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Modelagem em Ciência com Storyboard That

De Oliver Smith

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Planos de Aula Sobre o Ciclo da Água | O Diagrama do Ciclo da Água

Usando modelos de ciência

Para nos ajudar a entender o mundo ao nosso redor, criamos modelos mentais de fenômenos. Esses modelos nos permitem fazer o nosso próprio senso do que e por que algo está acontecendo. Esses modelos são pessoais e nem sempre correspondem ao modelo de outra pessoa. Eles podem ser instáveis, incompletos ou com falhas. Por outro lado, modelos conceituais são representações compartilhadas e explícitas ou analogias de fenômenos. Esses modelos podem ser usados por cientistas para ajudá-los a entender o mundo ao nosso redor. Modelos são usados em todas as áreas da ciência e oferecem versões externas de conceitos mentais. Modelos não são uma representação perfeita; eles são uma versão simplificada de um sistema que destaca certas áreas enquanto ignora outras.

Os Padrões de Ciência da Próxima Geração (NGSS) têm "desenvolvimento e uso de modelos" listados como uma das oito práticas de Ciência e Engenharia. Os professores são incentivados a desenvolver as habilidades dos alunos em modelagem em todas as etapas da educação de uma criança. Durante os primeiros anos, os alunos podem produzir ilustrações rotuladas de fenômenos. No ensino médio, os alunos podem desenvolver seu modelo desenvolvendo habilidades, destacando diferentes variáveis e as relações entre eles.

Modelos visuais criados no Storyboard That podem ser ótimas ferramentas de ensino. No entanto, conseguir que os alunos desenvolvam e usem seus próprios modelos também é importante por vários motivos. Para criar um modelo preciso, os alunos precisam entender o tópico em detalhes. Quaisquer erros que os alunos cometam em seus modelos podem destacar lacunas no entendimento ou equívocos. Modelos podem ser criados no começo e novamente no final de um tópico para ver como o pensamento dos alunos mudou.

Os modelos também podem ter uma ampla gama de diferentes formas, desde desenhos e réplicas físicas até analogias e simulações de computador. Nem todos os tipos de modelos podem ser feitos no Storyboard That, mas existem alguns que são muito adequados. Storyboard That pode ser usado para criar ótimos modelos conceituais visuais. Abaixo estão alguns exemplos para mostrar como você pode usar o Storyboard That para criar modelos em suas aulas de ciências, não importa o tipo de ciência!



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Exemplos de modelos de ciência

Os modelos de analogia são uma ótima maneira de descrever algo para os alunos que eles não conseguem ver. Os professores os usam o tempo todo quando comparam um sistema a algo que os alunos estão mais familiarizados. Quanto mais semelhanças o modelo de analogia tiver com o sistema de destino, melhor. As representações visuais desses modelos ajudam os alunos a criar esses links de conceito mais facilmente. Pode ser ainda mais eficaz fazer com que os alunos criem seus próprios modelos de analogia no Storyboard That! Discussões em torno das semelhanças e diferenças entre a analogia são essenciais. Estes podem ser conduzidos por professores em toda a turma ou em discussões menores conduzidas pelos alunos. Os modelos de analogia podem ser úteis quando os alunos estão aprendendo sobre uma ampla gama de tópicos em ciências, especialmente tópicos com partes abstratas difíceis de visualizar, como circuitos elétricos.



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Os modelos também podem ser usados para representar coisas que não podem ser vistas, como forças. Assim como nos circuitos elétricos, as forças podem ser difíceis para os alunos imaginarem, porque não podem ser vistas fisicamente. Os alunos podem criar diagramas de força usando caracteres e cenas, com setas para mostrar o tamanho e a magnitude das forças. Os alunos são então capazes de pensar sobre a força resultante e o efeito que isso tem sobre o movimento de diferentes corpos.



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Mesmo com fenômenos simples, peça aos alunos que criem diagramas anotados simples para explicar o processo científico. Os diagramas anotados são uma combinação de texto e ilustrações que ajudam a responder a uma pergunta na ciência. Mostre processos que, de outra forma, seriam invisíveis, como moléculas ou forças. Adicione uma lupa e dê uma visão ampliada do que está acontecendo.



