Модель позволяет уменьшить уровень абстракции, когда это нужно, также позволяет постепенно увеличивать уровень абстракции (рисунок – точки – схема) для того, чтобы сделать абстрактные понятия и рассуждения понятными для детей (например, графы).
Навыки работы с моделями, которые школьники получат на уроках информатики (анализ моделей, поиск сходных и различных свойств, построение моделей), могут быть применены при изучении других предметов. Как правило, детям уже предлагаются готовые модели, которые должны бы им помочь. Однако зачастую ребенок не понимает смысла модели, не может правильно использовать модель при решении задач (на уроке математики), применении правил (на уроке русского языка), запоминании каких-либо сведений (на уроке окружающего мира). Поэтому вместо помощи в учебе модель создает дополнительные трудности: ребенку нужно усвоить и содержание новой темы (например, в курсе математики – решение задач на движение), и правила работы с моделью (с помощью которой решается эта задача). Такая «двойная проблема» не дает ребенку научиться осознанно применять модели и, с другой стороны, создает препятствия и для усвоения содержательного материала. Например, задачи на движение многие дети так и не могут научиться решать – и, не в последнюю очередь, из-за того, что «запутываются» в моделях.
Преимущество урока информатики как раз и состоит в том, что работа с моделями строится:
- постепенно, от простого к сложному (дидактический принцип последовательности);
- на содержательном материале, который понятен детям (принцип доступности);
- с учетом всех требований логики как основы моделирования (принцип научности);
- целенаправленно изучая каждый компонент моделирования и его особенности.
В компьютерном курсе информатики моделирование может быть представлено в среде графического редактора, который является удобным инструментом для построения геометрических моделей. В нем мы создаем графические объекты – рисунки. Любой рисунок, с одной стороны, является моделью некоторого оригинала (реального или мысленного объекта), а с другой стороны, - объектом среды графического редактора [6, с. 4].
Часто объект, подлежащий моделированию, можно разбить на более мелкие детали. Дом состоит из кирпичей или строительных блоков, механизм – из отдельных узлов. Если разработать набор типовых деталей, то на его основе можно создавать разные объекты. Такая деятельность получила название конструирования.
Конструирование – один из способов моделирования. Оно предполагает разработку совместимых типовых элементарных объектов (деталей) и создание более сложных объектов из этих деталей [6, с. 12]. Воплощением конструирования сейчас является конструктор «Лего».
Алгоритмические модели представлены в компьютерном курсе информатики программой «Лого».
Рассматривая бескомпьютерные курсы обучения информатике, нужно отметить тетради Алексея Львовича Семенова и Александра Владимировича Горячева. Эти два курса рекомендованы Министерством Образования РФ (Методическое письмо по вопросам обучения информатике в начальной школе. См. Приложение № 1).
В тетрадях А.Л. Семенова для начальной школы тема «Модели» отсутствует, но это понятие вводится скрыто через такие понятия, как «деревья», «цепочки» и другие.
Например, в тетради для 2 класса на стр. 25 в цепочке выражена одна из линий московского метро. Опираясь на ее графическое изображение в виде «цепочки», учащиеся определяют истинность утверждений, помещенных рядом.
В задании на стр. 16 изображены дети, стоящие в очереди за мороженым. Учащиеся должны подобрать имя каждому ребенку в очереди и продавщице и написать имена в окнах. Затем дети должны записать имена детей в окнах таким образом, чтобы данные утверждения были истинными.
«Цепочки» моделируют последовательность расположения определенных объектов.
В тетради для 3 класса на стр. 20 изображен в виде «дерева» фрагмент генеалогического дерева русских князей. Это «дерево» является графической моделью родовых связей русских князей.
Также в тетрадях представлены алгоритмы и исполнители, которые моделируют определенную последовательность действий.
В тематическом планировании учебного материала по программе «Информатика» (2 класс) в разделе «Теоретическая информатика» представлены следующие темы, связанные с моделированием:
1) Построение объекта по заданным свойствам.
2) Достраивание разных объектов до одинаковых.
3) Выделение объекта по свойствам или образцу.
4) Выделение пары объектов по заданным свойствам.
5) Выделение группы объектов, каждый из которых обладает заданным свойством.
