Modelleren in de wetenschap met Storyboard That

Wetenschapsmodellen gebruiken

Om ons te helpen de wereld om ons heen te begrijpen, creëren we mentale modellen van verschijnselen. Deze modellen stellen ons in staat om ons eigen idee te krijgen van wat en waarom iets gebeurt. Deze modellen zijn persoonlijk en komen mogelijk niet altijd overeen met het model van iemand anders. Ze kunnen vaak onstabiel, onvolledig of defect zijn. Aan de andere kant zijn conceptuele modellen gedeelde en expliciete representaties of analogieën van verschijnselen. Deze modellen kunnen door wetenschappers worden gebruikt om hen te helpen de wereld om ons heen te begrijpen. Modellen worden gebruikt in alle wetenschapsgebieden en bieden externe versies van mentale concepten. Modellen zijn geen perfecte weergave; ze zijn een vereenvoudigde versie van een systeem dat bepaalde gebieden benadrukt en andere negeert.

De Next Generation Science Standards (NGSS) hebben "modellen ontwikkelen en gebruiken" vermeld als een van de acht wetenschappelijke en technische praktijken. Leraren worden aangemoedigd om de vaardigheden van leerlingen te ontwikkelen in het modelleren in alle stadia van de opvoeding van een kind. Tijdens de vroege jaren kunnen studenten gelabelde illustraties van verschijnselen maken. Op de middelbare school kunnen leerlingen hun vaardigheden op het gebied van modelontwikkeling verbeteren door verschillende variabelen en de relaties daartussen te benadrukken.

Visuele modellen gemaakt op Storyboard That kunnen geweldige leermiddelen zijn. Het is echter ook om een aantal redenen belangrijk om studenten hun eigen modellen te laten ontwikkelen en gebruiken. Om een nauwkeurig model te maken, moeten studenten het onderwerp in detail begrijpen. Eventuele fouten die leerlingen in hun modellen maken, kunnen hiaten in het begrip of misvattingen aan het licht brengen. Er kunnen aan het begin en aan het einde van een onderwerp modellen worden gemaakt om te zien hoe het denken van studenten is veranderd.

Modellen kunnen ook een groot aantal verschillende vormen aannemen, van tekeningen en fysieke replica's tot analogieën en computersimulaties. Niet alle soorten modellen kunnen op Storyboard That worden gemaakt, maar er zijn er enkele die zeer geschikt zijn, zoals visuele conceptuele modellen. Hieronder staan enkele voorbeelden om u te laten zien hoe u Storyboard That kunt gebruiken om modellen te maken in uw wetenschapslessen, ongeacht het type wetenschap!

Voorbeelden van wetenschappelijke modellen

Analogiemodellen zijn een geweldige manier om iets te beschrijven aan studenten die ze niet kunnen zien. Docenten gebruiken ze de hele tijd wanneer ze een systeem vergelijken met iets waarmee de leerlingen meer vertrouwd zijn. Hoe meer overeenkomsten het analogiemodel heeft met het doelsysteem, hoe beter. Visuele representaties van deze modellen helpen studenten om conceptkoppelingen gemakkelijker te maken. Het kan zelfs nog effectiever zijn om studenten hun eigen analogiemodellen te laten maken op Storyboard That! Discussies over de overeenkomsten en verschillen tussen de analogieën zijn essentieel nadat ze zijn gemaakt. Deze kunnen door een docent worden geleid in een klasomgeving of kleinere discussies onder leiding van studenten. Analogiemodellen kunnen handig zijn wanneer studenten leren over een breed scala aan onderwerpen in de wetenschap, vooral onderwerpen met abstracte moeilijk te visualiseren onderdelen, zoals elektrische circuits.

