تصميم تجريبي للطلاب
العلم هو مزيج من المعرفة والمهارات المتراكمة تاريخيا. تتراوح هذه المهارات العملية بين حل المشكلات وتحليل البيانات ؛ فهي واسعة النطاق ويمكن تطبيقها في كثير من الأحيان خارج الفصول الدراسية. يعد تدريس هذه المهارات جزءًا مهمًا جدًا من تعليم العلوم ، ولكن غالبًا ما يتم تجاهله عند التركيز على تدريس المحتوى. كمعلمين في مجال العلوم ، رأينا جميعًا الفوائد التي يجنيها العمل العملي لمشاركة الطلاب وفهمهم. ومع ذلك ، مع القيود الزمنية المفروضة على المناهج الدراسية ، يمكن استنفاد الوقت اللازم للطلاب لتطوير هذه المهارات الاستقصائية. غالبًا ما نعطي الطلاب "وصفة" لمتابعة ، وهو ما لا يسمح للطلاب بملكية أعمالهم العملية. من سن مبكرة للغاية ، يبدأ الطلاب في التفكير في العالم من حولهم. يسألون الأسئلة ثم يستخدمون الملاحظات والأدلة للإجابة عليها. يميل الطلاب إلى طرح أسئلة ذكية ومثيرة للاهتمام وقابلة للاختبار والتي يحبون طرحها. بصفتنا معلمين ، يجب أن نعمل على تشجيع هذه الأسئلة ، وبالتالي رعاية هذا الفضول الطبيعي في العالم من حولهم.
يستغرق تدريس تصميم التجارب والسماح للطلاب بتطوير أسئلةهم وفرضياتهم وقتًا. تم إنشاء هذه المواد للسقالات وهيكل العملية للسماح للمعلمين بالتركيز على تحسين الأفكار الرئيسية في التصميم التجريبي. إن السماح للطلاب بطرح أسئلتهم الخاصة ، وكتابة فرضياتهم الخاصة ، والتخطيط لإجراء تحقيقاتهم وإجرائها هي تجربة قيمة بالنسبة لهم. سيؤدي هذا إلى حصول الطلاب على مزيد من الملكية لعملهم. عندما ينفذ الطلاب الطريقة التجريبية لأسئلتهم الخاصة ، فإنهم يفكرون في كيفية فهم العلماء تاريخياً لكيفية عمل الكون.
ألقِ نظرة على الصفحات الملائمة للطباعة وقوالب ورقة العمل أدناه!
خطوات التصميم التجريبية
سؤال واحد
هذا هو جزء رئيسي من الطريقة العلمية وعملية التصميم التجريبي. يستمتع الطلاب بطرح الأسئلة. تعد صياغة الأسئلة نشاطًا عميقًا ذا معنى يمكن أن يمنح الطلاب ملكية على عملهم. هناك طريقة رائعة لجعل الطلاب يفكرون في تصور أسئلتهم باستخدام لوحة القصة الذهنية.
اطلب من الطلاب التفكير في أي أسئلة يرغبون في الإجابة عنها حول الكون أو اجعلهم يفكرون في الأسئلة التي لديهم حول موضوع معين. جميع الأسئلة هي أسئلة جيدة ، ولكن بعضها أسهل في الاختبار من غيرها.
2. الفرضية
تعرف الفرضية باسم التخمين المتعلم. يجب أن تكون الفرضية عبارة يمكن اختبارها علمياً. في نهاية التجربة ، انظر إلى الوراء لمعرفة ما إذا كان الاستنتاج يدعم الفرضية أم لا. يمكن أن يشكل تشكيل فرضيات جيدة تحديا للطلاب لفهمها. من المهم أن نتذكر أن الفرضية ليست مسألة ، بل هي عبارة قابلة للاختبار .
إحدى طرق تكوين فرضية هي تكوينها كعبارة "إذا ... ثم ...". هذه بالتأكيد ليست الطريقة الوحيدة أو الأفضل لتشكيل فرضية ، ولكن يمكن أن تكون صيغة سهلة للغاية للطلاب لاستخدامها عند البدء لأول مرة. يتطلب بيان "if ... then ..." من الطلاب تحديد المتغيرات أولاً ، وقد يؤدي ذلك إلى تغيير الترتيب الذي يكملون به مراحل المنظم المرئي.
