Использование моделирования в обучении

Территория рекламы
  1.  Фридман Л.М. Использование моделирования в обучении / Л.М. Фридман // Вестник ЧГПИ. Сер. 2. Педагогика. Психология. Методика преподавания. – 1995. – № 1. – С. 88–93.

Л. М. Фридман (г. Москва)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ В ОБУЧЕНИИ

Содержание учебных предметов, особенно естественнонаучного цикла и математики, можно рассматривать как педагогическую проекцию основ соответствующих наук. Всякая же наука представляет собой единство системы развивающегося знания и деятельности, направленной   на   достижение   этих знаний. Эта деятельность есть процесс разработки идей и методов получения новых знаний. Поэтому любая наука — это не только система добытых ею знаний, фактов, теорий, но и совокупность идей и методов.

Изучить   основы   науки — значит не только   усвоить   некоторые ее факты и закономерности, теории, но и овладеть ее идеями и методами, притом последнее даже важнее для общего образования, чем первое. Ведь большая часть знаний, усвоенных учениками в школе, потом – после школы – будет ими забыта. И это нормально. А вот идеи и методы, которыми овладеют учащиеся в процессе обучения, никогда не забываются (хотя это может и не осознаваться), ибо без них невозможно самообучение и самосовершенствование, которыми приходится в современных условиях заниматься каждому разумному выпускнику школы; это с их помощью решаются все задачи и проблемы, ежедневно возникающие перед каждым человеком.

Одним из основных методов науки является моделирование. «Наука – пишет академик Н. Н. Моисеев, – только и может иметь дело с моделями, с приближенным описанием действительности, отражающими те или иные стороны реальной действительности» (Моисеев Н. Н. Математические модели экономической науки. М., 1973. С. 5).

Моделирование является важнейшим методом научного познания. Метод моделирования используется любой наукой, на всех этапах научного исследования реальных явлений и процессов. Он обладает огромной эвристической силой, ибо с его помощью удается свести изучение сложного к простому, невидимого и неощутимого к видимому и ощутимому, незнакомого к знакомому, т. е. сделать любой, какой угодно сложный объект доступным для тщательного и всестороннего изучения.

Возьмем, к примеру, математику.

Все математические понятия, такие, как число, функция, уравнение, геометрическая фигура и другие, представляют собой особые модели количественных отношений и пространственных    форм    окружающего мира. Эти модели математика сконструировала в процессе своего многовекового исторического развития. Но и в настоящее время продолжается конструирование математических моделей, и любое творчество в математике связано с созданием новых моделей. Для изучения и использования построенных моделей в математике разработаны такие особые приемы и способы, как методы решения уравнений, исследования функций, измерения величин и т. д. Все эти методы составляют аппарат математики.

Аналогичную картину можно увидеть и в других науках. Так, в школьном курсе физики изучаются понятия равномерного и равноускоренного движения, массы и силы тяжести, рассматриваются материальные точки, абсолютно твердые тела и т. п. Все эти понятия и объекты представляют собой физические модели реальных объектов и явлений. В физике также изучаются и методы исследования и использования этих моделей.

Однако учащиеся, изучающие математику, физику и другие науки, как правило, ясно не осознают, что они все время имеют дело с моделями. Результаты массовых обследований показывают, что наши учащиеся имеют весьма смутные и ограниченные представления о моделировании и моделях.

Между тем, как показывают результаты психологических исследований, явное знакомство учащихся с модельным характером науки, с понятиями моделирования и модели не только способствует формированию у них правильного научного мировоззрения, не только обогащает их методологический аппарат, но и существенно меняет отношение школьников к учебным предметам, к учению, делает их учебную деятельность более осмысленной и продуктивной.

Прежде чем рассматривать вопрос об использовании моделирования в обучении, рассмотрим кратко вопрос об использовании моделирования в науке.

Когда ученый, изучая какое-то явление, создает его модель, то дальнейшее изучение этого явления производится уже на созданной модели. Исследовав модель, найдя ее свойства и закономерности, получив из них логические следствия, ученый проверяет на практике (в опыте, эксперименте) наличие у изучаемого явления этих следствий. Если практика (опыт) подтверждает наличие этих следствий, то это означает, что построенная модель достаточно точная, правильная и ею можно пользоваться для дальнейших исследований и для практики. Если же некоторые следствия не подтверждаются на практике, то это означает, что модель недостаточно точная, не совсем верная. Тогда ученые корректируют, уточняют модель или же заменяют ее другой.

Таким образом, процесс научного познания проходят по формуле, указанной еще древнегреческим философом Эвдемом: «Происходит надлежащий переход от чувственного восприятия к мысленному созерцанию и от последнего –к разумному познанию».

