1. Предметное моделирование, при котором модель воспроизводит геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта. Например, модель моста, плотины, модель крыла самолета и т.д.
2. Аналоговое моделирование, при котором модель и оригинал описываются единым математическим соотношением. Примером могут служить электрические модели, используемые для изучения механических, гидродинамических и акустических явлений.
3. Знаковое моделирование, при котором в роли моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Роль знаковых моделей особенно возросла с расширением масштабов применения ЭВМ при построении знаковых моделей.
4. Со знаковым тесно связано мысленное моделирование, при котором модели приобретают мысленно наглядный характер. Примером может в данном случае служить модель атома, предложенная в свое время Бором.
5. Наконец, особым видом моделирования является включение в эксперимент не самого объекта, а его модели, в силу чего последний приобретает характер модельного эксперимента. Этот вид моделирования свидетельствует о том, что нет жесткой грани между методами эмпирического и теоретического познания.
Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведётся на модели, воспроизводящей основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики «оригинала». На таких моделях изучаются процессы, происходящие в оригинале - объекте исследования или разработки.
Если модель и моделируемый объект имеют одну и ту же физическую природу, то говорят о физическом моделировании.
При знаковом моделировании моделями служат знаковые образования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, графы, слова и предложения в некотором алфавите (естественного или искусственного языка)
Таким образом, можно, прежде всего, различать «материальное» (предметное) и «идеальное» моделирование; первое можно трактовать как «экспериментальное», второе - как «теоретическое» моделирование, хотя такое противопоставление, конечно, весьма условно не только в силу взаимосвязи и обоюдного влияния этих видов моделирования, но и наличия таких «гибридных» форм, как «мысленный эксперимент». «Материальное» моделирование подразделяется, как было сказано выше, на физическое и предметно-математическое моделирование, а частным случаем последнего является аналоговое моделирование. Далее, «идеальное» моделирование может происходить как на уровне самых общих, быть может, даже не до конца осознанных и фиксированных, «модельных представлений», так и на уровне достаточно детализированных знаковых систем; в первом случае говорят о мысленном (интуитивном) моделировании, во втором - о знаковом моделировании (важнейший и наиболее распространённый вид его - логико-математическое моделирование). Наконец, моделирование на ЭВМ (часто именуемое «компьютерным») является «предметно-математическим по форме, знаковым по содержанию».
Обучение моделированию осуществляется в такой последовательности.
Воспитатель:
1. Предлагает детям описать новые объекты природы с помощью готовой модели, ранее усвоенной ими.
2. Организует сравнение двух объектов между собой, учит выделению признаков различия и сходства, одновременно дает задание последовательно отбирать и выкладывать на панно модели, замещающие эти признаки.
3. Постепенно увеличивает количество сравниваемых объектов до трех-четырех.
4. Обучение детей моделированию существенных или значимых для деятельности признаков (например, отбор и моделирование признаков растений, определяющих способ удаления пыли с уголка растений уголка природы).
5. Руководит созданием моделей элементарных понятий, таких как «рыбы», «птицы», «звери», «домашние животные», «дикие животные», «растения», «живое», «неживое» и т.д.
Модели многофункциональны. На основе моделей можно создать разнообразные дидактические игры. Продумывая разнообразные модели вместе с детьми, необходимо придерживаться следующих требований:
1. Модель должна отображать обобщенный образ и подходить к группе объектов.
2. Раскрыть существенное в объекте.
3. Замысел по созданию модели следует обсудить с детьми, чтобы она была им понятна.
1.3. Моделирование как средство экспериментального исследования
Моделирование всегда используется вместе с другими общенаучными и специальными методами. Прежде всего, моделирование тесно связано с экспериментом.
Выясним, в чем специфика модели в качестве средства экспериментального исследования в сравнении с другими экспериментальными средствами. Рассмотрение материальных моделей в качестве средств, орудий экспериментальной деятельности вызывает потребность выяснить, чем отличаются те эксперименты, в которых используются модели, от тех, где они не применяются. Возникает вопрос о той специфике, которую вносит в эксперимент применение в нем модели.
Превращение эксперимента в одну из основных форм практики, происходившее параллельно с развитием науки, стало фактом с тех пор, как в производстве сделалось возможным широкое применение естествознания, что в свою очередь было результатом первой промышленной революции, открывшей эпоху машинного производства.
