В познании природы важное место должно занимать предметное моделирование. Многообразие природных явлений, составляющих непосредственное окружение детей, создает видимость их легкого познания в процессе наблюдений. Пугливость, скрытый образ жизни диких животных, изменчивость развивающихся организмов, цикличность сезонных изменений в природе, многочисленные и скрытые от восприятия связи и зависимости внутри природных сообществ – все это создает объективные трудности для познания явлений природы детьми дошкольного возраста, мыслительная деятельность которых находится еще в становлении. Указанные обстоятельства в ряде случаев вызывают необходимость моделирования некоторых явлений, объектов природы, их свойств и признаков. Использование иконических предметных моделей как более доступных для восприятия и понимания детьми позволяет демонстрировать им функционирование живых объектов. Особое значение приобретают действующие модели, которые вскрывают характер функционирования объекта, показывают механизм его связи с окружающими условиями.
Картонная модель бабочки «павлиний глаз», сидящей на коре дерева и имеющей подвижные крылья, позволяет обнаружить морфофункциональные приспособительные особенности ее строения и поведения, а также приспособительную связь со средой обитания, в основе которой лежит маскировочная и запугивающая окраска и соответствующие формы поведения (затаивание, интенсивная демонстрация ярких пятен). Бумажная модель хищной птицы, воспроизводящая ее полет и нападение, позволяет демонстрировать детям приспособительные формы защитного поведения некоторых животных (ежа, черепахи и др.).
В наших исследованиях наряду с иконическими использовались абстрактные обобщающие предметные модели, воспроизводящие характер сцепления отдельных компонентов комплекса животное – среда. Например, модель маскировки (картонная панель) демонстрирует значение двух признаков: морфологического – совпадения и несовпадения окраски фигуры и фона, на котором она находится; функционального – наличия или отсутствия ее движения, имеющего решающее значение для опознания фигуры. Эта модель дает возможность формировать у детей обобщенное представление о явлении маскировки как таковом. Демонстрация на модели 3 – 4 разных по форме и цвету фигур способствует пониманию того, что для маскировки любого предмета (животного) важны два признака: окраска, совпадающая с окружающим фоном, и неподвижность. Таким образом, становится очевидной объективно существующая, но скрытая от восприятия ребенка связь между особенностями строения и поведения конкретных животных и свойствами среды их обитания.
Данный тип моделей способствует умственному воспитанию детей, так как позволяет абстрагировать и наглядно демонстрировать закономерную связь природных объектов, связь причинно-следственного характера; это содействует обобщенному познанию явления, развитию не только наглядно-образного, но и логического мышления.
В эколого-педагогическом процессе дошкольного учреждения могут быть задействованы предметные модели разных типов. Заводные игрушки, изображающие животных (лающие и двигающиеся собачки, клюющие куры и цыплята, плавающие рыбки и пр.), можно использовать как предметные модели в познании специфики живого. Глобус – предметная модель земного шара, позволяющая старшим дошкольникам получить элементарные географические представления о планете. Традиционным для дошкольного учреждения является аквариум с рыбами – правильно оформленный, он имитирует природный водоем и становится моделью водной экосистемы, демонстрирующей цепи питания, взаимосвязи, существующие в реальном природном сообществе. Использование любых предметных моделей развивает наглядно-образное, наглядно-символическое, абстрактное мышление, что немаловажно для обучения в школе.
Другой значимый тип – графическое моделирование. Выше отмечено: при ознакомлении дошкольников с живой природой большое значение имеют закономерно протекающие изменения – рост и развитие живых существ, сезонные изменения в природе и др. Особую роль в познании природных изменений играет сопоставление, которое выявляет устойчивые и меняющиеся признаки объектов. Наши исследования показывают, что сопоставление различных состояний меняющегося объекта или явления, разделенных относительно большими промежутками времени и требующее развитой симультанности образного мышления, доступно дошкольникам лишь при специальной организации обучения – создании графических моделей, отражающих этот процесс.
