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Wasserzyklus-Unterrichtspläne

Wissenschaftsmodelle verwenden

Um uns zu helfen, die Welt um uns herum zu verstehen, erstellen wir mentale Modelle von Phänomenen. Diese Modelle ermöglichen es uns, unseren eigenen Sinn dafür zu finden, was und warum etwas passiert. Diese Modelle sind persönlich und entsprechen möglicherweise nicht immer dem Modell einer anderen Person. Sie können oft instabil, unvollständig oder fehlerhaft sein. Andererseits sind konzeptionelle Modelle gemeinsame und explizite Darstellungen oder Analogien von Phänomenen. Diese Modelle können von Wissenschaftlern verwendet werden, um ihnen zu helfen, die Welt um uns herum zu verstehen. Modelle werden in allen Bereichen der Wissenschaft verwendet und bieten externe Versionen mentaler Konzepte. 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) haben die "Entwicklung und Verwendung von Modellen" als eine der acht Wissenschafts- und Ingenieurpraktiken aufgeführt. Die Lehrer werden ermutigt, die Fähigkeiten der Schüler im Modellieren in allen Phasen der Ausbildung eines Kindes zu entwickeln. In den ersten Jahren können die Schüler beschriftete Illustrationen von Phänomenen erstellen. In der High School können die Schüler ihre Fähigkeiten zur Modellentwicklung verbessern, indem sie verschiedene Variablen und die Beziehungen zwischen ihnen hervorheben.

Visuelle Modelle, die auf Storyboard That können großartige Lehrwerkzeuge sein. Es ist jedoch auch aus mehreren Gründen wichtig, Studenten dazu zu bringen, eigene Modelle zu entwickeln und zu verwenden. Um ein genaues Modell zu erstellen, müssen die Schüler das Thema im Detail verstehen. Alle Fehler, die Schüler in ihren Modellen machen, können Verständnislücken oder Missverständnisse aufzeigen. Am Anfang und am Ende eines Themas können Modelle erstellt werden, um zu sehen, wie sich das Denken der Schüler geändert hat.

Modelle können auch eine Vielzahl unterschiedlicher Formen annehmen, von Zeichnungen und physischen Repliken bis hin zu Analogien und Computersimulationen. Nicht alle Arten von Modellen können mit Storyboard That, aber es gibt einige, die sehr gut geeignet sind, wie zum Beispiel visuelle konzeptionelle Modelle. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele, die Ihnen zeigen, wie Sie Storyboard That, um Modelle in Ihrem naturwissenschaftlichen Unterricht zu erstellen, unabhängig von der Art der Wissenschaft!

Beispiele für Wissenschaftsmodelle

Analogiemodelle sind eine großartige Möglichkeit, Schülern etwas zu beschreiben, die sie nicht sehen können. Lehrer verwenden sie ständig, 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 helfen den Schülern, Konzeptverknüpfungen einfacher zu machen. Es kann noch effektiver sein, wenn die Schüler ihre eigenen Analogiemodelle auf Storyboard That erstellen! Diskussionen über die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Analogien sind nach ihrer Erstellung unerlässlich. Diese können von Lehrern in einer ganzen Klasse oder von kleineren, von Schülern geleiteten Diskussionen durchgeführt werden. Analogiemodelle können nützlich sein, wenn Schüler ein breites Spektrum an naturwissenschaftlichen Themen erlernen, insbesondere Themen mit abstrakten, schwer zu visualisierenden Teilen, wie z. B. elektrische Schaltungen.

Modelle können auch verwendet werden, um Dinge darzustellen, die nicht sichtbar sind, z. B. Kräfte. Wie bei elektrischen Schaltkreisen können Kräfte für die Schüler schwer vorstellbar sein, da sie physisch nicht gesehen werden können. Die Schüler können Kraftdiagramme mit Charakteren und Szenen erstellen, mit Pfeilen, um die Größe und Größe der Kräfte anzuzeigen. Die Schülerinnen und Schüler sind dann in der Lage, über die resultierende Kraft und deren Auswirkung auf die Bewegung verschiedener Körper nachzudenken.

