Kokeellisen Suunnittelun Taiteeseen Tutustuminen: Vaiheittainen Opas Opiskelijoille ja Opettajille

Kokeellinen suunnittelu opiskelijoille

Tutustu alla oleviin tulostinystävällisiin sivuihin ja työarkkipohjiin!

Kokeellinen suunnitteluvaihe

1. Kysymys

Tämä on keskeinen osa tieteellistä menetelmää ja kokeellista suunnitteluprosessia. Oppilaat esittävät mielellään kysymyksiä. Kysymysten muotoileminen on syvällistä ja merkityksellistä toimintaa, joka voi antaa opiskelijoille oman työnsä. Mielikartan kuvakäsikirjoituksen käyttö on hyvä tapa saada opiskelijat ajattelemaan kysymysten visualisointia.

Pyydä oppilaita miettimään kysymyksiä, joihin he haluavat vastata maailmankaikkeudesta, tai saada heidät ajattelemaan kysymyksiä, joita heillä on tietystä aiheesta. Kaikki kysymykset ovat hyviä kysymyksiä, mutta joitain on helpompi testata kuin toisia.

2. Hypoteesi

Hypoteesi tunnetaan valistuneena arvauksena. Hypoteesin tulee olla väite, joka voidaan testata tieteellisesti. Kokeen lopussa katso taaksepäin nähdäksesi, tukeeko johtopäätös hypoteesia vai ei. Hyvien hypoteesien muodostaminen voi olla haastavaa oppilaille. On tärkeää muistaa, että hypoteesi ei ole kysymys, se on testattava väite .

Yksi tapa muodostaa hypoteesi on muodostaa se "jos... sitten..."-lauseeksi. Tämä ei todellakaan ole ainoa tai paras tapa muodostaa hypoteesi, mutta se voi olla erittäin helppo kaava opiskelijoiden käyttöön aloittaessaan. "Jos... sitten..." -lause edellyttää, että opiskelijat tunnistavat ensin muuttujat, mikä voi muuttaa järjestystä, jossa he suorittavat visuaalisen organisaattorin vaiheet.

Kun muuttujat on tunnistettu, hypoteesi saa muotoa jos [riippumattoman muuttujan muutos], sitten [riippuvaisen muuttujan muutos]. Esimerkiksi jos kokeessa etsitään kofeiinin vaikutusta reaktioaikaan, riippumaton muuttuja olisi kofeiinin määrä ja riippuvainen muuttuja reaktioaika. "Jos, niin" hypoteesi voisi olla: Jos lisäät nauttimasi kofeiinin määrää, reaktioaika lyhenee.

3. Hypoteesin selitys

Mikä sai sinut tähän hypoteesiin? Mikä on hypoteesisi taustalla oleva tieteellinen tausta? Iästä ja kyvyistä riippuen opiskelijat käyttävät aiempia tietojaan selittääkseen, miksi he ovat valinneet hypoteesinsa, tai vaihtoehtoisesti tutkivat kirjoja tai Internetiä. Tämä voisi olla myös hyvä aika keskustella opiskelijoiden kanssa siitä, mikä on luotettava lähde.

4. Ennustus

Ennuste on hieman erilainen kuin hypoteesi. Hypoteesi on testattava väite, kun taas ennuste on kokeelle spesifisempi. DNA:n rakenteen löytämisessä hypoteesi ehdotti, että DNA:lla on kierteinen rakenne. Ennusteen mukaan DNA:n röntgendiffraktiokuvio olisi X-muotoinen.

5. Muuttujien tunnistaminen

Alla on esimerkki keskustelun kuvakäsikirjoituksesta, jonka avulla oppilaat puhuvat kokeellisen suunnittelun muuttujista.

6. Riskinarviointi

Viime kädessä vastuullisen aikuisen on allekirjoitettava tämä, mutta on tärkeää saada opiskelijat miettimään, kuinka he voivat pitää itsensä turvassa. Tässä osassa opiskelijoiden tulee tunnistaa mahdolliset riskit ja sitten selittää, kuinka he aikovat minimoida riskin. Toiminta, joka auttaa opiskelijoita kehittämään näitä taitoja, on saada heidät tunnistamaan ja hallitsemaan riskejä eri tilanteissa. Pyydä oppilaita täyttämään T-kaavion toinen sarake alla olevan kuvakäsikirjoituksen avulla sanomalla "Mikä on riski?" ja selittämällä sitten, kuinka he voisivat hallita tätä riskiä. Tämä kuvakäsikirjoitus voidaan myös projisoida luokan keskustelua varten.

7. Materiaalit

Tässä osiossa opiskelijat listaavat kokeisiin tarvitsemansa materiaalit, mukaan lukien mahdolliset turvavarusteet, jotka he ovat korostaneet tarpeellisiksi riskinarviointiosiossa. Nyt on hyvä hetki keskustella opiskelijoiden kanssa työhön sopivien työkalujen valinnasta. Aiot käyttää eri työkalua hiusten leveyden mittaamiseen kuin jalkapallokentän leveyden mittaamiseen!

