I ნაწილი
საინფორმაციო და მატერიალური მოდელები
სასწავლო პროცესის ძირეული დანიშნულებაა, ბავშვები დაეუფლონ მეცნიერების საწყისებს და გაეცნონ იმ ხერხებსა და გზებს, რომლებიც მეცნიერული კვლევის მიმართულებას განსაზღვრავს. მათ შორის შეუცვლელი ადგილი უკავია თეორიულ მოდელებს (ჰიპოთეზებს, ნიშნებს, თეორიებს და ა.შ.), რომლებიც რეალური ობიექტების თვისებებს, ხასიათსა და ქცევას გამოსახავს, ასევე – ფაქტების ფორმალიზაციასა და გაზომვას.
მოდელები საშუალებას გვაძლევს, ვიზუალურად წარმოვიდგინოთ საკვლევი ობიექტები, რომლებიც, მართალია, თავისთავად არ არიან ჩვენი უშუალო აღქმის სივრცეში (მაგალითად, ძალიან დიდი ან ძალიან პატარა სიდიდეები), მაგრამ რომელთა შესწავლა სრულფასოვანი მეცნიერული დასკვნებისთვის აუცილებელია, ამიტომ მოდელირება შემეცნების ერთგვარ მეთოდს წარმოადგენს, რომელიც მოდელების შექმნასა და გამოკვლევას გულისხმობს.
ახალი თეორიული მოდელების შექმნა ხანდახან ძირეულად ცვლის საზოგადოების წარმოდგენებს გარემომცველ სამყაროზე (კოპერნიკის ჰელიოცენტრული სისტემა, ატომის მოდელი, სამყაროს გაფართოების მოდელი, ადამიანის გენომის მოდელი და ა.შ.). მხატვრული ნაწარმოებებიც კი სინამდვილეში მოდელებია (მაგალითად, იგავ-არაკი ფაქტობრივად ადამიანთა ურთიერთობის მოდელს წარმოადგენს), უფრო მეტიც – ნებისმიერი ლიტერატურული ნაწარმოები შეგვიძლია განვიხილოთ როგორც ჩვეულებრივი ადამიანური ცხოვრების მოდელი. ასეთივე მოდელებია ფერწერული, სკულპტურული ნამუშევრები, თეატრალური წარმოდგენები და ა.შ. ამიტომ, საზოგადოდ, მოდელების მნიშვნელობა ძალიან დიდია. რეალურ სამყაროსთან თეორიული მოდელების ადეკვატურობა მოწმდება ცდებისა და ექსპერიმენტების გზით.
მაგალითად, კოპერნიკის ჰელიოცენტრული სისტემის მოდელი ფორმულირდება შემდეგნაირად:
1. დედამიწა ბრუნავს თავისი ღერძისა და მზის გარშემო; 2. ყველა პლანეტის ორბიტა ბრუნავს მზის გარშემო.
ხოლო კოსმოსური კვლევები მოცემულ თეორიულ ფორმულირებას ადასტურებს.
კვლევითი საქმიანობისას ობიექტის თვისებებიდან გამოიყოფა მთავარი, არსებითი ნიშნები და იმისდა მიხედვით, მეცნიერების რომელი დარგისთვისაა განკუთვნილი მოდელი და რა არის მასში ამ დარგისთვის საინტერესო, ხდება მისი აგება. მაგალითად, ავიღოთ ადამიანი: მექანიკისთვის ის უბრალო წერტილია, ქიმიისთვის – ქიმიურ ნივთიერებათა ნაკრები და ა.შ. მაგრამ, ცხადია, ვერც ერთი მოდელი ვერ ცვლის თავად ობიექტს. ის მხოლოდ კონკრეტული ამოცანის შესრულებისას, დროებით არის ჩვენთვის სასარგებლო, მანამდე, სანამ გვჭირდება როგორც განსახილველი საგნის ვიზუალური ხატი.
მოდელები ორ ჯგუფად იყოფა – საინფორმაციო (ნიშანთა სისტემა, მათ შორის – სიმბოლური ენაც: სურათი, პლაკატი, ფოტოფირი, ნარატიული ტექსტი, ფორმულა, რუკა, გრაფიკი, დიაგრამა და ა.შ.) და მატერიალურ მოდელებად (გლობუსი, ანატომიური მულაჟი, შენობის მაკეტი და სხვ., ანუ გეომეტრიული, ფიზიკური და სხვა თვისებების მქონე საგნობრივი ობიექტები).
საინფორმაციო მოდელების შესაქმნელად საზოგადოებამ უამრავი საშუალება და ინსტრუმენტი გამოიგონა და იყენებს, თუმცა ამ საშუალებების სრულყოფა განუწყვეტლივ მიმდინარეობს (მაგალითად, პირველ საინფორმაციო მოდელებს მიეკუთვნებოდა ქვაზე ამოკაწრული ნახატები, დღეს კი საინფორმაციო მოდელების ასაგებად და გამოსაკვლევად კომპიუტერული ტექნოლოგიები გამოიყენება).
თანამედროვე ანიმაციურმა საშუალებებმა დაგვანახვა ფორმალური ფიზიკური მოდელები და პროცესის მთელი დინამიკა, საშუალება მოგვცა, აგვეგო ფიზიკურ სიდიდეთა გრაფიკები და სხვ. ამიტომ არის, რომ ვიზუალური მოდელები ინტერაქციულ მოდელებს მიეკუთვნება, რადგან მათი მეშვეობით შეგვიძლია შევცვალოთ საწყისი პირობა, პროცესების თანმიმდევრობის პარამეტრები და დავაკვირდეთ მოდელის ქცევის ცვლილებას.
მოდელების მნიშვნელობის გაცნობისა და, საზოგადოდ, პროცესის უკეთ დანახვისთვის შევთავაზოთ მოსწავლეებს ამ ტიპის პრაქტიკული გაკვეთილი:
გაკვეთილის თემა: მოდელირება და ფორმალიზაცია
გაკვეთილის მიზანი: მოსწავლეთათვის მოდელების შესახებ წარმოდგენის შექმნა, მოდელების ძირითადი სახეების გაცნობა, მათი დანიშნულება და თვისებები.
გაკვეთილის ამოცანა:
საგანმანათლებლო: მოდელის ცნების ფორმირება, ფორმალიზაცია, მოდელების ძირითადი სახეების შექმნა, მათი დანიშნულება და თვისებები;
განმავითარებელი: ხელს უწყობს მოსწავლეთა კვლევითი კომპეტენციის განვითარებას, მოდელების ფორმალიზაციას, ლოგიკურ აზროვნებას, თვალთახედვის გაფართოებას;
აღმზრდელობითი: შემეცნებითი ინტერესების ფორმირება, საინფორმაციო კულტურის შეძენა/განვითარება.
პროგრამულ-დიდაქტიკური უზრუნველყოფა:PowerPoint, დავალების ბარათები
გაკვეთილის მიმდინარეობა:
I – საორგანიზაციო მომენტი – გაკვეთილის თემისა და მიზნის განსაზღვრა;
II – ახალი მასალის ახსნა.
ასეთი გაკვეთილი მოგვცემს მოსწავლეთა მოტივაციის ამაღლების საშუალებასაც.
გაკვეთილის მიმდინარეობისას აუცილებლად გაჩნდება ასეთი ტიპის სავარჯიშოები:
I დავალება:
შეკითხვა მოსწავლეებს:როგორ ფიქრობთ, რა არის მოდელი?
მოსწავლეებს მოჰყავთ თავიანთი მაგალითები – მაგალითები იმისა, რომ ადამიანები ხშირად იყენებენ მოდელებს, ანუ ქმნიან იმ ობიექტის, მოვლენის, პროცესის სახეს, რომელთა მიხედვითაც მოუწევთ მუშაობა.
კითხვა: რისთვის ქმნის ადამიანი მოდელს?
პასუხი: მოდელირება როგორც შემეცნების მეთოდი ეხმარება ადამიანს ცხოვრებისეული ამოცანების გადაწყვეტაში.
კითხვა: რატომ არ გამოიყენება თავად ორიგინალი?
