Использование моделей и моделирования в экологическом образовании детей дошкольного возраста

Зебзеева Валентина Алексеевна кандидат педагогических наук доцент, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» 460014, Россия, Оренбургская область, г. Оренбург, ул. Советская, 19 Zebzeeva Valentina Alekseevna PhD in Pedagogy Docent, the department of Pedagogy of Preschool and Primary Education, Orenburg State Pedagogical University 460014, Russia, Orenburg, Sovetskaya Street 19 val.orin@mail.ru Другие публикации этого автора

Одной из основных задач на современном этапе развития нашей страны является создание условий, благоприятствующих всестороннему развитию способностей, творческой активности личности, условий обеспечивающих усвоение представлений о взаимосвязях, существующих в природе, норм и правил взаимодействия с ней. В современных условиях экологическое образование направлено на вытеснение установок на потребительское отношение к природе, замену их на установки, ориентирующие человека на сохранение и разумное использование природных ресурсов, основанное на познании законов природы. Для этого уже на этапе дошкольного образования решаются задачи формирования представлений о многообразии мира природы, о взаимосвязях, существующих в природе ^[10].

Способность к наглядному пространственному моделированию – одна из фундаментальных специфических человеческих способностей^{[1;17; 20]}.

Построение моделей позволяет отобразить определенные стороны действительности, отношения между предметами и явлениями. Модель – обобщенный образ существенных свойств моделируемого объекта. Моделью является план, географическая карта, глобус и т.д. Включаясь в работу с детьми схемы, модели, наглядно и в доступной форме воспроизводят скрытые свойства и связи изучаемого объекта ^[2].

Мы предположили, что целенаправленное использование моделей и моделирования в работе с дошкольниками может повысить уровень знаний и представлений детей о природе.

Методологическую основу исследования составили работы отечественных и зарубежных ученых, разрабатывающих проблемы экологического образования детей дошкольного возраста: С.Н. Глазачева, А.Н. Захлебного, И.Д. Зверева, Н.Н. Кондратьевой, С.Н. Николаевой, П.Г. Саморуковой, И.А. Хайдуровой и др.

Моделирования, как метод работы с дошкольниками, рассматривался в работах Д.Б. Эльконина, Л.А. Венгера, Н.А. Ветлугиной, Н.Н. Подьякова.

Пространственные модели нашли широкое применение в методиках ознакомления с живой и неживой природой, созданных под руководством Н.Н. Поддьякова, С. Н. Николаевой и И. С. Фрейдкиным.

Исследования Б. М. Теплова, Н. С. Лейтеса, Н. Д. Левитова, К. К Платонова показывают, что все основные виды деятельности, которыми овладевает ребенок в дошкольном возрасте, носят моделирующий характер. Например, в сюжетно-ролевой игре играющие устанавливают между собой отношения, отображающие замещаемых персонажей, и также устанавливают между предметами-заместителями отношения, соответствующие отношениям реальных вещей ^[18].

В работах Н. Н. Поддьякова, 3. В. Лиштван, А. Н. Давидчук, В. В. Холмовской подчеркивается, что в конструировании включает графические модели – это изображения конструкций в виде планов, чертежей, схем, выступают в роли образцов. Детское рисование также имеет моделирующий характер. Следовательно, дети создают предметные, графические модели и используют их в своей деятельности ^[5;14].

Как отмечает Р. И. Говорова, дети в пять лет без всякого предварительного обучения способны различать план комнаты и способны соотнести его с реальными предметами^[4].

При решении различных умственных задач ребенок использует модельные представления, т.е. мысленно опирается на наглядные модели, отображающие взаимосвязи существующих в реальной обстановке. Эта особенность была использована нами в работе по экологическому образованию детей дошкольного возраста.

