В основе моделирования лежит принцип замещения одних реальных предметов другими предметами, изображениями, символами. В.В. Давыдов с коллегами [18] в своих исследованиях убедительно доказал, что содержание учебной деятельности школьников является теоретические знания, усвоения которых осуществляется детьми школьного возраста намного успешнее, при решении учебных задач с помощью метода наглядного моделирования. Модель можно рассматривать как средство познания и обучения, как средство обобщения знания и опыта, планирования и регуляции различных видов деятельности.
Следовательно, формирование моделирования включает в себя овладение действиями замещения, построение модели путем придания заместителям отношений, отображающих отношения замещаемых объектов, и использование модели для решения различных интеллектуальных и практических задач.
Ребенок, умеющий строить модель, имеет возможности использовать их для решения познавательных задач на уровне схематического мышления, которое является как бы переходным между наглядно-образным и словесно-логическим.
В современной научно-педагогической литературе моделирование рассматривается как процесс применения наглядных моделей [16; 22]. Научные исследования и практика подтверждают, что именно наглядные модели являются той формой выделения и обозначения отношений, которая доступна детям дошкольного возраста. Использование заместителей и наглядных моделей развивает умственные способности дошкольников. У ребенка, владеющего внешними формами замещения и наглядного моделирования (использование условных обозначений, чертежей, схематических рисунков и т.д.), проявляется возможность применить заместители и наглядные модели в уме, представить себе при их помощи то о чем рассказывают взрослые, предвидеть возможные результаты собственных действий.
Метод моделирования широко используется в дошкольной педагогике в продуктивных видах деятельности, для формирования обобщенного представления о структуре трудового процесса, связях и зависимостях между его компонентами. Педагогическая технология, разработанная под руководством В.И. Логиновой и ее аспирантами С.Ф. Сударчиковой и Н.М. Крыловой [9], в свою основу взяла модель трудового процесса, образно названая "Лесенка". Каждая ступенька лесенки обозначает соответствующий компонент трудового процесса в порядке их следования от замысла до результата. На первой ступени помещают рисунок предмета, который задуман (цель), на вторую ступень материал необходимый для работы, на третью - инструменты, на четвертую картинки или фотографии, изображающие основные действия, на пятую - результат всего процесса. Технологию, возможно, использовать в конструировании, ручном труде, лепке, изодеятельности.
И. Базик [1] в ходе изучения возможностей развития у детей способности к наглядному пространственному моделированию опирается на действия применения, построения и использования пространственных моделей двух типов: смысловых отношения формы и содержания (комплексные модели). Первоначально они представляли собой схематические изображения персонажей каждого эпизода сказки. Дети слушали рассказ воспитателя, сопровождаемый показом схематической иллюстрации, затем выделяли словесно признак для подбора заместителей и учились пересказывать сказку, используя, заместители. В дальнейшем наглядные модели смысловых отношений представляли собой карточки. Стрелками обозначали направление перехода от одного эпизода к другому. Таким образом, из карточек с заместителями выстраивалась наглядная модель рассказа. По ней пересказывалось все произведение или отдельный эпизод.
Л.А. Венгер и О.М. Дьяченко [21] предложена система игр и упражнений на замещение и наглядное моделирование, которые давались последовательно, постепенно усложняясь. Эта система заданий включалась во все виды деятельности и во все типы занятий. Младшие дошкольники выполняли задания в игровой форме. Со средней и старшей группы задания приобретали для детей привлекательность и сами по себе. Систематическое участие в решение умственных задач стимулировало познавательные интересы детей, изменяло их отношение к занятиям, предлагавшимся вне занятия, во время игр. Задания сформированы следующим образом: задания на замещение предметов, задания на анализ строения, задания на выделения пространственных отношений, задания на использование логических отношений, задания на создание новых образов.
Первый тип заданий предполагает использование детьми различного рода заместителей, обозначение при помощи разнообразных предметов. Три последующих типа заданий направлены на усвоение детьми действий наглядного моделирования. В двух из них при помощи наглядных моделей (схем, чертежей, планов) обозначаются пространственные отношения между предметам или их частями. Третий тип заданий способствует усвоению логических операций. Он требует группировки объектов или их расположения по определенному принципу на основе выделения и учета существенных признаков. Наглядные модели выражают здесь сам принцип решения задачи.
Особую группу представляют собой задания, в которых обозначение предметов при помощи заместителей (знаков и символов) и использование наглядных моделей служит основой создания новых образов. Они также требуют замещения и наглядного моделирования, но при решении задач на воображение - самостоятельного придумывания рисунков, рассказов, сказочных событий и т.п. Авторы рекомендуют проводить задания на замещения и наглядное моделирование систематически и переходить после освоения к более сложным по возрасту играм.