بعد تحديد المتغيرات ، تأخذ الفرضية النموذج إذا [تغيير في متغير مستقل] ، ثم [تغيير في متغير تابع]. على سبيل المثال ، إذا كانت التجربة تبحث عن تأثير الكافيين في وقت التفاعل ، فإن المتغير المستقل سيكون مقدار الكافيين والمتغير التابع هو وقت التفاعل. يمكن أن تكون فرضية "if ، إذن": إذا قمت بزيادة كمية الكافيين التي تم تناولها ، فإن وقت رد الفعل سينخفض.
3. شرح الفرضية
ما الذي دفعك إلى هذه الفرضية؟ ما هي الخلفية العلمية وراء فرضيتك؟ اعتمادًا على العمر والقدرة ، يستخدم الطلاب معرفتهم السابقة لشرح سبب اختيارهم لفرضياتهم ، أو بدلاً من ذلك ، البحث باستخدام الكتب أو الإنترنت. قد يكون هذا أيضًا وقتًا مناسبًا لمناقشة ما هو المصدر الموثوق به مع الطلاب.
4. التنبؤ
يختلف التنبؤ قليلاً عن الفرضية. الفرضية عبارة عن بيان قابل للاختبار ، في حين أن التنبؤ أكثر تحديداً للتجربة. في اكتشاف بنية الحمض النووي ، اقترحت الفرضية أن الحمض النووي له بنية حلزونية. كان التنبؤ أن نمط حيود الأشعة السينية للحمض النووي سيكون شكل X.
5. تحديد المتغيرات
فيما يلي مثال على لوحة المناقشة للمناقشة التي يمكن استخدامها لجعل طلابك يتحدثون عن متغيرات في التصميم التجريبي.
الأنواع الثلاثة للمتغيرات التي ستحتاج إلى مناقشتها مع طلابك هي متغيرات تابعة ومستقلة وخاضعة للتحكم . للحفاظ على هذا الأمر بسيطًا ، يرجى الرجوع إلى هذه العناصر على أنها "ما ستقوم بقياسه" و "ما ستقوم بتغييره" و "ما ستحافظ عليه". مع الطلاب الأكثر تقدماً ، يجب أن تشجعهم على استخدام المفردات الصحيحة.
المتغيرات التابعة هي ما يقاسه أو يلاحظه العالم. غالبًا ما تتكرر هذه القياسات لأن القياسات المتكررة تجعل بياناتك أكثر موثوقية.
المتغير المستقل هو متغير يقرر العلماء تغييره لمعرفة تأثيره على المتغير التابع. يتم اختيار واحد فقط لأنه سيكون من الصعب معرفة المتغير الذي يسبب أي تغيير تلاحظه.
المتغيرات التي يتم التحكم فيها هي كميات أو عوامل يريد العلماء أن يظلوا على حالها خلال التجربة. يتم التحكم فيها لتبقى ثابتة ، حتى لا تؤثر على المتغير التابع. يتيح التحكم في هذه للعلماء رؤية كيف يؤثر المتغير المستقل على المتغير التابع.
استخدم هذا المثال أدناه في دروسك ، أو احذف الإجابات وقم بتعيينه كنشاط للطلاب لإكماله على Storyboard That.
| كيف تؤثر درجة الحرارة على كمية السكر القابلة للذوبان في الماء | |
|---|---|
| متغير مستقل | درجة حرارة الماء
(المدى 5 عينات مختلفة في 10 درجة مئوية ، 20 درجة مئوية ، 30 درجة مئوية ، 40 درجة مئوية و 50 درجة مئوية) |
| المتغير التابع | كمية السكر التي يمكن حله في الماء ، تقاس ملاعق صغيرة. |
| المتغيرات التي تسيطر عليها |
|
6. تقييم المخاطر
في نهاية المطاف ، يجب أن يتم التوقيع عليه من قبل شخص بالغ مسؤول ، ولكن من المهم جعل الطلاب يفكرون في كيفية الحفاظ على سلامتهم بأنفسهم. في هذا الجزء ، يجب على الطلاب تحديد المخاطر المحتملة ثم شرح كيفية تقليل المخاطر إلى الحد الأدنى. يتمثل أحد الأنشطة التي تساعد الطلاب على تطوير هذه المهارات في جعلهم يعرفون المخاطر وإدارتها في مواقف مختلفة. باستخدام لوحة العمل الموضحة أدناه ، اطلب من الطلاب إكمال العمود الثاني من المخطط T بقول "ما هي المخاطرة؟" ، ثم شرح كيف يمكنهم إدارة هذا الخطر. يمكن أيضًا توقع هذه القصة المصورة لمناقشات صفية.
