Организация моделирования на уроках курса "Окружающий мир"

Всякое вновь изучаемое явление или процесс бесконечно сложно и многообразно и потому до конца принципиально не познаваемо и не изучаемо. Поэтому, приступая к изучению явления или процесса, исследователь заменяет его схематической моделью, которая выбирается тем более сложной, чем подробнее и точнее нужно изучить упомянутое явление. В модели сохраняются только самые существенные стороны изучаемого явления, а все мало существенные свойства и закономерности отбрасываются. Изучение всякого непознанного явления начинается с наблюдения его проявления в природе или в лаборатории. Сделанные наблюдения позволяют высказать ряд предположений (гипотез), позволяющих объяснить на модели изучаемое явление и его свойства. Справедливость высказанных гипотез проверяется экспериментом.

Структура метода эксперимента и место в ней действия моделирования:

Как видим, метод моделирования является одной из обязательных сторон научного исследования, без него не обходится ни одна исследовательская работа. Моделирование – это метод познания интересующих нас качеств объекта через модели. Это процесс создания моделей и действия с ними, позволяющие исследовать отдельные стороны, свойства объекта или прототипа.

В процессе естественнонаучного эксперимента часто прибегают к моделированию как исследуемого объекта, так и различных условий, в которых находится объект. Для этого создаются специальные установки и устройства. В некоторых случаях моделирование исследуемого объекта – единственное средство реализации эксперимента ввиду масштабности объекта либо каких–то других причин.

Умение учащихся работать с моделью, ее преобразование для изучения общих свойств изучаемых понятий составляет одну из главных задач обучения во всех предметных областях, и, прежде всего, в естествознании. Это тем более справедливо, если учесть, что ведущим возрастным типом мышления школьников начального звена является наглядно-действенное и наглядно-образное, т.е. без наглядности невозможно осуществлять учебный процесс. Однако наглядность может задаваться учителем в готовом виде: иллюстрации, таблицы, готовые к употреблению приборы, - и тогда задача детей рассмотреть, запомнить и затем воспроизвести из памяти. Другой вариант - наглядность может создаваться самими детьми в условиях необходимости доказательства выдвинутого ими предположения. И именно тогда (при самостоятельном создании недостающих средств) учащиеся наиболее глубоко осмысливают суть изучаемого явления или понятия.

В ходе организации учебной деятельности по предлагаемой нами технологии абсолютно нецелесообразно предлагать детям модель в готовом виде. Модель должна выступать результатом некоторого этапа исследования.

Существенные признаки и связи, зафиксированные в модели, становятся наглядными для учащихся тогда, когда эти признаки, связи были выделены самими детьми в их собственном действии, т.е. когда дети сами участвовали в создании моделей. В противном случае учащиеся не видят их в модели, и она не становится для них наглядной. Построение модели учащимися обеспечивает наглядность существенных свойств, скрытых связей и отношений, все остальные свойства, несущественные в данном случае, отбрасываются. В качестве доказательства правильности гипотезы используется все та же модель. В данном случае она является средством для обоснования точки зрения.

Часто это не под силу одному ученику, поэтому такую работу целесообразно проводить в группах. Внутри группы дети сами организуют свои действия: либо по принципу ролевого распределения, либо по принципу индивидуальных вкладов (“мозговой штурм”). Если ставится задача прояснения какого либо понятия на основе модели, то учитель предлагается детям разбиться внутри группы на две подгруппы, которые отстаивали бы противоположные позиции. Организация групповой работы строится по следующему алгоритму:

• повторение детьми задачи для групповой работы с целью проверки, одинаково ли она понимается всеми участниками группового сотрудничества;
• выяснение способа предстоящей работы;
• выработка единого решения (модели);
• выяснение, кто будет отвечать от группы;
• знаками показать готовность группы;
• осуществить межгрупповое обсуждение результатов.