«Специфика эксперимента как формы практической деятельности в том, что эксперимент выражает активное отношение человека к действительности».
В силу этого, в марксистской гносеологии проводится четкое различие между экспериментом и научным познанием. Хотя всякий эксперимент включает и наблюдение как необходимую стадию исследования. Однако в эксперименте помимо наблюдения содержится и такой существенный для революционной практики признак как активное вмешательство в ход изучаемого процесса.
Под экспериментом понимается «вид деятельности, пpедпpинимаемой в целях научного познания, открытия объективных закономерностей и состоящий в воздействии на изучаемый объект (процесс) посредством специальных инструментов и пpибоpов». Существует особая форма эксперимента, для которой хаpактеpно использование действующих материальных моделей в качестве специальных средств экспериментального исследования. Такая форма называется модельным экспериментом.
В отличие от обычного эксперимента, где средства эксперимента, так или иначе, взаимодействуют с объектом исследования, здесь взаимодействия нет, так как экспериментируют не с самим объектом, а с его заместителем. При этом объект-заместитель и экспериментальная установка объединяются, сливаются в действующей модели в одно целое. Таким образом, обнаруживается двоякая роль, которую модель выполняет в эксперименте: она одновременно является и объектом изучения и экспериментальным средством.
Для модельного эксперимента, по мнению ряда авторов
характерны следующие основные операции:
переход от натурального объекта к модели - построение модели (моделирование в собственном смысле слова).
экспериментальное исследование модели.
переход от модели к натуральному объекту, состоящий в перенесении результатов, полученных при исследовании, на этот объект.
Модель входит в эксперимент, не только замещая объект исследования, она может замещать и условия, в которых изучается некоторый объект обычного эксперимента.
Обычный эксперимент предполагает наличие теоретического момента лишь в начальный момент исследования -- выдвижение гипотезы, ее оценку и т.д., теоретические соображения, связанные с конструированием установки, а также на завершающей стадии -- обсуждение и интеpпpетация полученных данных, их обобщение; в модельном эксперименте необходимо также обосновать отношение подобия между моделью и натуральным объектом и возможность перенести на этот объект полученные данные .
1.4. Как обучать старших дошкольников. Моделирование.
Важно строить процесс обучения так, чтобы обучение на занятиях, развивая детей, одновременно содействовало и формированию зачатков новой, чрезвычайно значимой для последующего возрастного этапа деятельности - учебной.
Обучение старших дошкольников, отвечающее этому требованию, следует понимать не как грубый нажим на ребенка или «вытеснение» детских понятий более развитыми понятиями взрослых, а как перестройку под влиянием педагогических воздействий отношения ребенка к окружающей действительности, как изменение его характера деятельности.
Необходимо правильно: определить наиболее уместные на занятиях с дошкольниками формы и методы обучения, учесть возрастные возможности детей.
Необходимо помнить, что учебная цель, не связанная с актуальными для ребенка мотивами, не затронувшая его душу, не удерживается в его сознании, легко подменяется другими целями, более созвучными с привычными побуждениями ребенка.
Систематическое обучение на занятиях - важное средство образовательной работы с детьми дошкольного возраста. На протяжении ряда десятилетий ХХ в. все ведущие исследователи и практики дошкольного воспитания вслед за А.П.Усовой уделяли большое внимание занятиям как ведущей форме фронтального обучения детей[27].
Современная дошкольная педагогика также придает большое значение занятиям: несомненно, они оказывают положительное воздействие на детей, способствуют их интенсивному интеллектуальному и личностному развитию, планомерно готовят их к обучению в школе. В настоящее время продолжается совершенствование занятий в различных аспектах: расширяется и усложняется содержание обучения, осуществляется поиск форм интеграции разных видов деятельности, способов привнесения игры в процесс обучения, поиск новых (нетрадиционных) форм организации детей. Все чаще можно наблюдать переход от фронтальных занятий со всей группой детей к занятиям с подгруппами, малыми группами. Данная тенденция обеспечивает качество обучения: индивидуальный подход к детям, учет особенностей их продвижения в усвоении знаний и практических навыков.