8. Yleissuunnitelma ja kaavio

Toistettavuudesta on tärkeää puhua opiskelijoiden kanssa. Heidän tulisi kirjoittaa menettely, jonka avulla toinen tiedemies voisi helposti toistaa heidän kokeellisen menetelmänsä. Helpoin ja tiiviin tapa opiskelijoille tehdä tämä on tehdä numeroitu ohjeluettelo. Hyödyllinen toiminta tässä voisi olla saada oppilaat selittämään, kuinka tehdä kuppi teetä tai voileipä. Esittele prosessi ja osoita kaikki vaiheet, jotka he ovat menettäneet.

Englannin kielen oppijoille ja opiskelijoille, jotka kamppailevat kirjoitetun englannin kanssa, opiskelijat voivat kuvata kokeilunsa vaiheet visuaalisesti Storyboard That -sovelluksella.

Jokainen kokeilu ei tarvitse kaaviota, mutta joitain suunnitelmia parannetaan huomattavasti lisäämällä se. Pyydä oppilaita keskittymään selkeiden ja helposti ymmärrettävien kaavioiden tuottamiseen.

9. Suorita koe

Oppilaat noudattavat sitten suunnitelmaansa ja suorittavat kokeen. On tärkeää, että opiskelijat keräävät tulokset mielekkäällä ja helposti ymmärrettävällä tavalla. Tiedot kirjataan usein taulukkoon, mutta se voidaan tehdä myös valokuvien, havaintojen piirustuksen tai yhdistelmän avulla. Voi olla hyödyllistä pyytää oppilaita kirjaamaan kokeen suorittamisen aikana kokeneet vaikeudet ja ongelmat. Tämä voi auttaa myöhemmin arvioimaan heidän kokeellista menetelmäään.

On tärkeää mainita, että kaikkien opiskelijoiden suunnittelemien kokeiden tulee olla vastuullisen aikuisen perusteellisesti riskiarvioituja, ennen kuin opiskelijat saavat tehdä käytännön töitä.

Kokeen suorittamisen jälkeen opiskelijat analysoivat tiedot, tekevät johtopäätökset ja jakavat tulokset. Opiskelijatasosta riippuen tämä voi olla muodollinen laboratorioraportti, kaavioita, luokkakeskustelu tai muu menetelmä.

Valmiit esimerkit

Resurssit ja kokeellisen suunnittelun esimerkkejä

Visuaalisten järjestäjien käyttäminen on tehokas tapa saada opiskelijat työskentelemään tiedemiehinä luokkahuoneessa.

On monia tapoja käyttää näitä tutkimuksen suunnittelutyökaluja opiskelijoiden töiden rakentamiseen ja jäsentämiseen heidän työskennellessään tutkijoina. Oppilaat voivat suorittaa suunnitteluvaiheen Storyboard That -sovelluksessa käyttämällä tekstiruutuja ja kaavioita, tai voit tulostaa ne ja pyytää oppilaita täydentämään ne käsin. Toinen loistava tapa käyttää niitä on heijastaa suunnittelulomake interaktiiviselle taululle ja työstää suunnittelumateriaalien viimeistelyä ryhmässä. Projisoi se näytölle ja pyydä oppilaita kirjoittamaan vastauksensa tarralapuille ja laittamaan ideansa suunnitteluasiakirjan oikeaan osaan.

Hyvin nuoret oppijat voivat vielä alkaa ajatella tiedemiehinä! Heillä on paljon kysymyksiä ympäröivästä maailmasta, ja voit alkaa tehdä niistä muistiinpanoja ajatuskarttaan. Joskus voit jopa alkaa "tutkimaan" näitä kysymyksiä leikin kautta.

Säätiöresurssi on tarkoitettu ala-asteelle tai enemmän tukea tarvitseville opiskelijoille. Se on suunniteltu noudattamaan täsmälleen samaa prosessia kuin korkeammat resurssit, mutta tehty hieman helpommaksi. Tärkein ero näiden kahden resurssin välillä ovat yksityiskohdat, joita opiskelijoiden on mietittävä, ja käytetty tekninen sanasto. On esimerkiksi tärkeää, että opiskelijat tunnistavat muuttujat, kun he suunnittelevat tutkimuksiaan. Korkeammassa versiossa opiskelijoiden ei tarvitse vain tunnistaa muuttujia, vaan myös tehdä muita kommentteja, kuten kuinka he aikovat mitata riippuvaisen muuttujan. Kahden resurssitason välisen telineeron lisäksi saatat haluta erottaa toisistaan ​​edelleen sen, kuinka opettajat ja avustajat tukevat oppijoita huoneessa.

Opiskelijoita voitaisiin myös rohkaista tekemään kokeellista suunnitelmaansa helpommin ymmärrettäväksi grafiikan avulla, ja tätä voitaisiin käyttää myös ELL:n tukemiseen.

