النمذجة في العلوم مع Storyboard That

استخدام النماذج العلمية

لمساعدتنا على فهم العالم من حولنا ، نقوم بإنشاء نماذج عقلية للظواهر. تتيح لنا هذه النماذج تكوين إحساسنا بما يحدث ولماذا يحدث شيء ما. هذه النماذج شخصية ، وقد لا تتطابق دائمًا مع نموذج شخص آخر. يمكن أن تكون غالبًا غير مستقرة أو غير كاملة أو معيبة. من ناحية أخرى ، يتم مشاركة النماذج المفاهيمية والتمثيلات أو التشبيهات الصريحة للظواهر. يمكن للعلماء استخدام هذه النماذج لمساعدتهم على فهم العالم من حولنا. تُستخدم النماذج في جميع مجالات العلوم وتقدم إصدارات خارجية من المفاهيم العقلية. النماذج ليست تمثيلًا مثاليًا ؛ إنها نسخة مبسطة من نظام يسلط الضوء على مناطق معينة بينما يتجاهل مناطق أخرى.

معايير علوم الجيل التالي (NGSS) لديها "تطوير واستخدام النماذج" المدرجة باعتبارها واحدة من ثمانية ممارسات العلوم والهندسة. يتم تشجيع المعلمين على تطوير مهارات الطلاب في النمذجة في جميع مراحل تعليم الطفل. خلال السنوات الأولى ، يمكن للطلاب إنتاج رسوم توضيحية معنونة للظواهر. في المدرسة الثانوية ، يمكن للطلاب تطوير مهاراتهم في تطوير النموذج من خلال تسليط الضوء على المتغيرات المختلفة والعلاقات بينهم.

النماذج المرئية التي تم إنشاؤها على Storyboard That يمكن أن تكون أدوات تعليمية رائعة. ومع ذلك ، فإن حث الطلاب على تطوير واستخدام النماذج الخاصة بهم أمر مهم أيضًا لعدد من الأسباب. من أجل إنشاء نموذج دقيق ، يحتاج الطلاب إلى فهم الموضوع بالتفصيل. يمكن لأي أخطاء يرتكبها الطلاب في نماذجهم أن تبرز الفجوات في الفهم أو المفاهيم الخاطئة. يمكن إنشاء النماذج في بداية الموضوع ومرة أخرى في نهايته لمعرفة كيف تغير تفكير الطلاب.

يمكن أن تتخذ النماذج أيضًا مجموعة واسعة من الأشكال المختلفة ، من الرسومات والنسخ المقلدة المادية ، إلى التشبيهات والمحاكاة الحاسوبية. لا يمكن صنع جميع أنواع النماذج على Storyboard That ، ولكن هناك بعض النماذج المناسبة تمامًا ، مثل النماذج المفاهيمية المرئية. فيما يلي بعض الأمثلة لتوضح لك كيف يمكنك استخدام Storyboard That لإنشاء نماذج في فصول العلوم ، بغض النظر عن نوع العلم!

أمثلة نموذج العلوم

تعد نماذج القياس طريقة رائعة لوصف شيء للطلاب لا يمكنهم رؤيته. يستخدمها المعلمون طوال الوقت عندما يقارنون نظامًا بشيء يكون الطلاب أكثر دراية به. كلما زادت أوجه التشابه بين نموذج القياس والنظام المستهدف ، كان ذلك أفضل. تساعد التمثيلات المرئية لهذه النماذج الطلاب على إنشاء روابط المفاهيم بسهولة أكبر. يمكن أن يكون أكثر فاعلية أن يقوم الطلاب بإنشاء نماذج القياس الخاصة بهم على Storyboard That! المناقشات حول أوجه التشابه والاختلاف بين القياس ضرورية بعد إنشائها. يمكن أن تكون هذه المناقشات بقيادة المعلم في فصل دراسي كامل ، أو مناقشات أصغر يقودها الطلاب. يمكن أن تكون نماذج القياس مفيدة عندما يتعلم الطلاب حول مجموعة واسعة من الموضوعات في العلوم ، وخاصة الموضوعات ذات الأجزاء المجردة التي يصعب تصورها ، مثل الدوائر الكهربائية.