6) Простейшие операции с информационными объектами.
7) Опыт создания информационных объектов (рисунок, текст, звук).
8) Опыт фиксации (записи) информационных объектов, конструирования информационных (виртуальных и материальных) объектов.
В тетрадях А.В. Горячева в числе прочих рассматриваются такие темы, как «Отличительные признаки» и «Графы».
Тема «Графы» вводится уже в IV четверти 1 класса. Ее цель - познакомить детей с понятием «графы» и научить их решать некоторые задачи с помощью графов.
Вот пример задания с использованием графов.
Стр. 14, № 25: От каморки папы Карло до кукольного театра ведет одна дорога, а от кукольного театра в школу – две. Сколько различных путей от каморки до школы, если Буратино хочет обязательно зайти в кукольный театр?
В тетради понятие «графы» не дается. Его определение есть в методических рекомендациях, и учитель вводит его сам.
Графы – точки, соединенные линиями [5, с. 78].
Точки – вершины, а линии – ребра.
В методических рекомендациях также даны различные игры, которые можно проводить с детьми по данной теме.
Одна из таких игр - «Составь меню» [5, с. 82].
Учитель рисует на доске граф:
Щи Борщ СупЧерный хлеб Белый хлеб
Вызванные к доске дети должны записать все варианты:
ЧЩ, ЧБ, ЧС и так далее.
Тема «Отличительные признаки» вводится во II четверти 3 класса.
В тетради на стр. 4 представлено следующее задание, которое называется «Загадки».
Рыба | |
состав | действия |
чешуя глаза плавники | молчит плавает ныряет |
Действия | Такие же действия |
молчит плавает ныряет | камень корабль водолаз |
Загадка: Не камень – а молчит, не корабль – а плавает, не водолаз – а ныряет.
Затем детям предлагается самим заполнить таблицу и составить на ее основе загадку.
В пособии Е. Челак, Н. Конопатовой "Развивающая информатика" для 2 класса рассматривается общее понятие модели и графические модели. В этом курсе присутствует тема «Формализация и моделирование», которая изучается каждый год обучения. Она включает в себя следующие разделы: Объект. Имя, признаки, действия. Части объекта. Модель. Количество моделей одного объекта. Виды моделей.
Детям предлагаются такие задания, как:
1. "Раскрась картинку одним карандашом. Дай имя объекту. Подчеркни его существенные признаки (нарисован мяч)".
2. Нарисуй графическую модель компьютера. Опиши его признаки и подчеркни среди них существенные.
3. Создай модель-схему твоего выходного дня.
Кроме вышеперечисленных, существует программа по предмету «Информатика» (для 2-4 классов). Авторы: Д.В. Аликин, А.Д. Гетманова, Е.В. Кузьмина.
По этой программе в 4 классе теме «Моделирование» уделяется 12 часов [1, с. 8].
Тема «Моделирование» направлена на знакомство учащихся с основными понятиями, связанными с моделированием и созданием моделей для информационной деятельности.
Разделы темы:
1. «Первое знакомство с моделями».
2. «Виды моделей».
3. «Моделирование на графах».
Содержание темы «Моделирование» (см. Приложение № 2).
Глава 2
Описание методики экспериментальной работы.
Для подтверждения гипотезы, разрешения проблемы и выявления уровня сформированности логического мышления младшего школьника мы провели исследование. Исследование проводилось на преддипломной практике с 26 января по 1 марта 2004 года. Базой исследования была определена школа № 1934 города Москвы, 2 «Б» класс.
Информатика в этой школе в начальных классах не преподается. По согласованию с учителем изучение предмета велось факультативно.
В своей практической работе мы работали по бескомпьютерному курсу - по тетрадям А.В. Горячева, Е. Челак. Ставили задачу найти, проанализировать и изучить возможности применения методических пособий, развивающей литературы, компьютерных программ, а также разработать собственные задания и компьютерные программы.
Разделить класс на контрольную и экспериментальную группы не удалось, и, посоветовавшись с учителем, мы решили взять в качестве экспериментальной группы весь класс (19 человек).
В ходе исследования были использованы следующие методы: беседа, самостоятельная работа, формирующий эксперимент, выборочное наблюдение, наблюдение за всем классом, статистические методы.