Методологической основой исследования стал деятельностно-личностный подход, который позволяет проводить целостное изучение личности в единстве основных факторов ее развития – среды, воспитания, деятельности личности, ее внутренней активности. Деятельность рассматривается как ведущая категория и означает, что игра, учение, общение становятся важнейшими факторами развития ребенка, перевода ребенка в позицию субъекта познания, труда, общения. Личностный подход означает ориентацию на личность как цель, субъект, результат воспитания, создание для этого соответствующих условий.

Исследование строилось на соблюдении принципа единства внешних воздействий и внутренних условий, в соответствии с которым изучение сформированности элементов экологической культуры личности происходит в результате оценки поведения, дел и поступков, активной деятельности личности, акцентирует внимание на том, что личность является активным объектом познания и преобразования окружающего мира. Данные подходы и принципы предопределяют методику работы с детьми, исходные теоретические концепции, гипотезы.

Эмпирическую базу составили результаты исследований по изучению уровня сформированности у детей старшего дошкольного возраста представлений, умений создавать простейшие модели, отражающие взаимосвязи в природе. В качестве методов исследования использовались анализ и обобщение литературных данных, беседа, практические задания детям, а также наблюдения разных видов деятельности детей, сравнительный анализ полученных результатов.

Исследование проводилось с помощью бесед с детьми, для которых были разработаны серии вопросов, каждая из которых способствовала выявлению уровня сформированности у детей старшего дошкольного возраста представлений о взаимосвязях, существующих в природе. Так первая серия вопросов была направлена на выявление понимания детьми приспособлений животных и растений к условиям окружающей среды. Детям предлагалось рассмотреть иллюстрации с изображением крота, рыбы, белки, назвать среду обитания, рассказать, как животное приспособилось к условиям обитания. Следующая серия вопросов способствовала выявлению уровня представлений детей о приспособлении рыб к условиям водной среды. Детям предлагалось назвать свойства воды, рассказать, какие приспособления позволяют рыбкам легко передвигаться в воде, спасаться от врагов, о том, как зависит жизнь рыбки от условий обитания. В беседе с детьми выясняли представления детей о зависимости способа передвижения животных от строения конечностей, способа добывания пищи от строения ротового аппарата, изучались представления детей о взаимосвязях, существующих в природе между животными, между животными и человеком. Были выделены уровни сформированности у детей представлений о взаимосвязях, существующих в природе.

Высокий уровень (15-20 балов). Ребенок самостоятельно называет связи, существующие в природе, может объяснить наблюдаемые в природе явления, привести примеры, уверенно отвечает на вопросы, способен к обобщениям. Ответ носит системный характер.

Средний уровень (7-14 баллов). Ребенок устанавливает некоторые связи и зависимости, существующие в природе с помощью воспитателя. Системность и обобщенность знаний прослеживается слабо. Ребенок затрудняется привести примеры.

Низкий уровень (3-6 баллов). Ребенок не может выделить связи и зависимости, существующие в природе, дает ответ с помощью наводящих вопросов. Знания, неточные, неуверенные. Результаты диагностики занесены в таблицу №1.

Таблица 1.

Результаты диагностики уровня сформированности у детей старшего дошкольного возраста представлений о взаимосвязях, существующих в природе (на этапе констатирующего эксперимента)

Анализ результатов полученных данных показал, что на этапе констатирующего эксперимента средний показатель высокого уровня сформированности представлений о взаимосвязях, существующих в природе, составил всего 17 %. Дети этой группы затруднялись в построении простейших моделей, отражающих взаимосвязи в природе. Детям предлагалось изобразить будущую конструкцию, а затем по рисунку выполнить постройку. Выполнение задания на конструирование по образцу показало, что замыслы детей бедны, нарушаются пропорции в изображении, а постройки не соответствуют рисункам. Невысокий результат стимулировал поиск методов и форм, обеспечивающих эффективность экологического образования дошкольников ^[6].

Содержанием формирующего эксперимента стал комплекс мероприятий с использованием моделей и моделирования. Работа проводилась в несколько этапов и предполагала использование разных видов моделей.