В науке модели используются для изучения любых объектов, явлений и процессов, для решения самых разных научных и практических задач, для получения новой информации об изучаемом объекте. Поэтому модель обычно определяется как некий объект (система), исследование которого служит средством для получения новых знаний о другом объекте (оригинале). Моделями в этом смысле являются географическая карта, уравнение пути равномерного или равноускоренного движения и т. д., и т. п. В науке используются и материальные модели. Так, И. П. Павлов для изучения и физиологических закономерностей человека использовал собаку, которая в этом случае служила моделью человеческого организма. Или: для того, чтобы установить, как будет вести себя проектируемый самолет в воздухе, строят уменьшенную копию — модель самолета — и продувают ее в аэродинамической трубе.

Между моделью и моделируемым объектом (оригиналом) имеется определенное отношение — модельное отношение, показывающее, в каком смысле модель и оригинал подобны, аналогичны друг другу. При этом модель всегда отлична от оригинала, но так как она аналогична (подобна) ему, то можно предполагать, что обнаруженные в модели свойства присущи и оригиналу.

В настоящее время модели используются не только в науке, но и в технике, производстве, даже в быту. Поэтому можно говорить о модели в широком смысле, которую можно определить следующим образом.

Моделью некоторого объекта А (оригинала) называется объект В, отличный от Л, но в каком-то отношении подобный (аналогичный) А, выбранный или построенный субъектом С по крайней мере для одной из следующих целей.

  1.  Замена А в некотором мысленном (воображаемом) или реальном действии  (процессе), исходя из того, что объект В более удобен, чем А, для этого действия в данных условиях (модель-заместитель).
  2.  Создание    представления   об объекте А (реально существующим или   воображаемом)    с    помощью объекта В (модель-представление).
  3.  Истолкование       (интерпретация)  объекта А в виде объекта В (модель-интерпретация).
  4.  Исследование (изучение)свойств и закономерностей объекта А посредством  изучения свойств и закономерностей объекта В (модель исследовательская).

 В обучении используются как раз модели в широком смысле для многих различных целей. Так, например, для решения задачи обычно строят уравнение — модель интерпретации этой задачи. Но эта модель служит и моделью-заместителем, ибо уравнение замещает исходную задачу в процессе ее решения.

Указанные виды моделей имеют ряд подвидов.

Модели-заместители и исследовательские модели могут быть материальными и идеальными. Материальные, в свою очередь, делятся на статические и динамические (действующие). Статическими моделями в обучении являются модели геометрических тел, пространственные модели молекул и кристаллов в химии и т. п.

Динамические модели используются в физике, химии, в трудовом обучении для воспроизводства или имитирования изучаемых явлений или процессов.

Идеальные модели делят обычно на три вида: образные или иконические, знаковые (знаково-символические) и мысленные (умственные, воображаемые).

K образным (иконическим) моделям можно отнести широко используемые в обучении разного рода рисунки, фотографии, схемы, географические карты, планы местности, модель атома в физике, структурные формулы в химии и т. д. Примерами знаковых моделей являются разные уравнения в математике и физике, химические формулы и т. д. Мысленные модели—это представления о каком-то явлении или процессе в форме описания на естественном языке.

Модели-представления и модели-интепретации, как правило, являются идеальными моделями.

Моделирование — это деятельность по построению и изучению моделей    для указанных целей. И, как всякая деятельность, оно имеет внешнее содержание и внутреннюю психическую сущность. Поэтому моделирование органично включено в такие психические процессы, как восприятие, память, мышление, воображение. Мы запоминаем, мыслим, воображаем не только образы ранее воспринятых органами чувств объектов, но и модели (зачастую весьма обобщенные и абстрактные) этих реальных или воображаемых объектов.

Рассматривая   моделирование   с психологической   точки зрения, мы должны иначе, чем в теории познания, рассматривать модельное отношение. Там это отношение рассматривается как бинарное, в которое входят оригинал и его модель, и интересуются лишь логическим характером  этого отношения. При рассмотрении же моделирования в широком смысле модельное отношение нужно считать тернарным или даже квартернионным,  когда    наряду с моделируемым объектом и его моделью рассматривается еще и субъект, который конструирует или выбирает модель, и та цель, ради которой он это делает. Тем самым вопрос об объективной  логической сущности модельного отношения на этом уровне  рассмотрения просто отпадает: субъект, который выбрал или построил модель оригинала для определенной цели, очевидно, считает, что выбранный или построенный в качестве модели объект пригоден для этой цели и, следовательно, он подобен в нужном отношении оригиналу,  обладает  тем  свойством, которое делает его пригодным для  указанной  цели.  Обладает ли этот объект-модель фактически подобием  оригиналу,  субъекту  может быть и неизвестно. Это выявляется лишь косвенно после использования модели.

Модели и моделирование в обучении могут использоваться для следующих дидактических целей.

  1.  Для ознакомления учащихся с модельным характером науки следует всякий раз, приступая к изучению какого-то явления или процесса, рассказывать, как с помощью построения моделей этого явления или    процесса,    были    изучены   их свойства  и особенности,    какие из этих моделей    являются    наиболее дачными и почему. При этом уже  средних классах можно дать учащимся первое упрощенное определение модели, рассказать о модельном характере научного   изучения реальных явлений. В последующем определение   модели   следует уточнить и каждый раз, изучая то или иное понятие, подчеркивать его модельный характер.
  2.  Однако всего этого  недостаточно для   того, чтобы   учащиеся овладели методом   моделирования.

