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Modellare in Scienza con Storyboard That

Di Oliver Smith

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Utilizzando modelli scientifici

Per aiutarci a comprendere il mondo che ci circonda, creiamo modelli mentali di fenomeni. Questi modelli ci consentono di dare un senso a ciò che e perché qualcosa sta accadendo. Questi modelli sono personali e potrebbero non corrispondere sempre al modello di qualcun altro. Spesso possono essere instabili, incompleti o difettosi. D'altra parte, i modelli concettuali sono rappresentazioni condivise ed esplicite o analogie di fenomeni. Questi modelli possono essere utilizzati dagli scienziati per aiutarli a comprendere il mondo che ci circonda. I modelli sono usati in tutte le aree della scienza e offrono versioni esterne di concetti mentali. I modelli non sono una rappresentazione perfetta; sono una versione semplificata di un sistema che evidenzia determinate aree ignorandone altre.

Gli standard scientifici di nuova generazione (NGSS) hanno "lo sviluppo e l'utilizzo di modelli" elencati come una delle otto pratiche scientifiche e ingegneristiche. Gli insegnanti sono incoraggiati a sviluppare le abilità degli studenti nella modellistica in tutte le fasi dell'educazione di un bambino. Durante i primi anni, gli studenti possono produrre illustrazioni etichettate di fenomeni. Al liceo, gli studenti possono far progredire il proprio modello sviluppando le abilità evidenziando le diverse variabili e le relazioni tra loro.

Modelli visivi creati su Storyboard That può essere grandi strumenti di insegnamento. Tuttavia, convincere gli studenti a sviluppare e utilizzare i propri modelli è importante anche per una serie di motivi. Per creare un modello accurato, gli studenti devono comprendere l'argomento in dettaglio. Eventuali errori commessi dagli studenti nei loro modelli possono evidenziare lacune nella comprensione o idee sbagliate. I modelli possono essere creati all'inizio e di nuovo alla fine di un argomento per vedere come è cambiato il pensiero degli studenti.

I modelli possono anche assumere una vasta gamma di forme diverse, dai disegni e repliche fisiche, alle analogie e alle simulazioni al computer. Storyboard That non può creare tutti i tipi di modelli, ma ce ne sono alcuni che ben si adattano, come i modelli concettuali visivi. Di seguito sono riportati alcuni esempi per mostrarti come utilizzare Storyboard That per creare modelli nelle tue lezioni di scienze, indipendentemente dal tipo di scienza!



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Esempi di modelli scientifici

I modelli di analogia sono un ottimo modo per descrivere qualcosa agli studenti che non sono in grado di vedere. Gli insegnanti li usano sempre quando confrontano un sistema con qualcosa con cui gli studenti hanno più familiarità. Più somiglianze ha il modello di analogia con il sistema di destinazione, meglio è. Le rappresentazioni visive di questi modelli aiutano gli studenti a creare collegamenti concettuali più facilmente. Può essere ancora più efficace avere gli studenti a creare i propri modelli di analogia su Storyboard That! Le discussioni sulle somiglianze e le differenze tra l'analogia sono essenziali dopo che sono state create. Questi possono essere guidati dagli insegnanti in un ambiente di classe intera o discussioni più piccole guidate dagli studenti. I modelli di analogia possono essere utili quando gli studenti stanno imparando una vasta gamma di argomenti scientifici, in particolare argomenti con parti astratte difficili da visualizzare, come i circuiti elettrici.



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I modelli possono anche essere usati per rappresentare cose che non si possono vedere, come le forze. Come per i circuiti elettrici, le forze possono essere difficili da immaginare per gli studenti perché non possono essere viste fisicamente. Gli studenti possono creare diagrammi di forza usando personaggi e scene, con frecce per mostrare le dimensioni e la grandezza delle forze. Gli studenti sono quindi in grado di pensare alla forza risultante e all'effetto che ciò ha sul movimento di corpi diversi.



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Anche con fenomeni semplici, chiedi agli studenti di creare diagrammi annotati per spiegare il processo scientifico. I diagrammi annotati sono una combinazione di testo e illustrazioni che aiutano a rispondere a una domanda scientifica. Possono mostrare processi che altrimenti sarebbero invisibili, come molecole o forze. Aggiungi una lente d'ingrandimento e dai una visione "ingrandita" di ciò che sta accadendo e per sottolineare che il modello non deve essere ridimensionato.