Графическое моделирование неоднократно использовалось в психологических исследованиях, проводимых под руководством Л. А. Венгера, с целью формирования у дошкольников модельных представлений о пространственном расположении предметов (Т. В. Лаврентьева), о конструируемых и изображаемых в рисовании объектах (Л. Л. Серхио, В. В. Холмовская, Л. И. Цеханская). Общим в этих исследованиях является моделируемое содержание – отдельные предметы или группы предметов (в одних случаях – объединенные на основе существенного сходства в обобщенные категории; в других – взаимосвязанные пространственным расположением). Исследованиями установлено, что графическое моделирование оказывает положительное влияние на развитие продуктивной и интеллектуальной деятельности дошкольников.
В исследовании Н. И. Ветровой{Ветрова Н. И. Формирование деятельности наблюдения и наблюдательности у детей старшего дошкольного возраста. Дис. канд. пед. наук. – Л., 1973.} ставилась задача расширения и уточнения конкретных представлений дошкольников о растениях. С этой целью их обучали приемам расчленяющей абстракции с помощью моделирования различных признаков строения растений. Автором были разработаны модели-шкалы признаков цвета, величины, характера поверхности и расположения, форм, численности отдельных частей растения. Наблюдая за растениями, дети самостоятельно составляли сенсорную модель – «полоску» варьирующих признаков. В результате обучения менялся характер наблюдения, появлялась многоплановость восприятия объектов. Дети могли характеризовать растения одновременно по многим признакам. Графическое моделирование данного типа способствовало сенсорному развитию.
Нами разработан иной, пространственно-временной тип графического моделирования. Выдвинуто предположение, что универсальным средством может стать серия графических изображений объекта на разных этапах его преобразования. Такая серия, составленная с учетом временного параметра, адекватно отражающего скорость изменения объекта, дает наглядное и одновременное представление о характере и последовательности его преобразований. По этому принципу разработаны различные типы графических моделей для фиксации состояний меняющихся природных объектов (в педагогической интерпретации называемых календарями наблюдений за явлениями природы): 1) календарь наблюдений за ростом и развитием растений; 2) календарь наблюдений за сезонными явлениями природы; 3) календарь наблюдений за птицами во время зимней подкормки.
Календари различаются способом фиксации наблюдений (реалистичные картинки, рисунки, картинки-пиктограммы, абстрактные значки) и содержанием. Объем моделируемого содержания во всех календарях нарастает от младших к старшим дошкольникам. В старшей группе вводится параметр времени (за единицу которого берется неделя, разделенная на дни), различные особенности условий жизни растений и животных, поведенческая специфика последних.
Например, главным содержанием календарей наблюдений за птицами во всех возрастных группах (а для младших – единственным) является состав птиц. Внесение результатов наблюдений в календарь в течение двух недель в разгар зимней подкормки позволяет детям всех возрастных групп хорошо познакомиться с многообразием зимующих птиц. Однако троекратное (в конце осени, зимой, в начале весны) внесение этого календаря в подготовительной группе дает возможность проследить с детьми еще и динамику изменения состава птиц, связанную с осенне-весенними миграциями. В результате регулярных наблюдений младшие дошкольники, которые ежедневно фиксируют наблюдения картонными фигурками реалистично изображенных птиц, получают первые впечатления о видовом их различии. Работа с календарем создает для этого дополнительные возможности: дети находят карточки с изображением пернатых, прилетавших к кормушке, и сопоставляют их с полученными во время наблюдений образами птиц. Ежедневное повторение этой процедуры в течение двух недель способствует формированию у детей отчетливых представлений, соответствующих словесным характеристикам (названия птиц, определение их величины, окраски и пр.).
Старшие дошкольники, работая с аналогичным календарем, расширяют свои представления не только о многообразии увиденных птиц, но и об особенностях их поведения (где кормились, чего боялись, проявляли агрессию или нет и пр.). В процессе фиксации наблюдений у детей развиваются способность к наглядно-схематическому мышлению, способность абстрагироваться, поскольку календари заполняются значками-символами.