Нужно, чтобы они сами строили модели, использовали моделирование для разных целей и чтобы при этом они явно знали, осознавали, что они строят модели и используют моделирование. Так, например, строя по условиям задачи ее краткую схематическую запись, они должны знать, что это модель задачи, а не просто ее запись, а уравнение, полученное по условию задачи, есть другая модель той же задачи. Первая модель — это модель-заместитель задачи, а вторая — модель-интерпретация задачи.

3.Модели  и  моделирование  могут использоваться  в  качестве  эффективных средств  наглядности. Ведь любая модель в той или иной степени обладает свойством наглядности для того, кто разработал эту модель,    и, для тех, кто понимает, что она является моделью определенного объекта. Любая модель наглядна потому, что она есть чувственно воспринимаемое   воплощение психического образа моделируемого объекта. Ведь разработчик модели предварительно создал у себя наглядный психический образ оригинала и воплотил этот образ в виде материальной или идеальной модели (иконической, знаковой, словесного описания мысленного образа). Поэтому для него эта модель, в любом ее виде, вполне наглядна. Но эта модель наглядна и для любого другого человека, который понял сущность данной модели и тем самым как бы стал ее создателем.

Однако следует иметь в виду, что наглядность модели отличается от наглядности обычных объектов (реальных или воображаемых). Когда мы чувственно воспринимаем какой-то материальный предмет, скажем, стол, или реальное явление, скажем, дождь, снег, или воображаем этот стол или дождь, то у нас возникает образ именно этого стола, картина данного дождя в их конкретности со всеми их особенностями.

Когда же мы воспринимаем модель, созданную нами или не нами, но нами понятую, усвоенную, то у нас возникает наглядный обобщенный образ существенных свойств моделируемого объекта, отраженных в модели. Все остальные свойства, несущественные в данном случае, в модели отсутствуют, они были отброшены при моделировании.

Следовательно, модели дают возможность создания у учащихся таких наглядных образов изучаемых объектов, которые выражают самые существенные свойства этих объектов, их внутреннюю структуру, их сущность. Чем менее материальна модель, тем более значимые свойства оригинала она отражает. Конечно, такой наглядный образ создается лишь у тех учащихся, которые поняли данную модель.

4. Модели и моделирование могут использоваться как средство запоминания учебного материала. Для этого следует строить схемы изученного учебного материала, при этом целесообразно, чтобы эти схемы строили   сами  учащиеся индивидуально, а еще лучше бригадами. Затем построение модели-схемы -обсуждаются на заключительном уроке соответствующей темы.

5. Модели-схемы содержания учебной темы могут использоваться и для введения учащихся в эту тему, как это делал В. Ф. Шаталов в виде «листа опорных сигналов». Однако эти схемы не должны быть слишком сложными, не должны быть похожи на ребусы, а должны быть ясными и понятными учащимся.

Всегда, когда нужно познакомить учащихся с каким-либо абстрактным понятием или с отношением между реальными объектами, целесообразно использовать модель, конкретизирующую это понятие или отношение, тем самым материализовать в виде предметной или знаковой модели это понятие или отношение. Ведь иначе учащиеся не смогут оперировать этими понятиями и отношениями.

Таким образом, мы видим, что моделирование в обучении может использоваться в явном виде, с применением при этом термина «модель» и «моделирование», во-первых, для того, чтобы учащиеся овладели методом моделирования как важнейшим методом познания, а во-вторых, как учебным средством для многих дидактических целей.

93

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

Моделирование в обучении.  Microsoft Word.doc

Моделирование в обучении. Microsoft Word.doc
Размер: 82.5 Кб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Использование моделирования в обучении. Педагогика. Психология. Методика преподавания.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Методы приближенного вычисления интегралов

Методы приближенного вычисления интегралов (метод прямоугольников, трапеций, Симпсона). Оценка точности для методов прямоугольников, трапеций, Симпсона. Численные решения диф.уравнений. Методы Эйлера. Метод прогноза и коррекции.

Заболевания, передаваемые половым путём

Венерические болезни. Руководство посвящено вопросам этиологии, патогенеза, клиники, диагностики, лечения и профилактики классических венерических заболеваний (сифилис, гонорея, шанкроид, лимфогранулематоз венерический, донова-ноз), а также других заболеваний, передаваемых половым путём (трихомо-ниаз, хламидидиоз, микоплазмоз, бактериальный вагиноз, урогенитальный кандидоз, генитальный герпес, папилломавирусные инфекции).

Основы метрологии. Метрология

Курсовая работа по дисциплине «Социология конфликта» на тему: «Легализация однополых браков как социальный конфликт современности»

Философия свободы. Православие. Николай Бердяев

"…Христианская философия, или теософия, этой книги не претендует на «научность», но претендует на истинность. Претензия эта оправдывается тем, что истина не мною выдумана и открыта, ибо я исповедую религию Христа. Научность не есть ни единственный, ни последний критерий истинности".

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok