Моу «сош №4» урок ро – этап моделирования подготовила: Мирзоева А. А., учитель биологии моу «сош №4» Мегион – 2006 год

Вид материала

Урок

Содержание Тип урока - урок моделирования. Основная цель уроков моделирования 2 этап урока - собственно моделирование. 3 этап урока - преобразование модели. 3 варианта использования моделей Анализ урока моделирования и преобразования модели Математики выделяют 2 типа моделей В курсе географии применяется В курсе биологии Пример разворачивания событий на уроках биологии

Подобный материал:

• Анализ работы городского методического объединения учителей биологии г. Боготола, 171.67kb.
• Приказ №344 от 19 апреля 2011г. Об итогах районной научно- практической конференции, 52.66kb.
• Моу мук 2008-2009 уч год, 106.71kb.
• Организационно-педагогические условия функционирования педагогической технологии исследования, 304.79kb.
• Пальцова Татьяна Александровна, учитель русского языка и литературы моу «сош №50» Плюшкина, 91.52kb.
• Исследовательский проект чипсы: лакомство или яд? Разработчики: ученики 9-11 классов, 159.99kb.
• Урок на тему: «Тверские земли в ХIV веке», 116.03kb.
• Моу «Берсеневская сош», 58.02kb.
• Лисун Наталья Михайловна к п. н., доцент кафедры химии и мпх, учитель биологии моу, 225kb.
• Г. М. Моу «Замьяновская сош» Амирова Гульнара Мустафаевна, учитель русского языка, 104.52kb.

МОУ «СОШ № 4»


УРОК РО – ЭТАП МОДЕЛИРОВАНИЯ


Подготовила: Мирзоева А.А.,

учитель биологии МОУ «СОШ № 4»


Мегион – 2006 год

Основным стержнем системы Д.Б.Эльконина – В.В.Давыдова является деятельностный подход. Очевидно, что если само содержание обучения задается в виде способов детских действий, то и результатом (целью) такого обучения будет ряд способностей, которыми овладеют дети в ходе обучения.

Новые подходы к построению содержания обучения в подростковой школе требуют и новых средств и способов организации учебного процесса в школе и вне ее стен. Характерной особенностью учебной деятельности в подростковой школе становится усиление роли моделирования. Моделирование выступает как компонент содержательного анализа объекта. В системе РО моделирование рассматривается в трех аспектах:

1) моделирование свойств и отношений внутри объекта;

2) действия с создаваемой моделью с целью выявления новых свойств и отношений;

3) моделирование как психологический механизм поиска учащимися оснований выполняемого действия.

В выполнении учебных действий мы можем осуществить процесс моделирования по двум основным направлениям:

а) при выполнении определенного действия идет построение самого образа объекта посредством модели через связывание отдельных его элементов в целостную структуру;

б) процесс «расщепления» объекта и способа действия. Это процесс преобразования модели для поиска связей и отношений внутри объекта.

Моделирование (как умение производить символическое замещение способов действий) может являться определенным критерием развития учебной деятельности у учащихся.

Действие моделирования в структуре учебной деятельности - недостаточно изученный вопрос, и в практике педагогов встречаете» достаточно много сложностей на этапе моделирования. Предположительно, эти трудности, прежде всего, связаны с тем, что учителя не разводят между собой два понятия: схема и модель. Попробуем развести эти понятия.

Модель - выступает как «инструмент» совместной деятельности учащихся и учителя. Она отражает всеобщие отношения и связи внутри изучаемого объекта. С помощью модели мы можем решать большой круг частных задач, вытекающих из внутренней структуры самой модели. В своей книге «Виды обобщения в обучении» В.В. Давыдов дал такое определение учебной модели: «Эта форма научной абстракции особого рода, в которой выделенные существенные отношения объекта усвоения закреплены в наглядно воспринимаемых и представляемых связях и отношениях вещественных и знаковых элементов».

