Eksperimentāls dizains studentiem
Zinātne ir vēsturiski uzkrātu zināšanu un prasmju sajaukums. Šīs praktiskās prasmes variē no problēmu risināšanas līdz datu analīzei; tie ir plaši sasniedzami, un tos bieži var izmantot ārpus klases. Šo prasmju mācīšana ir ļoti svarīga dabaszinātņu izglītības sastāvdaļa, bet bieži tiek aizmirsta, koncentrējoties uz satura mācīšanu. Kā zinātnes pasniedzēji mēs visi esam redzējuši ieguvumus, ko praktiskais darbs dod studentu iesaistīšanai un izpratnei. Tomēr, ņemot vērā mācību programmai noteiktos laika ierobežojumus, var samazināt laiku, kas vajadzīgs studentiem, lai attīstītu šīs izmeklēšanas prasmes. Pārāk bieži mēs studentiem dodam “recepti”, kas jāievēro, kas neļauj studentiem uzņemties atbildību par viņu praktisko darbu. Kopš ļoti jauna vecuma studenti sāk domāt par apkārtējo pasauli. Viņi uzdod jautājumus, pēc tam izmanto novērojumus un pierādījumus, lai uz tiem atbildētu. Studentiem parasti ir inteliģenti, interesanti un pārbaudāmi jautājumi, kurus viņiem patīk uzdot. Kā pedagogiem mums jācenšas rosināt šos jautājumus un, savukārt, audzināt šo dabisko zinātkāri apkārtējā pasaulē.
Iemācīt eksperimentu plānošanu un ļaut studentiem izstrādāt savus jautājumus un hipotēzes prasa laiku. Šie materiāli ir izveidoti, lai sastatītu un strukturētu procesu, lai skolotāji varētu koncentrēties uz eksperimentālā dizaina galveno ideju uzlabošanu. Ļaujot studentiem uzdot savus jautājumus, uzrakstīt savas hipotēzes, kā arī plānot un veikt savus izmeklējumus, viņiem ir vērtīga pieredze. Tas novedīs pie tā, ka studentiem būs vairāk īpašumtiesību uz savu darbu. Kad studenti veic eksperimentālu metodi saviem jautājumiem, viņi pārdomā, kā zinātnieki vēsturiski ir sapratuši, kā darbojas Visums.
Apskatiet zemāk esošās drukāšanai draudzīgās lapas un darblapu veidnes!
Eksperimentālie dizaina soļi
1. Jautājums
Šī ir galvenā zinātniskās metodes un eksperimentālās projektēšanas procesa sastāvdaļa. Studentiem patīk izdomāt jautājumus. Jautājumu formulēšana ir dziļa un jēgpilna darbība, kas studentiem var dot īpašumtiesības uz viņu darbu. Lielisks veids, kā likt studentiem padomāt par savu jautājumu vizualizēšanu, ir prāta kartes storyboard izmantošana.
Palūdziet studentus padomāt par visiem jautājumiem, uz kuriem viņi vēlas atbildēt par Visumu, vai palūdziet viņus padomāt par jautājumiem, kas viņiem rodas par noteiktu tēmu. Visi jautājumi ir labi jautājumi, bet dažus ir vieglāk pārbaudīt nekā citus.
2. Hipotēze
Hipotēze ir pazīstama kā izglītots minējums. Hipotēzei vajadzētu būt apgalvojumam, ko var zinātniski pārbaudīt. Eksperimenta beigās atskatieties, vai secinājums atbalsta hipotēzi vai nē. Labu hipotēžu formulēšana studentiem var būt izaicinājums aptvert. Ir svarīgi atcerēties, ka hipotēze nav jautājums, tas ir pārbaudāms apgalvojums .
Viens no hipotēzes veidošanas veidiem ir to formulēt kā “ja ... tad ...” paziņojumu. Tas, protams, nav vienīgais vai labākais veids, kā formulēt hipotēzi, taču tā var būt ļoti vienkārša formula studentiem, ko izmantot, sākot pirmo kursu. Paziņojumā “ja ... tad ...” studentiem vispirms ir jāidentificē mainīgie, un tas var mainīt secību, kādā viņi aizpilda vizuālā organizatora posmus.
