כדי לעזור לנו להבין את העולם סביבנו, אנו יוצרים מודלים מנטליים של תופעות. מודלים אלה מאפשרים לנו להבין לעצמנו מה ולמה קורה משהו. מודלים אלה הינם אישיים, וייתכן שלא תמיד הם תואמים את הדגם של מישהו אחר. לעתים קרובות הם יכולים להיות לא יציבים, לא שלמים או פגומים. מצד שני, מודלים קונספטואליים הם ייצוגים משותפים ומפורשים או אנלוגיות של תופעות. מודלים אלה יכולים לשמש מדענים כדי לעזור להם להבין את העולם סביבנו. מודלים משמשים בכל תחומי המדע ומציעים גרסאות חיצוניות של מושגים מנטליים. דוגמניות אינן ייצוג מושלם; הם גרסה פשוטה של מערכת המדגישה תחומים מסוימים תוך התעלמות מאחרים.
לתקני המדע מהדור הבא (NGSS) יש "פיתוח ושימוש במודלים" המפורטים כאחד משמונת שיטות המדע וההנדסה. המורים מוזמנים לפתח את כישורי התלמידים בדוגמנות בכל שלבי החינוך של הילד. במהלך השנים הראשונות, התלמידים יכולים לייצר איורים מסומנים של תופעות. בתיכון התלמידים יכולים לקדם את המודל שלהם לפיתוח כישורים על ידי הדגשת משתנים שונים והקשרים ביניהם.
מודלים חזותיים שנוצרו ב- Storyboard That שיכולים להיות כלי הוראה מצוינים. עם זאת, לגרום לתלמידים לפתח ולהשתמש במודלים משלהם חשוב גם מכמה סיבות. על מנת ליצור מודל מדויק, התלמידים צריכים להבין את הנושא בפירוט. כל שגיאה שתלמידים עושים במודלים שלהם יכולה להדגיש פערים בהבנה או בתפיסות מוטעות. ניתן ליצור מודלים בהתחלה ושוב בסוף נושא כדי לראות כיצד החשיבה של התלמידים השתנתה.
דוגמניות יכולות גם לקבל מגוון רחב של צורות שונות, החל מציורים והעתקים פיזיים, ועד אנלוגיות והדמיות מחשב. לא כל סוגי הדגמים ניתנים Storyboard That, אך ישנם כמה שמתאימים מאוד, כמו מודלים קונספטואליים חזותיים. להלן כמה דוגמאות להראות לך כיצד תוכל להשתמש ב- Storyboard That ליצירת מודלים בשיעורי המדע שלך, לא משנה סוג המדע!
מודלים אנלוגיים הם דרך מצוינת לתאר משהו לתלמידים שהם לא מסוגלים לראות. המורים משתמשים בהם כל הזמן כשהם משווים מערכת למשהו שהתלמידים מכירים יותר. ככל שיש יותר דמיון למודל האנלוגיה למערכת המטרה, כך ייטב. ייצוג חזותי של מודלים אלה מסייע לתלמידים ליצור קישורי קונספט בקלות רבה יותר. זה יכול להיות אפילו יותר יעיל אם התלמידים ייצרו מודלים Storyboard That! דיונים סביב הדמיון והשוני בין האנלוגיה חיוניים לאחר שנוצרו. אלה יכולים להיות מונחים על ידי מורים במסגרת כיתה שלמה, או דיונים קטנים יותר בהנחיית תלמידים. מודלים אנלוגיים יכולים להיות שימושיים כאשר התלמידים לומדים על מגוון רחב של נושאים במדע, במיוחד נושאים עם חלקים מופשטים שקשה לדמיין, כמו מעגלים חשמליים.