პასუხი:
1. რეალურ სამყაროში ორიგინალი უკვე აღარ არსებობს ანდა არც უარსებია (მაგალითად, დინოზავრების გადაშენების თეორია).
2. ობიექტს აქვს მრავალი თვისება. იმისთვის, რომ შეისწავლონ ერთ-ერთი, უარს ამბობენ სხვა, მეტ-ნაკლებად არსებით თვისებებზეც კი.
3. ობიექტი მეტისმეტად დიდია ან მეტისმეტად პატარაა (გლობუსი, მზის სისტემის მოდელი, ატომის მოდელი).
4. პროცესი მიმდინარეობს მეტისმეტად ჩქარა ან მეტისმეტად ნელა (შიდაწვის ძრავის მოდელი, გეოლოგიური მოდელი).
5. ობიექტის გამოკვლევამ შეიძლება მიგვიყვანოს თავად ობიექტის განადგურებამდე (თვითმფრინავის მოდელი, ავტომობილის მოდელი).
სავარჯიშოს მიხედვით მოსწავლეები დაასკვნიან, რომ მოდელირება – ეს შემეცნების მეთოდია, რომელიც გულისხმობს კვლევითი მოდელების შექმნას, ხოლო მოდელი – ეს არის ობიექტი, რომელიც ასახავს შესასწავლი მოვლენის ან პროცესის ზოგიერთ არსებით თვისებას და რომ ერთსა და იმავე ობიექტს შეიძლება ჰქონდეს მრავალი მოდელი, ხოლო სხვადასხვა ობიექტი შეიძლება აისახოს ერთი მოდელით.
II დავალება:
ადამიანი – რეალური ობიექტი – ორიგინალი, მოდელი:
·სათამაშო;
·მანეკენი;
·ჩონჩხი;
·სკულპტურა.
მოდელის კლასიფიკაციის მიშნებია –
1.გამოყენების მიხედვით:
·სასწავლო;
·ცდისეული;
·სამეცნიერო-ტექნიკური;
·სათამაშო;
·იმიტაციური.
2.დროითი ფაქტორების მიხედვით:
·სტატისტიკური (ასახავს სისტემის მდგომარეობას მოცემულ დროში);
·დინამიკური (ასახავს ცვლილებების პროცესს და სისტემის განვითარებას).
3.პრეზენტაციის გზით
·მატერიალური (ასახავს ობიექტის გეოგრაფიულ და ფიზიკურ თვისებებს);
·ინფორმაციული (აიგება ინფორმაციის საფუძველზე).
III დავალება: საინფორმაციო მოდელის გაცნობა:
საინფორმაციო მოდელი – ეს არის რეალური ობიექტის (პროცესის, მოვლენის) აღწერა რომელიმე ენის (სასაუბრო ან ფორმალური ნიშანთა სისტემის ) მეშვეობით.
საინფორმაციო მოდელების წარმოდგენის ფორმებია:
·სიტყვიერი მოდელები (ზეპირი და წერილობითი, ილუსტრაციული);
·მათემატიკური (სხვადასხვა ობოექტისა და პროცესის დამაკავშირებელი ფორმულები);
·გეომეტრიული მოდელები (გრაფიკული ფორმები და კონსტრუქციები);
·სტრუქტურული მოდელები (სქემები, გრაფიკები, ტაბულები);
·ლოგიკური მოდელები (ანალიზისა და დასკვნების საფუძველზე);
·სპეციალური მოდელები (ნოტები, ქიმიური ფორმულები).
მაშასადამე, ფორმალიზაციისას ხდება რეალური ობიექტის შეცვლა ინფორმაციული მოდელით.
IV დავალება – შესწავლილი მასალის გამტკიცება:
სავარჯიშო 1 – როგორია მოდელი? ჩვენთვის შესწავლილ რომელ პროგრამაში შეგვიძლია მისი შექმნა?