Pēc identificējot mainīgos, hipotēze, tad ņem formu, ja [izmaiņas neatkarīgā mainīgā], tad [izmaiņas atkarīgā mainīgā]. Piemēram, ja eksperimentā tika meklēta kofeīna ietekme uz reakcijas laiku, neatkarīgais mainīgais būs kofeīna daudzums un atkarīgais mainīgais būs reakcijas laiks. Hipotēze “ja, tad” varētu būt šāda: Ja palielināsiet uzņemtā kofeīna daudzumu, reakcijas laiks samazināsies.
3. Hipotēzes skaidrojums
Kas jūs noveda pie šīs hipotēzes? Kāds ir jūsu hipotēzes zinātniskais pamatojums? Atkarībā no vecuma un iespējām studenti izmanto savas iepriekšējās zināšanas, lai izskaidrotu, kāpēc viņi ir izvēlējušies savas hipotēzes, vai arī alternatīvi veic pētījumus, izmantojot grāmatas vai internetu. Šis varētu būt arī labs laiks, lai pārrunātu ar studentiem, kas ir uzticams avots.
4. Prognoze
Prognoze nedaudz atšķiras no hipotēzes. Hipotēze ir pārbaudāms apgalvojums, turpretī prognoze ir specifiskāka eksperimentam. Atklājot DNS struktūru, hipotēze ierosināja, ka DNS ir spirālveida struktūra. Tika prognozēts, ka DNS rentgenstaru difrakcijas shēma būs X forma.
5. Mainīgo identificēšana
Zemāk ir diskusiju scenārija piemērs, ko var izmantot, lai liktu jūsu studentiem runāt par mainīgajiem eksperimentālajā dizainā.
Trīs mainīgo veidi, kas jums būs jāapspriež ar studentiem, ir atkarīgi, neatkarīgi un kontrolēti mainīgie. Lai saglabātu šo vienkāršo, atsaucieties uz tiem kā "ko jūs mērīsit", "ko jūs mainīsit" un "ko jūs gatavojaties saglabāt to pašu". Ja esat pieredzējušāki studenti, jums jāmudina viņus lietot pareizo vārdu krājumu.
Atkarīgie mainīgie ir tie, ko izmēra vai novēro zinātnieks. Šie mērījumi bieži atkārtojas, jo atkārtoti mērījumi padara jūsu datus uzticamākus.
Neatkarīgais mainīgais ir mainīgais lielums, kuru zinātnieki nolemj mainīt, lai redzētu, kāda tam ir ietekme uz atkarīgo mainīgo. Tiek izvēlēts tikai viens, jo būtu grūti izdomāt, kurš mainīgais rada kādas izmaiņas, ko novērojat.
Kontrolētie mainīgie ir lielumi vai faktori, kuru dēļ zinātnieki vēlas palikt vienādi visā eksperimentā. Tos kontrolē tā, lai tie būtu nemainīgi, lai neietekmētu atkarīgo mainīgo. To kontrole ļauj zinātniekiem redzēt, kā neatkarīgais mainīgais ietekmē atkarīgo mainīgo.
Izmantojiet šo stundu savās stundās vai izdzēsiet atbildes un iestatiet to kā aktivitāti, kuru skolēni aizpilda Storyboard That.
| Kā temperatūra ietekmē cukura daudzumu, ko var izšķīdināt ūdenī | |
|---|---|
| Neatkarīgais mainīgais | Ūdens temperatūra
(5 dažādu diapazonu diapazons 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C un 50 ° C temperatūrā) |
| Atkarīgais mainīgais | Cukura daudzums, ko var izšķīdināt ūdenī, mērot tējkarotēs. |
| Kontrolēti mainīgie |
|
6. Riska novērtējums
Galu galā tas jāparaksta atbildīgam pieaugušajam, taču ir svarīgi likt studentiem padomāt par to, kā viņi sevi uzturēs. Šajā daļā studentiem jāidentificē iespējamie riski un pēc tam jāpaskaidro, kā viņi plāno samazināt risku. Darbība, kuras mērķis ir palīdzēt studentiem attīstīt šīs prasmes, ir panākt, lai viņi identificētu un pārvaldītu riskus dažādās situācijās. Izmantojot zemāk redzamo sižeta tabulu, mudiniet studentus aizpildīt T-diagrammas otro kolonnu, sakot: “Kas ir risks?”, Pēc tam izskaidrojot, kā viņi var pārvaldīt šo risku. Šo scenāriju varētu arī paredzēt klases diskusijai.