Во всех случаях употребления понятия «модель» можно выделить следующие общие моменты:

1) модель представляет собой средство научного познания;

2) модель всегда выступает как такой представитель оригинала, заместитель прототипа, который в каком-либо отношении удобен для изучения и может перенести полученные при этом знания на исходный объект;

3) как модели, так и прототипы являются системой, характеризующейся существенными структурными свойствами и определенными отношениями;

4) модели охватывают только те свойства прототипа, которые существенны в данной ситуации и которые являются объектом исследования.

Такое понимание модели определяет ее место и функции в самой УД:

а) модель позволяет представить выделенное всеобщее отношение изучаемого объекта в предметной, графической или знаковой форме;

б) преобразование модели отношений создает условия для, изучения их свойств в «чистом виде»;

в) реализация модели в системе частных задач формирует предметность учебного действия.

Схема, как правило, является определенным частным продуктом конструктивной деятельности учащихся и учителя. Схема для нас является результатом процедур конструкторского типа - разборки первоначального материала (изображения, текста и т.п.), отбора значимых компонентов, преобразования компонентов в удобную форму, обобщения множества однотипных компонентов по одним и тем же функциям, сборки значимых компонентов в структурные целостности.

Другими словами, схема появляется как определенный продукт совершенной деятельности, она является иллюстрацией, средством наглядности, опорой в обучении, в то время как модель – средство изучения объекта.

Г.А. Цукерман выделяет моделирование как фактор, влияющий на эффективность совместной деятельности учителя и учащихся. Работа учащихся с моделью (обычно она осуществляется в два этапа: построение содержательной модели и обратное действие - построение объекта по заданной модели) обеспечивает |координацию их индивидуальных подходов, а также способствует выделению ими исходного принципа построения задачи. Поскольку в этих моделях объединяются как содержание изучаемого объекта, так и алгоритм действий участников, через определенную организацию взаимодействий может происходить адекватное усвоение содержания объекта.

Предельным видом моделирования является такой уровень, когда объекты и процессы, описывающиеся настоящей моделью, входят в конфликт с объектами и процессами, которые послужили ее источником. Этот конфликт заключается в возникновении объектной области, совершенно невозможной с точки зрения исходных представлений об изначальной предметной области, что влечет за собой перестройку понятия. Такой уровень работы с моделями возможен в рамках факультативов, спецкурсов, индивидуальных исследований.

Модели приобретают качественно новый характер: из средства фиксации способов, открытых в предметном плане (отражающая модель), они сами становятся источником постановки учебных задач и тем самым – открытия новых способов (управляющая модель). Таким образом, если в начальной школе учебная задача возникает в основном в связи с «разрывами», противоречиями, трудностями, возникающими в предметных действиях учеников, то в подростковой школе «разрывы» возникают в модельных действиях.

В подростковой школе накопленные ранее разные модельные средства становятся отдельным предметом исследования. Выделяются принципы построения моделей, то есть классы моделей рассматриваются как языки, со своим специфическим устройством. Само развитие языка моделей может привести к новым реальностям, внутри которых могут возникать новые объекты, которые в свою очередь можно впоследствии соотнести со старыми объектами. То есть, появляется возможность переноса языка на другие области объектов, отличные от областей, послуживших источником его возникновения.

В основной школе расширяются возможности детей использовать моделирование в процессе самостоятельной их работы между учебными блоками, включая его в проектные формы учебной деятельности.

На этапе решения учебной задачи в учебной деятельности можно выделить по крайней мере два типа уроков: урок моделирования и урок конструирования нового способа (понятия).

Тип урока - урок моделирования.

Данный тип урока является наиболее слабым звеном во всей технологии РО. По этому вопросу очень мало публикаций теоретического характера. Здесь можно назвать только одну работу: Давыдов В.В., Варданян А.Ч. Учебная деятельность и моделирование. - Ереван, 1980. В учебниках сложно выделить этот этап решения учебной задачи - он специально никак не обозначен. Поэтому учителя вынуждены сами, исходя из своего понимания данного этапа, заниматься тик называемым «моделированием». А ведь учебные модели составляют внутренне необходимое звено усвоения теоретических знаний и обобщений.

Основная цель уроков моделирования - изучить внутренние связи и отношения внутри рассматриваемого объекта в «чистом виде».