Работая в группе, дети окончательно уясняют новый способ действий, активно участвуют в выполнении задания, контролируют работу друг друга. Вместе с тем ответственность за правильность выполнения задания не лежит на ком-то одном, а распределяется между всеми участниками групповой работы. Это позволяет детям в комфортных для себя условиях освоить новое и перейти к индивидуальной работе с пониманием и накоплением опыта действий.

Причинное объяснение учащимися окружающего мира происходит наиболее общим для получения знаний о природе естественнонаучным экспериментальным методом с последующим групповым моделированием по следующей схеме:

Работа детей, решающих задачу через моделирование, направляет восприятие иначе, позволяет увидеть и выделить в объекте то, что очерчено моделью или, наоборот, противоречит ей. Появляется пристальный взгляд, попытки найти нужные слова, чтобы описать происходящее. По сути дела, схема, чертеж или модельная конструкция становятся “очками”, через которые ребенок начинает видеть окружающий его мир.

Дети как бы повторяют в процессе урока ход и результаты соответствующего научного исследования. Они становятся маленькими учеными, деляющимим свое собственное открытие.

Ниже представлена методическая разработка урока по курсу “Окружающий мир” из опыта работы по вышеизложенной технологии.

Тема урока: Глобус – модель Земли. – 3 класс

Тип урока: Урок моделирования.

Цель урока: попытаться проанализировать все условия, необходимые для конструирования глобуса как точной уменьшенной модели Земли.

К моменту проведения урока дети знакомы со всеми доказательствами шарообразности Земли, знают закон всемирного тяготения, знакомы с картами и планами: масштабом, шкалой высот и глубин на картах.

Для проведения урока необходимы следующие пособия: фотографии Земли из космоса, глобусы по количеству групп, различные современные и древние карты, целлулоидные или пластмассовые шары средних размеров по количеству групп, пластилин.

У. – Многие десятилетия школьники зачитываются веселой повестью Л.И.Лагина “Старик Хоттабыч”. В ней есть такой эпизод, когда главный герой Волька Костыльков на экзамене по географии вынужден был говорить словами джина Хоттабыча, который, видя затруднения Вольки, решил ему “помочь”. Вот ответ Вольки экзаменаторам: “Если бы Земля была шаром, воды стекали бы с нее вниз, а люди умерли бы от жажды, а растения засохли. Земля, о достойнейшая и благороднейшая из преподавателей и наставников, имела и имеет форму плоского диска и омывается со всех сторон величественной рекой, называемой “океан”. Земля покоится на шести слонах, а те стоят на огромной черепахе. Вот как устроен мир, о учительница”. Отнеситесь к этому ответу.

Д. – Старик Хоттабыч жил в те давние времена, когда действительно люди думали, что Земля – диск. Все остальное время он просидел в бутылке и не знал о новых открытиях, что Земля – шар.

У. – Какие доказательства шарообразности Земли вы привели бы Хоттабычу?

Д. – Корабль, удаляясь от берега, как бы опускается, заворачивает за линию горизонта.

На Луне круглая тень от круглой Земли.

Кругосветные путешествия доказали, что Земля – шар.

Снимки из космоса подтверждают, что Земля – шар.

Вода не стекает, потому что работает закон всемирного тяготения.

У. (показывает снимки Земли из космоса)

- Уже первые спутники в середине прошлого века сфотографировали шарообразную Землю из космоса. Эти фотографии совсем как глобус, который стоит у меня на столе. Говорят, что глобус – это уменьшенная модель Земли. Как вы думаете, почему уменьшенная?

Д. – Глобус выполнен в масштабе. На самом деле Земля имеет огромные размеры.

У. – Действительно, средний радиус Земли составляет 6371 км. А почему глобус – это модель Земли?

Д. – Потому что он точно такой же, как Земля. Как машины: есть большой автомобиль “Жигули”, а есть игрушечная моделька, но в ней все сделано точно так же, как у настоящего автомобиля.

