Modellering i Science med Storyboard That

Brug af videnskabelige modeller

For at hjælpe os med at forstå verden omkring os, skaber vi mentale modeller af fænomener. Disse modeller giver os mulighed for at skabe vores egen fornemmelse af, hvad og hvorfor noget sker. Disse modeller er personlige og matcher måske ikke altid en andens model. De kan ofte være ustabile, ufuldstændige eller defekte. På den anden side er konceptuelle modeller delte og eksplicitte repræsentationer eller analogier af fænomener. Disse modeller kan bruges af videnskabsmænd til at hjælpe dem med at forstå verden omkring os. Modeller bruges inden for alle videnskabsområder og tilbyder eksterne versioner af mentale begreber. Modeller er ikke en perfekt repræsentation; de er en forenklet version af et system, der fremhæver bestemte områder, mens andre ignorerer.

Next Generation Science Standards (NGSS) har "udvikling og brug af modeller" opført som en af de otte videnskabs- og ingeniørpraksis. Lærere opfordres til at udvikle elevernes færdigheder i modellering på alle stadier af et barns uddannelse. I løbet af de første år kan eleverne producere mærkede illustrationer af fænomener. I gymnasiet kan eleverne fremme deres modeludviklingsfærdigheder ved at fremhæve forskellige variabler og relationerne mellem dem.

Visuelle modeller oprettet på Storyboard That kan være gode undervisningsværktøjer. Men at få eleverne til at udvikle og bruge deres egne modeller er også vigtigt af en række årsager. For at skabe en nøjagtig model skal eleverne forstå emnet i detaljer. Eventuelle fejl, som eleverne laver i deres modeller, kan fremhæve huller i forståelse eller misforståelser. Modeller kan oprettes i begyndelsen og igen i slutningen af et emne for at se, hvordan elevernes tænkning har ændret sig.

Modeller kan også antage en bred vifte af forskellige former, fra tegninger og fysiske replikaer til analogier og computersimuleringer. Ikke alle typer modeller kan laves på Storyboard That, men der er nogle, der er meget velegnede, som visuelle konceptuelle modeller. Nedenfor er nogle eksempler for at vise dig, hvordan du kan bruge Storyboard That til at skabe modeller i dine naturfagstimer, uanset hvilken type videnskab du har!

Eksempler på naturvidenskabelige modeller

Analogimodeller er en fantastisk måde at beskrive noget til elever, de ikke er i stand til at se. Lærere bruger dem hele tiden, når de sammenligner et system med noget, eleverne er mere fortrolige med. Jo flere ligheder analogimodellen har med målsystemet, jo bedre. Visuelle repræsentationer af disse modeller hjælper eleverne med at lave konceptlinks lettere. Det kan være endnu mere effektivt at få eleverne til at skabe deres egne analogimodeller på Storyboard That! Diskussioner omkring lighederne og forskellene mellem analogien er essentielle, efter at de er blevet skabt. Disse kan være lærerledede i en hel klasseindstilling eller mindre elevledede diskussioner. Analogimodeller kan være nyttige, når eleverne lærer om en bred vifte af emner inden for naturvidenskab, især emner med abstrakte dele, der er svære at visualisere, såsom elektriske kredsløb.

Modeller kan også bruges til at repræsentere ting, der ikke kan ses, såsom kræfter. Som med elektriske kredsløb kan kræfter være svære for eleverne at forestille sig, fordi de ikke kan ses fysisk. Elever kan lave kraftdiagrammer ved hjælp af tegn og scener, med pile til at vise størrelsen og størrelsen af kræfterne. Eleverne er derefter i stand til at tænke over den resulterende kraft og den effekt, denne har på bevægelsen af forskellige kroppe.

Selv med simple fænomener skal eleverne lave annoterede diagrammer for at forklare den videnskabelige proces. Annoterede diagrammer er en kombination af tekst og illustrationer, der hjælper med at besvare et spørgsmål inden for videnskab. De kan vise processer, som ellers ville være usynlige, såsom molekyler eller kræfter. Tilføj et forstørrelsesglas og giv et 'indzoomet' billede af, hvad der foregår, og for at understrege, at modellen ikke er i skala.

Brug repræsentationer af de forskellige kropssystemer for at eleverne kan forstå de forskellige komponenter. Storyboard That har specifikke kunstværker, der er designet til at hjælpe eleverne med at forstå forskellige områder af biologi, såsom celler og kropssystemer. Opret narrative storyboards for at se på de processer, der sker i kroppen. Når de opretter disse modeller, kan eleverne dedikere en celle til at beskrive, hvad der sker på hvert trin.

Eleverne kunne også se på fordøjelsessystemet på et molekylært niveau og modellere nedbrydningen af forskellige makromolekyler i mindre, mere anvendelige dele. Eleverne kan bruge en række former til at repræsentere molekyler og enzymer og linjer til at repræsentere bindingerne mellem molekylerne.

