Modeliranje u znanosti sa Storyboard That

Korištenje znanstvenih modela

Kako bismo lakše razumjeli svijet oko sebe, stvaramo mentalne modele pojava. Ovi modeli nam omogućuju da sami shvatimo što i zašto se nešto događa. Ovi su modeli osobni i možda neće uvijek odgovarati tuđem modelu. Često mogu biti nestabilni, nepotpuni ili neispravni. S druge strane, konceptualni modeli zajednički su i eksplicitni prikazi ili analogije fenomena. Ove modele mogu koristiti znanstvenici kako bi im pomogli razumjeti svijet oko nas. Modeli se koriste u svim područjima znanosti i nude vanjske verzije mentalnih koncepata. Modeli nisu savršeni prikaz; oni su pojednostavljena verzija sustava koji ističe određena područja dok druga zanemaruje.

Znanstveni standardi sljedeće generacije (NGSS) imaju "razvoj i korištenje modela" naveden kao jednu od osam znanstvenih i inženjerskih praksi. Učitelje se potiče da kod učenika razvijaju vještine modeliranja u svim fazama djetetova obrazovanja. Tijekom ranih godina učenici mogu izraditi označene ilustracije fenomena. U srednjoj školi učenici mogu unaprijediti svoje vještine razvijanja modela isticanjem različitih varijabli i odnosa među njima.

Vizualni modeli stvoreni na Storyboard That mogu biti izvrsni alati za podučavanje. Međutim, natjerati studente da razvijaju i koriste vlastite modele također je važno iz više razloga. Kako bi stvorili točan model, studenti moraju detaljno razumjeti temu. Sve pogreške koje učenici naprave u svojim modelima mogu istaknuti nedostatke u razumijevanju ili pogrešne predodžbe. Modeli se mogu izraditi na početku i ponovno na kraju teme kako bi se vidjelo kako se razmišljanje učenika promijenilo.

Modeli također mogu imati širok raspon različitih oblika, od crteža i fizičkih replika, do analogija i računalnih simulacija. Ne mogu se sve vrste modela izraditi na Storyboard That, ali postoje neki koji su vrlo prikladni, poput vizualnih konceptualnih modela. Ispod je nekoliko primjera koji vam pokazuju kako možete koristiti Storyboard That za stvaranje modela u svojim razredima znanosti, bez obzira na vrstu znanosti!

Primjeri znanstvenih modela

Analogijski modeli izvrstan su način da se učenicima opiše nešto što ne mogu vidjeti. Učitelji ih koriste cijelo vrijeme kada uspoređuju sustav s nečim što je učenicima bolje poznato. Što više sličnosti analognog modela ima s ciljnim sustavom, to bolje. Vizualni prikazi ovih modela pomažu učenicima da lakše naprave poveznice pojmova. Može biti čak i učinkovitije natjerati učenike da kreiraju vlastite modele analogije na Storyboard That! Rasprave o sličnostima i razlikama između analogija bitne su nakon što su stvorene. Njih mogu voditi učitelji u cijelom razredu ili manje rasprave koje vode učenici. Analogijski modeli mogu biti korisni kada učenici uče o širokom rasponu tema u znanosti, posebno o temama s apstraktnim dijelovima koje je teško vizualizirati, poput električnih krugova.

Modeli se također mogu koristiti za predstavljanje stvari koje se ne mogu vidjeti, kao što su sile. Kao i kod električnih krugova, učenicima može biti teško zamisliti sile jer ih se fizički ne može vidjeti. Učenici mogu izraditi dijagrame sila koristeći likove i scene, sa strelicama koje pokazuju veličinu i magnitudu sila. Učenici tada mogu razmišljati o rezultantnoj sili i učinku koji ona ima na kretanje različitih tijela.

Čak i kod jednostavnih pojava, neka učenici naprave dijagrame s komentarima kako bi objasnili znanstveni proces. Dijagrami s komentarima kombinacija su teksta i ilustracija koje pomažu odgovoriti na znanstveno pitanje. Mogu prikazati procese koji bi inače bili nevidljivi, poput molekula ili sila. Dodajte povećalo i dajte 'zumirani' prikaz onoga što se događa i naglasite da model nije u mjerilu.

Koristite prikaze različitih tjelesnih sustava kako bi učenici razumjeli različite komponente. Storyboard That ima specifična umjetnička djela koja su osmišljena kako bi pomogla studentima u razumijevanju različitih područja biologije, poput stanica i tjelesnih sustava. Napravite narativne ploče scenarija kako biste pogledali procese koji se odvijaju u tijelu. Prilikom izrade ovih modela učenici mogu posvetiti ćeliju za opis onoga što se događa u svakoj fazi.

Učenici također mogu promatrati probavni sustav na molekularnoj razini i modelirati razgradnju različitih makromolekula na manje, upotrebljivije dijelove. Učenici mogu koristiti niz oblika za predstavljanje molekula i enzima, te linije za predstavljanje veza između molekula.

Navesti studente da razmišljaju o tome kako se energija kreće između živih bića može biti teško. Kada predajemo ovu temu, obično počinjemo s hranidbenim lancem. Hranidbeni lanac raspoređuje organizme u red, a zatim pomoću strelica pokazuje protok energije od jednog živog bića do drugog. Nakon hranidbenih lanaca, učenike obično navodimo na kompliciranije odnose potrošnje, modelirane hranidbenim mrežama. Ovi vizualni modeli mogu se brzo i jednostavno izraditi na Storyboard That pomoću strelica i slika različitih životinja iz Photos for Class ili iz kategorije Životinje.

Učenici mogu lako izraditi modele atoma i pokazati kako su raspoređeni. Postoje brojni načini na koje učenici to mogu prikazati, ali uobičajeni način je stvaranje modela palice i lopte. Štapni i kuglični modeli mogu prikazati različite vrste atoma i veze među njima. Međutim, oni su ograničeni jer samo prikazuju raspored i veze u dvije dimenzije. Učenici mogu koristiti ove 2D slike za izradu 3D modela molekula od mase za modeliranje ili papira.

Nakon što su učenici pogledali kako se atomi mogu rasporediti da bi tvorili molekule, mogu pogledati kako se atomi mogu preurediti tijekom kemijskih reakcija. Ovi modeli su korisni jer omogućuju vašim učenicima da shvate da je ukupan broj atoma sačuvan tijekom kemijske reakcije. Također su izuzetno korisni kada učenike podučavate kako uravnotežiti jednadžbe simbola.

Pogledajte različita stanja tvari modeliranjem čestica u različitim situacijama. U donjoj aktivnosti učenici mogu usporediti ono što se događa u stvarnom svijetu na razini velikih razmjera s onim što se događa na razini čestica. Kako bi ovo uspješno završili, učenici će morati kombinirati znanja o česticama, temperaturi i energiji.

Modeli mogu biti vrlo korisni kada se promatra kako procesi funkcioniraju zajedno u Zemljinim sustavima. Učenici mogu dodati strelice kako bi pokazali kretanje energije ili materije. U primjeru globalnog zatopljenja, strelice pokazuju kretanje energije. U primjeru ciklusa ugljika, strelice pokazuju kretanje ugljika. Učenici zatim mogu jednostavno uklopiti tekst u ploče scenarija, dajući im priliku da objasne svoj model. Postoji čak i funkcija koja omogućuje studentima da snime svoj glas i prikače ga na scenarij.

Postoji mnogo načina na koje se modeli mogu koristiti u podučavanju o svemirskoj znanosti. U primjeru scenarija ispod, učenici bi crtali linije od relativnih položaja Zemlje, Mjeseca i Sunca do toga kako Mjesec izgleda sa Zemlje. Kao i kod mnogih modela svemira i našeg Sunčevog sustava, vrlo je teško točno mjerilo; ovo je ograničenje o kojem možete razgovarati sa svojim učenicima.

Vještine evaluacije

Modeli nikada nisu savršeni jer nude pojednostavljenu verziju fenomena stvarnog svijeta. To studentima daje priliku analizirati i evaluirati modele. Napravite T-kartu ističući prednosti i ograničenja i raspravite o preciznosti modela. To se zatim može koristiti za stvaranje ideja o tome kako poboljšati modele i učiniti ih bližima ciljnom fenomenu. Ove vještine ocjenjivanja mogu se vježbati od malih nogu. Mladi učenici mogu početi isticati razlike između modela i stvarnog sustava. Ove vještine analize i evaluacije omogućuju studentima duboko razmišljanje korištenjem vještina obrade višeg reda za razmišljanje o tome kako poboljšati i poboljšati model. Ovi zadaci ocjenjivanja mogu se ispuniti pojedinačno. Stvorite vlastite rubrike procjene za određeni model koristeći Quick Rubric.

Povezane aktivnosti

Često postavljana pitanja o modeliranju u znanosti uz Storyboard That

Što su znanstveni modeli?

Znanstveni modeli su mentalni ili eksplicitni prikazi fenomena koji nam omogućuju da shvatimo svijet oko nas. Mogu biti osobni, zajednički, nestabilni, nepotpuni ili neispravni.

Zašto su modeli važni u znanstvenom obrazovanju?

Razvijanje i korištenje modela navedeno je kao jedna od osam znanstvenih i inženjerskih praksi u znanstvenim standardima sljedeće generacije. Učitelje se potiče da kod učenika razvijaju vještine modeliranja u svim fazama djetetova obrazovanja jer modeli mogu pomoći učenicima da razumiju temu do detalja, istaknu praznine u razumijevanju ili pogrešne predodžbe i pokažu kako se razmišljanje učenika promijenilo.

Koji su neki od primjera znanstvenih modela koji se mogu izraditi pomoću Storyboard That?

Storyboard That može se koristiti za stvaranje širokog spektra znanstvenih modela, kao što su modeli analogije, dijagrami sila, dijagrami s komentarima, prikazi tjelesnih sustava, modeli atoma i molekula i vizualni modeli prehrambenih lanaca i mreža.

Kako se analogni modeli mogu koristiti u prirodoslovnom obrazovanju?

Analogijski modeli korisni su u prirodoslovnom obrazovanju jer mogu pomoći učenicima da razumiju apstraktne teme ili teme koje je teško vizualizirati, kao što su električni krugovi. Učenici mogu izraditi vlastite analogne modele na Storyboard That, a bitne su rasprave o sličnostima i razlikama između analogije i ciljanog sustava.