На первом этапе мы обучали детей работе с моделями и моделирующей деятельности при ознакомлении детей с животными и растениями, в частности с некоторыми формами их приспособленности к среде обитания.

Детей учили выделять зависимости и приспособленность растений и животных к среде обитания. Сначала использовались модели, имеющие сходство с натурой, как наиболее доступные для восприятия и понимания детьми. Например, изготовили модель бабочки, сидящей на веточке дерева, с подвижными крыльями. Данная модель позволила показать детям не только особенности строения и поведения, но и приспособленность к среде обитания, с маскировочной и отпугивающей окраской, формами поведения (затаивание, демонстрация ярких пятен). Аналогично мы демонстрировали детям формы защитного поведения животных: еж, черепаха, заяц ^[7].

Если первоначально мы показывали и объясняли приспособления животных, то в дальнейшем только стимулировали ответы детей. Почему заяц зимой белый, летом серый? Почему заяц в гору бегом, а с горы кувырком? Почему бабочку назвали капустницей?

Использование абстрактных обобщающих моделей, воспроизводящих взаимодействие «животное – среда», помогли объяснить детям значение совпадения и несовпадения окраски. После того как детям предложили использовать три-четыре разные по цвету фигуры, дети начали понимать, что для маскировки, важны: окраска совпадающая с окружающим фоном и неподвижность. Таким образом, нам с помощью моделей удалось показать объективно существующую, но скрытую от восприятия ребенка связь между особенностями строения, поведением животных и средой обитания.

Постепенно мы расширяли сферу отображаемых в моделях видов отношений и вводили новые типов моделей. Также совершенствовались действия замещения. Мы обучали детей приемам расчленяющей абстракции с помощью моделирования различных признаков строения растений. Например, мы использовали полоски бумаги разных оттенков зелёного цвета, геометрические фигуры, бумагу разной фактуры для определения цвета, формы, поверхности листьев ^[7]. Наблюдая за растениями, мы использовали модели-шкалы, отражающие признаки объектов природы, растений: цвета, формы, величины, характера поверхности. Данные модели позволили в дальнейшем детям самостоятельно составлять сенсорную модель, характеризовать растения одновременно по многим признакам. С помощью моделей дети усваивали приемы ухода за растениями, способы их размножения.

Вместе с детьми изготавливали разнообразные модели, моделирующие различные признаки, строение растений, придумывали знаки и символы, которыми обозначали признаки. Совместно с детьми был создан календарь наблюдения за ростом и развитием растения. В его основу был положен прием моделирования строения растений ^[6].

Работая с моделями, мы знакомили детей с местами обитания животных и растений. Мы говорили о том, что некоторые животные живут только в воде, другие только на суше, третьи могут жить и на суше и в воде одновременно. Мы моделировали с детьми большую реку, для этого использовали самый большой лоскут голубой ткани, к ней подбегали множество мелких речушек, ручейков. Для этого использовали голубые ленточки. Затем предложила детям самим стать маленьким ручейком, который впадает в главную реку. Мы использовала прием моделирования маленькими человечками. Дети стали капельками, из которых состоит вода. Одновременно формировали у детей правила поведения. Например, закрыть кран с водой, беречь и охранять воду.

Мы проводили опыт «Путешествие капельки». Для этого использовали модель «Круговорот воды в природе». Свойства воды: прозрачная, без вкуса, без запаха, дети отражали в моделях ^[6].

В сюжетно-ролевых играх закреплялась способность детей к пространственному моделированию. Так поощрялась способность детей использовать в игре разнообразные «превращения». Обыкновенная палочка могла превращаться в зонтик, в термометр, стать лошадкой.

