Modeliranje v znanosti s Storyboard That

Uporaba znanstvenih modelov

Da bi nam pomagali razumeti svet okoli nas, ustvarjamo mentalne modele pojavov. Ti modeli nam omogočajo, da sami razumemo, kaj in zakaj se nekaj dogaja. Ti modeli so osebni in se morda ne bodo vedno ujemali z modelom nekoga drugega. Pogosto so lahko nestabilni, nepopolni ali napačni. Po drugi strani pa so konceptualni modeli skupne in eksplicitne predstavitve ali analogije pojavov. Te modele lahko znanstveniki uporabljajo za pomoč pri razumevanju sveta okoli nas. Modeli se uporabljajo na vseh področjih znanosti in ponujajo zunanje različice mentalnih konceptov. Modeli niso popolna predstavitev; so poenostavljena različica sistema, ki poudari določena področja, druga pa ignorira.

Znanstveni standardi naslednje generacije (NGSS) imajo "razvoj in uporabo modelov" uvrščen med osem znanstvenih in inženirskih praks. Učitelje spodbujamo, da razvijajo sposobnosti modeliranja učencev na vseh stopnjah otrokovega izobraževanja. V zgodnjih letih lahko učenci ustvarijo označene ilustracije pojavov. V srednji šoli lahko učenci izboljšajo svoje sposobnosti razvijanja modelov s poudarjanjem različnih spremenljivk in odnosov med njimi.

Vizualni modeli, ustvarjeni na Storyboard That, so lahko odlično orodje za poučevanje. Vendar pa je spodbujanje študentov k razvoju in uporabi lastnih modelov prav tako pomembno iz več razlogov. Da bi ustvarili natančen model, morajo učenci podrobno razumeti temo. Vse napake, ki jih učenci naredijo v svojih modelih, lahko poudarijo vrzeli v razumevanju ali napačne predstave. Modele lahko ustvarite na začetku in znova na koncu teme, da vidite, kako se je spremenilo razmišljanje učencev.

Modeli so lahko tudi v najrazličnejših oblikah, od risb in fizičnih replik do analogij in računalniških simulacij. Na Storyboard That ni mogoče izdelati vseh vrst modelov, vendar so nekateri zelo primerni, kot so vizualni konceptualni modeli. Spodaj je nekaj primerov, ki vam pokažejo, kako lahko Storyboard That uporabite za ustvarjanje modelov pri pouku naravoslovja, ne glede na vrsto znanosti!

Primeri znanstvenih modelov

Analogni modeli so odličen način za opis nečesa učencem, česar ne morejo videti. Učitelji jih uporabljajo ves čas, ko primerjajo sistem z nečim, kar je učencem bolj znano. Več kot ima analogni model podobnosti s ciljnim sistemom, tem bolje. Vizualne predstavitve teh modelov pomagajo učencem pri lažjem povezovanju konceptov. Še bolj učinkovito je lahko, če učenci ustvarijo lastne analogne modele na Storyboard That! Razprave o podobnostih in razlikah med analogijo so bistvene po tem, ko so bile ustvarjene. Te lahko vodi učitelj v okolju celotnega razreda ali manjše razprave, ki jih vodijo učenci. Analogni modeli so lahko koristni, ko se učenci učijo o številnih temah v znanosti, zlasti o temah z abstraktnimi deli, ki jih je težko vizualizirati, kot so električna vezja.

Modele je mogoče uporabiti tudi za predstavitev stvari, ki jih ni mogoče videti, kot so sile. Tako kot pri električnih tokokrogih si lahko učenci težko predstavljajo sile, ker jih ni mogoče fizično videti. Učenci lahko ustvarijo diagrame sil z uporabo likov in prizorov, s puščicami, ki prikazujejo velikost in velikost sil. Učenci lahko nato razmišljajo o rezultantni sili in učinku, ki ga ima ta na gibanje različnih teles.

Tudi pri preprostih pojavih naj učenci ustvarijo označene diagrame za razlago znanstvenega procesa. Diagrami z opombami so kombinacija besedila in ilustracij, ki pomagajo odgovoriti na vprašanje v znanosti. Lahko prikažejo procese, ki bi bili sicer nevidni, kot so molekule ali sile. Dodajte povečevalno steklo in dajte 'povečan' pogled na dogajanje ter poudarite, da model ni v merilu.

Uporabite predstavitve različnih telesnih sistemov, da učenci razumejo različne komponente. Storyboard That ima posebno umetniško delo, ki je bilo zasnovano tako, da študentom pomaga razumeti različna področja biologije, kot so celice in telesni sistemi. Ustvarite pripovedne snemalne knjige, da si ogledate procese, ki se dogajajo v telesu. Pri ustvarjanju teh modelov lahko učenci namenijo celico, da opišejo, kaj se dogaja na vsaki stopnji.

Učenci bi si lahko ogledali tudi prebavni sistem na molekularni ravni in modelirali razgradnjo različnih makromolekul na manjše, bolj uporabne dele. Učenci lahko uporabijo različne oblike za predstavitev molekul in encimov ter črte za predstavitev vezi med molekulami.