Л.Б. Фесюкова в русле программы ТРИЗ предлагает использовать наглядное моделирование сказок [24]. Методика наглядного моделирования сказок начинается с замещения одних объектов другими (реальных - условными). Замещаемые объекты будут герои детских сказок, люди, звери, гномы, волшебники. Иногда, замещают и предметы, с которыми они действуют. В качестве заместителей удобно использовать бумажные кружки, квадраты, различные по величине и цвету.
Таким образом, в современной отечественной педагогике
признается значимость моделирования как метода познавательного развития детей
дошкольного возраста.
Изменчивость развивающихся организмов, цикличность сезонных изменений в природе, многочисленные и скрытые от восприятия связи и зависимости внутри природных сообществ - все это создает объективные трудности для познания явлений природы детьми дошкольного возраста, мыслительная деятельность которых находится еще в становлении. Указанные обстоятельства в ряде случаев вызывают необходимость моделирования некоторых явлений, объектов природы, их свойств и признаков. Особое значение приобретают действующие модели, которые вскрывают характер функционирования объекта, показывали механизм его связи с окружающими условиями.
В методике экологического образования применение моделирования в целях формирования у дошкольников представлений о природе обосновано в трудах Н.Н. Поддьякова [23], С.Н. Николаевой [17], Н.Е. Вераксы [4], Н.И. Ветровой [5] и др. и обусловлено тем, что экспериментальное воспроизведение, моделирование наиболее существенных сторон процесса изменения дает более глубокие знания как о самом процессе изменения, так и о меняющемся объекте [17, с.72].
Познание особенностей роста и развития живых существ предполагает учет изменения их свойств, структуры, функций, их связей с другими организмами, а также изменения самого процесса изменения. В своих исследованиях Н.Н. Поддьяков экспериментально доказал, что для становления и развертывания различных форм мышления в раннем и дошкольном возрасте чрезвычайно важную роль играет восприятие детьми изменений и преобразований предметов: когда дети могли проследить все последовательные переходы модели из одного состояния в другое, у них формировалась система представлений, которая отражала динамику изменений объекта, а потому позволяла интерполировать и экстраполировать иные возможные состояния смоделированного объекта. Этого не наблюдалось тогда, когда дети знакомились только с отдельными состояниями конструкции [23].
Ориентировка в окружающем возможна с помощью представлений, которые отражают единые пространственно-временные изменения объектов, например, смена сезонов, рост и развитие живых существ. Все изменения объектов в этих случаях носят строго последовательный характер, определяемый временными промежутками. В опытах Н.Е. Вераксы основным содержанием изменений экспериментальной ситуации, наблюдаемой детьми, было изменение пространственного положения отдельных элементов установки, достигаемое посредством их поступательного движения. Эти изменения (относительно быстротечные) легко определялись визуально. Исследователем разработана специальная методика, позволившая упорядочить восприятие изменений экспериментальной ситуации и четко соотнести их с временным показателем. Центральным звеном методики является подвижная координатная сетка, на которой расставлялись фигуры. Координатная сетка упорядочила восприятие положений фигур относительно линии отсчета (края стола) как в статике, так и в динамике. У детей складывались собственно динамические представления, а координатная сетка выступала как средство их образования [4].
Работа Н.И. Ветровой [5], посвященная формированию у старших дошкольников деятельности наблюдения, показывает, что поэтапное обучение способам расчленяющей абстракции не только совершенствует восприятие (способность различать особенности растений: размер, форму, окраску и характер поверхности стебля и листьев), но и развивает у них умение определять степень значимости признаков, т.е. выделять признаки характерные, значимые для ситуации. В исследовании использовано предметное и графическое моделирование признаков растений, что помогает повысить уровень наблюдательности детей, осознанность практической деятельности по уходу за растениями. Были разработаны модели-шкалы признаков цвета, величины, характера поверхности и расположения, форм, численности отдельных частей растения. Наблюдая за растениями, дети самостоятельно составляли сенсорную модель - полоску, отображающую его варьирующие признаки. В результате обучения изменился характер наблюдения детей, появилась многоплановость в восприятии объектов. Дети научились характеризовать растения одновременно по многим признакам. Моделирование данного типа способствовало сенсорному развитию детей.
С.Н. Николаевой [17] использовались модели отдельных животных. Картонная модель бабочки павлиньего глаза, сидящей на коре дерева, имела подвижные крылья. Модель позволяла демонстрировать не только особенности строения и поведения, но и приспособительную связь со средой обитания, в основе которой - маскировочная и запугивающая окраска и формы поведения (затаивание, интенсивная демонстрация ярких пятен). Бумажная модель хищной птицы, воспроизводящая ее полет и нападение, демонстрировала детям приспособительные формы защитного поведения некоторых животных (еж, черепаха и др.)
