Функции и цели обучения математическому моделированию в школе

Терешин Н. А. [28] выделяет следующие дидактические функции ма­тематического моделирования:

1. Познавательная функция.

 Методической целью этой функции является формирование познавательного образа изучаемого объек­та. Это формирование происходит постоянно при переходе от просто­го к сложному.

Здесь мысль учащегося направляется по кратчайшим и наиболее доступным путям к целостному восприятию объекта. Реализация познавательной функции не предопределяет процесса научного познания, ценность этой функции состоит в ознакомлении учащихся с наиболее кратчайшим и доступным способом осмысле­ния изучаемого материала.

2. Функция управления деятельностью учащихся.

Математичес­кое моделирование предметно и потому облегчает ориентировоч­ные, контрольные и коммуникационные действия. Ориентировочным действием может служить, например, построение чертежа, соответ­ствующего рассматриваемому условию, а также внесение в него до­полнительных элементов.

Контролирующие действия направлены на обнаружение ошибок при сравнении выполненного учащимися чертежа (схемы, графика) с помещенными в учебнике или на выяснение тех свойств, кото­рые должны сохранить объект при тех или иных преобразова­ниях.

Коммуникационные действия отвечают той стадии реализации функции управления деятельностью учащихся, которая соответству­ет исследованию полученных ими результатов. Выполняя эти дей­ствия, учащийся в свете собственного опыта объясняет другим или хотя бы самому себе по построенной модели суть изучаемого явле­ния или факта.

3. Интерпретационная функция.

Известно, что один и тот же объект можно выразить с помощью различных моделей. Например, окружность можно задать с помощью пары объектов (центр и ра­диус), уравнением относительно осей координат, а также с помощью рисунка или чертежа. В одних случаях можно воспользоваться ее аналитическим выражением, в других – геометрической моделью. Рассмотрение каждой из этих моделей является ее интерпретацией; чем значимей объект, тем желательней дать больше его интерпрета­ций, раскрывающих познавательный образ с разных сторон.

Можно также говорить об эстетических функциях моделирова­ния, а также о таких, как функция обеспечения целенаправленно­го внимания учащихся, запоминания и повторения учащимися учебного материала и т. д.

Кроме этих функций можно выделить еще одну – не менее важную – эвристическую. Математическая модель, выступая как выражение количеством качества объекта, позволяет экспериментировать с его количественной стороной, дает возможность определить границы устойчивости, нормальный и оптимальный режимы функционирования, еще глубже проникнуть в качественный аспект объекта — показать его внутренние закономерности. В этом и раскрывается эвристическая функция математического моделирования и его возможности для решения проблем разных наук: биологии, химии, физики, медицины и других [30].

Применение нескольких функций математической модели спо­собствует наиболее плодотворному мышлению учащегося, так как его внимание легко и своевременно переключается с модели на полу­ченную с ее помощью информацию об объекте и обратно. Такое переключение сводит к минимуму отвлечение умственных усилий учащихся от предмета их деятельности.