Teaduse modelleerimine Storyboard That

Teadusmudelite kasutamine

Et aidata meil mõista meid ümbritsevat maailma, loome nähtuste mentaalseid mudeleid. Need mudelid võimaldavad meil ise mõista, mis ja miks midagi toimub. Need mudelid on isiklikud ja ei pruugi alati kellegi teise mudeliga kokku langeda. Need võivad sageli olla ebastabiilsed, mittetäielikud või vigased. Teisest küljest on kontseptuaalsed mudelid nähtuste jagatud ja selgesõnalised esitused või analoogiad. Teadlased saavad neid mudeleid kasutada, et aidata neil mõista meid ümbritsevat maailma. Mudeleid kasutatakse kõigis teadusvaldkondades ja need pakuvad vaimsete kontseptsioonide väliseid versioone. Mudelid ei ole täiuslik esitus; need on süsteemi lihtsustatud versioon, mis tõstab esile teatud valdkonnad, kuid ignoreerib teisi.

Järgmise põlvkonna teadusstandardites (NGSS) on "mudelite väljatöötamine ja kasutamine" loetletud üheks kaheksast teaduse ja tehnika praktikast. Õpetajaid julgustatakse arendama õpilaste modelleerimisoskusi lapse hariduse kõigil etappidel. Algusaastatel saavad õpilased toota nähtuste märgistatud illustratsioone. Gümnaasiumis saavad õpilased oma mudeli arendamise oskusi edendada, tuues esile erinevad muutujad ja nendevahelised seosed.

Storyboard That loodud visuaalsed mudelid võivad olla suurepärased õppevahendid. Siiski on mitmel põhjusel oluline panna õpilased oma mudeleid välja töötama ja kasutama. Täpse mudeli loomiseks peavad õpilased teemast üksikasjalikult aru saama. Kõik vead, mida õpilased oma mudelites teevad, võivad esile tuua lünki arusaamises või väärarusaamu. Mudeleid saab luua teema alguses ja uuesti, et näha, kuidas õpilaste mõtlemine on muutunud.

Mudelid võivad olla ka väga erinevates vormides, alates joonistest ja füüsilistest koopiatest kuni analoogiate ja arvutisimulatsioonideni. Storyboard That ei saa teha igat tüüpi mudeleid, kuid on mõned, mis sobivad väga hästi, näiteks visuaalsed kontseptuaalsed mudelid. Allpool on mõned näited, mis näitavad teile, kuidas saate Storyboard That kasutada loodusteaduste klassides mudelite loomiseks, olenemata teaduse liigist!

Teaduse mudeli näited

Analoogiamudelid on suurepärane viis kirjeldada õpilastele midagi, mida nad ei näe. Õpetajad kasutavad neid kogu aeg, kui võrdlevad süsteemi millegagi, mida õpilased rohkem tunnevad. Mida rohkem sarnasusi on analoogiamudelil sihtsüsteemiga, seda parem. Nende mudelite visuaalsed esitused aitavad õpilastel hõlpsamini kontseptsiooni linke luua. Veelgi tõhusam võib olla lasta õpilastel luua Storyboard That oma analoogiamudelid! Arutelud analoogia sarnasuste ja erinevuste üle on pärast nende loomist olulised. Need võivad olla õpetaja juhitud terve klassiga või väiksemate õpilaste juhitud arutelud. Analoogiamudelid võivad olla kasulikud, kui õpilased õpivad tundma laia valikut loodusteaduste teemasid, eriti abstraktsete raskesti visualiseeritavate osadega teemasid, näiteks elektriahelaid.

Mudeleid saab kasutada ka selliste asjade kujutamiseks, mida pole näha, näiteks jõude. Nagu elektriahelate puhul, võib õpilastel olla raske ette kujutada jõude, kuna neid pole füüsiliselt näha. Õpilased saavad tegelaste ja stseenide abil luua jõudiagramme, millel on nooled, mis näitavad jõudude suurust ja ulatust. Seejärel saavad õpilased mõelda resultantjõule ja selle mõjule erinevate kehade liikumisele.

Isegi lihtsate nähtuste puhul laske õpilastel koostada teadusliku protsessi selgitamiseks märkustega diagrammid. Märkustega diagrammid on teksti ja illustratsioonide kombinatsioon, mis aitab vastata mõnele teaduslikule küsimusele. Need võivad näidata protsesse, mis muidu oleksid nähtamatud, näiteks molekulid või jõud. Lisage suurendusklaas ja andke toimuvast "sissesuumitud" vaade ning rõhutage, et mudel pole mõõtkavas.

Kasutage erinevate kehasüsteemide esitusi, et õpilased mõistaksid erinevaid komponente. Storyboard That on spetsiifilised kunstiteosed, mis on loodud selleks, et aidata õpilastel mõista erinevaid bioloogia valdkondi, nagu rakud ja kehasüsteemid. Looge narratiivseid süžeeskeemi, et vaadata kehas toimuvaid protsesse. Nende mudelite loomisel saavad õpilased pühendada lahtri igas etapis toimuva kirjeldamiseks.

Õpilased võiksid vaadelda ka seedesüsteemi molekulaarsel tasandil ja modelleerida erinevate makromolekulide lagunemist väiksemateks, kasutuskõlblikumateks osadeks. Õpilased saavad kasutada erinevaid kujundeid molekulide ja ensüümide tähistamiseks ning jooni molekulide vaheliste sidemete tähistamiseks.

