Modellering i Science med Storyboard That

Bruke vitenskapelige modeller

For å hjelpe oss å forstå verden rundt oss, lager vi mentale modeller av fenomener. Disse modellene lar oss lage vår egen følelse av hva og hvorfor noe skjer. Disse modellene er personlige, og matcher kanskje ikke alltid noen andres modell. De kan ofte være ustabile, ufullstendige eller defekte. På den annen side er konseptuelle modeller delte og eksplisitte representasjoner eller analogier av fenomener. Disse modellene kan brukes av forskere for å hjelpe dem å forstå verden rundt oss. Modeller brukes på alle områder av vitenskapen og tilbyr eksterne versjoner av mentale konsepter. Modeller er ikke en perfekt representasjon; de er en forenklet versjon av et system som fremhever visse områder mens andre ignorerer.

Next Generation Science Standards (NGSS) har "utvikling og bruk av modeller" oppført som en av de åtte vitenskaps- og ingeniørpraksisene. Lærere oppfordres til å utvikle elevenes ferdigheter i modellering på alle stadier av et barns utdanning. I løpet av de første årene kan studentene produsere merkede illustrasjoner av fenomener. På videregående kan elevene fremme sine modellutviklende ferdigheter ved å fremheve ulike variabler og relasjonene mellom dem.

Visuelle modeller laget på Storyboard That kan være gode undervisningsverktøy. Men å få elevene til å utvikle og bruke sine egne modeller er også viktig av en rekke årsaker. For å lage en nøyaktig modell, må elevene forstå emnet i detalj. Eventuelle feil som elevene gjør i modellene sine, kan synliggjøre hull i forståelsen eller misoppfatninger. Modeller kan lages i begynnelsen og igjen på slutten av et emne for å se hvordan elevenes tenkning har endret seg.

Modeller kan også ha et bredt spekter av forskjellige former, fra tegninger og fysiske replikaer, til analogier og datasimuleringer. Ikke alle typer modeller kan lages på Storyboard That, men det er noen som er veldig godt egnet, som visuelle konseptuelle modeller. Nedenfor er noen eksempler for å vise deg hvordan du kan bruke Storyboard That til å lage modeller i naturfagklassene dine, uansett type naturfag!

Eksempler på vitenskapelige modeller

Analogimodeller er en fin måte å beskrive noe til elever de ikke kan se. Lærere bruker dem hele tiden når de sammenligner et system med noe elevene er mer kjent med. Jo flere likheter analogimodellen har med målsystemet, jo bedre. Visuelle representasjoner av disse modellene hjelper elevene å lage konseptkoblinger lettere. Det kan være enda mer effektivt å la elevene lage sine egne analogimodeller på Storyboard That! Diskusjoner rundt likhetene og forskjellene mellom analogiene er viktige etter at de er opprettet. Disse kan være lærerledede i en hel klassesetting, eller mindre elevledede diskusjoner. Analogimodeller kan være nyttige når studenter lærer om et bredt spekter av emner innen naturvitenskap, spesielt emner med abstrakte deler som er vanskelige å visualisere, som elektriske kretser.

Modeller kan også brukes til å representere ting som ikke kan sees, for eksempel krefter. Som med elektriske kretser, kan krefter være vanskelige for elevene å forestille seg fordi de ikke kan sees fysisk. Elevene kan lage kraftdiagrammer ved hjelp av tegn og scener, med piler for å vise størrelsen og størrelsen på kreftene. Elevene kan da tenke på den resulterende kraften og effekten dette har på bevegelsen til ulike kropper.

Selv med enkle fenomener, la elevene lage kommenterte diagrammer for å forklare den vitenskapelige prosessen. Annoterte diagrammer er en kombinasjon av tekst og illustrasjoner som hjelper deg med å svare på et spørsmål innen vitenskap. De kan vise prosesser som ellers ville vært usynlige, for eksempel molekyler eller krefter. Legg til et forstørrelsesglass og gi et "zoomet inn" bilde av hva som skjer og for å understreke at modellen ikke er i skala.

Bruk representasjoner av de ulike kroppssystemene for at elevene skal forstå de ulike komponentene. Storyboard That har spesifikke kunstverk som er designet for å hjelpe elevene å forstå ulike områder av biologi, for eksempel celler og kroppssystemer. Lag narrative storyboards for å se på prosessene som skjer i kroppen. Når du lager disse modellene, kan elevene dedikere en celle for å beskrive hva som skjer på hvert trinn.

Elevene kunne også se på fordøyelsessystemet på et molekylært nivå og modellere nedbrytningen av ulike makromolekyler til mindre, mer brukbare deler. Elevene kan bruke en rekke former for å representere molekyler og enzymer, og linjer for å representere bindingene mellom molekylene.