Det kan være svært at få eleverne til at tænke over, hvordan energi bevæger sig mellem levende ting. Når vi underviser i dette emne, starter vi normalt med en fødekæde. En fødekæde placerer organismerne i rækkefølge og bruger derefter pile til at vise energistrømmen fra en levende ting til en anden. Efter fødekæder flytter vi normalt eleverne til at se på mere komplicerede forbrugsforhold, modelleret af fødevæv. Disse visuelle modeller kan hurtigt og nemt oprettes på Storyboard That ved hjælp af pile og billeder af forskellige dyr fra Photos for Class eller fra kategorien Dyr.

Eleverne kan nemt fremstille modeller af atomer og vise, hvordan de er arrangeret. Der er en række måder, hvorpå eleverne kan repræsentere dette, men en almindelig måde er ved at skabe stok- og boldmodeller. Stokke- og kuglemodeller kan vise forskellige typer atomer og bindingerne mellem dem. De er dog begrænsede, da de kun viser arrangementet og bindingerne i to dimensioner. Eleverne kan bruge disse 2D-billeder til at skabe 3D-modeller af molekylerne ud fra modellering af ler eller papir.

Efter at eleverne har set på, hvordan atomer kan arrangeres til at lave molekyler, kan de se på, hvordan atomer kan omarrangeres under kemiske reaktioner. Disse modeller er nyttige, fordi de giver dine elever mulighed for at forstå, at det samlede antal atomer bevares under en kemisk reaktion. De er også yderst nyttige, når de lærer eleverne at balancere symbolligninger.

Se på stoffets forskellige tilstande ved at modellere partiklerne i forskellige situationer. I nedenstående aktivitet kan eleverne sammenligne, hvad der sker på et virkeligt niveau i stor skala med det, der sker på et partikelniveau. For at gennemføre dette med succes skal eleverne kombinere viden om partikler, temperatur og energi.

Modeller kan være meget nyttige, når man ser på, hvordan processer fungerer sammen i jordsystemer. Eleverne kan tilføje pile for at vise energi eller stofs bevægelse. I eksemplet med global opvarmning viser pilene energiens bevægelse. I eksemplet med kulstofkredsløbet viser pilene kulstoffets bevægelse. Eleverne kan derefter nemt blande tekst ind i storyboards, hvilket giver dem mulighed for at forklare deres model. Der er endda en funktion, der giver eleverne mulighed for at optage deres stemme og vedhæfte den til storyboard.

Der er mange måder, hvorpå modeller kan bruges, når der undervises i rumvidenskab. I eksemplet på storyboardet nedenfor vil eleverne tegne linjer fra Jordens, Månen og Solens relative positioner til, hvordan Månen ser ud fra Jorden. Som med mange modeller af rummet og vores solsystem, er det meget svært at få skalaen korrekt; dette er en begrænsning, du kan diskutere med dine elever.

Evalueringsfærdigheder

Modeller er aldrig perfekte, fordi de tilbyder en forenklet version af den virkelige verdens fænomen. Dette giver eleverne mulighed for at analysere og vurdere modeller. Lav et T-diagram, der fremhæver styrkerne og begrænsningerne, og diskuter modellens præcision. Dette kan så bruges til at komme med ideer til, hvordan man kan forbedre modeller og gøre dem tættere på målfænomenet. Disse evalueringsevner kan øves fra en ung alder. Unge studerende kan begynde at påpege forskelle mellem modeller og det virkelige system. Disse analyse- og evalueringsfærdigheder giver eleverne mulighed for at tænke dybt ved at bruge højere ordens bearbejdningsfærdigheder til at tænke over, hvordan man kan forfine og forbedre modellen. Disse evalueringsopgaver kan udføres individuelt. Opret dine egne vurderingsrubrikker for en bestemt model ved hjælp af Quick Rubric.

Relaterede aktiviteter

Ofte stillede spørgsmål om modellering i naturvidenskab med Storyboard That

Hvad er videnskabelige modeller?

Videnskabsmodeller er mentale eller eksplicitte repræsentationer af fænomener, der giver os mulighed for at forstå verden omkring os. De kan være personlige, delte, ustabile, ufuldstændige eller defekte.

Hvorfor er modeller vigtige i naturvidenskabelige uddannelser?

Udvikling og brug af modeller er opført som en af de otte videnskabs- og ingeniørpraksis i Next Generation Science Standards. Lærere opfordres til at udvikle elevernes færdigheder i modellering på alle stadier af et barns uddannelse, fordi modeller kan hjælpe eleverne med at forstå emnet i detaljer, fremhæve huller i forståelse eller misforståelser og vise, hvordan elevernes tænkning har ændret sig.

Hvad er nogle eksempler på videnskabelige modeller, der kan oprettes ved hjælp af Storyboard That?

Storyboard That kan bruges til at skabe en bred vifte af videnskabelige modeller, såsom analogimodeller, kraftdiagrammer, kommenterede diagrammer, repræsentationer af kropssystemer, modeller af atomer og molekyler og visuelle modeller af fødekæder og net.

Hvordan kan analogimodeller bruges i naturvidenskabelig undervisning?

Analogimodeller er nyttige i naturfagsundervisning, fordi de kan hjælpe eleverne med at forstå abstrakte eller svære at visualisere emner, såsom elektriske kredsløb. Eleverne kan skabe deres egne analogimodeller på Storyboard That, og diskussioner omkring lighederne og forskellene mellem analogien og målsystemet er afgørende.