يمكن أيضًا استخدام النماذج لتمثيل الأشياء التي لا يمكن رؤيتها ، مثل القوى. كما هو الحال مع الدوائر الكهربائية ، قد يصعب على الطلاب تخيل القوى لأنه لا يمكن رؤيتهم جسديًا. يمكن للطلاب إنشاء مخططات القوة باستخدام الشخصيات والمشاهد ، مع الأسهم لإظهار حجم وحجم القوى. يستطيع الطلاب بعد ذلك التفكير في القوة الناتجة وتأثير ذلك على حركة الأجسام المختلفة.

حتى مع الظواهر البسيطة ، اطلب من الطلاب إنشاء مخططات توضيحية لشرح العملية العلمية. المخططات المشروحة هي مزيج من النصوص والرسوم التوضيحية التي تساعد في الإجابة عن سؤال في العلوم. يمكنهم إظهار العمليات التي قد تكون غير مرئية ، مثل الجزيئات أو القوى. أضف عدسة مكبرة وأعطِ رؤية "مكبرة" لما يحدث وللتأكيد على أن النموذج ليس مقياسًا.

استخدم تمثيلات لأنظمة الجسم المختلفة حتى يفهم الطلاب المكونات المختلفة. Storyboard That يحتوي على عمل فني محدد تم تصميمه لمساعدة الطلاب على فهم مجالات مختلفة من علم الأحياء ، مثل الخلايا وأنظمة الجسم. قم بإنشاء القصص المصورة السردية للنظر في العمليات التي تحدث داخل الجسم. عند إنشاء هذه النماذج ، يمكن للطلاب تخصيص خلية لوصف ما يحدث في كل مرحلة.

يمكن للطلاب أيضًا أن ينظروا إلى الجهاز الهضمي على المستوى الجزيئي ونمذجة انهيار الجزيئات الكبيرة المختلفة إلى أجزاء أصغر وأكثر قابلية للاستخدام. يمكن للطلاب استخدام مجموعة من الأشكال لتمثيل الجزيئات والإنزيمات ، وخطوط لتمثيل الروابط بين الجزيئات.

قد يكون حمل الطلاب على التفكير في كيفية انتقال الطاقة بين الكائنات الحية أمرًا صعبًا. عند تدريس هذا الموضوع ، نبدأ عادةً بسلسلة غذائية. تقوم السلسلة الغذائية بترتيب الكائنات الحية ثم تستخدم الأسهم لإظهار تدفق الطاقة من كائن حي إلى آخر. بعد سلاسل الغذاء ، ننتقل بالطلاب عادةً للنظر في علاقات استهلاك أكثر تعقيدًا ، على غرار شبكات الغذاء. يمكن إنشاء هذه النماذج المرئية بسرعة وسهولة على Storyboard That باستخدام أسهم وصور حيوانات مختلفة من Photos for Class أو من فئة Animals.

يمكن للطلاب بسهولة إنتاج نماذج من الذرات وإظهار كيفية ترتيبها. هناك عدد من الطرق التي يمكن للطلاب من خلالها تمثيل ذلك ، ولكن هناك طريقة شائعة تتمثل في إنشاء نماذج الكرة والعصا. يمكن لنماذج العصا والكرة إظهار أنواع مختلفة من الذرات والروابط بينهما. ومع ذلك ، فهي محدودة لأنها تظهر فقط الترتيب والروابط في بعدين. يمكن للطلاب استخدام هذه الصور ثنائية الأبعاد لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للجزيئات من الصلصال أو الورق.

بعد أن نظر الطلاب في كيفية ترتيب الذرات لتكوين جزيئات ، يمكنهم النظر في كيفية إعادة ترتيب الذرات أثناء التفاعلات الكيميائية. هذه النماذج مفيدة لأنها تسمح لطلابك بفهم أن العدد الإجمالي للذرات يتم حفظه أثناء تفاعل كيميائي. كما أنها مفيدة للغاية عند تعليم الطلاب كيفية موازنة معادلات الرموز.

انظر إلى الحالات المختلفة للمادة عن طريق نمذجة الجسيمات في مواقف مختلفة. في النشاط أدناه ، يمكن للطلاب مقارنة ما يحدث على مستوى العالم الحقيقي على نطاق واسع بما يحدث على مستوى الجسيمات. لإكمال هذا بنجاح ، سيحتاج الطلاب إلى الجمع بين المعرفة حول الجسيمات ودرجة الحرارة والطاقة.