Učence je lahko težko prepričati, kako se energija premika med živimi bitji. Pri poučevanju te teme običajno začnemo s prehranjevalno verigo. Prehranjevalna veriga postavi organizme v vrstni red in nato s puščicami prikaže pretok energije od enega živega bitja do drugega. Po prehranjevalnih verigah učence običajno usmerimo k ogledu bolj zapletenih potrošniških odnosov, ki jih oblikujejo prehranjevalni spleti. Te vizualne modele je mogoče hitro in preprosto ustvariti v Storyboard That z uporabo puščic in slik različnih živali iz Photos for Class ali iz kategorije Živali.

Učenci lahko preprosto izdelajo modele atomov in pokažejo, kako so razporejeni. Študenti lahko to predstavijo na več načinov, vendar je pogost način ustvarjanje modelov palic in kroglic. Modeli palic in kroglic lahko prikazujejo različne vrste atomov in vezi med njimi. So pa omejeni, saj prikazujejo samo ureditev in vezi v dveh dimenzijah. Učenci lahko te 2D slike uporabijo za ustvarjanje 3D modelov molekul iz modelirne mase ali papirja.

Ko si učenci ogledajo, kako je mogoče atome razporediti v molekule, si lahko ogledajo, kako se lahko atomi prerazporedijo med kemijskimi reakcijami. Ti modeli so koristni, ker vašim učencem omogočajo, da razumejo, da se celotno število atomov med kemijsko reakcijo ohrani. Izredno uporabne so tudi pri učenju študentov, kako uravnotežiti simbolne enačbe.

Oglejte si različna stanja snovi z modeliranjem delcev v različnih situacijah. V spodnji dejavnosti lahko učenci primerjajo dogajanje v resničnem svetu na ravni velikega obsega s tem, kar se dogaja na ravni delcev. Da bi to uspešno opravili, bodo morali učenci združiti znanje o delcih, temperaturi in energiji.

Modeli so lahko zelo uporabni, ko gledamo, kako procesi delujejo skupaj v zemeljskih sistemih. Učenci lahko dodajo puščice za prikaz gibanja energije ali snovi. V primeru globalnega segrevanja puščice prikazujejo gibanje energije. V primeru ogljikovega cikla puščice prikazujejo gibanje ogljika. Učenci lahko nato preprosto mešajo besedilo v snemalne knjige in jim tako dajo možnost, da razložijo svoj model. Obstaja celo funkcija, ki študentom omogoča, da posnamejo svoj glas in ga priložijo snemalni knjigi.

Pri poučevanju vesoljske znanosti je modele mogoče uporabiti na veliko načinov. V spodnjem primeru snemalne knjige bi učenci narisali črte od relativnih položajev Zemlje, Lune in Sonca do tega, kako je Luna videti z Zemlje. Tako kot pri mnogih modelih vesolja in našega sončnega sistema je zelo težko določiti pravilno merilo; to je omejitev, o kateri se lahko pogovorite s svojimi učenci.

Spretnosti ocenjevanja

Modeli niso nikoli popolni, ker ponujajo poenostavljeno različico pojava iz resničnega sveta. To daje študentom priložnost za analizo in ocenjevanje modelov. Ustvarite T-graf, v katerem poudarite prednosti in omejitve, ter razpravljajte o natančnosti modela. To je nato mogoče uporabiti za ustvarjanje zamisli o tem, kako izboljšati modele in jih približati ciljnemu pojavu. Te veščine vrednotenja je mogoče vaditi že v mladosti. Mladi učenci lahko začnejo opozarjati na razlike med modeli in resničnim sistemom. Te veščine analize in vrednotenja študentom omogočajo poglobljeno razmišljanje z uporabo veščin obdelave višjega reda, da razmišljajo o tem, kako izboljšati in izboljšati model. Te ocenjevalne naloge je mogoče opraviti individualno. Ustvarite lastne rubrike ocenjevanja za določen model z uporabo Quick Rubric.

Povezane dejavnosti

Pogosto zastavljena vprašanja o modeliranju v znanosti s storitvijo Storyboard That

Kaj so znanstveni modeli?

Znanstveni modeli so mentalne ali eksplicitne predstavitve pojavov, ki nam omogočajo, da razumemo svet okoli nas. Lahko so osebni, skupni, nestabilni, nepopolni ali napačni.

Zakaj so modeli pomembni v naravoslovnem izobraževanju?

Razvoj in uporaba modelov je navedena kot ena od osmih znanstvenih in inženirskih praks v znanstvenih standardih naslednje generacije. Učitelje spodbujamo, da pri učencih razvijajo veščine modeliranja na vseh stopnjah otrokovega izobraževanja, saj lahko modeli pomagajo učencem podrobno razumeti temo, poudarijo vrzeli v razumevanju ali napačne predstave in pokažejo, kako se je spremenilo mišljenje učencev.

Kateri so nekateri primeri znanstvenih modelov, ki jih je mogoče ustvariti s Storyboard That?

Storyboard That se lahko uporablja za ustvarjanje širokega nabora znanstvenih modelov, kot so analogni modeli, diagrami sil, diagrami z opombami, predstavitve telesnih sistemov, modeli atomov in molekul ter vizualni modeli prehranjevalnih verig in spletov.

Kako se lahko analogni modeli uporabljajo v naravoslovnem izobraževanju?

Analogni modeli so uporabni pri naravoslovnem izobraževanju, saj lahko učencem pomagajo razumeti abstraktne teme ali teme, ki si jih je težko vizualizirati, kot so električna vezja. Študenti lahko ustvarijo lastne analogne modele na Storyboard That, razprave o podobnostih in razlikah med analogijo in ciljnim sistemom pa so bistvenega pomena.