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Utilizzare le rappresentazioni dei vari sistemi corporei per consentire agli studenti di comprendere i diversi componenti. Storyboard That ha opere d'arte specifiche che sono state progettate per aiutare gli studenti a comprendere varie aree della biologia, come cellule e sistemi corporei. Crea storyboard narrativi per osservare i processi che si verificano all'interno del corpo. Durante la creazione di questi modelli, gli studenti possono dedicare una cella per descrivere ciò che sta accadendo in ogni fase.



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Gli studenti potrebbero anche esaminare il sistema digestivo a livello molecolare e modellare la scomposizione di macromolecole diverse in parti più piccole e più utilizzabili. Gli studenti possono utilizzare una gamma di forme per rappresentare molecole ed enzimi e linee per rappresentare i legami tra le molecole.


Digestion
Digestion

Esempio


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Far pensare agli studenti come si muove l'energia tra gli esseri viventi può essere difficile. Quando insegniamo questo argomento, normalmente iniziamo con una catena alimentare. Una catena alimentare mette gli organismi in ordine e quindi utilizza le frecce per mostrare il flusso di energia da un essere vivente all'altro. Dopo le catene alimentari, normalmente passiamo agli studenti per esaminare le relazioni di consumo più complicate, modellate dalle reti alimentari. Questi modelli visivi possono essere creati rapidamente e facilmente su Storyboard That usando frecce e immagini di animali diversi da Photos for Class o dalla categoria Animali.


Food Webs
Food Webs

Esempio


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Gli studenti possono facilmente produrre modelli di atomi e mostrare come sono organizzati. Ci sono diversi modi in cui gli studenti possono rappresentarlo, ma un modo comune è quello di creare modelli di stick e palline. I modelli di stick e palline possono mostrare diversi tipi di atomi e i legami tra loro. Sono limitati, tuttavia, poiché mostrano solo la disposizione e le obbligazioni in due dimensioni. Gli studenti possono utilizzare queste immagini 2D per creare modelli 3D delle molecole con la modellazione di argilla o carta.



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Dopo che gli studenti hanno esaminato il modo in cui gli atomi possono essere organizzati per creare molecole, possono vedere come gli atomi possono essere riorganizzati durante le reazioni chimiche. Questi modelli sono utili perché consentono ai tuoi studenti di capire che il numero totale di atomi viene conservato durante una reazione chimica. Sono anche estremamente utili quando insegnano agli studenti come bilanciare le equazioni dei simboli.



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Guarda i diversi stati della materia modellando le particelle in diverse situazioni. Nell'attività di seguito, gli studenti possono confrontare ciò che sta accadendo a livello reale e su larga scala con ciò che sta accadendo a livello di particelle. Per completare questo con successo, gli studenti dovranno unire le conoscenze su particelle, temperatura ed energia.



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I modelli possono essere molto utili quando si guarda come i processi lavorano insieme nei sistemi terrestri. Gli studenti possono aggiungere frecce per mostrare il movimento di energia o materia. Nell'esempio del riscaldamento globale, le frecce mostrano il movimento di energia. Nell'esempio del ciclo del carbonio, le frecce mostrano il movimento del carbonio. Gli studenti possono quindi facilmente fondere il testo negli storyboard, dando loro l'opportunità di spiegare il loro modello. C'è anche una funzione che consente agli studenti di registrare la propria voce e collegarla allo storyboard.




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Esistono molti modi in cui i modelli possono essere utilizzati per insegnare le scienze spaziali. Nello storyboard di esempio riportato di seguito, gli studenti trarrebbero linee dalle posizioni relative di Terra, Luna e Sole a come la Luna guarda dalla Terra. Come con molti modelli di spazio e il nostro sistema solare, è molto difficile ottenere la scala corretta; questa è una limitazione che puoi discutere con i tuoi studenti.



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Abilità di valutazione

I modelli non sono mai perfetti perché offrono una versione semplificata del fenomeno del mondo reale. Ciò offre agli studenti l'opportunità di analizzare e valutare modelli. Crea un diagramma a T che evidenzi i punti di forza e le limitazioni e discuti della precisione del modello. Questo può quindi essere utilizzato per elaborare idee su come migliorare i modelli e avvicinarli al fenomeno target. Queste capacità di valutazione possono essere esercitate sin dalla giovane età. I giovani studenti possono iniziare a sottolineare le differenze tra i modelli e il sistema reale. Queste capacità di analisi e valutazione consentono agli studenti di pensare in profondità usando le capacità di elaborazione degli ordini superiori per pensare a come perfezionare e migliorare il modello. Queste attività di valutazione possono essere completate individualmente. Crea le tue rubriche di valutazione per un modello particolare utilizzando la Quick Rubric.




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