7. المواد
في هذا القسم ، سيقوم الطلاب بسرد المواد التي يحتاجون إليها للتجارب ، بما في ذلك أي معدات السلامة التي سلطوا الضوء عليها في قسم تقييم المخاطر. إنه وقت رائع للتحدث إلى الطلاب حول اختيار الأدوات المناسبة لهذا المنصب. ستستخدم أداة مختلفة لقياس عرض الشعر بدلاً من قياس عرض ملعب كرة القدم!
8. الخطة العامة والرسم البياني
من المهم التحدث إلى الطلاب حول التكاثر. ينبغي أن يكتبوا إجراءً من شأنه أن يسمح باستنساخ طريقة تجريبية بسهولة بواسطة عالم آخر. الطريقة الأسهل والأكثر إيجازًا للطلاب للقيام بذلك هي عن طريق وضع قائمة مرقمة من الإرشادات. يمكن أن يكون النشاط المفيد هنا هو حث الطلاب على شرح كيفية صنع كوب من الشاي أو سندوتش. قم بإجراء العملية ، مع الإشارة إلى أي خطوات فاتتهم.
بالنسبة لمتعلمي اللغة الإنجليزية والطلاب الذين يكافحون مع اللغة الإنجليزية المكتوبة ، يمكن للطلاب وصف الخطوات في تجربتهم باستخدام Storyboard That بصريًا.
لن تحتاج كل تجربة إلى رسم تخطيطي ، ولكن سيتم تحسين بعض الخطط بشكل كبير عن طريق تضمين واحدة. اطلب من الطلاب التركيز على إنتاج رسوم بيانية واضحة وسهلة الفهم.
9. إجراء التجربة
ثم اتبع الطلاب خطتهم وتنفيذ التجربة. من المهم أن يجمع الطلاب نتائجهم بطريقة هادفة وسهلة الفهم. غالبًا ما يتم تسجيل البيانات في جدول ، ولكن يمكن القيام بذلك أيضًا مع الصور الفوتوغرافية أو الرسومات أو الملاحظات. قد يكون من المفيد جعل الطلاب يكتبون أي صعوبات ومشاكل لديهم عند إجراء التجربة. هذا يمكن أن يساعد في وقت لاحق مع تقييم طريقتهم التجريبية.
من المهم الإشارة إلى أن أي تجارب يقوم بها الطلاب يجب أن يتم تقييمها بدقة من قبل الشخص المسؤول قبل السماح لأي طالب بالقيام بعمله العملي.
بعد الانتهاء من إجراء التجربة ، يقوم الطلاب بتحليل البيانات ، واستخلاص النتائج ، ثم مشاركة نتائجهم. وفقًا لمستوى الطالب ، قد يكون هذا بمثابة تقرير رسمي للمختبر أو رسومات بيانية أو مناقشة في الفصل أو طريقة أخرى.
أمثلة مكتملة
الموارد والتصميم التجريبي أمثلة
يعد استخدام المنظمين المرئيين وسيلة فعالة لجعل طلابك يعملون كعلماء في الفصل الدراسي.
هناك العديد من الطرق لاستخدام أدوات تخطيط الاستقصاء هذه لسقالات وهيكل عمل الطلاب أثناء عملهم كعلماء. يمكن للطلاب إتمام مرحلة التخطيط على Storyboard That باستخدام مربعات النص والرسوم البيانية ، أو يمكنك طباعتها وجعل الطلاب يكملونها باليد. هناك طريقة أخرى رائعة لاستخدامها وهي عرض ورقة التخطيط على لوحة بيضاء تفاعلية والعمل على كيفية استكمال مواد التخطيط كمجموعة. عرضه على شاشة واطلب من الطلاب كتابة إجاباتهم على ملاحظات لاصقة ووضع أفكارهم في القسم الصحيح من وثيقة التخطيط.