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Use representações dos vários sistemas do corpo para que os alunos entendam as partes componentes. Storyboard That tem arte específica que foi projetada para ajudar os alunos a compreender várias áreas da biologia, como células e sistemas do corpo. Crie storyboards narrativos para analisar os processos que ocorrem dentro do corpo. Ao criar esses modelos, os alunos podem dedicar uma célula para descrever o que está ocorrendo em cada estágio.



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Os alunos também podem olhar para o sistema digestivo em um nível molecular e modelar a decomposição de diferentes macromoléculas em partes menores e mais utilizáveis. Os alunos podem usar uma variedade de formas para representar moléculas e enzimas e linhas para representar as ligações entre as moléculas.


Digestion
Digestion

Exemplo


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Levar os alunos a pensar sobre como a energia se move entre as coisas vivas pode ser complicado. Ao ensinar este tópico, normalmente começamos com uma cadeia alimentar. Uma cadeia alimentar coloca os organismos em ordem e depois usa setas para mostrar o fluxo de energia de um ser vivo para outro. Depois das cadeias alimentares, normalmente movemos os alunos para ver relações de consumo mais complicadas, modeladas por redes alimentares. Esses modelos visuais podem ser criados de maneira rápida e fácil no Storyboard That usando setas e imagens de diferentes animais de Photos for Class ou da categoria Animais.


Food Webs
Food Webs

Exemplo


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Os estudantes podem facilmente produzir modelos de átomos e mostrar como estão organizados. Há várias formas de os alunos representarem isso, mas uma maneira comum é criar modelos de pau e bola. Moléculas de pau e bola podem mostrar diferentes tipos de átomos e as ligações entre eles. Eles são limitados, pois mostram apenas o arranjo e os vínculos em duas dimensões. Os alunos podem usar essas imagens 2D para criar modelos 3D das moléculas a partir da modelagem de argila ou papel.



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Depois que os alunos observam como os átomos podem ser organizados para formar moléculas, eles podem observar como os átomos podem ser reorganizados durante as reações químicas. Esses modelos são úteis porque permitem que seus alunos entendam que o número total de átomos é conservado durante uma reação química. Eles também são extremamente úteis ao ensinar os alunos a equilibrar equações de símbolos.



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Observe os diferentes estados da matéria modelando as partículas em diferentes situações. Na atividade abaixo, os alunos podem comparar o que está acontecendo em um mundo real, em grande escala, com o que está acontecendo em um nível de partícula. Para concluir com êxito, os alunos precisarão combinar conhecimento sobre partículas, temperatura e energia.



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Os modelos podem ser muito úteis ao observar como os processos funcionam juntos nos sistemas da Terra. Os alunos podem adicionar setas para mostrar o movimento de energia ou matéria. No exemplo do aquecimento global, as setas mostram o movimento da energia. No exemplo do ciclo do carbono, as setas mostram o movimento do carbono. Os alunos podem, então, misturar facilmente o texto nos storyboards, dando-lhes a oportunidade de explicar seu modelo. Existe até uma função que permite aos alunos gravar sua voz e anexá-la ao storyboard.




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Há muitas maneiras pelas quais os modelos podem ser usados ao ensinar sobre ciência espacial. No storyboard de exemplo abaixo, os alunos desenhariam linhas das posições relativas da Terra, Lua e Sol até a forma como a Lua parece da Terra. Como acontece com muitos modelos de espaço e nosso sistema solar, é muito difícil obter a escala correta; essa é uma limitação que você pode discutir com seus alunos.



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Habilidades de Avaliação

Os modelos nunca são perfeitos porque oferecem uma versão simplificada do fenômeno do mundo real. Isso proporciona aos alunos a oportunidade de analisar e avaliar modelos. Crie um T-Chart destacando os pontos fortes e limitações e discuta a precisão do modelo. Isso pode ser usado para obter ideias sobre como melhorar os modelos e aproximá-los do fenômeno desejado. Essas habilidades de avaliação podem ser praticadas desde tenra idade. Jovens estudantes podem começar a apontar as diferenças entre os modelos e o sistema real. Essas habilidades de análise e avaliação permitem que os alunos pensem profundamente, usando habilidades de processamento de ordem superior para pensar em como refinar e melhorar o modelo. Essas tarefas de avaliação podem ser concluídas individualmente. Crie suas próprias rubricas de avaliação para um modelo específico usando a Quick Rubric.




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