ניתן להשתמש במודלים גם לייצוג דברים שאינם נראים, כגון כוחות. כמו במעגלים חשמליים, לתלמידים יהיה קשה לדמיין כי לא ניתן לראותם פיזית. התלמידים יכולים ליצור דיאגרמות כוח באמצעות דמויות וסצנות, עם חיצים להראות את גודל הכוחות ואת גודלם. לאחר מכן התלמידים יכולים לחשוב על הכוח שנוצר ועל ההשפעה שיש לזה על תנועת גופים שונים.
אפילו עם תופעות פשוטות, שאל התלמידים ליצור דיאגרמות עם הערות כדי להסביר את התהליך המדעי. דיאגרמות עם הערות הן שילוב של טקסט ואיורים המסייעים לענות על שאלה במדע. הם יכולים להראות תהליכים שאחרת לא היו נראים לעין, כגון מולקולות או כוחות. הוסיפו זכוכית מגדלת ותנו תצוגה של 'זום פנימה' של המתרחש והדגישו כי הדגם אינו בקנה מידה.
השתמש בייצוג של מערכות הגוף השונות על מנת שהתלמידים יבינו את המרכיבים השונים. Storyboard That הכולל יצירות אמנות ספציפיות שנועדו לסייע לתלמידים להבין תחומים שונים בביולוגיה, כגון תאים ומערכות גוף. צור לוחות סיפורים נראטיביים כדי להסתכל על התהליכים המתרחשים בתוך הגוף. בעת יצירת מודלים אלה, התלמידים יכולים להקדיש תא לתיאור המתרחש בכל שלב.
תלמידים יכלו גם להסתכל על מערכת העיכול ברמה המולקולרית ולדגם את פירוק מקרומולקולות שונות לחלקים קטנים יותר ושימושיים יותר. התלמידים יכולים להשתמש במגוון צורות לייצוג מולקולות ואנזימים, וקווים לייצוג הקשרים בין המולקולות.
לגרום לתלמידים לחשוב כיצד האנרגיה נעה בין יצורים חיים יכולה להיות מסובכת. כאשר מלמדים נושא זה, אנו בדרך כלל מתחילים בשרשרת מזון. שרשרת מזון מבצעת את סדר האורגניזמים ולאחר מכן משתמשת בחצים כדי להראות את זרימת האנרגיה מיצור חי אחד למשנהו. לאחר שרשראות מזון, אנו בדרך כלל מעבירים את התלמידים לבחון מערכות יחסים צרכניות מסובכות יותר, על פי רשתות מזון. ניתן ליצור מודלים ויזואליים אלה במהירות ובקלות ב- Storyboard That באמצעות חיצים ותמונות של בעלי חיים שונים מ- Photos for Class או מהקטגוריה בעלי חיים.
התלמידים יכולים לייצר בקלות מודלים של אטומים ולהראות כיצד הם מסודרים. ישנן מספר דרכים בהן התלמידים יכולים לייצג זאת, אך דרך נפוצה היא על ידי יצירת מודלים של מקל וכדור. דגמי מקל וכדור יכולים להראות סוגים שונים של אטומים והקשרים ביניהם. אולם הם מוגבלים, מכיוון שהם מציגים רק את הסידור והקשרים בשני ממדים. תלמידים יכולים להשתמש בתמונות דו -ממדיות אלה כדי ליצור מודלים תלת -ממדיים של המולקולות מחימר או נייר דוגמנות.
לאחר שהתלמידים בדקו כיצד ניתן לסדר אטומים ליצירת מולקולות, הם יכולים להסתכל כיצד ניתן לסדר אטומים מחדש במהלך תגובות כימיות. מודלים אלה מועילים מכיוון שהם מאפשרים לתלמידים שלך להבין כי מספר האטומים הכולל נשמר במהלך תגובה כימית. הם גם שימושיים במיוחד כאשר מלמדים את התלמידים כיצד לאזן משוואות סמל.
תסתכל על מצבי החומר השונים על ידי דוגמנות החלקיקים במצבים שונים. בפעילות שלהלן, התלמידים יכולים להשוות בין המתרחש ברמה בעולם האמיתי, בקנה מידה גדול, למתרחש ברמת חלקיקים. על מנת להשלים זאת בהצלחה, התלמידים יצטרכו לשלב ידע אודות חלקיקים, טמפרטורה ואנרגיה.
