Полный текст статьи
Печать

Аннотация. Статья посвящена вопросам рассмотрения концепции развития способностей к моделированию у младших школьников. Охарактеризованы личностно-ориентированный, технологический, аксиологический и субъектно-деятельностный подходы, которые используются качестве методологической основы концепции. Рассмотрены все этапы процесса моделирования, деятельность учащихся и роль педагога на каждом из них в условиях дополнительного образования.
Ключевые слова: техническое моделирование, авторская концепция, развитие способностей к моделированию у младших школьников. 

Дополнительное образование детей является важной составляющей Российской системы образования. Занятия, проводимые в учреждениях дополнительного образования, способствуют социализации личности ребенка, овладению им новыми знаниями и умениями. Одним из таких направлений, набирающим в последние годы все большую популярность, стала робототехника, в рамках которой обучающиеся получают навыки конструирования и технического моделирования. 

Изучение технического моделирования в рамках дополнительного образования способствует формированию у обучающихся целостного представления о мире техники, устройстве механизмов, их применении в реальной жизни. Занятия по техническому моделированию позволяют стимулировать интерес ребенка, развивать способности к решению проблемных ситуаций – умению исследовать проблему, анализировать свою деятельность, планировать свои действия и реализовывать их, проводить рефлексию по итогам своей деятельности.

Мы предлагаем авторскую концепцию, благодаря которой стало возможным осуществление практической проверки положений об особенностях развития способностей к моделированию у младших школьников (рис. 1).

Переходя к рассмотрению концепции, следует пояснить, что техническое моделирование представляет собой познавательный процесс, реализуемый посредством создания моделей объектов (систем, явлений) окружающей действительности и работы с ними. В нашем случае мы будем иметь ввиду создание моделей учащимися младших классов. В качестве методологической основы концепции используются личностно-ориентированный подход, технологический подход, аксиологический и субъектно-деятельностный подходы.

 

Рис. 1. Концепция развития способностей к моделированию у младших школьников 

Система дополнительного образования, в рамках деятельности которой мы реализуем развитие способностей к моделированию у младших школьников, в качестве основного принципа организации развивающе-образовательной деятельности рассматривает принцип личностной ориентированности, постановки «в центр» личности обучающегося, учет его возможностей к выполнению той или иной деятельности, построение процесса образования и развития от личности, создание психологически комфортных условий деятельности для каждого конктретного ребенка. Именно такую позицию поддерживаем и мы при организации процесса развития способностей к моделированию у младших школьников.

Аксиологический и субъектно-деятельностный подходы к развитию способностей моделирования младших школьников в рамках дополнительного образования конкретизируют и уточняют личностную ориентированность образовательного процесса, обеспечивая мотивационную устремленность каждого обучающегося к «вершинам» своих достижений в области технического моделирования и конкретно – робототехники, а также условия поиска личностных смыслов в деятельности моделирования при высокой инициативе и активности обучающегося субъекта.

Технологический подход ответственен за выполнение технологических «цепочек», характерных для процесса учебного технического моделирования, представленных ниже в статье (в частности, этапы моделирования и система действий на каждом из них; технология SADT в образовательном проекте).

Так, система заданий по техническому моделированию, должна включать в себя разнообразные по содержанию и степени трудности задания, предусматривающие следующие действия:

-          проведение опытов и наблюдений на готовой модели;

-          сборку модели технического объекта из готовых деталей или блоков по образцу, рисунку или описанию;

-          внесение изменений в схему или конструкцию модели;

-          создание «проекта» технического объекта;

-          создание «проекта» с последующим изготовлением и испытанием его модели.

Значимый педагогический эффект могут дать только те задания, выполнение которых связано с изучением того или иного конкретного программного материала: опережение или запаздывание приводит к излишним затратам времени на их выполнение и проверку. Поэтому задания должны быть включены в тематический план системы образования в определенной последовательности.

Работы учащихся по моделированию, как и другие виды самостоятельных работ, с одной стороны требуют определенных умений и навыков, с другой стороны, формирование этих умений и навыков происходит лишь в процессе выполнения самих работ. Эти особенности должны учитываться при определении требований, которые предъявляются к организации выполнения работ с тем, чтобы обеспечить успешное выполнение заданий всеми учащимися и необходимую результативность.

При организации самостоятельных работ общими требованиями являются следующие:

-          предварительная теоретическая и практическая подготовка учащихся в процессе учебной работы;

-          четкость формулировки заданий с указанием требований к отчету о его выполнении;

-          постепенное нарастание трудностей, преодоление которых требует от учащихся проявления все большей самостоятельности;

-          сохранение руководящей роли педагога, который обеспечивает обучение учащихся приемам выполнения заданий;

-          контроль над выполнением заданий и анализ результатов выполнения их учащимися;

-          включение работ в план тем по предмету.

