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Wasserzyklus Unterrichtspläne | Das Wasser-Zyklus-Diagramm

Wissenschaftsmodelle verwenden

Um die Welt um uns herum besser verstehen zu können, erstellen wir mentale Modelle von Phänomenen. Mit diesen Modellen können wir uns selbst ein Bild davon machen, was und warum etwas passiert. Diese Modelle sind persönlich und passen möglicherweise nicht immer zum Modell einer anderen Person. Sie können oft instabil, unvollständig oder fehlerhaft sein. Auf der anderen Seite sind konzeptuelle Modelle gemeinsame und explizite Darstellungen oder Analogien von Phänomenen. Mit diesen Modellen können Wissenschaftler die Welt um uns herum besser verstehen. Modelle werden in allen Bereichen der Wissenschaft eingesetzt und bieten externe Versionen von mentalen Konzepten. Modelle sind keine perfekte Darstellung; Sie sind eine vereinfachte Version eines Systems, das bestimmte Bereiche hervorhebt und andere ignoriert.

Die Next Generation Science Standards (NGSS) sehen die "Entwicklung und Verwendung von Modellen" als eine der acht wissenschaftlichen und technischen Praktiken vor. Die Lehrer werden ermutigt, die Fähigkeiten der Schüler in Bezug auf das Modellieren in allen Phasen der kindlichen Bildung zu entwickeln. In jungen Jahren können die Schüler etikettierte Illustrationen von Phänomenen produzieren. In der High School können die Schüler ihre Fähigkeiten zur Modellentwicklung verbessern, indem sie verschiedene Variablen und die Beziehungen zwischen ihnen hervorheben.

Auf Storyboard That erstellte visuelle Modelle Storyboard That kann ein großartiges Lehrmittel sein. Es ist jedoch aus mehreren Gründen wichtig, die Schüler dazu zu bringen, ihre eigenen Modelle zu entwickeln und zu verwenden. Um ein genaues Modell zu erstellen, müssen die Schüler das Thema im Detail verstehen. Alle Fehler, die die Schüler in ihren Modellen machen, können Verständnislücken oder falsche Vorstellungen aufzeigen. Modelle können am Anfang und am Ende eines Themas erstellt werden, um zu sehen, wie sich das Denken der Schüler verändert hat.

Modelle können auch eine Vielzahl unterschiedlicher Formen annehmen, von Zeichnungen und physischen Nachbildungen bis hin zu Analogien und Computersimulationen. Auf Storyboard That können nicht alle Storyboard That, es gibt jedoch einige, die sehr gut geeignet sind, z. B. visuelle konzeptionelle Modelle. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele, die Ihnen zeigen, wie Sie mit Storyboard That Modelle in Ihren naturwissenschaftlichen Klassen erstellen können, unabhängig von der Art der Wissenschaft!

Beispiele für wissenschaftliche Modelle

Analogiemodelle sind eine großartige Möglichkeit, den Schülern etwas zu beschreiben, das sie nicht sehen können. Lehrer verwenden sie immer dann, wenn sie ein System mit etwas vergleichen, mit dem die Schüler besser vertraut sind. Je mehr Ähnlichkeiten das Analogiemodell zum Zielsystem aufweist, desto besser. Visuelle Darstellungen dieser Modelle erleichtern den Schülern das Herstellen von Konzeptverknüpfungen. Es kann noch effektiver sein, wenn Schüler ihre eigenen Analogiemodelle auf Storyboard That! Erstellen. Diskussionen über die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Analogien sind wesentlich, nachdem sie erstellt wurden. Diese können von Lehrern in einer ganzen Klasse oder von kleineren Schülern geführten Diskussionen durchgeführt werden. Analogiemodelle können nützlich sein, wenn die Schüler eine Vielzahl von wissenschaftlichen Themen erlernen, insbesondere Themen mit abstrakten, schwer zu visualisierenden Teilen, z. B. elektrischen Schaltkreisen.

Modelle können auch verwendet werden, um Dinge darzustellen, die nicht gesehen werden können, z. B. Kräfte. Wie bei elektrischen Stromkreisen können Kräfte für Schüler schwer vorstellbar sein, da sie physisch nicht gesehen werden können. Die Schüler können Kraftdiagramme mit Zeichen und Szenen erstellen, wobei Pfeile die Größe und Stärke der Kräfte anzeigen. Die Schüler können dann über die resultierende Kraft und die Auswirkungen auf die Bewegung verschiedener Körper nachdenken.

Lassen Sie die Schüler selbst bei einfachen Phänomenen kommentierte Diagramme erstellen, um den wissenschaftlichen Prozess zu erläutern. Kommentierte Diagramme sind eine Kombination aus Text und Abbildungen, die bei der Beantwortung einer wissenschaftlichen Frage hilfreich sind. Sie können Prozesse zeigen, die sonst unsichtbar wären, wie Moleküle oder Kräfte. Fügen Sie eine Lupe hinzu und geben Sie eine vergrößerte Ansicht des aktuellen Geschehens, um hervorzuheben, dass das Modell nicht maßstabsgetreu ist.

Verwenden Sie Darstellungen der verschiedenen Körpersysteme, damit die Schüler die verschiedenen Komponenten verstehen. Storyboard That speziellen Grafik, mit der die Schüler verschiedene Bereiche der Biologie wie Zellen und Körpersysteme besser verstehen können. Erstellen Sie narrative Storyboards, um die im Körper ablaufenden Prozesse zu betrachten. Bei der Erstellung dieser Modelle können die Schüler eine Zelle zuweisen, um zu beschreiben, was in jeder Phase geschieht.