מודלים יכולים להיות שימושיים מאוד כאשר בוחנים כיצד תהליכים עובדים יחד במערכות כדור הארץ. תלמידים יכולים להוסיף חיצים כדי להראות את תנועת האנרגיה או החומר. בדוגמה להתחממות כדור הארץ, החצים מראים את תנועת האנרגיה. בדוגמה של מחזור הפחמן, החצים מראים את תנועת הפחמן. לאחר מכן התלמידים יכולים לשלב טקסט בקלות עם לוחות הסיפורים, ולתת להם את ההזדמנות להסביר את המודל שלהם. יש אפילו פונקציה המאפשרת לתלמידים להקליט את קולם ולצרף אותו ללוח התכנון.
ישנן דרכים רבות בהן ניתן להשתמש במודלים בעת לימוד על מדעי החלל. בלוח הסיפורים להלן, התלמידים היו מציירים קווים מהמיקומים היחסיים של כדור הארץ, הירח והשמש לאופן בו הירח נראה מכדור הארץ. כמו בדגמים רבים של חלל ומערכת השמש שלנו, קשה מאוד לתקן את הסולם; זו מגבלה שתוכל לדון בה עם התלמידים שלך.
דוגמניות לעולם אינן מושלמות מכיוון שהן מציעות גרסה פשוטה של תופעת העולם האמיתי. זה נותן לתלמידים הזדמנות לנתח ולהעריך מודלים. צור תרשים T המדגיש את נקודות החוזק והמגבלות ודון בדייקנות המודל. לאחר מכן ניתן להשתמש בזה כדי להעלות רעיונות כיצד לשפר מודלים ולקרב אותם לתופעת המטרה. מיומנויות הערכה אלו ניתנות לתרגול מגיל צעיר. סטודנטים צעירים יכולים להתחיל להצביע על הבדלים בין מודלים למערכת האמיתית. כישורי ניתוח והערכה אלה מאפשרים לתלמידים לחשוב לעומק באמצעות כישורי עיבוד מסדר גבוה יותר כדי לחשוב כיצד לשכלל ולשפר את המודל. ניתן לבצע משימות הערכה אלה בנפרד. צור קובצי הערכה משלך עבור דגם מסוים באמצעות Quick Rubric.
מודלים מדעיים הם ייצוגים מנטליים או מפורשים של תופעות המאפשרות לנו להבין את העולם הסובב אותנו. הם יכולים להיות אישיים, משותפים, לא יציבים, לא שלמים או פגומים.
פיתוח ושימוש במודלים רשום כאחד משמונת פרקטיקות המדע וההנדסה בתקני המדע של הדור הבא. מעודדים מורים לפתח את מיומנויות התלמידים במודלים בכל שלבי החינוך של הילד מכיוון שמודלים יכולים לעזור לתלמידים להבין את הנושא לפרטי פרטים, להדגיש פערים בהבנה או בתפיסות שגויות ולהראות כיצד חשיבתם של התלמידים השתנתה.
ניתן להשתמש Storyboard That כדי ליצור מגוון רחב של מודלים מדעיים, כגון מודלים אנלוגיים, דיאגרמות כוח, דיאגרמות מוערות, ייצוגים של מערכות גוף, מודלים של אטומים ומולקולות, ומודלים חזותיים של שרשראות מזון וקורים.
מודלים אנלוגיים שימושיים בחינוך מדעי מכיוון שהם יכולים לעזור לתלמידים להבין נושאים מופשטים או קשים להמחשה, כגון מעגלים חשמליים. התלמידים יכולים ליצור מודלים אנלוגיים משלהם ב- Storyboard That, ודיונים סביב הדמיון וההבדלים בין האנלוגיה למערכת היעד חיוניים.