Para nos ajudar a entender o mundo ao nosso redor, criamos modelos mentais de fenômenos. Esses modelos nos permitem entender o que e por que algo está acontecendo. Esses modelos são pessoais e nem sempre correspondem ao modelo de outra pessoa. Eles geralmente podem ser instáveis, incompletos ou defeituosos. Por outro lado, os modelos conceituais são representações ou analogias compartilhadas e explícitas de fenômenos. Esses modelos podem ser usados por cientistas para ajudá-los a compreender o mundo que nos rodeia. Os modelos são usados em todas as áreas da ciência e oferecem versões externas de conceitos mentais. Os modelos não são uma representação perfeita; eles são uma versão simplificada de um sistema que destaca certas áreas enquanto ignora outras.
Os Padrões de Ciência da Próxima Geração (NGSS) têm "desenvolvimento e uso de modelos" listados como uma das oito práticas de Ciência e Engenharia. Os professores são incentivados a desenvolver as habilidades dos alunos em modelagem em todos os estágios da educação de uma criança. Durante os primeiros anos, os alunos podem produzir ilustrações rotuladas de fenômenos. No ensino médio, os alunos podem avançar seu modelo desenvolvendo habilidades, destacando diferentes variáveis e as relações entre elas.
Modelos visuais criados no Storyboard That podem ser ótimas ferramentas de ensino. No entanto, fazer com que os alunos desenvolvam e usem seus próprios modelos também é importante por uma série de razões. Para criar um modelo preciso, os alunos precisam entender o tópico em detalhes. Quaisquer erros que os alunos cometam em seus modelos podem destacar lacunas na compreensão ou equívocos. Os modelos podem ser criados no início e novamente no final de um tópico para ver como o pensamento dos alunos mudou.
Os modelos também podem assumir uma ampla variedade de formas diferentes, desde desenhos e réplicas físicas até analogias e simulações de computador. Nem todos os tipos de modelos podem ser feitos no Storyboard That, mas existem alguns que são muito adequados, como modelos conceituais visuais. Abaixo estão alguns exemplos para mostrar como você pode usar o Storyboard That para criar modelos em suas aulas de ciências, não importa o tipo de ciência!
Os modelos analógicos são uma ótima maneira de descrever algo para os alunos que eles não conseguem ver. Os professores os usam o tempo todo quando comparam um sistema a algo com o qual os alunos estão mais familiarizados. Quanto mais semelhanças o modelo de analogia tiver com o sistema de destino, melhor. As representações visuais desses modelos ajudam os alunos a fazer links de conceitos com mais facilidade. Pode ser ainda mais eficaz fazer com que os alunos criem seus próprios modelos de analogia no Storyboard That! As discussões sobre as semelhanças e diferenças entre as analogias são essenciais depois de criadas. Elas podem ser conduzidas pelo professor em uma configuração de classe inteira ou discussões menores conduzidas por alunos. Os modelos analógicos podem ser úteis quando os alunos estão aprendendo sobre uma ampla variedade de tópicos em ciências, especialmente tópicos com partes abstratas de difícil visualização, como circuitos elétricos.
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Os modelos também podem ser usados para representar coisas que não podem ser vistas, como forças. Tal como acontece com os circuitos elétricos, as forças podem ser difíceis para os alunos imaginarem porque não podem ser vistas fisicamente. Os alunos podem criar diagramas de força usando personagens e cenas, com setas para mostrar o tamanho e a magnitude das forças. Os alunos são então capazes de pensar sobre a força resultante e o efeito que isso tem no movimento de diferentes corpos.
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Mesmo com fenômenos simples, peça aos alunos que criem diagramas anotados para explicar o processo científico. Os diagramas anotados são uma combinação de texto e ilustrações que ajudam a responder a uma pergunta científica. Eles podem mostrar processos que de outra forma seriam invisíveis, como moléculas ou forças. Adicione uma lupa e dê uma visão 'ampliada' do que está acontecendo e enfatize que o modelo não está em escala.
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Use representações dos vários sistemas corporais para que os alunos compreendam os diferentes componentes. Storyboard That tem uma arte específica que foi projetada para ajudar os alunos a entender várias áreas da biologia, como células e sistemas corporais. Crie storyboards narrativos para observar os processos que ocorrem dentro do corpo. Ao criar esses modelos, os alunos podem dedicar uma célula para descrever o que está ocorrendo em cada estágio.
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Os alunos também podem observar o sistema digestivo em um nível molecular e modelar a decomposição de diferentes macromoléculas em partes menores e mais utilizáveis. Os alunos podem usar uma variedade de formas para representar moléculas e enzimas, e linhas para representar as ligações entre as moléculas.