Die Studierenden könnten auch das Verdauungssystem auf molekularer Ebene untersuchen und die Aufteilung verschiedener Makromoleküle in kleinere, besser verwendbare Teile modellieren. Die Schüler können eine Reihe von Formen verwenden, um Moleküle und Enzyme darzustellen, und Linien, um die Bindungen zwischen den Molekülen darzustellen.


Erstellen Sie Wissenschaftsmodelle*

Die Schüler dazu zu bringen, darüber nachzudenken, wie sich Energie zwischen Lebewesen bewegt, kann schwierig sein. Wenn wir dieses Thema unterrichten, beginnen wir normalerweise mit einer Nahrungskette. Eine Nahrungskette ordnet die Organismen und zeigt mit Hilfe von Pfeilen den Energiefluss von einem Lebewesen zum anderen. Nach der Nahrungskette beschäftigen wir uns normalerweise mit komplizierteren Konsumbeziehungen, die durch Nahrungsnetze modelliert werden. Diese visuellen Modelle können schnell und einfach auf Storyboard That mit Pfeilen und Bildern verschiedener Tiere aus Photos for Class oder aus der Kategorie Animals erstellt werden.

Die Schüler können auf einfache Weise Atommodelle erstellen und zeigen, wie sie angeordnet sind. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie die Schüler dies darstellen können. Eine übliche Möglichkeit ist jedoch die Erstellung von Stock- und Ballmodellen. Stab- und Kugelmodelle können verschiedene Arten von Atomen und die Bindungen zwischen ihnen zeigen. Sie sind jedoch begrenzt, da sie nur die Anordnung und Bindungen in zwei Dimensionen zeigen. Die Schüler können diese 2D-Bilder verwenden, um 3D-Modelle der Moleküle aus Modelliermasse oder Papier zu erstellen.

Nachdem die Schüler untersucht haben, wie Atome zu Molekülen zusammengesetzt werden können, können sie untersuchen, wie Atome während chemischer Reaktionen neu angeordnet werden können. Diese Modelle sind hilfreich, damit Ihre Schüler verstehen, dass die Gesamtzahl der Atome während einer chemischen Reaktion erhalten bleibt. Sie sind auch äußerst nützlich, wenn Sie den Schülern das Ausgleichen von Symbolgleichungen beibringen möchten.

Schauen Sie sich die verschiedenen Zustände der Materie an, indem Sie die Partikel in verschiedenen Situationen modellieren. In der folgenden Übung können die Schüler vergleichen, was in der realen Welt im großen Maßstab geschieht, und was auf Partikelebene geschieht. Um dies erfolgreich abzuschließen, müssen die Schüler Kenntnisse über Partikel, Temperatur und Energie kombinieren.


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Modelle können sehr nützlich sein, wenn es darum geht, wie Prozesse in Erdsystemen zusammenarbeiten. Die Schüler können Pfeile hinzufügen, um die Bewegung von Energie oder Materie anzuzeigen. Im Beispiel der globalen Erwärmung zeigen die Pfeile die Bewegung der Energie. Im Beispiel für den Kohlenstoffkreislauf zeigen die Pfeile die Bewegung des Kohlenstoffs. Die Schüler können dann problemlos Text in die Storyboards einblenden und so ihr Modell erklären. Es gibt sogar eine Funktion, mit der Schüler ihre Stimme aufzeichnen und an das Storyboard anhängen können.


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Es gibt viele Möglichkeiten, wie Modelle zum Unterrichten von Weltraumwissenschaften verwendet werden können. Im folgenden Beispiel-Storyboard zeichnen die Schüler Linien von den relativen Positionen der Erde, des Mondes und der Sonne, um festzustellen, wie der Mond von der Erde aus aussieht. Wie bei vielen Weltraummodellen und unserem Sonnensystem ist es sehr schwierig, den richtigen Maßstab zu finden. Dies ist eine Einschränkung, die Sie mit Ihren Schülern besprechen können.


Bewertungsfähigkeiten

Modelle sind niemals perfekt, weil sie eine vereinfachte Version des Phänomens der realen Welt bieten. Dies bietet den Studierenden die Möglichkeit, Modelle zu analysieren und zu bewerten. Erstellen Sie ein T-Diagramm, in dem die Stärken und Einschränkungen hervorgehoben werden, und diskutieren Sie die Genauigkeit des Modells. Daraus lassen sich dann Ideen ableiten, wie Modelle verbessert und näher an das Zielphänomen herangeführt werden können. Diese Bewertungsfähigkeiten können bereits in jungen Jahren geübt werden. Junge Studenten können beginnen, auf Unterschiede zwischen Modellen und dem realen System hinzuweisen. Diese Analyse- und Bewertungsfähigkeiten ermöglichen es den Schülern, tief zu überlegen, indem sie Verarbeitungsfähigkeiten höherer Ordnung einsetzen, um zu überlegen, wie das Modell verfeinert und verbessert werden kann. Diese Auswertungsaufgaben können individuell erledigt werden. Erstellen Sie mit Quick Rubric Ihre eigenen Bewertungsrubriken für ein bestimmtes Modell.


Bildzuordnungen
  • 13:13 Abseiling 3 • schrodingersduck • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Boat • The Manual Photographer • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Buccinum undatum (Common Whelk) • S. Rae • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Cod • Cocayhi • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • fish1879 • NOAA Photo Library • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • fish3260 • NOAA Photo Library • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Jonah crab • U. S. Fish and Wildlife Service - Northeast Region • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Laughing Gull (Leucophaeus atricilla) • acryptozoo • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • limpet shell • S. Rae • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Lobster • Jim, the Photographer • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Mussel • Andy Gant • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • prawn • Dan Hershman • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • seaweed • cluczkow • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Space Shuttle 30th Anniversary • NASA Goddard Photo and Video • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • volaaaa!!! • nettaphoto • Lizenz Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)


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