لا يزال بإمكان المتعلمين الصغار بدء التفكير كعلماء! لديهم الكثير من الأسئلة حول العالم من حولهم ويمكنك البدء في تدوين هذه الأسئلة في خريطة ذهنية. في بعض الأحيان ، يمكنك البدء في "التحقيق" في هذه الأسئلة من خلال اللعب.
المصدر الأساسي مخصص للطلاب أو الطلاب الذين يحتاجون إلى مزيد من الدعم. إنه مصمم لاتباع نفس العملية تمامًا مثل الموارد الأعلى ، ولكنه أصبح أسهل قليلاً. الفرق الرئيسي بين المصدرين هما التفاصيل التي يتعين على الطلاب التفكير فيها والمفردات التقنية المستخدمة. على سبيل المثال ، من المهم أن يحدد الطلاب المتغيرات عندما يقومون بتصميم تحقيقاتهم. في الإصدار الأعلى ، لا يتعين على الطلاب تحديد المتغيرات فحسب ، بل إبداء تعليقات أخرى ، مثل كيفية قياس المتغير التابع. بالإضافة إلى الاختلاف في السقالات بين مستويي الموارد ، فقد ترغب في مزيد من التفريق عن طريق دعم المتعلمين من قبل المعلمين والمساعدين في الغرفة.
يمكن أيضًا تشجيع الطلاب على جعل خطتهم التجريبية أسهل في الفهم باستخدام الرسومات ، ويمكن أيضًا استخدام ذلك لدعم ELLs.
تقدير
يحتاج الطلاب إلى تقييم مهاراتهم في البحث العلمي جنبًا إلى جنب مع تقييم معارفهم. لن يتيح ذلك للطلاب التركيز على تطوير مهاراتهم فحسب ، بل سيسمح لهم أيضًا باستخدام معلومات التقييم الخاصة بهم بطريقة تساعدهم على تحسين مهاراتهم العلمية. باستخدام Quick Rubric ، يمكنك إنشاء إطار تقييم سريع وسهل ومشاركته مع الطلاب حتى يعرفون كيفية النجاح في كل مرحلة.
موارد قابلة للطباعة
أوراق عمل إضافية
إذا كنت تتطلع إلى إضافة مشاريع إضافية أو الاستمرار في تخصيص أوراق العمل ، فقم بإلقاء نظرة على العديد من صفحات النماذج التي قمنا بتجميعها لك أدناه. يمكن نسخ كل ورقة عمل وتخصيصها لمشاريعك أو طلابك! يمكن أيضًا تشجيع الطلاب على إنشاء معلوماتهم الخاصة إذا كانوا يريدون تجربة تنظيم المعلومات بطريقة سهلة الفهم.
كيفية تعليم الطلاب تصميم التجارب
شجع على التساؤل والفضول
عزز ثقافة الاستفسار عن طريق تشجيع الطلاب على طرح أسئلة حول العالم من حولهم.
صياغة فرضيات قابلة للاختبار
علم الطلاب كيفية تطوير الفرضيات التي يمكن اختبارها علميًا. ساعدهم على فهم الفرق بين الفرضية والسؤال.
تقديم الخلفية العلمية
ساعد الطلاب على فهم المبادئ والمفاهيم العلمية ذات الصلة بفرضياتهم. شجعهم على الاعتماد على المعرفة السابقة أو إجراء البحوث لدعم فرضياتهم.
تحديد المتغيرات
قم بتعليم الطلاب الأنواع الثلاثة من المتغيرات (التابعة والمستقلة والمضبوطة) وكيفية ارتباطها بالتصميم التجريبي. التأكيد على أهمية التحكم في المتغيرات وقياس المتغير التابع بدقة.
التخطيط والتخطيط للتجربة
أرشد الطلاب في تطوير إجراء تجريبي واضح وقابل للتكرار. شجعهم على إنشاء خطة خطوة بخطوة أو استخدام الرسوم البيانية المرئية لتوضيح العملية.
إجراء التجربة وتحليل البيانات
دعم الطلاب أثناء قيامهم بالتجربة وفقًا لخطتهم. أرشدهم في جمع البيانات بطريقة هادفة ومنظمة. ساعدهم في تحليل البيانات واستخلاص النتائج بناءً على النتائج التي توصلوا إليها.