სავარჯიშო 2 – ქვემოთ მოყვანილია მოდელების ზოგიერთი სახეობა, რომლებთანაც ადამიანს მეტ-ნაკლებად აქვს შეხება. განსაზღვრეთ, რომელ სახეობას მიკუთვნება თითოეული მოდელი:
1.ადგილის გეგმა;
2.ქიმიური ნივთიერების ფორმულა;
3.ლიტერატურული ნაწარმოები;
4.თანაბარაჩქარებული მოძრაობის ფორმულა;
5.საკლასო ჟურნალი;
6.მატარებლების მოძრაობის განრიგი;
7.ელექტრული სქემა;
8.ნიუტონის მეორე კანონი;
9.სწორკუთხა პარალელეპიპედი.
სავარჯიშო 3 – შეავსეთ სქემა:
|
ობიექტი |
ადამიანი |
დედამიწა |
ავტომობილი |
|
მოდელი |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
შესაძლო გადაწყვეტილებები:
|
ობიექტი |
ადამიანი |
დედამიწა |
ავტომობილი |
|
მოდელი |
თოჯინა |
გლობუსი |
სათამაშო |
|
მანეკენი |
გეოგრაფიული ატლასი |
სუვენირი |
|
|
ჩონჩხი |
რუკა |
პროტოტიპი |
|
|
ქანდაკება |
ადგილის გეგმა |
მძღოლის ტრენაჟორი |
სავარჯიშო 4 – ჩასვით გამოტოვებული სიტყვა, ამოარჩიეთ იგი ქვემოთ მოყვანილი სიიდან:
1.ქიმიური ნივთიერებების ურთიერთქმედება მოლეკულურ დონეზე მოდელირდება…
2.უცნობი ადამიანის ამოცნობა შესაძლებელია… მისი გარეგნობით, რომელიც შეგვიძლია განვიხილოთ როგორც ადამიანის გარეგნობის მოდელი;
3.შესაკრები…
4.არქიტექტორმა უნდა შექმნას ვიზუალური ხედი რაიონის აგებისთვის… განსაზღვრულ მასშტაბში, რომელიც წარმოადგენს მშენებლობის მოდელს.
5.ბიოლოგიის კაბინეტში ხშირად გამოიყენება .. ხილი და ბოსტნეული, რათა მოხდეს მისი სახეობებისა და ხარისხის ვიზუალური დემონსტრირება;
6.სანამ რაიმე რთული დავალების ამოხსნას შევუდგებოდეთ, საჭიროა მოვიფიქროთ… ანუ შევქმნათ გადაწყვეტილების პროცესის მოდელი;
7.იმისთვის, რომ ავხსნათ, როგორ მუშაობს რაიმე მოწყობილობა, უმჯობესია დავხატოთ… მისი ფუნქციონირება.
სია:
·მულაჟი, საგნის ნატურალური ზომის მოდელი (თაბაშირისა, სანთლისა და მისთ.);
·მაკეტი;
·ტაბულა;
·ქიმიური ფორმულა;
·სიტყვიერი აღწერა;
·სქემა;
·ნახაზი;
·მოქმედების გეგმა.
V დავალება – შეჯამება. რეფლექსია
საკონტროლო კითხვები:
1.რა არის მოდელი?
2.რა არის მოდელირება?
3.რა ნიშნებით კლასიფიცირდება მოდელი?
4.მოიყვანეთ სასწავლო მოდელების მაგალითები
5.რა არის მატერიალური მოდელი?
6.რა არის საინფორმაციო მოდელი?
7.რა ვერ გავიგეთ, რა დარჩა გაურკვეველი?
8.რომელმა დავალებებმა გამოიწვია სირთულეები?
9.რომელი დავალებებია იოლი?
VI – საშინაო დავალება – ააგეთ თქვენთვის საინტერესო რომელიმე ობიექტის მოდელი. საამისოდ გამოიყენეთ ზემოთ განხილული თეორიული და პრაქტიკული მასალა.
მოსწავლეთა შორის საინფორმაციო და მატერიალური მოდელების გაცნობა და შესწავლა ხელს უწყობს მრავალფეროვანი საკომუნიკაციო საშუალებების დაუფლებას, მოტივაციის ამაღლებას და სასწავლო პროცესის აქტიურად და საინტერესოდ წარმართვას.