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

Verwenden Sie Darstellungen der verschiedenen Körpersysteme, damit die Schüler die verschiedenen Komponenten verstehen. Storyboard That enthält spezifische Kunstwerke, die den Schülern helfen sollen, verschiedene Bereiche der Biologie, wie Zellen und Körpersysteme, zu verstehen. Erstellen Sie narrative Storyboards, um die Prozesse im Körper zu betrachten. Beim Erstellen dieser Modelle können die Schüler eine Zelle zuweisen, um zu beschreiben, was in jeder Phase passiert.

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

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 dann mit Pfeilen den Energiefluss von einem Lebewesen zum anderen. Nach Nahrungsketten bewegen wir die Schüler normalerweise dazu, sich kompliziertere Konsumbeziehungen anzuschauen, die durch Nahrungsnetze modelliert werden. Diese visuellen Modelle können schnell und einfach auf Storyboard That indem Pfeile und Bilder verschiedener Tiere aus Photos for Class oder aus der Kategorie Tiere verwendet werden.

Die Schüler können einfach Modelle von Atomen erstellen und ihre Anordnung zeigen. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie die Schüler dies darstellen können, aber eine gängige Methode ist das Erstellen von Stick- 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. Mit diesen 2D-Bildern können die Schüler 3D-Modelle der Moleküle aus Modelliermasse oder Papier erstellen.

Nachdem die Schüler untersucht haben, wie Atome zu Molekülen angeordnet werden können, können sie untersuchen, wie Atome bei chemischen Reaktionen neu angeordnet werden können. Diese Modelle sind hilfreich, da sie Ihren Schülern helfen zu verstehen, dass die Gesamtzahl der Atome während einer chemischen Reaktion erhalten bleibt. Sie sind auch äußerst nützlich, wenn Sie Schülern beibringen, wie man Symbolgleichungen ausbalanciert.

Betrachten Sie die verschiedenen Aggregatzustände, indem Sie die Teilchen in verschiedenen Situationen modellieren. In der folgenden Aktivität können die Schüler vergleichen, was auf einer realen, großräumigen Ebene mit dem auf Partikelebene passiert. Um dies erfolgreich abzuschließen, müssen die Studierenden Kenntnisse über Teilchen, Temperatur und Energie kombinieren.

Modelle können sehr nützlich sein, wenn man untersucht, 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 Energiebewegung. Im Beispiel des Kohlenstoffkreislaufs zeigen die Pfeile die Bewegung von Kohlenstoff. Die Schüler können dann ganz einfach Text in die Storyboards einfügen und haben so die Möglichkeit, ihr Modell zu erklären. Es gibt sogar eine Funktion, mit der Schüler ihre Stimme aufnehmen und an das Storyboard anhängen können.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie Modelle beim Unterrichten über Weltraumwissenschaften verwendet werden können. Im Beispiel-Storyboard unten würden die Schüler Linien von den relativen Positionen von Erde, Mond und Sonne zu der Darstellung des Mondes von der Erde aus zeichnen. Wie bei vielen Modellen des Weltraums und unseres Sonnensystems ist es sehr schwierig, den richtigen Maßstab zu finden; Dies ist eine Einschränkung, die Sie mit Ihren Schülern besprechen können.


Bewertungsfähigkeiten

Modelle sind nie perfekt, weil sie eine vereinfachte Version des realen Phänomens bieten. Dies bietet den Studierenden die Möglichkeit, Modelle zu analysieren und zu bewerten. Erstellen Sie ein T-Chart, in dem die Stärken und Grenzen hervorgehoben werden, und diskutieren Sie die Präzision des Modells. Daraus lassen sich dann Ideen entwickeln, wie Modelle verbessert und näher an das Zielphänomen herangeführt werden können. Diese Bewertungskompetenzen können bereits in jungen Jahren geübt werden. Junge Studenten können damit beginnen, Unterschiede zwischen Modellen und dem realen System aufzuzeigen. Diese Analyse- und Bewertungsfähigkeiten ermöglichen es den Schülern, gründlich nachzudenken, indem sie Verarbeitungsfähigkeiten höherer Ordnung einsetzen, um darüber nachzudenken, wie das Modell verfeinert und verbessert werden kann. Diese Auswertungsaufgaben können individuell bearbeitet werden. 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/)
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  • 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/)
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