7. Materiāli
Šajā sadaļā studenti uzskaitīs eksperimentiem nepieciešamos materiālus, ieskaitot drošības aprīkojumu, kuru viņi riska novērtēšanas sadaļā ir norādījuši. Šis ir lielisks laiks, lai sarunātos ar studentiem par darbam piemērotu rīku izvēli. Jūs izmantosit citu instrumentu, lai izmērītu matu platumu, nevis lai izmērītu futbola laukuma platumu!
8. Vispārīgais plāns un diagramma
Ir svarīgi runāt ar studentiem par reproducējamību. Viņiem jāuzraksta procedūra, kas ļautu citam zinātniekam viegli reproducēt viņu eksperimentālo metodi. Vienkāršākais un kodolīgākais veids, kā studentiem to izdarīt, ir sastādīt numurētu instrukciju sarakstu. Noderīga aktivitāte šeit varētu būt likt studentiem izskaidrot, kā pagatavot tasi tējas vai sviestmaizi. Izstrādājiet procesu, norādot uz visiem soļiem, kurus viņi ir nokavējuši.
Angļu valodas apguvējiem un studentiem, kuri cīnās ar rakstisku angļu valodu, studenti var vizuāli aprakstīt eksperimenta darbības, izmantojot Storyboard That.
Ne katram eksperimentam būs nepieciešama diagramma, bet dažus plānus ievērojami uzlabos, iekļaujot vienu. Lieciet studentiem pievērsties skaidru un viegli saprotamu diagrammu izveidošanai.
9. Veikt eksperimentu
Pēc tam studenti seko viņu plānam un veic eksperimentu. Ir svarīgi, lai studenti rezultātus apkopotu jēgpilni un viegli saprotami. Dati bieži tiek ierakstīti tabulā, bet to var izdarīt arī ar fotogrāfijām, novērojumu zīmējumiem vai kombinācijām. Var būt noderīgi, ja studenti pieraksta visas grūtības un problēmas, kas viņiem radušās, veicot eksperimentu. Tas vēlāk varētu palīdzēt novērtēt viņu eksperimentālo metodi.
Svarīgi pieminēt, ka visi eksperimenti, ko studenti plāno, pirms atbildīgo pieaugušo pilnīgas riska novērtēšanas ir jāveic, pirms tie ļauj studentiem veikt praktisko darbu.
Pēc eksperimenta veikšanas studenti analizē datus, izdara secinājumus un pēc tam dalās ar rezultātiem. Atkarībā no studentu līmeņa tas varētu būt formāls laboratorijas ziņojums, grafiki, klases diskusija vai cita metode.
Pabeigti piemēri
Resursi un eksperimentālie dizaina piemēri
Vizuālo organizatoru izmantošana ir efektīvs veids, kā panākt, lai jūsu studenti strādā par zinātniekiem klasē.
Šos izmeklēšanas plānošanas rīkus var izmantot dažādos veidos, lai studentu darbu sastatītu un strukturētu, kamēr viņi strādā kā zinātnieki. Studenti var pabeigt plānošanas posmu Storyboard That izmantojot tekstlodziņus un diagrammas, vai arī jūs varētu tos izdrukāt un likt studentiem aizpildīt tos ar roku. Vēl viens lielisks veids, kā tos izmantot, ir projektēt plānošanas lapu uz interaktīvās tāfeles un strādāt pie tā, kā grupēšanas laikā pabeigt plānošanas materiālus. Projektējiet to uz ekrāna un lieciet studentiem rakstīt atbildes uz līmlapiņām un ievietot idejas pareizajā plānošanas dokumenta sadaļā.
Ļoti jauni izglītojamie joprojām var sākt domāt kā zinātnieki! Viņiem ir daudz jautājumu par apkārtējo pasauli, un jūs varat sākt pierakstīt tos prāta kartē. Dažreiz jūs pat varat sākt “izmeklēt” šos jautājumus, izmantojot spēli.