Выделяют три вида моделей, которые могут быть использованы в экологическом образовании дошкольников:
предметная модель в виде физической конструкции предмета или предметов, закономерно связанных. В этом случае модель аналогична предмету, воспроизводит его главные части, конструктивные особенности, пропорции и соотношения частей в пространстве. Это может быть плоскостная модель фигуры человека с подвижным сочленением туловища и конечностей; модель хищной птицы, модель предостерегающей окраски (автор С.Н. Николаева);
предметно-схематическая модель. Здесь выделенные в объекте познания существенные компоненты и связи между ними обозначаются при помощи предметов-заместителей и графических знаков;
графические модели (графики, схемы и т.п.) [7, с.229].
Чтобы модель как наглядно-практическое средство познания выполняла свою функцию, она должна соответствовать ряду требований:
четко отражать основные свойства и отношения, которые являются объектом познания;
быть простой для восприятия и доступной для создания и действия с ней;
ярко и отчетливо передавать те свойства и отношения, которые должны быть освоены;
облегчать познание [7, с.229].
Необходимость моделирования, использования в работе с детьми специально созданного предмета-модели вызвана рядом причин. Первая - нивелировать индивидуальный опыт детей, выявить их способность замечать изменения объекта независимо от знаний и опыта практической деятельности. Вторая - преодолеть временной барьер, показать изменения объекта быстротечно, что невозможно сделать на растении или животном, так как даже быстрорастущие существа меняют свой облик на протяжении месяцев. Третья - абстрагировать признаки меняющегося объекта, задавать их нужную последовательность и сочетание [17, с.80].
В то же время применение моделирования в формировании у дошкольников представлений о природе имеет свои ограничения. С.Н. Николаева отмечает: "когда речь идет об образовании динамических представлений при ознакомлении дошкольников с ростом и развитием растений и животных или с сезонными явлениями природы. В этом случае исключается практическая преобразующая деятельность детей: динамика состояний обеспечивается естественным ходом жизнедеятельности живых организмов" [17, с.74].
Практическое участие детей в этом процессе может быть лишь косвенным - в виде трудовых операций, направленных на создание жизнеобеспечивающих условий для растений и животных. При ознакомлении с сезонными явлениями практическая деятельность дошкольников, влияющая на ход событий в природе, отсутствует полностью. Условием, которое дает возможность образовать систему конкретных представлений на основе анализа модели, является обеспечение регулярно проводимых наблюдений за самим объектом природы.
Так, упорядоченная во времени графическая фиксация изменяющегося природного явления или объекта (схематически или рисунком) позволяет накопить серию срезов, которые отражают последовательность их модификаций. Эта модель обеспечивает одновременную наглядную представленность отсроченных во времени событий и позволяет:
осуществить акт сопоставления наличного состояния объектов с предыдущими;
увидеть динамику изменения этих состояний. Иначе говоря, динамическое представление может быть получено с помощью графической модели через серию статичных образов [17, с.76].
Таким образом, педагогические исследования по ознакомлению
дошкольников с природой раскрывают возможность и необходимость применения
метода моделирования. Модели являются важным средством формирования у
дошкольников разнообразных представлений о природе, в частности о взаимосвязи
животных и среды обитания, о роли человека в их жизни. Они успешно дополняют
наблюдения за природой, существенно расширяют круг явлений, которые доступны
познанию дошкольников. Целенаправленное и систематизированное применение
моделирования в практике дошкольного воспитания можно рассматривать как метод
ознакомления детей с растениями и животными - их многообразием, ростом и
развитием, условиями жизни.
Опытно-экспериментальная работа проходила на базе муниципального дошкольного образовательного учреждения Детский сад № 8 "Золотая рыбка" общеразвивающего вида городского округа Стрежевой. В экспериментальном исследовании принимали участие 20 детей из старшей группы "Ягодка", из них 8 мальчиков и 12 девочек. Возраст испытуемых в начале эксперимента - 5,5-6 лет.
Цель опытно-экспериментальной работы - определить уровень сформированности представлений старших дошкольников о природе.
Гипотеза исследования: современные старшие дошкольники имеют недостаточный уровень сформированности представлений о природе.
Методика исследования. Для проведения эксперимента нами был использован диагностический материал, разработанный С.Н. Николаевой [17]. Детям было предложено выполнить следующие задания.
Задание 1.
Цель: выявить представления детей о характерных особенностях каждого сезона, закономерной повторяемости изменений в жизни природы от сезона к сезону (изменения в неживой природе, в растительном и животном мире, сезонный труд людей в природе).
Методика: ребенку предлагают выбрать и рассмотреть картинку с изображением природы летом (осенью, зимой, весной). Целесообразно подобрать картинки, отображающие характерные признаки каждого сезона, особенности жизни людей, растений и животных.
Вопросы и задания:
1. Как ты узнал, что на картинке изображено лето (осень, зима, весна)?