Modellen kunnen ook worden gebruikt om dingen weer te geven die niet kunnen worden gezien, zoals krachten. Net als bij elektrische circuits, kunnen studenten zich krachten moeilijk voorstellen omdat ze fysiek niet kunnen worden gezien. Studenten kunnen krachtendiagrammen maken met behulp van karakters en scènes, met pijlen om de grootte en grootte van de krachten te tonen. De leerlingen kunnen dan nadenken over de resulterende kracht en het effect dat dit heeft op de beweging van verschillende lichamen.

Laat de leerlingen zelfs bij eenvoudige verschijnselen geannoteerde diagrammen maken om het wetenschappelijke proces uit te leggen. Geannoteerde diagrammen zijn een combinatie van tekst en illustraties die helpen bij het beantwoorden van een vraag in de wetenschap. Ze kunnen processen laten zien die anders onzichtbaar zouden zijn, zoals moleculen of krachten. Voeg een vergrootglas toe en geef een 'ingezoomd' beeld van wat er aan de hand is en om te benadrukken dat het model niet op schaal is.

Gebruik voorstellingen van de verschillende lichaamssystemen zodat leerlingen de verschillende componenten kunnen begrijpen. Storyboard That heeft specifieke illustraties die zijn ontworpen om studenten te helpen verschillende gebieden van de biologie te begrijpen, zoals cellen en lichaamssystemen. Maak verhalende storyboards om te kijken naar de processen die in het lichaam plaatsvinden. Bij het maken van deze modellen kunnen leerlingen een cel wijden om te beschrijven wat er in elke fase gebeurt.

Studenten zouden ook op moleculair niveau naar het spijsverteringsstelsel kunnen kijken en de afbraak van verschillende macromoleculen in kleinere, meer bruikbare delen modelleren. Studenten kunnen verschillende vormen gebruiken om moleculen en enzymen weer te geven, en lijnen om de bindingen tussen de moleculen weer te geven.

Studenten laten nadenken over hoe energie beweegt tussen levende wezens kan lastig zijn. Bij het onderwijzen van dit onderwerp beginnen we normaal gesproken met een voedselketen. Een voedselketen plaatst de organismen op volgorde en gebruikt vervolgens pijlen om de stroom van energie van het ene levend wezen naar het andere te laten zien. Na voedselketens gaan we normaal gesproken verder met het bekijken van meer gecompliceerde consumptierelaties, gemodelleerd door voedselwebben. Deze visuele modellen kunnen snel en eenvoudig worden gemaakt op Storyboard That met behulp van pijlen en afbeeldingen van verschillende dieren uit Photos for Class of uit de categorie Dieren.

Studenten kunnen eenvoudig modellen van atomen maken en laten zien hoe ze zijn gerangschikt. Er zijn een aantal manieren waarop leerlingen dit kunnen weergeven, maar een gebruikelijke manier is door stick- en balmodellen te maken. Stok- en balmodellen kunnen verschillende soorten atomen en de bindingen daartussen laten zien. Ze zijn echter beperkt, omdat ze de opstelling en bindingen alleen in twee dimensies weergeven. Studenten kunnen deze 2D-afbeeldingen gebruiken om 3D-modellen van de moleculen te maken van boetseerklei of papier.

Nadat leerlingen hebben gekeken hoe atomen kunnen worden gerangschikt om moleculen te maken, kunnen ze kijken hoe atomen kunnen worden herschikt tijdens chemische reacties. Deze modellen zijn nuttig omdat ze uw leerlingen laten begrijpen dat het totale aantal atomen behouden blijft tijdens een chemische reactie. Ze zijn ook erg handig wanneer ze studenten leren hoe ze symboolvergelijkingen moeten balanceren.

Kijk naar de verschillende toestanden van materie door de deeltjes in verschillende situaties te modelleren. In de onderstaande activiteit kunnen leerlingen vergelijken wat er op grootschalig niveau in de echte wereld gebeurt met wat er op deeltjesniveau gebeurt. Om dit met succes af te ronden, moeten studenten kennis over deeltjes, temperatuur en energie combineren.

