Моделиране в науката с тази Storyboard That

Използване на научни модели

За да ни помогне да разберем света около нас, ние създаваме умствени модели на явления. Тези модели ни позволяват да разберем какво и защо се случва нещо. Тези модели са лични и може не винаги да съвпадат с нечий друг модел. Те често могат да бъдат нестабилни, непълни или дефектни. От друга страна, концептуалните модели са споделени и ясни представяния или аналогии на явления. Тези модели могат да бъдат използвани от учените, за да им помогнат да разберат света около нас. Моделите се използват във всички области на науката и предлагат външни версии на умствени концепции. Моделите не са перфектно представяне; те са опростена версия на система, която подчертава определени области, докато игнорира други.

Научните стандарти от следващо поколение (NGSS) имат „разработване и използване на модели“, посочени като една от осемте научни и инженерни практики. Учителите се насърчават да развиват уменията на учениците за моделиране на всички етапи от образованието на детето. През първите години учениците могат да създават етикетирани илюстрации на явления. В гимназията учениците могат да усъвършенстват своите умения за разработване на модели, като подчертават различни променливи и връзките между тях.

Визуалните модели, създадени на Storyboard That могат да бъдат чудесни инструменти за преподаване. Въпреки това, карането на учениците да разработват и използват свои собствени модели също е важно поради редица причини. За да се създаде точен модел, студентите трябва да разберат подробно темата. Всички грешки, които учениците правят в своите модели, могат да подчертаят пропуски в разбирането или погрешни схващания. Могат да се създават модели в началото и отново в края на дадена тема, за да видите как се е променило мисленето на учениците.

Моделите също могат да приемат широка гама от различни форми, от рисунки и физически реплики до аналогии и компютърни симулации. Не всички видове модели могат да бъдат направени на Storyboard That, но има някои, които са много подходящи, като визуални концептуални модели. По-долу са дадени няколко примера, които ще ви покажат как можете да използвате Storyboard That, за да създавате модели във вашите часове по природни науки, независимо от вида наука!

Примери за научни модели

Аналогичните модели са чудесен начин да се опише нещо на учениците, което те не могат да видят. Учителите ги използват през цялото време, когато сравняват система с нещо, с което учениците са по-познати. Колкото повече прилики има аналоговият модел с целевата система, толкова по-добре. Визуалните представяния на тези модели помагат на учениците да правят концептуални връзки по-лесно. Може да бъде още по-ефективно да накарате учениците да създават свои собствени аналогови модели в Storyboard That! Дискусиите около приликите и разликите между аналогията са от съществено значение, след като са били създадени. Те могат да бъдат ръководени от учител в среда на цял клас или по-малки дискусии, водени от ученици. Аналогичните модели могат да бъдат полезни, когато учениците учат за широк кръг от теми в науката, особено теми с абстрактни трудни за визуализиране части, като електрически вериги.

Моделите могат да се използват и за представяне на неща, които не могат да се видят, като например сили. Както при електрическите вериги, силите могат да бъдат трудни за учениците да си представят, защото не могат да бъдат физически видени. Учениците могат да създават диаграми на силите, използвайки герои и сцени, със стрелки, за да покажат размера и големината на силите. След това учениците могат да мислят за резултатната сила и ефекта, който има върху движението на различни тела.

Дори при прости явления, накарайте учениците да създават анотирани диаграми, за да обяснят научния процес. Анотираните диаграми са комбинация от текст и илюстрации, които помагат да се отговори на въпрос в науката. Те могат да покажат процеси, които иначе биха били невидими, като молекули или сили. Добавете лупа и дайте „увеличен“ изглед на случващото се и за да подчертаете, че моделът не е в мащаб.

Използвайте представяния на различните телесни системи, за да могат учениците да разберат различните компоненти. Storyboard That има специфични произведения на изкуството, които са предназначени да помогнат на учениците да разберат различни области на биологията, като клетки и телесни системи. Създайте наративни разкази, за да разгледате процесите, които се случват в тялото. Когато създават тези модели, учениците могат да отделят клетка, за да опишат какво се случва на всеки етап.

Студентите могат също така да разгледат храносмилателната система на молекулярно ниво и да моделират разграждането на различни макромолекули на по-малки, по-използваеми части. Учениците могат да използват набор от форми, за да представят молекули и ензими, и линии, за да представят връзките между молекулите.