У. – Как вы думаете, что исторически случилось раньше: снимки Земли из космоса или изготовление человеком глобуса?

Д. – Наверно, глобус изготовили раньше. В космос полетели совсем недавно.

У. – Действительно, первый глобус изготовил немецкий географ Мартин Бехайм в 1492 году. Свою модель он назвал “земное яблоко”. А первый спутник, сделавший фото Земли из космоса, был запущен спустя почти 5 веков: в 1957 году.

Как же так получается: человек не видел, как выглядит Земля из космоса, как же он создал глобус?

Д. – Изображения поверхности из всех известных карт перенесли на шар. Получился глобус.

У. – Т.е. карты были созданы раньше, чем глобус?

Д. – Да.

У. (показывает детям древние карты). - Карты человек начал создавать еще до нашей эры.

(показывает современные карты – цветные и контурные). - Современные карты выглядят несколько иначе, они более точные.

Я предлагаю вам стать изобретателями глобуса. Вот вам различные карты, пластилин и пластмассовые шары. В группах попробуйте сконструировать глобус. (Готовый глобус убрать!)

(В группы раздаются карты материков, каждый материк на отдельном листе и желательно в разных масштабах. Можно использовать контурные карты).

Дети в группах работают по-разному: пользуясь картами материков из атласа, они: - наносят пластилином на шар только контуры;

• наносят материки цветом, используя оттенки по памяти с глобуса или карт;
• отказываются от пластилина и наносят контуры маркером.

Все группы, конечно же, не учитывают размеры материков, их количество, площади океанов, соотношение площадей.

Группы представляют результаты перед классом. Необходимо сравнить все модели, повернув приблизительно одной стороной к зрителям.

У. – Сравните и проанализируйте готовые работы.

Д. - У одной группы суша огромных размеров, на полшара, а у другой группы – маленькая.

Зато у одной группы материков два, а у другой – много.

Снизу тоже есть материк. Антарктида. Я помню. А его сделала только наша группа.

У группы, которая выкладывала только контуры, не понятно, где море, где суша. У тех, кто делал цветом – море синим пластилином – понятнее.

У. – Каким глобусом из этих пользоваться морякам, чтобы добраться до дома их кругосветного путешествия?

Д. (смеются) – Заблудятся по всем глобусам. Глобус должен быть точным.

У. – Первый глобус тоже был несовершенным. (показывает картинку или фотографию с изображением первого глобуса). Но более поздние становились все точнее и точнее.

- Сформулируйте, какие ошибки вы совершили при конструировании глобуса? Что обязательно нужно учитывать?

Д. (можно предложить 3-4 минуты для обсуждения в группах).

1. Точное количество материков.
2. Точное количество океанов.
3. Размеры материка (как рассчитать точно?)
4. Размеры океанов.
5. Откуда начинать рисовать материк?
6. Береговая линия должна быть точной.
7. Цвет материков и океанов.

Учитель фиксирует на доске в краткой форме так, чтобы потом можно было перестроить в таблицу (см. ниже).

У. – А теперь подумайте и предложите способы решения этих затруднений.

(Все предложения детей записываются в соседний столбик таблицы).

Д. – 1-2. Материки и океаны можно посчитать на картах.

Это нетрудно.

3-4. В размерах материков и океанов нужно учитывать масштаб, как на плане. Только это очень трудно: нужно высчитывать, потому что у разных карт разный масштаб.

5. Нужно выбрать какую-то одну точку, откуда начинать измерения, отмерять расстояния до материка.

7. Для того, чтобы выбрать цвет, нужно карту с легендой: где цветом показаны высоты и глубины. Их перенести на глобус. Он должен быть цветным, а не черно-белым.

6. Чтобы точно нарисовать контуры материка, можно его вырезать из карты нужного масштаба и приложить. Только бумажный материк плоский, а шар выпуклый. Бумагу если прижать, она сожмется в складки, и линии испортятся (деформируются).

У. – С помощью чего мы на уроках математики измеряли площадь бесформенных фигур?