Modellen kunnen erg handig zijn als we kijken naar hoe processen samenwerken in aardse systemen. Leerlingen kunnen pijlen toevoegen om de beweging van energie of materie te laten zien. In het voorbeeld van de opwarming van de aarde tonen de pijlen de beweging van energie. In het voorbeeld van de koolstofcyclus tonen de pijlen de beweging van koolstof. Studenten kunnen dan eenvoudig tekst in de storyboards mengen, zodat ze hun model kunnen uitleggen. Er is zelfs een functie waarmee studenten hun stem kunnen opnemen en aan het storyboard kunnen koppelen.

Er zijn veel manieren waarop modellen kunnen worden gebruikt bij het lesgeven over ruimtewetenschap. In het onderstaande voorbeeld van een storyboard zouden leerlingen lijnen trekken van de relatieve posities van de aarde, de maan en de zon naar hoe de maan er vanaf de aarde uitziet. Zoals met veel modellen van de ruimte en ons zonnestelsel, is het erg moeilijk om de schaal correct te krijgen; dit is een beperking die je met je leerlingen kunt bespreken.

Evaluatie Vaardigheden

Modellen zijn nooit perfect omdat ze een vereenvoudigde versie van het echte wereldfenomeen bieden. Dit biedt studenten de mogelijkheid om modellen te analyseren en te evalueren. Maak een T-kaart met de sterke punten en beperkingen en bespreek de precisie van het model. Dit kan vervolgens worden gebruikt om met ideeën te komen om modellen te verbeteren en dichter bij het doelfenomeen te brengen. Deze evaluatievaardigheden kunnen al op jonge leeftijd worden geoefend. Jonge studenten kunnen beginnen te wijzen op verschillen tussen modellen en het echte systeem. Deze analyse- en evaluatievaardigheden stellen studenten in staat diep na te denken door hogere-ordeverwerkingsvaardigheden te gebruiken om na te denken over hoe het model kan worden verfijnd en verbeterd. Deze evaluatietaken kunnen individueel worden ingevuld. Maak uw eigen beoordelingsrubrieken voor een bepaald model met Quick Rubric.

Veelgestelde vragen over modellering in de wetenschap met Storyboard That

Wat zijn wetenschappelijke modellen?

Wetenschapsmodellen zijn mentale of expliciete representaties van fenomenen die ons in staat stellen de wereld om ons heen te begrijpen. Ze kunnen persoonlijk, gedeeld, onstabiel, onvolledig of defect zijn.

Waarom zijn modellen belangrijk in het wetenschappelijk onderwijs?

Het ontwikkelen en gebruiken van modellen wordt vermeld als een van de acht praktijken op het gebied van wetenschap en techniek in de Next Generation Science Standards. Leraren worden aangemoedigd om de vaardigheden van studenten in het modelleren te ontwikkelen in alle stadia van de opvoeding van een kind, omdat modellen studenten kunnen helpen het onderwerp tot in detail te begrijpen, hiaten in begrip of misvattingen kunnen benadrukken en kunnen laten zien hoe het denken van studenten is veranderd.

Wat zijn enkele voorbeelden van wetenschappelijke modellen die kunnen worden gemaakt met behulp van Storyboard That?

Storyboard That kan worden gebruikt om een breed scala aan wetenschappelijke modellen te maken, zoals analogiemodellen, krachtdiagrammen, geannoteerde diagrammen, representaties van lichaamssystemen, modellen van atomen en moleculen, en visuele modellen van voedselketens en webben.

Hoe kunnen analogiemodellen worden gebruikt in het wetenschappelijk onderwijs?

Analogiemodellen zijn nuttig in het wetenschappelijk onderwijs omdat ze studenten kunnen helpen abstracte of moeilijk te visualiseren onderwerpen, zoals elektrische circuits, te begrijpen. Studenten kunnen hun eigen analogiemodellen maken op Storyboard That, en discussies over de overeenkomsten en verschillen tussen de analogie en het doelsysteem zijn essentieel.