Технология проведения урока моделирования.

1 этап урока - преобразование условия задачи.

Урок начинается с того, что учащиеся возвращаются к учебной задаче, зафиксированной в рабочих тетрадях на предыдущем уроке. Для удобства поиска решения задачи учитель совместно с детьми может преобразовать условие задачи таким образом, чтобы можно было вычленить в решаемой задаче существенные данные.

2 этап урока - собственно моделирование.

Выявленные существенные данные задачи дети пытаются зафиксировать в графической модели с цепью выявления связей между ними. Как правило, на данном этапе урока используется групповая работа учащихся для создания разных типов моделей, которые наиболее полно отражали бы условия данной задачи. Листы с построенными моделями вывешиваются на доску, и проводится их обсуждение. Выбирается та модель, с помощью которой наиболее полно можно изучить свойства объекта в «чистом виде».

3 этап урока - преобразование модели.

После того, как определена та модель, которая может помочь решить предложенную задачу, учащиеся переходят к работе с этой моделью. Изменяя условия задачи, они осуществляют преобразование модели, которое позволяет всесторонне изучить выявленные связи и отношения между составными частями данной задачи.

Результатом такого урока является фиксация в знаковой форме выявленных связей и отношений внутри данной задачи.

Необходимо, рассматривая урок моделирования, обратить внимание еще на одну распространенную методическую ошибку учителей. На уроках данного типа процесс моделирования не должен быть самоцелью, а только лишь средством анализа условия задачи; на основе выявленных отношений производится поиск способа решения задачи. Работа, проводимая с моделью и при ее помощи, должна способствовать выработке у ребенка абстрагирования и обобщения. А уже на основе обобщения модель может выступать и как конкретизация общего способа. Пока в большей мере моделирование используется учителем как способ конкретизации какого-либо материала, как определенное средство наглядности. Такие, в значительной степени упрощенные и лишенные общности «модели» мы называем схемами.

Ряд учителей традиционной школы не видят определенной разницы между нашим «моделированием» и их «схематизацией». В традиционных программах, начиная с первого класса, используются схемы для иллюстрации определенных знаний. Например, при изучении синтаксиса используются схемы разных типов предложений, в математике используются графические схемы при решении текстовых задач на уроках географии, биологии используются схемы разнообразных географических и биологических систем и т.п. Поэтому учителя традиционной школы вправе задать вопрос: «Чем же схемы (модели) в системе РО отличаются от традиционных?» А отличаются именно тем, что мы используем моделирование на этапе поиска общих закономерностей, связей, отношений, характерных для большого круга частных задач.

Итак, главный вывод по данному типу урока следующий: необходимо нарабатывать достаточно большой практический материал разнообразных уроков моделирования на разных дисциплинах с целью выработки разных подтипов уроков этого типа.

Можно выделить по крайне мере 3 варианта использования моделей:

а) собственно моделирование как анализ условия задачи для поиска ее решения;

б) использование уже известных моделей в качестве общего способа решения частных задач. Используемый общий способ должен быть открыт благодаря моделированию внутренних связей и отношений исходной учебной задачи,

в) использование исходной «базовой» модели для выхода на новую учебную задачу.

Из этого можно заключить, что необходимо развести три момента:

1) непосредственный процесс создания модели для поиска способов решения задачи в «чистом виде» (это и будет тип урока - моделирование);

2) использование готовой модели, как для постановки новой учебной задачи, так и для решения частных задач;

3) схематизация полученных знаний, которая так же необходима, как и само моделирование. Введение процедур схематизации и оперирования схемами является ключевым в интеллектуальном развитии. Как уже об этом говорилось, мы рекомендуем достаточно широко использовать фиксацию результатов работы групп по разным типам заданий на больших листах бумаги в виде определенных схем, рисунков, графиков и т.п. Другими словами, и учитель, и дети оформляют результаты своей работы, своего понимания задачи в виде «схематических изображений» (СИ). Поскольку построение СИ

осуществляется на виду у учащихся, они имеют возможность контролировать ход построения, соглашаясь или не соглашаясь с тем, что строят другие. Наряду с этим возникает вопрос о составе и понимании СИ. На этой основе могут разворачиваться разные типы заданий по составлению определенных схем, воспроизведению с помощью схем определенного предметного материала (особенно в домашних условиях), «чтению» схем и т.п. Это важная форма работы с учебным материалом, но смешивать ее с процессом моделирования нецелесообразно.