Использование художественной литературы также сопровождалось моделированием. Модели использовались в природоведческих рассказах, сказках, например, В. Сутеева «Под грибом», «Кто сказал мяу?», С. Михалкова «Как друзья познаются». Эти произведения отличаются четким членением содержания на смысловые части (завязка, кульминация, развязка). Первоначально дети использовали схематические изображения персонажей, передавали пространственное их расположение, учились обозначать персонажи и атрибуты сказки заместителями. Они слушали рассказ воспитателя, сопровождаемый показом схематических иллюстраций, затем выделяли словесно признак для подбора заместителей (например, в сказке «Теремок» таким признаком является величина) и учились пересказывать сказку, используя заместители. В природоведческих сказках герои заменялись полосками, кружками разного цвета, величины.

На следующем этапе обучения наглядные модели представляли собой набор карточек, каждая из которых отражала отдельный эпизод сказки. Стрелки между карточками обозначали направление перехода от одного эпизода (смысловой части) к другому.

Прослушав произведение, дети самостоятельно делили его на смысловые части, выбирали тип замещения, строили изображение каждой смысловой части и модель всего рассказа в целом. Правильно построенной считалась модель, которая соответствовала рассказу воспитателя и включала все смысловые части рассказа.

Вместе с детьми создавался макет участка детского сада, близлежащих улиц. Дети устанавливали отношение замещения между предметами на участке детского сада и геометрическими фигурками, обозначающими эти предметы на плане, макете.

Более сложными для усвоения были модели, отображающие в пространственной форме последовательность явлений во времени^[19]. Если при моделировании пространственных отношений модель является более или менее конкретной, сохраняет внешнее сходство с моделируемой действительностью, то пространственное моделирование временных отношений содержит высокую степень условности. Необходимо, чтобы действия моделирования перешли во внутренний план, начали выполняться с модельными представлениями.

Подготовка к овладению временных представлений начиналась с выкладывания картинок, изображающих простые действия (например, ребенок встает с постели, завтракает, надевает пальто, идет по улице) в порядке, соответствующем последовательности этих действий. По мере расширения видов моделируемых содержаний изменялись и сами типы моделей, создаваемых детьми. Дети выкладывали последовательность сезонов.

В работе с детьми мы использовали различные календари. Например, календарь наблюдений за ростом и развитием растений цветника и огорода. Календарь заполнялся и использовался в течение года. Такой календарь позволял детям моделировать ситуацию с помощью условных обозначений.

В календаре фиксировали прорастание растений. Так, например, для закрепления знаний о взаимосвязи растений со средой обитания мы наблюдали за прорастанием семян пшеницы. Отмечали, через какое время, при каких условиях появятся зеленые ростки. Каждый ребенок создал свой календарь наблюдения за ростом и развитием пшеницы.

В процессе ознакомления детей с животным миром мы формировали понимание зависимости приспособлений животных к месту их обитания. Мы составляли с детьми разнообразные модели пищевых цепей, знакомили с сообществом леса. Моделирующая деятельность способствовала росту познавательного интереса у детей. Дети стали проявлять активность, задавать вопросы, с удовольствием участвовать в коллективных занятиях, беседах. Дети охотно отображали свои впечатления в изобразительной деятельности, игре. Совместно с детьми была изготовлена модель леса, в которой отражались зависимости между животными и средой обитания^[7].

Мы моделировали лесное сообщество с помощью «маленьких человечков». Дети побывали и в роли птиц, деревьев, животных. В каждой конкретно моделируемой ситуации мы обращались к чувствам детей, как чувствует себя маленькая птичка, когда в лесу шумят. Что может произойти, если спугнуть ее из гнезда. Что будет если разорить муравейник и т.д. Это позволяло детям прочувствовать, как опасно вторжение в природу, поэтому, приходя в лес, необходимо соблюдать правила поведения: не шуметь, не разорять гнезда, норы, муравейники, не топтать грибы. Использование моделей и моделирования в экологическом образовании способствовали формированию у детей представлений о природе, созданию эмоционального фона, который обеспечивал усвоения знаний детей.