يمكن أن تكون النماذج مفيدة جدًا عند النظر في كيفية عمل العمليات معًا في أنظمة الأرض. يمكن للطلاب إضافة أسهم لإظهار حركة الطاقة أو المادة. في مثال الاحتباس الحراري ، تُظهر الأسهم حركة الطاقة. في مثال دورة الكربون ، تُظهر الأسهم حركة الكربون. يمكن للطلاب بعد ذلك دمج النص بسهولة في القصص المصورة ، مما يتيح لهم الفرصة لشرح نموذجهم. حتى أن هناك وظيفة تسمح للطلاب بتسجيل أصواتهم وإرفاقها بلوحة العمل.

هناك العديد من الطرق التي يمكن من خلالها استخدام النماذج عند تدريس علوم الفضاء. في مثال لوحة القصة أدناه ، سيرسم الطلاب خطوطًا من المواضع النسبية للأرض والقمر والشمس لكيفية ظهور القمر من الأرض. كما هو الحال مع العديد من نماذج الفضاء ونظامنا الشمسي ، من الصعب جدًا تصحيح المقياس ؛ هذا قيد يمكنك مناقشته مع طلابك.

مهارات التقييم

النماذج ليست مثالية أبدًا لأنها تقدم نسخة مبسطة من ظاهرة العالم الحقيقي. يوفر هذا للطلاب فرصة لتحليل وتقييم النماذج. قم بإنشاء مخطط T يبرز نقاط القوة والقيود وناقش دقة النموذج. يمكن استخدام هذا بعد ذلك للتوصل إلى أفكار حول كيفية تحسين النماذج وجعلها أقرب إلى الظاهرة المستهدفة. يمكن ممارسة مهارات التقييم هذه منذ الصغر. يمكن للطلاب الصغار البدء في تحديد الاختلافات بين النماذج والنظام الحقيقي. تتيح مهارات التحليل والتقييم هذه للطلاب التفكير بعمق باستخدام مهارات معالجة عالية المستوى للتفكير في كيفية صقل النموذج وتحسينه. يمكن إكمال مهام التقييم هذه بشكل فردي. قم بإنشاء نماذج التقييم الخاصة بك لنموذج معين باستخدام Quick Rubric.

الأسئلة المتداولة حول النمذجة في العلوم باستخدام Storyboard That

ما هي نماذج العلم؟

نماذج العلم هي تمثيلات عقلية أو صريحة للظواهر التي تسمح لنا بفهم العالم من حولنا. يمكن أن تكون شخصية أو مشتركة أو غير مستقرة أو غير كاملة أو معيبة.

لماذا النماذج مهمة في تعليم العلوم؟

تطوير واستخدام النماذج مدرج كواحد من ثمانية ممارسات علمية وهندسية في معايير علوم الجيل التالي. يتم تشجيع المعلمين على تطوير مهارات الطلاب في النمذجة في جميع مراحل تعليم الطفل لأن النماذج يمكن أن تساعد الطلاب على فهم الموضوع بالتفصيل ، وتسليط الضوء على الفجوات في الفهم أو المفاهيم الخاطئة ، وإظهار كيف تغير تفكير الطلاب.

ما هي بعض الأمثلة للنماذج العلمية التي يمكن إنشاؤها باستخدام Storyboard That ؟

Storyboard That يمكن استخدامها لإنشاء مجموعة واسعة من النماذج العلمية ، مثل نماذج القياس ، ومخططات القوة ، والمخططات التوضيحية ، وتمثيلات أنظمة الجسم ، ونماذج الذرات والجزيئات ، والنماذج المرئية لسلاسل الغذاء والشبكات.

كيف يمكن استخدام نماذج القياس في تعليم العلوم؟

تعد نماذج القياس مفيدة في تعليم العلوم لأنها يمكن أن تساعد الطلاب على فهم الموضوعات المجردة أو التي يصعب تصورها ، مثل الدوائر الكهربائية. يمكن للطلاب إنشاء نماذج القياس الخاصة بهم على Storyboard That ، والمناقشات حول أوجه التشابه والاختلاف بين القياس والنظام المستهدف ضرورية.