Итак, в данном типе урока мы используем создание модели как необходимое средство для решения учебной задачи.

Анализ урока моделирования и преобразования модели

1. Каким образом учитель создает ситуацию, при которой дети принимают учебное действие - моделирование (преобразование модели) и используют его как инструмент для решения ранее поставленной учебной задачи?

2. Какие виды моделей используются на данном уроке (однотипные, разнотипные)? Кто это действие задает (в зависимости от уровня и возраста класса)? Обоснованность выбора модели.

3. Какие формы организации учебного сотрудничества использовал учитель на данном уроке? Их необходимость и целесообразность.

4. Каков уровень обобщения (абстрагирования) построенных моделей? Помогают ли они решению поставленной задачи?

5. Умение производить анализ условий задачи с помощью модели «в чистом виде». Способы фиксации установленных внутренних связей изучаемого объекта.


Математики выделяют 2 типа моделей:

- геометрические (наглядные) – линейные, площадные чертежи;

- алгебраические (знаковые) – более абстрактные.

В курсе географии применяется:

- конструирование учащимися разных модельных средств (карт, «идеальных материков», «идеальных ландшафтов», физико-географических профилей и использование их для решения реальных, практических задач;

- использование компьютерного моделирования для проведения мысленного экспериментирования, реконструирования и прогнозирования природных процессов и явлений;

- рассмотрение всевозможных связей, существующих между человеком и природой в разных типах ландшафтов Земли, с целью создания «управляющих моделей» дальнейшего взаимодействия природы и человека с учетом его жизнедеятельности.

Таким образом, типы и виды модельных средств в географии:

1. карта – плоскостная модель Земли;
   
2. профиль – графическая модель земной поверхности в определенном сечении;
   
3. управляющие модели с использованием компьютерного моделирования;
   
4. математические модели – уравнения разных видов балансов на Земле (особая трудность на данном этапе – переход от реального объекта к символам и знаковым формам и наоборот).
   

В курсе биологии на большинстве уроков происходит совместная работа учеников и учителя по открытию общих принципов функционирования, устройства и развития живых существ и других биологических систем. Эти общие принципы воплощаются в разнообразных моделях.

Для организации моделирования необходимо конструирование и имитационное моделирование. Конструкции из подсобных материалов и имитационные модели являются в курсе биологии отражающими моделями. в них отражена структура исследуемого объекта. Благодаря «овеществленности» детских представлений об устройстве биологических объектов, они могут стать предметом анализа и обсуждения, предметом развернутого действия и мышления.

Организуя конструирование, учитель должен понимать, что вид и свойства получившихся конструкций (имитационных моделей) будут сильно определяться тем материалом, который будет подобран для конструирования. Поэтому подбор материала не всегда можно доверить детям. Необходимо пытаться предусмотреть возможные последствия использования того или иного материала, ограничения мышления, которые он провоцирует (направление хода мыслей в определенное русло).

Организуя обсуждение конструкций, учитель должен, прежде всего, обнаруживать вместе с детьми соответствия-несоответствия замещаемого и замещающего, например, используя пластиковую трубочку вместо сосуда, можно заметить, что, в отличие от сосуда, она не эластична, используя в имитационной модели стену класса в качестве «слоя клеток-защитников», важно оговаривать, что стена не состоит из элементов – «клеток», и, в отличие от «клеток-защитников» не нуждается в кислороде и питательных веществах, разносимых переносчиками (меняется состав действий переносчиков).

Сравнивая разные конструкции между собой, важно также, кроме содержательных различий устройства, замечать те свойства материала, благодаря которым наиболее полно схватываются существенные черты замещаемого, и те свойства материала, которые препятствуют полному отображению существенных свойств объекта.