Pamata resurss ir paredzēts pamatskolas studentiem vai studentiem, kuriem nepieciešams lielāks atbalsts. Tas ir paredzēts tieši tādam pašam procesam kā lielāki resursi, bet ir nedaudz vienkāršāks. Galvenā atšķirība starp abiem resursiem ir detaļas, par kurām studentiem ir jādomā, un izmantotā tehniskā vārdnīca. Piemēram, ir svarīgi, lai studenti, izstrādājot izmeklēšanu, identificētu mainīgos. Augstākajā versijā studentiem ne tikai jāidentificē mainīgie, bet jāsniedz arī citi komentāri, piemēram, kā viņi mērīs atkarīgo mainīgo. Kā arī atšķirības starp sastatnēm starp diviem resursu līmeņiem, iespējams, vēlēsities vēl vairāk atšķirt pēc tā, kā skolotāji telpā atbalsta skolēnus un palīgus.
Studenti varētu arī tikt mudināti padarīt viņu eksperimentālo plānu vieglāk saprotamu, izmantojot grafiku, un to varētu izmantot arī ELL atbalstam.
Novērtējums
Studenti jānovērtē, ņemot vērā viņu zinātniskās izpētes prasmes, kā arī viņu zināšanu novērtēšana. Tas ne tikai ļaus studentiem koncentrēties uz savu prasmju attīstīšanu, bet arī ļaus viņiem izmantot vērtēšanas informāciju veidā, kas viņiem palīdzēs uzlabot savas dabaszinātņu prasmes. Izmantojot Quick Rubric , jūs varat izveidot ātru un ērtu novērtēšanas sistēmu un dalīties tajā ar studentiem, lai viņi zinātu, kā gūt panākumus katrā posmā. Tas ne tikai sniedz formatīvu vērtējumu, kas virzīs mācīšanos, bet arī var izmantot, lai novērtētu studentu darbu izmeklēšanas beigās un izvirzītu mērķus nākamajam mēģinājumam plānot patstāvīgu izmeklēšanu.
Drukājami resursi
Papildu darblapas
Ja vēlaties pievienot papildu projektus vai turpināt pielāgot darblapas, apskatiet vairākas veidņu lapas, kuras mēs jums esam apkopojuši tālāk. Katru darblapu var nokopēt un pielāgot jūsu projektiem vai studentiem! Studenti var arī tikt mudināti radīt savus, ja viņi vēlas izmēģināt informācijas sakārtošanu viegli saprotamā veidā.
Kā Mācīt Studentiem Eksperimentu Plānošanu
Veiciniet jautājumus un zinātkāri
Veiciniet izziņas kultūru, mudinot studentus uzdot jautājumus par apkārtējo pasauli.
Formulējiet pārbaudāmās hipotēzes
Māciet studentiem, kā izstrādāt hipotēzes, kuras var zinātniski pārbaudīt. Palīdziet viņiem saprast atšķirību starp hipotēzi un jautājumu.
Sniedziet zinātnisku pamatojumu
Palīdziet studentiem izprast zinātniskos principus un jēdzienus, kas attiecas uz viņu hipotēzēm. Mudiniet viņus izmantot iepriekšējās zināšanas vai veikt pētījumus, lai atbalstītu savas hipotēzes.
Identificējiet mainīgos
Māciet studentiem par trīs mainīgo veidu veidiem (atkarīgo, neatkarīgo un kontrolēto) un to saistību ar eksperimentālo dizainu. Uzsveriet, cik svarīgi ir kontrolēt mainīgos un precīzi izmērīt atkarīgo mainīgo.
Plānojiet un diagrammu eksperimentu
Vadiet studentus skaidras un reproducējamas eksperimentālas procedūras izstrādē. Mudiniet viņus izveidot soli pa solim plānu vai izmantot vizuālas diagrammas, lai ilustrētu procesu.
Veikt eksperimentu un analizēt datus
Atbalstiet studentus, kad viņi veic eksperimentu saskaņā ar savu plānu. Nodrošiniet viņiem jēgpilnu un organizētu datu apkopošanu. Palīdziet viņiem analizēt datus un izdarīt secinājumus, pamatojoties uz viņu atklājumiem.