Кроме общих требований к организации выполнения работ по моделированию должен быть предъявлен и ряд специфических требований, обусловленных самой спецификой работ данного вида. В качестве таковых выступают:

-          ознакомление учащихся с правилами выполнения работ по моделированию;

-          планомерная выработка требуемых умений путем организации выполнения заданий в такой последовательности, при которой учащиеся начинают с овладения простейшими операциями и постепенно переходят к выполнению более сложных.

Ниже представлены правила, которыми учащиеся последовательно овладевают, выполняя работы по моделированию.

  1. Прежде чем приступить к изготовлению или сборке модели, подумайте, для каких целей создается модель: для изучения какого-либо явления или показа возможности использования данного явления в технике.
  2. Выполните в тетради схему или рисунок модели. Подумайте, нельзя ли усовершенствовать или даже заменить рекомендованную модель другой, более простой по технологии изготовления, сборке. Сделайте ее схему или рисунок.
  3. Подумайте, нельзя ли использовать для изготовления модели детали или блоки от ранее собранных моделей технических объектов. Это сэкономит время на выполнение задания.
  4. Подготовьте рекомендованные материалы и необходимые для их обработки инструменты. После этого приступайте к изготовлению недостающих деталей, а затем к сборке моделей по рисунку, схеме, чертежу.
  5. Собрав модель, испытайте ее, проделав ряд опытов, рекомендованных учителем или спланированных вами самостоятельно, по своей инициативе.
  6. Полученные результаты и сделанные на основе их выводы зафиксируйте.

Необходимость соблюдения такого порядка в выполнении работ по моделированию диктуется тем, что многие учащиеся необоснованно быстро начинают выполнение заданий с манипулирования предметами на основе первой, пришедшей на ум идеи.

Предлагаемые задания должны быть такими, чтобы учащиеся чувствовали постоянную потребность в приобретении новых знаний или углублении имеющихся для достижения успеха в области моделирования.

В соответствии с указанными особенностями обучения учащихся моделированию, система заданий должна характеризоваться следующими признаками:

-          доступностью по содержанию и приемам выполнения;

-          соответствием содержания и объема бюджету учебного времени;

-          связью с содержанием соответствующего теоретического материала;

-          соответствием познавательным интересам учащихся;

-          стимулированием развития элементов творчества школьников.

В процессе исследования системы дополнительного образования были обозначены следующие этапы моделирования:

1)     постановка цели;

2)     выдвижение гипотезы (гипотезирование);

3)     планирование;

4)     аналитико-синтетическая деятельность с приемами визуализации;

5)     процесс реализации;

6)     рефлексия.

Рассмотрим подробнее каждый из этапов.

Понятие цели в моделировании является основополагающим. Соответственно этап постановки цели становится важнейшим в овладении учащимися процессом моделирования.

Постановка цели моделирования должна отвечать общепсихологическим принципам образовательного процесса, согласно которым принятие цели включает в себя три аспекта: понимание, мотивацию, намерение. Понимание в данном случае мы можем рассматривать как осмысление назначения будущей модели, задач ее создания и исследования, ее определяющих свойств. Под мотивацией следует понимать желание ученика быть вовлеченным в процесс создания модели и получить обозначенный результат, выступающий в качестве личностно значимого и являющегося смысловым компонентом принятия цели. Наконец, намерение – это волевой компонент, обуславливающий непосредственно выполнение намеченных действий для достижения цели [1].

Главной задачей учителя на данном этапе становится организация учебного процесса таким образом, чтобы учитывались все обозначенные аспекты.

Таким образом, посредством данного этапа преподаватель формирует у ученика основу аналитического мышления, вместе с тем способствуя принятию и удержанию цели моделирования.

Для детей естественно высказывать различные гипотезы относительно того, что они видят, слышат или чувствуют. Однако умение выдвигать научные гипотезы, как и любой другой навык, формируется и развивается у детей в процессе обучения. Так, выдвижение гипотезы, как один из этапов процесса моделирования, является методом осмысления проблемы конструирования той или иной модели, а также методом выявления ее вероятностного значения.

Работая на данном этапе, ученик, прежде всего, вырабатывает способность к исследовательскому поиску различных положений и оценке их вероятности.

Главной задачей учителя на втором этапе процесса моделирования становится мотивирование учеников на вырабатывание как можно большего  количества гипотез, опираясь на принцип «чем больше, тем лучше», что способствует максимальному раскрытию творческого исследовательского потенциала ребенка [2]. Однако важно отметить, что полное отсутствие контроля согласованности их с фактическим материалом не является допустимым, так как не содействует успешности процесса обучения.

Таким образом, выдвижение гипотезы – это значимый этап процесса моделирования, который формирует, развивает и тренирует важные мыслительные навыки ребенка, обеспечивающие разностороннее понимание им окружающей действительности.

Как отмечает Е. И. Исаев, планирование занимает центральное место в структуре мышления [3]. Для учащихся оно является одним из регулятивных действий, обеспечивающих организацию их учебной деятельности. Такая организация способствует развитию навыков к определению последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата [4]. В контексте же моделирования мы можем говорить о планировании как об этапе разработки последовательности действий (плана) по созданию и изучению модели исследуемого объекта (явления, системы). При этом крайне важным в ходе данного процесса является подведение так называемых промежуточных итогов, которые должны соответствовать заявленным промежуточным целям.