Arviointi

Opiskelijoiden tieteentutkinnan taitoja tulee arvioida tietojen arvioinnin ohella. Sen lisäksi, että opiskelijat voivat keskittyä taitojensa kehittämiseen, he voivat myös käyttää arviointitietojaan tavalla, joka auttaa heitä parantamaan luonnontieteellisiä taitojaan. Quick Rubric avulla voit luoda nopean ja helpon arviointikehyksen ja jakaa sen opiskelijoiden kanssa, jotta he tietävät, kuinka menestyä jokaisessa vaiheessa. Sen lisäksi, että se tarjoaa kehittävää arviointia, joka edistää oppimista, sitä voidaan käyttää myös arvioitaessa opiskelijoiden työtä tutkimuksen lopussa ja asettaa tavoitteita, kun he seuraavan kerran yrittävät suunnitella omaa tutkimustaan. Rubriikit on kirjoitettu siten, että opiskelijat pääsevät niihin helposti käsiksi. Näin ne voidaan jakaa opiskelijoiden kanssa heidän työskennellessään suunnitteluprosessia läpi, jotta opiskelijat tietävät, miltä hyvä kokeellinen suunnittelu näyttää.

Tulostettavat resurssit

Palaa alkuun

Aiheeseen liittyvät toiminnot

Lisätyötaulukot

Jos haluat lisätä uusia projekteja tai jatkaa laskentataulukoiden mukauttamista, tutustu useisiin mallisivuihin, jotka olemme koonneet alla. Jokainen työarkki voidaan kopioida ja räätälöidä projekteillesi tai opiskelijoillesi! Opiskelijoita voidaan myös kannustaa luomaan omia, jos he haluavat yrittää järjestää tietoa helposti ymmärrettävällä tavalla.

• Laboratoriotyöarkit
• Keskustelutehtävät
• Tarkistuslista Työarkit

Aiheeseen liittyviä resursseja

1. Tieteelliset menetelmän vaiheet
2. Tiedekeskustelu Kuvakäsitykset
3. kriittisen ajattelun taitojen kehittämiseksi

Usein kysyttyjä kysymyksiä kokeellisesta suunnittelusta opiskelijoille

Mitä yleisiä kokeellisen suunnittelun työkaluja ja tekniikoita opiskelijat voivat käyttää?

Yleisiä kokeellisia suunnittelutyökaluja ja tekniikoita, joita opiskelijat voivat käyttää, ovat satunnaistehtävä, kontrolliryhmät, sokkouttaminen, replikointi ja tilastollinen analyysi. Opiskelijat voivat myös käyttää havainnointitutkimuksia, tutkimuksia ja kokeita luonnollisilla tai näennäiskokeellisilla suunnitelmilla. He voivat myös käyttää datan visualisointityökaluja tulosten analysointiin ja esittämiseen.

Kuinka kokeellinen suunnittelu voi auttaa opiskelijoita kehittämään kriittistä ajattelua?

Kokeellinen suunnittelu auttaa opiskelijoita kehittämään kriittisen ajattelun taitoja rohkaisemalla heitä ajattelemaan systemaattisesti ja loogisesti tieteellisiä ongelmia. Se vaatii oppilaita analysoimaan tietoja, tunnistamaan malleja ja tekemään johtopäätöksiä todisteiden perusteella. Se auttaa myös opiskelijoita kehittämään ongelmanratkaisutaitoja tarjoamalla mahdollisuuksia suunnitella ja suorittaa kokeita hypoteesien testaamiseksi.

Miten kokeellista suunnittelua voidaan käyttää todellisten ongelmien ratkaisemiseen?

Kokeellista suunnittelua voidaan käyttää todellisten ongelmien ratkaisemiseen tunnistamalla muuttujia, jotka vaikuttavat tiettyyn ongelmaan, ja testaamalla interventioita nähdäkseen, ovatko ne tehokkaita ongelman ratkaisemisessa. Kokeellisella suunnittelulla voidaan esimerkiksi testata uusien lääkehoitojen tehokkuutta tai arvioida sosiaalisten toimenpiteiden vaikutusta köyhyyden vähentämiseen tai koulutustulosten parantamiseen.

Mitä yleisiä kokeellisen suunnittelun sudenkuoppia opiskelijoiden tulisi välttää?

Yleisiä kokeellisen suunnittelun sudenkuoppia, joita opiskelijoiden tulisi välttää, ovat muuttujien hallinnan epäonnistuminen, puolueellisten näytteiden käyttäminen, anekdoottisiin todisteisiin luottaminen ja riippuvien muuttujien tarkka mittaaminen. Opiskelijoiden tulee myös huomioida kokeita tehdessään eettiset näkökohdat, kuten tietoisen suostumuksen saaminen ja tutkittavien yksityisyyden suojaaminen.