Дети ежедневно наблюдали за погодой, растительным и животным миром, отражали свои наблюдения в календарях природы. Календарь природы использовался, начиная с младшего дошкольного возраста. В календаре дети с помощью игры: «Какая сегодня погода» стрелочками отмечали «снег», «солнце», «тучи», «ветер» и другие явления. В календаре природы размещалась кукла с набором одежды на все сезоны. Ежедневно, после прогулки дети рассказывали кукле, о погоде, переодевали её в соответствие с погодой.

Для детей старшего дошкольного возраста календарь природы включал несколько видов моделей. Погода в календаре отмечалась с помощью условных знаков, рисунков. В календаре устанавливалась модель, позволяющая выделить сезон, месяц, день недели. В календаре размещался кармашек для рисунков детей, для художественного и иллюстративного материала, который подбирали сами дети. Так же в календаре природы мы поместили термометр (сделанный самостоятельно), чтобы дети сами выставляли правильную температуру. С помощью моделей фиксировались и наблюдения за птицами. Их дети отмечали при помощи условных обозначений или при помощи картинок с изображением птиц. В календаре отмечалось появление птиц на участке, кормление или просто пролет птиц над участком. Иллюстрации графических моделей отражались в мнемотаблицах. Мнемотаблица – это схема, в которую заложена определенная информация. Мы использовали их при проведении разнообразных бесед об охране окружающей среды.

В уголке природы устраивались выставки: «День урожая», «Ление цветы». В уголке природы мы размещали макеты леса, поля, луга, водоема, муравейника, парка, зоопарка, сезонные макеты (например, зимнего леса, макеты природных ландшафтов разных регионов (Арктики, пустыни, тропического леса), гор, природных достопримечательностей родного края).

В календаре при помощи моделей мы показывали изменения, происходящие в природе. В конце каждого месяца вместе с детьми мы анализировали происходящие в природе изменения. Рисунки детей по сезону использовались для изготовления детских книг. В календаре природы для детей старшего дошкольного возраста размещались модели наблюдений за высотой солнцестояния, модели долготы дня. В дневнике наблюдений дети зарисовывали опыты, эксперименты, наблюдения.

Всё это способствовало повышению уровня сформированности у детей представлений о приспособлениях животных к условиям окружающей среды. Результаты диагностики уровня сформированности у детей старшего дошкольного возраста представлений о взаимосвязях, существующих в природе (на этапе контрольного эксперимента) представлены в таблице №2.

Таблица 2.

Результаты диагностики уровня сформированности у детей старшего дошкольного возраста представлений, о взаимосвязях существующих в природе (на этапе контрольного эксперимента)

Средний показатель высокого уровня сформированности у детей представлений о взаимосвязях, существующих в природе повысился на 37,8%. У детей исчезли затруднения в построении простейших моделей, отражающих взаимосвязи в природе. Замыслы детей в процессе выполнения постройки по своему рисунку стали более разнообразны, а техника изображения – линии стали более точными, твердыми, постройки соответствовали выполненным рисункам.

Таким образом, результат исследования подтвердил нашу гипотезу об использовании моделей и моделирования в экологическом образовании детей старшего дошкольного возраста. В рамках данной статьи мы ограничимся следующими выводами:

развитие способности детей к наглядному пространственному моделированию позволяет в более короткие сроки и на более высоком уровне сформировать у детей представления о приспособлениях животных к условиям окружающей среды;

использование моделей, фиксирующих логическую последовательность смысловых частей природоведческих текстов, выступающих в качестве плана, позволяют обеспечить понимание детьми взаимосвязей и зависимостей, существующих в природе;

эффективность работы с дошкольниками обеспечивает использование комплекса моделей: предметных – позволяющих воспроизвести структуру, особенности, внутренние и внешние взаимосвязи реальных объектов и явлений природы; предметно – схематических – позволяющих выделить признаки, связи и отношения объектов природы, помогающих понять значение покровительственной окраски животных; графических моделей, передающих признаки, связи и отношения природных явлений.

Таким образом, на основе моделирования у детей формируются как элементарные, так и обобщённые представления о природе. Дети раскрывают важные особенности и закономерные связи, существующие в природе.