Modelovanie vo vede s Storyboard That

Používanie vedeckých modelov

Aby sme nám pomohli pochopiť svet okolo nás, vytvárame mentálne modely javov. Tieto modely nám umožňujú porozumieť tomu, čo a prečo sa niečo deje. Tieto modely sú osobné a nemusia sa vždy zhodovať s modelom niekoho iného. Často môžu byť nestabilné, neúplné alebo chybné. Na druhej strane, konceptuálne modely sú zdieľané a explicitné reprezentácie alebo analógie javov. Tieto modely môžu vedci použiť, aby im pomohli pochopiť svet okolo nás. Modely sa používajú vo všetkých oblastiach vedy a ponúkajú externé verzie mentálnych konceptov. Modely nie sú dokonalou reprezentáciou; sú zjednodušenou verziou systému, ktorý zvýrazňuje určité oblasti, zatiaľ čo ostatné ignoruje.

Vedecké štandardy novej generácie (NGSS) majú „vývoj a používanie modelov“ uvedené ako jedna z ôsmich vedeckých a technických postupov. Učitelia sú povzbudzovaní, aby rozvíjali zručnosti študentov v modelovaní vo všetkých fázach vzdelávania dieťaťa. Počas prvých rokov môžu študenti vytvárať označené ilustrácie javov. Na strednej škole môžu študenti rozvíjať svoje modelové zručnosti tým, že zdôraznia rôzne premenné a vzťahy medzi nimi.

Vizuálne modely vytvorené na Storyboard That môžu byť skvelými učebnými nástrojmi. Prinútiť študentov rozvíjať a používať vlastné modely je však dôležité aj z viacerých dôvodov. Aby študenti vytvorili presný model, musia tému detailne pochopiť. Akékoľvek chyby, ktoré študenti urobia vo svojich modeloch, môžu upozorniť na medzery v chápaní alebo mylné predstavy. Modely je možné vytvárať na začiatku a znova na konci témy, aby ste videli, ako sa zmenilo myslenie študentov.

Modely môžu mať tiež širokú škálu rôznych foriem, od kresieb a fyzických replík až po analógie a počítačové simulácie. Nie všetky typy modelov je možné vytvoriť na Storyboard That, existujú však niektoré, ktoré sú veľmi vhodné, napríklad vizuálne konceptuálne modely. Nižšie uvádzame niekoľko príkladov, ktoré vám ukážu, ako môžete použiť Storyboard That na vytváranie modelov na hodinách vedy, bez ohľadu na typ vedy!

Príklady vedeckých modelov

Analogické modely sú skvelým spôsobom, ako študentom opísať niečo, čo nie sú schopní vidieť. Učitelia ich používajú stále, keď porovnávajú systém s niečím, čo študenti poznajú viac. Čím viac podobností má analógový model s cieľovým systémom, tým lepšie. Vizuálne znázornenia týchto modelov pomáhajú študentom ľahšie vytvárať prepojenia s konceptmi. Môže byť ešte efektívnejšie nechať študentov vytvoriť si vlastné modely analógie na Storyboard That! Diskusie o podobnostiach a rozdieloch medzi analógiami sú nevyhnutné po ich vytvorení. Môžu to byť diskusie vedené učiteľmi v rámci celej triedy alebo menšie diskusie vedené študentmi. Analogické modely môžu byť užitočné, keď sa študenti učia o širokej škále tém v oblasti vedy, najmä o témach s abstraktnými ťažko vizualizovateľnými časťami, ako sú elektrické obvody.

Modely možno použiť aj na znázornenie vecí, ktoré sa nedajú vidieť, ako sú sily. Rovnako ako v prípade elektrických obvodov môžu byť sily pre študentov ťažko predstaviteľné, pretože ich nemožno fyzicky vidieť. Študenti môžu vytvárať silové diagramy pomocou postáv a scén so šípkami, ktoré ukazujú veľkosť a veľkosť síl. Študenti sú potom schopní uvažovať o výslednej sile a jej vplyve na pohyb rôznych telies.

Aj pri jednoduchých javoch nechajte študentov vytvoriť anotované diagramy na vysvetlenie vedeckého procesu. Komentované diagramy sú kombináciou textu a ilustrácií, ktoré pomáhajú zodpovedať vedeckú otázku. Môžu zobrazovať procesy, ktoré by inak boli neviditeľné, ako sú molekuly alebo sily. Pridajte lupu a poskytnite „zväčšený“ pohľad na to, čo sa deje, a zdôraznite, že model nie je v mierke.

Použite reprezentácie rôznych systémov tela, aby študenti pochopili rôzne zložky. Storyboard That má špecifické umelecké diela, ktoré boli navrhnuté tak, aby pomohli študentom pochopiť rôzne oblasti biológie, ako sú bunky a telesné systémy. Vytvorte naratívne storyboardy, aby ste sa pozreli na procesy, ktoré sa vyskytujú v tele. Pri vytváraní týchto modelov môžu študenti venovať bunku opisu toho, čo sa deje v každej fáze.

Študenti sa tiež mohli pozrieť na tráviaci systém na molekulárnej úrovni a modelovať rozklad rôznych makromolekúl na menšie, využiteľnejšie časti. Študenti môžu použiť rôzne tvary na znázornenie molekúl a enzýmov a čiary na znázornenie väzieb medzi molekulami.