Таким образом, планирование служит своеобразным техническим (опорным) этапом моделирования. Оно позволяет ученику самостоятельно координировать свои действия в процессе изучения объекта (явления, системы), развивая при этом способности к предвидению их результатов в будущем. При этом потенциально возможные действия, еще не совершенные, как правило, выделяются в относительно самостоятельный объект, проанализированный и осмысленный.

Аналитико-синтетическая деятельность как один из этапов моделирования подразумевает анализ и синтез связей между изучаемым объектом (явлением, системой) и его моделью с целью выявления существенных для исследования характеристик [5]. Однако этот процесс не является совершенным сам по себе, так как не всегда может обеспечить запоминание учеником полученных знаний и использование их в дальнейшем. Это связано, прежде всего, с психологическими особенностями восприятия детей младшего подросткового возраста, а также с особенностями их индивидуального развития. Дополнительным методом в обучении в этом случае становится визуализация, которая представляет собой свертывание мыслительных содержаний в наглядный образ (визуальное структурирование информации). Среди ее приемов можно отметить, например, структурно-логические схемы.

На данном этапе главной задачей педагога становится подбор наиболее уместных и действенных приемов визуализации, которые успешнее всего способствовали бы процессу выявления существенных связей между элементами полученных учеником знаний, а значит, и его аналитико-синтетической деятельности.

Таким образом, четвертый этап процесса моделирования является одним из самых сложных в освоении, но играет принципиально важную роль в процессе развития у ребенка способности к анализу, синтезу и структурированию информации.

Процесс реализации как этап моделирования представляет собой непосредственное воплощение свойств того или иного объекта (явления, системы) в определенной модели. На данном этапе происходит формирование и закрепление представлений о составляющих объекта-оригинала, определяется, могут ли результаты моделирования служить основой для прогнозирования поведения исследуемых объектов (явлений, систем) и адекватна ли модель в целом. Степень же ее адекватности зависит от цели и задач моделирования.

На этапе реализации педагогу необходимо выступать в роли координатора, который направляет ученика на получение результата или верного вывода. При этом его действия не должны основываться на собственном восприятии модели, важно понимать то, как видит ее сам ребенок, и отталкиваться от его степени осмысления.

Таким образом, процесс реализации является этапом моделирования, на котором сотрудничество учителя и ученика становится наиболее значимым и ответственным фактором, способствующим достижению поставленной цели.

Рефлексия является одним из важнейших этапов не только  моделирования, но и обучения в целом. Она представляет собой сложный процесс самоанализа, который позволяет учащемуся самостоятельно оценить свое эмоциональное состояние, степень удовлетворенности собой и результатами деятельности. Итогом самоанализа становится, как правило, осознание значимости проведенной работы, выявление и осмысление наиболее трудных ее этапов и определение уровня своего понимания темы.

Таким образом, мы рассмотрели все этапы процесса моделирования и  выявили значение и роль педагога на каждом из них.

Результатом проделанной работы и демонстрацией полученных ребенком навыков в рамках занятий в учреждении дополнительного образования, будет служить его участие в соревнованиях по робототехнике и «Проектной неделе», в рамках которой ученики представляют собственные разработки проектов.

Концепцию мы представили в виде схемы, соответствующей по структуре компонентам научной теории, включающей основание, ядро и выводы-следствия. Это сделано с целью придания накопленным теоретическим и практическим знаниям систематизированно-обобщающей и логическо-упорядоченной формы, что значительно повышает удобство практического применения идей концепции педагогами системы дополнительного образования. 

Ссылки на источники

  1. Алимов, Б. Н. Моделирование как средство повышения эффективности обучения математике в профессиональных колледжах / Б. Н. Алимов, А. Ш. Рахматов, С. К. Маманов // Молодой ученый: эл. журнал. – 2015. – № 4 (84). – С. 543–547. – URL: http://www.moluch.ru/pdf/moluch_84_ch6.
  2. Букреева, И. А. Учебно-исследовательская деятельность школьников как один из методов формирования ключевых компетенций / И. А. Букреева, Н. А. Евченко // Молодой ученый: эл. журнал. – 2012. – №8 (43). – С. 309–312. – URL: http://www.moluch.ru/archive/43.
  3. Исаев, Е. И. Планирование как центральный компонент теоретического мышления / Е. И. Исаев // Психологическая наука и образование: эл. журнал. – 2010. – № 4. – URL: http://psyedu.ru/journal/2010/4/index.
  4. Исаев, Е. И. Психологическая характеристика способов планирования у младших школьников / Е. И. Исаев // Вопросы психологии. – 1984. – № 2. – С. 52–60.
  5. Чернецкая, Н. И. Психологические факторы и особенности развития творческого мышления младших школьников и подростков / И. И. Чернецкая // Вестник ЯГУ. – Якутск: Изд-во ЯГУ, 2009. – Том 6. – № 3. – С. 96–103.