Det kan være vanskelig å få elevene til å tenke på hvordan energi beveger seg mellom levende ting. Når vi underviser i dette emnet, starter vi normalt med en næringskjede. En næringskjede plasserer organismene i rekkefølge og bruker deretter piler for å vise energistrømmen fra en levende ting til en annen. Etter næringskjeder flytter vi normalt elevene videre til å se på mer kompliserte forbruksforhold, modellert av næringsnett. Disse visuelle modellene kan raskt og enkelt lages på Storyboard That ved å bruke piler og bilder av forskjellige dyr fra Photos for Class eller fra kategorien Dyr.

Elevene kan enkelt lage modeller av atomer og vise hvordan de er ordnet. Det er en rekke måter elevene kan representere dette på, men en vanlig måte er å lage stokk- og ballmodeller. Stick- og ballmodeller kan vise ulike typer atomer og bindingene mellom dem. De er imidlertid begrenset, da de kun viser arrangementet og bindingene i to dimensjoner. Elevene kan bruke disse 2D-bildene til å lage 3D-modeller av molekylene av modelleringsleire eller papir.

Etter at elevene har sett på hvordan atomer kan ordnes for å lage molekyler, kan de se på hvordan atomer kan omorganiseres under kjemiske reaksjoner. Disse modellene er nyttige fordi de lar elevene forstå at det totale antallet atomer er bevart under en kjemisk reaksjon. De er også svært nyttige når de lærer elevene hvordan de skal balansere symbolligninger.

Se på de forskjellige tilstandene til materie ved å modellere partiklene i forskjellige situasjoner. I aktiviteten nedenfor kan elevene sammenligne det som skjer på et reelt nivå i stor skala med det som skjer på et partikkelnivå. For å fullføre dette på en vellykket måte, må elevene kombinere kunnskap om partikler, temperatur og energi.

Modeller kan være svært nyttige når man ser på hvordan prosesser fungerer sammen i jordsystemer. Elevene kan legge til piler for å vise bevegelsen av energi eller materie. I eksemplet med global oppvarming viser pilene energiens bevegelse. I eksemplet med karbonsyklus viser pilene bevegelsen til karbon. Elevene kan deretter enkelt blande tekst inn i storyboardene, og gi dem muligheten til å forklare modellen sin. Det er til og med en funksjon som lar elevene spille inn stemmen sin og feste den til storyboardet.

Det er mange måter modeller kan brukes på når man underviser om romvitenskap. I eksempelet på storyboardet nedenfor vil elevene tegne linjer fra de relative posisjonene til jorden, månen og solen til hvordan månen ser ut fra jorden. Som med mange modeller av verdensrommet og vårt solsystem, er det svært vanskelig å få skalaen riktig; dette er en begrensning du kan diskutere med elevene dine.

Evalueringsferdigheter

Modeller er aldri perfekte fordi de tilbyr en forenklet versjon av det virkelige fenomenet. Dette gir studentene mulighet til å analysere og vurdere modeller. Lag et T-diagram som fremhever styrkene og begrensningene og diskuter presisjonen til modellen. Dette kan så brukes til å komme med ideer til hvordan man kan forbedre modellene og gjøre dem nærmere målfenomenet. Disse evalueringsferdighetene kan praktiseres fra en ung alder. Unge studenter kan begynne å peke på forskjeller mellom modeller og det virkelige systemet. Disse analyse- og evalueringsferdighetene lar studentene tenke dypt ved å bruke prosesseringsferdigheter av høyere orden til å tenke på hvordan de kan avgrense og forbedre modellen. Disse evalueringsoppgavene kan gjennomføres individuelt. Lag dine egne vurderingsrubrikker for en bestemt modell ved å bruke Quick Rubric.

Relaterte aktiviteter

Ofte stilte spørsmål om modellering i vitenskap med Storyboard That

Hva er vitenskapelige modeller?

Vitenskapsmodeller er mentale eller eksplisitte representasjoner av fenomener som lar oss forstå verden rundt oss. De kan være personlige, delte, ustabile, ufullstendige eller defekte.

Hvorfor er modeller viktige i realfagsundervisning?

Utvikling og bruk av modeller er oppført som en av de åtte vitenskapelige og tekniske praksisene i Next Generation Science Standards. Lærere oppfordres til å utvikle elevenes ferdigheter i modellering på alle stadier av et barns utdanning fordi modeller kan hjelpe elevene å forstå emnet i detalj, fremheve hull i forståelse eller misoppfatninger og vise hvordan elevenes tenkning har endret seg.

Hva er noen eksempler på vitenskapelige modeller som kan lages med Storyboard That?

Storyboard That kan brukes til å lage et bredt spekter av vitenskapelige modeller, for eksempel analogimodeller, kraftdiagrammer, kommenterte diagrammer, representasjoner av kroppssystemer, modeller av atomer og molekyler, og visuelle modeller av næringskjeder og nett.

Hvordan kan analogimodeller brukes i realfagsundervisning?

Analogimodeller er nyttige i naturfagundervisning fordi de kan hjelpe elevene til å forstå abstrakte eller vanskelige å visualisere emner, for eksempel elektriske kretser. Elevene kan lage sine egne analogimodeller på Storyboard That, og diskusjoner rundt likhetene og forskjellene mellom analogien og målsystemet er avgjørende.