Д. – Палеткой. На прозрачную пленку были нанесены клетки. Понятно. Можно на глобус нанести клетки, и на карту клетки. И по клеткам перенести материк с карты. Как мы в 1 классе перерисовывали солнышко большего размера.

На доске появляется полная таблица:

Д. – Только создавать глобус – это дело трудное и очень долгое. Кроме 1 и 2 пунктов.

У. – Тогда я предлагаю вам в группы готовые современные глобусы для того, чтобы вы проанализировали: учтены ли создателями этих глобусов все те условия, которые мы занесли в таблицу.

Дети работают в группах, проверяя условия поочередно. После каждого пункта представляются результаты работы групп.

1-2 пункт.

Д. – Материков 6, океанов 4 на всех глобусах. На карте мира в атласе их столько же.

У. - Какие материки?

Д. (перечисляют). - Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Австралия, Антарктида.

У. – Какие океаны?

Д. (перечисляют). - Тихий, Атлантический, Индийский, Северный ледовитый.

У. (сразу дает установку на то, что названия всех материков и океанов грамотному человеку нужно знать наизусть).

3-4 пункт.

Д. – На всех глобусах внизу указан масштаб, значит размеры материков и океанов нанесены точно в масштабе. Масштаб глобуса 1:50 000 000. Это значит, в 1 см на глобусе поместилось 50 миллионов см поверхности.

У. – Это 500 км. Какой самый большой материк?

Д. (выясняют с помощью глобуса) – Евразия.

У. – Какой самый маленький материк?

Д. – Австралия.

У. – Какой самый большой океан?

Д. – Тихий.

У. – Какой самый маленький океан?

Д. – Северный ледовитый.

У. – Эту информацию тоже нужно помнить.

5 пункт.

Д. – На глобусе есть точка, откуда удобно отмерять расстояния – это полюс. На глобусе два полюса – Северный и Южный. Можно отмерять от любого.

У. – Люди договорились вести отсчет от Северного полюса, сверху вниз.

6 пункт.

Д. - На глобусе, оказывается, есть клетки, которые мы раньше и не замечали. Только клетки неровные, не квадратные. Есть вертикальные линии, есть горизонтальные. У линий стоят цифры.

У. – Модель земного шара расчерчена линиями, они пронумерованы, чтобы легче было ориентироваться. Вертикальные линии называются меридианы. Они как дольки апельсина, сходятся на полюсах. Нулевой меридиан Гринвичский проходит через местечко Гринвич в Англии. (показывает).

Горизонтальные линии называются параллелями, т.к. они параллельны друг другу. У некоторых есть название. (показывает) Посередине земного шара проходит экватор. Пунктиром нанесены северный и южный полярные круги, а также северный и южный тропики. Отсчет параллелей ведется от Северного полюса.

Полюса находятся не точно друг под другом, а наклонно. Стержень глобуса наклонен так же, как наклонена воображаемая Земная ось.

7 пункт.

Д. - На глобусе есть цветовая шкала высот и глубин. Для материков использованы желтые, зеленые и коричневые цвета (как на картах), для океанов – голубые и синие.

У. – Какой океан самый глубокий?

Д. (определяют с помощью шкалы глубин на глобусе, в каком океане присутствие более темных оттенков синего).

- Тихий.

У. - Самый мелкий?

Д. – Северный ледовитый.

У. – Какой материк самый высокий?

Д. – Африка, он почти весь коричневого цвета.

У. – Что обозначает белый цвет на глобусе?

Д. – Как и на карте – ледники. В Антарктиде – самый большой ледник.

У. – Все ли условия соблюдены создателями глобусов?

Д. – Все.

У. – Что нового узнали на уроке?

Д. – Пытались самостоятельно моделировать глобус, но это сделать очень трудно, нужно учитывать много условий.

Глобус – это уменьшенная модель Земли.

На глобусе есть параллели и меридианы.