Пример разворачивания событий на уроках биологии:

Дети моделируют из подсобных материалов (бумага, спичечные коробки, пластилин и др.) «многоклеточное существо», зная его основные вегетативные функции: газообмен, дыхание, питание, выделение. Пытаются ответить на вопрос, как оно может и не может быть устроено, как оно осуществляет свои вегетативные функции.

Основная идея этой конструкции состоит в появлении в многоклеточном теле (по сравнению с одноклеточным) специальных «клеток-переносчиков», способных доставлять питательные вещества и кислород до «внутренних клеток», которые не имеют непосредственного контакта с внешней средой. Говоря научным языком, у детей возникает идея активного транспорта веществ по внутренней среде.

Далее детям предлагается «оживить» конструкцию. Для этого необходимо ответить на ряд вопросов: Чем помогают друг другу клетки в конструкции? как осуществляется «разделение труда» между клетками?

Диагностичность этого задания не только в том, что ученики вспоминают свою работу на предыдущих занятиях, но и в том, уяснили ли они идею специализации клеток многоклеточного существа, способны ли они восстановить отношения взаимодействия между частями многоклеточного тела.

Следующий этап – разработка правил игры, «оживляющей» конструкцию. Дети представляют, что клетки-защитники – это стены кабинета. Сразу понятно, что «клетками-переносчиками2 должны быть сами ученики. Труднее понять, кем или чем будут «внутренние клетки», как они должны осуществлять свою главную работу – функцию тканевого дыхания, освобождения энергии из питательных веществ с помощью кислорода.

Ученики договариваются, что «переносчики» будут разносить конфетки – «пищу» и обертки от конфет – «кислород» детям, сидящим за партами – «внутренним клеткам». Те будут заворачивать конфетки в обертки – осуществлять работу «дыхания». Если материал для работы у «внутренних клеток» заканчивается, они «умирают» - поднимают руки. Решается вопрос, откуда брать фантики и конфетки – из одного места или из разных. Наконец, все вопросы решены, начинается «оживление» модели.

Ученики, изображающие клетки-переносчики, начинают бегать по классу, разнося «внутренним клеткам» все необходимое для их функционирования. Однако, результат оказывается плачевным, почти все «внутренние клетки» в течение 15 секунд игры «умерли» - ученики, которые играли роль «внутренних клеток», подняли руки, показывая, что им вовремя не принесли или питательные вещества (конфеты), или «кислород» - нарезанные бумажки.

Вывод, который делают ребята, обсуждая игру: надо менять правила движения. Причина неудачи в том, что переносчики торопятся, бегут в разные стороны, сталкиваются, получается хаос.

Кроме этого, в ходе поиска правил эффективного переноса веществ ученики формулируют целый ряд вопросов, отвечать на которые они будут, в основном, самостоятельно, читая разнообразные тексты о транспортных системах многоклеточных организмов, как растительных, так и животных.

Вот этот список:

1. Дышат ли клетки-переносчики?
   
2. Можно ли обойтись без клеток-переносчиков?
   
3. Какая сила толкает питательные вещества или клетки-переносчики?
   
4. Откуда берется направление движения, создается течение?
   
5. Могут ли переносчики переносить сообщения?
   
6. Могут ли клетки-переносчики брать больше одной частицы кислорода и одной частицы пищи? и т.д.
   

Этот пример иллюстрирует один важный тезис: подобный тип обучения формирует у детей умение учиться, учить себя, осваивать культурные средства, выстраивая первоначально собственную потребность в их освоении.

В заключении следует добавить, что понятие развития выстраивается как итог всей учебной работы школьников по ходу разворачивания предметной логики. Оно опирается на многообразную работу с модельными формами, обслуживающими формирование ключевых понятий предметов.

Моделирование в содержании учебных предметов может сформировать одну из ключевых компетентностей в образовании: умение решать проблемы (в частности, научить учащихся «управлять» Природой так, чтобы, с одной стороны, обеспечить выживание Человека в современных условиях, с другой стороны, сохранить Природу для будущих поколений). Эта проблема становится с каждым годом все более актуальной в связи с увеличением числа и масштабности природных катастроф и катаклизмов.