الأسئلة المتداولة حول التصميم التجريبي للطلاب
ما هي بعض أدوات وتقنيات التصميم التجريبي الشائعة التي يمكن للطلاب استخدامها؟
تتضمن أدوات وتقنيات التصميم التجريبي الشائعة التي يمكن للطلاب استخدامها التعيين العشوائي ومجموعات التحكم والتعمية والتكرار والتحليل الإحصائي. يمكن للطلاب أيضًا استخدام الدراسات القائمة على الملاحظة والاستطلاعات والتجارب مع التصميمات الطبيعية أو شبه التجريبية. يمكنهم أيضًا استخدام أدوات تصور البيانات لتحليل نتائجهم وتقديمها.
كيف يمكن أن يساعد التصميم التجريبي الطلاب على تطوير مهارات التفكير النقدي؟
يساعد التصميم التجريبي الطلاب على تطوير مهارات التفكير النقدي من خلال تشجيعهم على التفكير بشكل منهجي ومنطقي في المشكلات العلمية. يتطلب من الطلاب تحليل البيانات وتحديد الأنماط واستخلاص النتائج بناءً على الأدلة. كما أنه يساعد الطلاب على تطوير مهارات حل المشكلات من خلال توفير الفرص لتصميم وإجراء التجارب لاختبار الفرضيات.
كيف يمكن استخدام التصميم التجريبي لمعالجة مشاكل العالم الحقيقي؟
يمكن استخدام التصميم التجريبي لمعالجة مشاكل العالم الحقيقي من خلال تحديد المتغيرات التي تساهم في مشكلة معينة واختبار التدخلات لمعرفة ما إذا كانت فعالة في معالجة المشكلة. على سبيل المثال ، يمكن استخدام التصميم التجريبي لاختبار فعالية العلاجات الطبية الجديدة أو لتقييم تأثير التدخلات الاجتماعية على الحد من الفقر أو تحسين النتائج التعليمية.
ما هي بعض عيوب التصميم التجريبي الشائعة التي يجب على الطلاب تجنبها؟
تشمل عيوب التصميم التجريبي الشائعة التي يجب على الطلاب تجنبها الفشل في التحكم في المتغيرات ، واستخدام عينات متحيزة ، والاعتماد على الأدلة القصصية ، والفشل في قياس المتغيرات التابعة بدقة. يجب أن يكون الطلاب أيضًا على دراية بالاعتبارات الأخلاقية عند إجراء التجارب ، مثل الحصول على موافقة مستنيرة وحماية خصوصية الموضوعات البحثية.
- 353/365 ~ Second Fall #running #injury • Ray Bouknight • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Always Writing • mrsdkrebs • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Batteries • Razor512 • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Bleed for It • zerojay • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Bulbs • Roo Reynolds • رخصة Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Change • dominiccampbell • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Children • Quang Minh (YILKA) • رخصة Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Danger • KatJaTo • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- draw • Asja. • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Epic Fireworks Safety Goggles • EpicFireworks • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- GERMAN BUNSEN • jasonwoodhead23 • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Heart Dissection • tjmwatson • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- ISST 2014 Munich • romanboed • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Lightbulb! • Matthew Wynn • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Mini magnifying glass • SkintDad.co.uk • رخصة Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Plants • henna lion • رخصة Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Plants • Graham S Dean Photography • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Pré Treino.... São Carlos está foda com essa queimada toda #asma #athsma #ashmatt #asthma • .v1ctor Casale. • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- puzzle • olgaberrios • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Puzzled • Brad Montgomery • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Question Mark • ryanmilani • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Radiator • Conal Gallagher • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Red Tool Box • marinetank0 • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Remote Control • Sean MacEntee • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- stopwatch • Search Engine People Blog • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Thinking • Caramdir • رخصة Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Thumb Update: The hot-glue induced burn now has a purple blister. Purple is my favorite color. (September 26, 2012 at 04:16PM) • elisharene • رخصة Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Washing my Hands 2 • AlishaV • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Windows • Stanley Zimny (Thank You for 18 Million views) • رخصة Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- wire • Dyroc • رخصة Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
جرب شهرًا واحدًا
ضمان استرداد الأموال لمدة 30 يومًا العملاء الجدد فقط السعر الكامل بعد العرض التمهيدي
© 2024 - Clever Prototypes, LLC - كل الحقوق محفوظة.
StoryboardThat هي علامة تجارية لشركة Clever Prototypes , LLC في مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة