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Fazer os alunos pensarem sobre como a energia se move entre as coisas vivas pode ser complicado. Ao ensinar este tópico, normalmente começamos com uma cadeia alimentar. Uma cadeia alimentar coloca os organismos em ordem e, em seguida, usa setas para mostrar o fluxo de energia de um ser vivo para outro. Depois das cadeias alimentares, normalmente levamos os alunos a olhar para relações de consumo mais complicadas, modeladas por teias alimentares. Esses modelos visuais podem ser criados de forma rápida e fácil no Storyboard That usando setas e imagens de diferentes animais do Photos for Class ou da categoria Animals.
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Os alunos podem facilmente produzir modelos de átomos e mostrar como eles estão dispostos. Existem várias maneiras de os alunos representarem isso, mas uma maneira comum é criando modelos de taco e bola. Modelos de stick e ball podem mostrar diferentes tipos de átomos e as ligações entre eles. Eles são limitados, entretanto, pois mostram apenas o arranjo e as ligações em duas dimensões. Os alunos podem usar essas imagens 2D para criar modelos 3D das moléculas de argila de modelagem ou papel.
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Depois que os alunos verem como os átomos podem ser arranjados para formar moléculas, eles podem ver como os átomos podem ser reorganizados durante as reações químicas. Esses modelos são úteis porque permitem que seus alunos entendam que o número total de átomos é conservado durante uma reação química. Eles também são extremamente úteis para ensinar aos alunos como equilibrar equações de símbolos.
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Observe os diferentes estados da matéria modelando as partículas em diferentes situações. Na atividade abaixo, os alunos podem comparar o que está acontecendo em um nível de grande escala do mundo real com o que está acontecendo em um nível de partícula. Para concluir isso com sucesso, os alunos precisarão combinar conhecimentos sobre partículas, temperatura e energia.
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Os modelos podem ser muito úteis ao observar como os processos funcionam juntos nos sistemas terrestres. Os alunos podem adicionar setas para mostrar o movimento da energia ou da matéria. No exemplo do aquecimento global, as setas mostram o movimento da energia. No exemplo do ciclo do carbono, as setas mostram o movimento do carbono. Os alunos podem então combinar facilmente o texto nos storyboards, dando-lhes a oportunidade de explicar seu modelo. Existe até uma função que permite aos alunos gravar sua voz e anexá-la ao storyboard.
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Os modelos podem ser usados de muitas maneiras no ensino de ciências espaciais. No exemplo de storyboard abaixo, os alunos desenhariam linhas das posições relativas da Terra, Lua e Sol até como a Lua se parece da Terra. Como acontece com muitos modelos de espaço e nosso sistema solar, é muito difícil obter a escala correta; esta é uma limitação que você pode discutir com seus alunos.
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Os modelos nunca são perfeitos porque oferecem uma versão simplificada do fenômeno do mundo real. Isso fornece aos alunos a oportunidade de analisar e avaliar modelos. Crie um T-Chart destacando os pontos fortes e as limitações e discuta a precisão do modelo. Isso pode ser usado para ter ideias sobre como melhorar os modelos e torná-los mais próximos do fenômeno alvo. Essas habilidades de avaliação podem ser praticadas desde tenra idade. Os jovens alunos podem começar a apontar diferenças entre os modelos e o sistema real. Essas habilidades de análise e avaliação permitem que os alunos pensem profundamente, usando habilidades de processamento de ordem superior para pensar sobre como refinar e melhorar o modelo. Essas tarefas de avaliação podem ser concluídas individualmente. Crie suas próprias rubricas de avaliação para um modelo específico usando Quick Rubric.
Os modelos científicos são representações mentais ou explícitas de fenômenos que nos permitem entender o mundo ao nosso redor. Eles podem ser pessoais, compartilhados, instáveis, incompletos ou defeituosos.
Desenvolver e usar modelos está listado como uma das oito práticas de Ciência e Engenharia nos Padrões de Ciência da Próxima Geração. Os professores são incentivados a desenvolver as habilidades dos alunos em modelagem em todos os estágios da educação de uma criança porque os modelos podem ajudar os alunos a entender o tópico em detalhes, destacar lacunas na compreensão ou equívocos e mostrar como o pensamento dos alunos mudou.
Storyboard That pode ser usado para criar uma ampla gama de modelos científicos, como modelos de analogia, diagramas de força, diagramas anotados, representações de sistemas corporais, modelos de átomos e moléculas e modelos visuais de cadeias e teias alimentares.
Os modelos de analogia são úteis no ensino de ciências porque podem ajudar os alunos a entender tópicos abstratos ou difíceis de visualizar, como circuitos elétricos. Os alunos podem criar seus próprios modelos de analogia no Storyboard That, e as discussões sobre as semelhanças e diferenças entre a analogia e o sistema de destino são essenciais.