 |
Моделирование как метод познания
|
|
|
|
Содержание
Введение
. Понятие «моделирование»
. Моделирование как метод познания
. Классификация моделей
Классификация моделей по области использования
Классификация моделей по фактору времени
Классификация моделей по отрасли знаний
Классификация моделей по форме представления
. Классификация процесса моделирования
. Эффективность использования моделей на уроках окружающего мира
Заключение
Список литературы
Введение
Актуальность проблемы исследования. Начальная школа - принципиально новый этап в жизни ребенка: начинается систематическое обучение в образовательном учреждении, расширяется сфера его взаимодействия с окружающим миром, увеличивается потребность в самовыражении.
Центральной линией развития младшего школьника является формирование интеллектуальной деятельности. На начальном этапе необходимо развитие словесно-логического мышления, произвольной смысловой памяти, внимания, интеллектуальных операций (анализ, сравнение, классификации и др.), а также организационных умений, способности к реализации внутреннего плана действий. Этому способствует построение моделей на уроках.
Работа по описанию и представлению результатов наблюдений и опытов в виде шкал, диаграмм, графиков и т.д., формирует способности воображения и образно-символического мышления ребенка. Это позволяет учителю в последующем поставить перед собой задачу дальнейшего развития мышления ребенка, а именно способности выстраивать сложные гипотезы, проверяя их логичность и объяснительную силу.
Это проблеме уделяют внимание следующие авторы: Е.В. Чудинова, Е.Н. Букварева, А.А. Плешаков, З.А. Клепинина и другие.
|
|
|
На основании актуальности проблемы нами сформулирована тема исследования: «Моделирование на уроках окружающего мира».
Перед нами поставлены следующие задачи:
· изучить литературу по проблеме использования метода моделирования на уроках окружающего мира;
· сравнить точки зрения различных педагогов на использование моделирования;
· Систематизировать материал; наметить план для дальнейшей работы.
В ходе изучения данной проблемы мы будем использовать следующие методы теоретического исследования:
. Исследование точек зрения разных специалистов в области изучения этого вопроса;
. Отбор нужного материала по проблеме;
. Обобщение и систематизация отобранного материала.
Понятие «моделирование»
Моделирование - исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя. [2]
Модель - это упрощенное подобие объекта, которое воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики объекта-оригинала или объекта проектирования.
Примеры. Моделью Земли служит глобус, а звездного неба - экран планетария. Чучело животного есть его модель, а фотография на паспорте или любой перечень паспортных данных - модель владельца паспорта.
Моделирование связано с выяснением или воспроизведением свойств какого-либо реального или создаваемого объекта, процесса или явления с помощью другого объекта, процесса или явления. [6, с. 8]
Процесс моделирования включает три элемента:
· субъект (исследователь),
· объект исследования,
· модель, определяющую (отражающую) отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.
По отношению к объектам часто употребляется понятие «простой предмет», «сложный предмет». Сложный предмет состоит из множества простых. Кирпич - простой объект, здание - сложный; рама, руль, колеса -простые, велосипед - сложный объект. Каждый объект состоит из других объектов, т.е. представляет собой систему.
|
|
|
Система - сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей (элементов). Всякая система имеет определенное назначение (цель).
Кроме того, всякая система определяется не только составом своих частей, но и порядком и способом объединения этих частей в единое целое, т.е. структурой.
Структура - совокупность связей между элементами системы. Структура систем зависит от поставленной цели. [3]
А.А. Самарский выделает 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. [6, с. 12]
Моделирование как метод познания
Моделирование в научных исследованиях стало применяться еще в глубокой древности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техническое конструирование, строительство и архитектуру, астрономию, физику, химию, биологию и, наконец, общественные науки. Большие успехи и признание практически во всех отраслях современной науки принес методу моделирования ХХ в. Однако методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий, единая терминология. Лишь постепенно стала осознаваться роль моделирования как универсального метода научного познания.
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.
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.
|
|
|
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.
Так, например, в курсе географии первые представления о нашей планете Земля ученики получают, изучая ее модель - глобус; в химии при изучении строения вещества используют модели молекул; в биологии используют муляжи овощей и фруктов, чтобы наглядно продемонстрировать особенности их сортов.
Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т.д. Без предварительного создания чертежей невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме. [4]
Классификация моделей
Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является таблица, которая состоит из строк и столбцов. В ней отображен ряд объектов, обладающих наборами свойств. Обычно перечень объектов размещен в ячейках первого столбца таблицы, а значения их свойств - в других столбцах.
| Дата | Осадки | Температура | Давление | Влажность |
| 15.03.05 | снег | -3,5 | 746 | 67 |
| 16.03.05 | туман | 1 | 740 | 100 |
Таблица является примером таблицы типа «объект - свойство». Каждому дню соответствует свои характеристики.
Иногда используется другой вариант размещения данных в табличной модели, тип «объект - объект». Такие таблицы отражают взаимосвязь между различными объектами.
| Ученик | Русский | Алгебра | Химия | Физика | История | Музыка |
| Волков И | 4 | 5 | 5 | 4 | 4 | 5 |
| Галкин Н | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 |
Более наглядно табличная модель будет выглядеть, если ее визуализировать. Добиться этого можно через построения табличной модели в виде графика или диаграммы.
Нас окружает множество различных объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Однако некоторые группы объектов имеют одинаковые общие свойства. Тогда для систематизации объектов используют иерархическую структуру, т.е. строят иерархическую информационную модель. В этой информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня. Такая структура называется графом, вершины графа - элементы системы. [5, с. 110]
|
|
|
Ученый Л.Г. Семушина дает следующую классификацию моделей:
«1) по области использования;
) по фактору времени;
) по отрасли знаний;
) по форме представления
|
|
|