Bieži uzdotie jautājumi par eksperimentālo dizainu studentiem
Kādi ir daži izplatīti eksperimentālā dizaina rīki un metodes, ko studenti var izmantot?
Kopējie eksperimentālā dizaina rīki un metodes, ko var izmantot studenti, ietver nejaušu piešķiršanu, kontroles grupas, apžilbināšanu, replikāciju un statistisko analīzi. Studenti var izmantot arī novērošanas pētījumus, aptaujas un eksperimentus ar dabisku vai kvazieksperimentālu dizainu. Viņi var arī izmantot datu vizualizācijas rīkus, lai analizētu un prezentētu savus rezultātus.
Kā eksperimentālais dizains var palīdzēt studentiem attīstīt kritiskās domāšanas prasmes?
Eksperimentālais dizains palīdz studentiem attīstīt kritiskās domāšanas prasmes, mudinot viņus sistemātiski un loģiski domāt par zinātniskām problēmām. Tas prasa studentiem analizēt datus, noteikt modeļus un izdarīt secinājumus, pamatojoties uz pierādījumiem. Tas arī palīdz studentiem attīstīt problēmu risināšanas prasmes, sniedzot iespējas izstrādāt un veikt eksperimentus, lai pārbaudītu hipotēzes.
Kā eksperimentālo dizainu var izmantot, lai risinātu reālās pasaules problēmas?
Eksperimentālo dizainu var izmantot, lai risinātu reālas problēmas, identificējot mainīgos, kas veicina konkrētu problēmu, un pārbaudot iejaukšanās pasākumus, lai noskaidrotu, vai tie ir efektīvi problēmas risināšanā. Piemēram, eksperimentālo dizainu var izmantot, lai pārbaudītu jaunu ārstniecības metožu efektivitāti vai novērtētu sociālās iejaukšanās ietekmi uz nabadzības samazināšanu vai izglītības rezultātu uzlabošanu.
Kādas ir dažas izplatītas eksperimentālā dizaina nepilnības, no kurām studentiem vajadzētu izvairīties?
Izplatītas eksperimentālā dizaina nepilnības, no kurām studentiem vajadzētu izvairīties, ir mainīgo lielumu nekontrolēšana, neobjektīvu paraugu izmantošana, paļaušanās uz anekdotiskiem pierādījumiem un atkarīgo mainīgo precīza mērīšana. Studentiem, veicot eksperimentus, jāapzinās arī ētiski apsvērumi, piemēram, informētas piekrišanas iegūšana un pētāmo personu privātuma aizsardzība.
- 353/365 ~ Second Fall #running #injury • Ray Bouknight • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Always Writing • mrsdkrebs • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Batteries • Razor512 • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Bleed for It • zerojay • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Bulbs • Roo Reynolds • Licence Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Change • dominiccampbell • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Children • Quang Minh (YILKA) • Licence Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Danger • KatJaTo • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- draw • Asja. • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Epic Fireworks Safety Goggles • EpicFireworks • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- GERMAN BUNSEN • jasonwoodhead23 • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Heart Dissection • tjmwatson • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- ISST 2014 Munich • romanboed • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Lightbulb! • Matthew Wynn • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Mini magnifying glass • SkintDad.co.uk • Licence Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Plants • henna lion • Licence Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Plants • Graham S Dean Photography • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Pré Treino.... São Carlos está foda com essa queimada toda #asma #athsma #ashmatt #asthma • .v1ctor Casale. • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- puzzle • olgaberrios • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Puzzled • Brad Montgomery • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Question Mark • ryanmilani • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Radiator • Conal Gallagher • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Red Tool Box • marinetank0 • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Remote Control • Sean MacEntee • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- stopwatch • Search Engine People Blog • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Thinking • Caramdir • Licence 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 • Licence Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Washing my Hands 2 • AlishaV • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Windows • Stanley Zimny (Thank You for 18 Million views) • Licence Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- wire • Dyroc • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
Izmēģiniet 1 mēnesi
30 dienu naudas atmaksas garantija Tikai jauni klienti Pilna cena pc iepazans piedvjuma
© 2024 - Clever Prototypes, LLC - Visas tiesības aizsargātas.
StoryboardThat ir uzņēmuma Clever Prototypes , LLC preču zīme, kas reģistrēta ASV Patentu un preču zīmju birojā.
