а вчитель схематично його зобра­жує (пізніше це можуть робити самі учні за аналогією). Учитель пояс­нює, як виконати схематичний малюнок і якими умовними позначення­ми користуватися при його зображенні.

Звернемося до згаданого раніше прикладу формування поняття «ран-ньоквітучі рослини». Дітям пропонується розглянути (на гербарних зразках, таблицях, малюнках) дві рослини: одна з них — ранньоквітуча (зацвітає навесні — проліска), а інша — пізньоквітуча (зацвітає вліт­ку — грицики). Спочатку визначається, до якої групи за зовнішньою будовою стебла ці рослини належать. Далі пропонується назвати всі ор­гани рослин, вказавши, в якій послідовності це слід робити. Учні назива­ють, а вчитель схематично зображує рослини на дошці і коментує умовне позначення кожного органа.

Підписи на схематичних малюнках під час засвоєння нового змісту обов'язкові, оскільки вони є з'єднуючою ланкою між образом і умовним позначенням. З одного боку, вони дають змогу оволодіти знаннями про модель, її зміст, а з іншого — закріпити терміни, якими позначаються реальні об'єкти та їх частини.

Після побудови моделі, тобто заміни реального об'єкта схематичним малюнком, школярі залучаються до роботи над нею. Це відбувається на етапі осмислення суті поняття, визначення істотних ознак, зв'язків, їх

систематизації та узагальнення. Така пізнавальна діяльність найефек­тивніша на основі моделей.

Усвідомлені схематичні малюнки використовуються для розв'язання різних дидактичних підзадач на всіх етапах процесу навчання. Для за­стосування і перевірки засвоєних знань у більшості випадків схематичні малюнки пропонуються на індивідуальних картках. До них формулю­ються різні види завдань.

Схеми — це більш абстрактні моделі. Зміст їх полягає у відображенні взаємозв'язків і взаємозалежностей у природі. Умовними позначеннями на них можуть бути окремі терміни, математичні символи: цифри, знаки дій, знаки відносин. Наприклад, стрілки показують не тільки взаємоза­лежності, взаємопідпорядкування, але і їх напрямки.

Схеми-моделі природних зв'язків будуються після засвоєння учнями елементів знань про предмети і явища, між якими ці зв'язки встановлю­ються. Адже не знаючи змісту реальних об'єктів, діти не зрозуміють суті зв'язків, їх об'єктивності існування у природі.

Щоб моделювати ланцюги живлення між різними об'єктами живої природи, школярі повинні володіти у кожному конкретному випадку знаннями про об'єкти, зокрема знати, що є для кожної тварини кормом (схема 15).Схема 15

Вовк заєць трав'янисті рослини

 

лисиця

Наведемо ще один приклад. На уроці за темою «Тварини — частина живої природи» (3(2) клас) у дітей формуються елементарні поняття про

«диких тварин», «свійських тварин» та уявлення про різноманітність ди­ких і свійських тварин.

Схематично зображується розподіл тварин на групи. Учитель акту­алізує попередньо засвоєні знання, разом з учнями складає схему і запи­сує її на дошці, зазначаючи стрілкою результати розподілу (схема 16).

Схема 16