Õpilaste mõtlemine selle üle, kuidas energia elusolendite vahel liigub, võib olla keeruline. Selle teema õpetamisel alustame tavaliselt toiduahelast. Toiduahel seab organismid järjekorda ja näitab seejärel noolte abil energiavoogu ühelt elusolendilt teisele. Pärast toiduahelaid suuname õpilased tavaliselt toiduvõrkude järgi modelleeritud keerulisemate tarbimissuhete juurde. Neid visuaalseid mudeleid saab Storyboard That kiiresti ja lihtsalt luua, kasutades noolte ja erinevate loomade kujutisi jaotisest Photos for Class või kategooriast Loomad.

Õpilased saavad hõlpsasti luua aatomite mudeleid ja näidata, kuidas need on paigutatud. Õpilased saavad seda kujutada mitmel viisil, kuid levinud on pulga- ja pallimudelite loomine. Pulga- ja pallimudelid võivad näidata erinevat tüüpi aatomeid ja nendevahelisi sidemeid. Need on siiski piiratud, kuna need näitavad paigutust ja sidemeid ainult kahes mõõtmes. Õpilased saavad kasutada neid 2D-kujutisi, et luua voolimissavist või paberist molekulidest 3D-mudeleid.

Pärast seda, kui õpilased on uurinud, kuidas aatomeid saab molekulide moodustamiseks paigutada, saavad nad vaadata, kuidas aatomeid saab keemiliste reaktsioonide käigus ümber paigutada. Need mudelid on abiks, kuna võimaldavad õpilastel mõista, et keemilise reaktsiooni käigus aatomite koguarv säilib. Samuti on need väga kasulikud, kui õpetada õpilastele sümbolvõrrandeid tasakaalustama.

Vaadake aine erinevaid olekuid, modelleerides osakesi erinevates olukordades. Allolevas tegevuses saavad õpilased võrrelda seda, mis toimub reaalses maailmas laiaulatuslikul tasandil, sellega, mis toimub osakeste tasemel. Selle edukaks lõpuleviimiseks peavad õpilased ühendama teadmisi osakeste, temperatuuri ja energia kohta.

Mudelid võivad olla väga kasulikud, kui vaadata, kuidas protsessid Maa süsteemides koos töötavad. Õpilased saavad lisada nooli, mis näitavad energia või aine liikumist. Globaalse soojenemise näites näitavad nooled energia liikumist. Süsinikutsükli näites näitavad nooled süsiniku liikumist. Seejärel saavad õpilased hõlpsasti teksti süžeeskeemidesse segada, andes neile võimaluse oma mudelit selgitada. On isegi funktsioon, mis võimaldab õpilastel oma häält salvestada ja süžeeskeemile lisada.

Mudeleid saab kosmoseteaduse õpetamisel kasutada mitmel viisil. Allolevas süžeeskeemis joonistavad õpilased jooned Maa, Kuu ja Päikese suhtelisest asendist kuni Kuu väljanägemiseni Maalt. Nagu paljude kosmosemudelite ja meie päikesesüsteemi puhul, on skaalat väga raske õigeks saada; see on piirang, mida saate oma õpilastega arutada.

Hindamisoskused

Mudelid pole kunagi täiuslikud, sest need pakuvad reaalse maailma nähtuse lihtsustatud versiooni. See annab õpilastele võimaluse mudeleid analüüsida ja hinnata. Looge T-diagramm, mis toob esile tugevused ja piirangud, ning arutlege mudeli täpsuse üle. Seda saab seejärel kasutada ideede leidmiseks, kuidas mudeleid täiustada ja sihtnähtustele lähemale viia. Neid hindamisoskusi saab harjutada juba väikesest peale. Noored õpilased saavad hakata välja tooma erinevusi mudelite ja tegeliku süsteemi vahel. Need analüüsi- ja hindamisoskused võimaldavad õpilastel sügavalt mõelda, kasutades kõrgema järgu töötlemise oskusi, et mõelda, kuidas mudelit täpsustada ja täiustada. Neid hindamisülesandeid saab täita individuaalselt. Looge konkreetse mudeli jaoks oma hindamisrubriigid, kasutades Quick Rubric.

Seotud tegevused

Korduma kippuvad küsimused Storyboard That abil teaduses modelleerimise kohta

Mis on teaduslikud mudelid?

Teadusmudelid on nähtuste mentaalsed või selgesõnalised esitused, mis võimaldavad meil mõista meid ümbritsevat maailma. Need võivad olla isiklikud, jagatud, ebastabiilsed, mittetäielikud või vigased.

Miks on mudelid teadushariduses olulised?

Mudelite väljatöötamine ja kasutamine on järgmise põlvkonna teadusstandardites loetletud üheks kaheksast teaduse ja tehnika praktikast. Õpetajaid julgustatakse arendama õpilaste modelleerimisoskusi lapse hariduse kõigil etappidel, sest mudelid võivad aidata õpilastel teemat üksikasjalikult mõista, tuua esile lünki arusaamises või väärarusaamu ning näidata, kuidas õpilaste mõtlemine on muutunud.

Millised on näited teadusmudelitest, mida saab Storyboard That abil luua?

Storyboard That abil saab luua laia valikut teadusmudeleid, nagu analoogiamudelid, jõudiagrammid, märkustega diagrammid, kehasüsteemide esitused, aatomite ja molekulide mudelid ning toiduahelate ja -võrkude visuaalsed mudelid.

Kuidas saab analoogiamudeleid kasutada loodusõpetuses?

Analoogiamudelid on kasulikud loodusteaduste õpetamisel, kuna need aitavad õpilastel mõista abstraktseid või raskesti visualiseeritavaid teemasid, näiteks elektriahelaid. Õpilased saavad Storyboard That luua oma analoogiamudelid ning arutelud analoogia ja sihtsüsteemi sarnasuste ja erinevuste üle on hädavajalikud.