Да накарате учениците да мислят за това как енергията се движи между живите същества може да бъде трудно. Когато преподаваме тази тема, обикновено започваме с хранителна верига. Хранителна верига подрежда организмите в ред и след това използва стрелки, за да покаже потока на енергия от едно живо същество към друго. След хранителните вериги обикновено караме учениците да разглеждат по-сложни потребителски връзки, моделирани от хранителни мрежи. Тези визуални модели могат да бъдат създадени бързо и лесно в Storyboard That като се използват стрелки и изображения на различни животни от Photos for Class или от категорията Animals.

Учениците могат лесно да създават модели на атоми и да показват как са подредени. Има няколко начина, по които учениците могат да представят това, но често срещаният начин е чрез създаване на модели на пръчки и топки. Моделите на пръчици и топки могат да показват различни видове атоми и връзките между тях. Те обаче са ограничени, тъй като показват само подредбата и връзките в две измерения. Учениците могат да използват тези 2D изображения, за да създават 3D модели на молекулите от глина или хартия за моделиране.

След като учениците са разгледали как атомите могат да бъдат подредени, за да направят молекули, те могат да разгледат как атомите могат да бъдат пренаредени по време на химични реакции. Тези модели са полезни, защото позволяват на вашите ученици да разберат, че общият брой атоми се запазва по време на химическа реакция. Те също така са изключително полезни, когато обучавате учениците как да балансират символни уравнения.

Разгледайте различните състояния на материята, като моделирате частиците в различни ситуации. В дейността по-долу учениците могат да сравнят това, което се случва в реалния свят, широкомащабно ниво с това, което се случва на ниво частици. За да завършат това успешно, учениците ще трябва да комбинират знания за частиците, температурата и енергията.

Моделите могат да бъдат много полезни, когато разглеждаме как процесите работят заедно в земните системи. Учениците могат да добавят стрелки, за да покажат движението на енергия или материя. В примера за глобалното затопляне стрелките показват движението на енергията. В примера с въглеродния цикъл стрелките показват движението на въглерода. След това учениците могат лесно да смесват текст в разкадровките, което им дава възможност да обяснят своя модел. Има дори функция, която позволява на учениците да записват гласа си и да го прикачат към сценария.

Има много начини, по които моделите могат да се използват при преподаване на космическа наука. В примерния сценарий по-долу учениците ще начертаят линии от относителните позиции на Земята, Луната и Слънцето до това как изглежда Луната от Земята. Както при много модели на космоса и нашата слънчева система, е много трудно да се направи правилният мащаб; това е ограничение, което можете да обсъдите с учениците си.

Умения за оценка

Моделите никога не са перфектни, защото предлагат опростена версия на феномена от реалния свят. Това дава на студентите възможност да анализират и оценяват модели. Създайте Т-диаграма, подчертаваща силните страни и ограниченията и обсъдете прецизността на модела. След това това може да се използва, за да се измислят идеи как да се подобрят моделите и да се доближат до целевия феномен. Тези умения за оценка могат да се практикуват от ранна възраст. Младите ученици могат да започнат да посочват разликите между моделите и реалната система. Тези умения за анализ и оценка позволяват на учениците да мислят задълбочено, като използват умения за обработка от по-висок ред, за да обмислят как да прецизират и подобрят модела. Тези задачи за оценка могат да бъдат изпълнени индивидуално. Създайте свои собствени рубрики за оценка за конкретен модел с помощта на Quick Rubric рубрика.

Свързани дейности

Често задавани въпроси относно моделирането в науката с Storyboard That

Какво представляват научните модели?

Научните модели са ментални или ясни представяния на явления, които ни позволяват да осмислим света около нас. Те могат да бъдат лични, споделени, нестабилни, непълни или дефектни.

Защо моделите са важни в научното образование?

Разработването и използването на модели е посочено като една от осемте научни и инженерни практики в Научните стандарти от следващо поколение. Учителите се насърчават да развиват уменията на учениците за моделиране на всички етапи от образованието на детето, тъй като моделите могат да помогнат на учениците да разберат темата в детайли, да подчертаят пропуски в разбирането или погрешни схващания и да покажат как се е променило мисленето на учениците.

Кои са някои примери за научни модели, които могат да бъдат създадени с помощта на Storyboard That?

Storyboard That може да се използва за създаване на широка гама от научни модели, като аналогови модели, диаграми на силата, анотирани диаграми, представяне на телесни системи, модели на атоми и молекули и визуални модели на хранителни вериги и мрежи.

Как могат да се използват аналогови модели в научното образование?

Аналогичните модели са полезни в научното образование, защото могат да помогнат на учениците да разберат абстрактни или трудни за визуализиране теми, като например електрически вериги. Студентите могат да създават свои собствени аналогови модели на Storyboard That и дискусиите около приликите и разликите между аналогията и целевата система са от съществено значение.