Prinútiť študentov, aby premýšľali o tom, ako sa energia pohybuje medzi živými vecami, môže byť zložité. Pri vyučovaní tejto témy normálne začíname potravinovým reťazcom. Potravinový reťazec usporiada organizmy a potom pomocou šípok ukazuje tok energie z jednej živej bytosti do druhej. Po potravinových reťazcoch normálne posúvame študentov ďalej, aby sa pozreli na komplikovanejšie spotrebiteľské vzťahy modelované potravinovými sieťami. Tieto vizuálne modely je možné rýchlo a jednoducho vytvoriť na Storyboard That pomocou šípok a obrázkov rôznych zvierat z Photos for Class alebo z kategórie Animals.

Študenti môžu ľahko vytvoriť modely atómov a ukázať, ako sú usporiadané. Existuje niekoľko spôsobov, ako to môžu študenti znázorniť, ale bežným spôsobom je vytváranie modelov palíc a loptičiek. Modely palíc a guľôčok môžu zobrazovať rôzne typy atómov a väzby medzi nimi. Sú však obmedzené, pretože zobrazujú usporiadanie a väzby iba v dvoch rozmeroch. Študenti môžu použiť tieto 2D obrázky na vytvorenie 3D modelov molekúl z modelovacej hliny alebo papiera.

Potom, čo sa študenti pozreli na to, ako môžu byť atómy usporiadané tak, aby vytvorili molekuly, môžu sa pozrieť na to, ako môžu byť atómy preskupené počas chemických reakcií. Tieto modely sú užitočné, pretože umožňujú vašim študentom pochopiť, že celkový počet atómov sa počas chemickej reakcie zachováva. Sú tiež mimoriadne užitočné pri výučbe študentov, ako vyvažovať rovnice symbolov.

Pozrite sa na rôzne stavy hmoty modelovaním častíc v rôznych situáciách. V nižšie uvedenej aktivite môžu študenti porovnať to, čo sa deje na úrovni reálneho sveta, s tým, čo sa deje na úrovni častíc. Aby to študenti úspešne dokončili, budú musieť skombinovať vedomosti o časticiach, teplote a energii.

Modely môžu byť veľmi užitočné pri pohľade na to, ako procesy spolupracujú v systémoch Zeme. Študenti môžu pridať šípky na zobrazenie pohybu energie alebo hmoty. V príklade globálneho otepľovania šípky znázorňujú pohyb energie. V príklade uhlíkového cyklu šípky znázorňujú pohyb uhlíka. Študenti potom môžu ľahko primiešať text do storyboardov, čo im dáva príležitosť vysvetliť svoj model. Existuje dokonca funkcia, ktorá umožňuje študentom nahrať svoj hlas a pripojiť ho k storyboardu.

Existuje mnoho spôsobov, ako môžu byť modely použité pri výučbe o vesmírnej vede. V nižšie uvedenom príklade scenára by študenti nakreslili čiary od relatívnych polôh Zeme, Mesiaca a Slnka k tomu, ako Mesiac vyzerá zo Zeme. Rovnako ako u mnohých modelov vesmíru a našej slnečnej sústavy je veľmi ťažké získať správnu mierku; toto je obmedzenie, o ktorom môžete diskutovať so svojimi študentmi.

Hodnotiace schopnosti

Modely nie sú nikdy dokonalé, pretože ponúkajú zjednodušenú verziu fenoménu skutočného sveta. To dáva študentom príležitosť analyzovať a hodnotiť modely. Vytvorte T-graf zvýrazňujúci silné stránky a obmedzenia a diskutujte o presnosti modelu. To sa potom dá využiť na nápady, ako modely vylepšiť a priblížiť ich cieľovému fenoménu. Tieto hodnotiace schopnosti sa dajú praktizovať už od mladého veku. Mladí študenti môžu začať poukazovať na rozdiely medzi modelmi a reálnym systémom. Tieto analytické a hodnotiace schopnosti umožňujú študentom premýšľať do hĺbky tým, že využívajú zručnosti spracovania vyššieho rádu na premýšľanie o tom, ako model vylepšiť a vylepšiť. Tieto hodnotiace úlohy je možné splniť individuálne. Vytvorte si vlastné hodnotiace rubriky pre konkrétny model pomocou Quick Rubric rubriky .

Súvisiace aktivity

Často kladené otázky o modelovaní vo vede pomocou Storyboard That

Čo sú vedecké modely?

Vedecké modely sú mentálne alebo explicitné reprezentácie javov, ktoré nám umožňujú pochopiť svet okolo nás. Môžu byť osobné, zdieľané, nestabilné, neúplné alebo chybné.

Prečo sú modely dôležité vo vedeckom vzdelávaní?

Vývoj a používanie modelov je uvedené ako jedna z ôsmich vedeckých a technických postupov v štandardoch pre vedu novej generácie. Učitelia sú povzbudzovaní, aby rozvíjali zručnosti študentov v modelovaní vo všetkých fázach vzdelávania dieťaťa, pretože modely môžu študentom pomôcť pochopiť tému do detailov, upozorniť na medzery v chápaní alebo mylné predstavy a ukázať, ako sa myslenie študentov zmenilo.

Aké sú niektoré príklady vedeckých modelov, ktoré možno vytvoriť pomocou Storyboard That?

Storyboard That možno použiť na vytvorenie širokej škály vedeckých modelov, ako sú analógové modely, silové diagramy, anotované diagramy, znázornenia telesných systémov, modely atómov a molekúl a vizuálne modely potravinových reťazcov a sietí.

Ako možno použiť analógové modely vo vedeckom vzdelávaní?

Analogické modely sú užitočné vo vedeckom vzdelávaní, pretože môžu pomôcť študentom pochopiť abstraktné alebo ťažko vizualizovateľné témy, ako sú elektrické obvody. Študenti si môžu vytvoriť svoje vlastné modely analógie na Storyboard That a diskusie o podobnostiach a rozdieloch medzi analógiou a cieľovým systémom sú nevyhnutné.