Eksperimentelt Design

Eksperimentell design for studenter

Ta en titt på de skrivervennlige sidene og arbeidsmalen nedenfor!

1. Spørsmål

Dette er en sentral del av den vitenskapelige metoden og den eksperimentelle designprosessen. Studentene liker å komme med spørsmål. Å formulere spørsmål er en dyp og meningsfull aktivitet som kan gi studentene eierskap over arbeidet sitt. En flott måte å få studentene til å tenke på å visualisere spørsmålene sine, er å bruke et tankekart-storyboard.

Be elevene tenke på spørsmål de vil svare om universet, eller få dem til å tenke på spørsmål de har om et bestemt emne. Alle spørsmål er gode spørsmål, men noen er lettere å teste enn andre.

2. Hypotese

En hypotese er kjent som en utdannet gjetning. En hypotese skal være en påstand som kan testes vitenskapelig. På slutten av eksperimentet, se tilbake for å se om konklusjonen støtter hypotesen eller ikke. Å danne gode hypoteser kan være utfordrende for studentene å forstå. Det er viktig å huske at hypotesen ikke er et spørsmål, det er en testbar uttalelse .

En måte å danne en hypotese på er å forme den som en "hvis ... da ..." -uttalelse. Dette er absolutt ikke den eneste eller beste måten å danne en hypotese på, men kan være en veldig enkel formel for studenter å bruke når de begynner. Et "hvis ... da ..." -uttalelse krever at elevene først identifiserer variablene, og det kan endre rekkefølgen de fullfører stadiene i den visuelle arrangøren.

Etter å ha identifisert variablene, tar hypotesen deretter formen hvis [endring i uavhengig variabel], deretter [endring i avhengig variabel]. For eksempel, hvis et eksperiment var ute etter effekten av koffein på reaksjonstiden, ville den uavhengige variabelen være mengde koffein og den avhengige variabelen være reaksjonstiden. "Hvis, da" -hypotesen kan være: Hvis du øker mengden koffein som er tatt, vil reaksjonstiden redusere.

3. Forklaring av hypotese

Hva førte deg til denne hypotesen? Hva er den vitenskapelige bakgrunnen bak hypotesen din? Avhengig av alder og evne, bruker studentene deres forkunnskaper for å forklare hvorfor de har valgt hypotesene sine, eller alternativt, forskning ved hjelp av bøker eller internett. Dette kan også være et godt tidspunkt å diskutere med elevene hva en pålitelig kilde er.

4. Prediksjon

Prediksjonen er litt annerledes enn hypotesen. En hypotese er et testbart utsagn, mens prediksjonen er mer spesifikk for eksperimentet. I oppdagelsen av DNA-strukturen foreslo hypotesen at DNA har en spiralformet struktur. Forutsigelsen var at røntgendiffraksjonsmønsteret til DNA ville være en X-form.

5. Identifisering av variabler

Nedenfor er et eksempel på et diskusjonsfortellbord som kan brukes til å få elevene dine til å snakke om variabler i eksperimentell design.

6. Risikovurdering

Til slutt må dette være signert av en ansvarlig voksen, men det er viktig å få studentene til å tenke på hvordan de vil holde seg trygge. I denne delen skal studentene identifisere potensielle risikoer og deretter forklare hvordan de skal minimere risikoen. En aktivitet for å hjelpe studentene med å utvikle disse ferdighetene er å få dem til å identifisere og håndtere risiko i forskjellige situasjoner. Bruk storyboardet nedenfor for å få studentene til å fullføre den andre kolonnen i T-tabellen ved å si: "Hva er risiko?", Og deretter forklare hvordan de kunne håndtere den risikoen. Dette storyboardet kan også projiseres for en klassediskusjon.

7. Materialer

I denne delen vil studentene liste opp materialet de trenger for eksperimentene, inkludert eventuelt sikkerhetsutstyr som de har trukket fram som behov i risikovurderingsdelen. Dette er et flott tidspunkt å snakke med studentene om å velge verktøy som passer for jobben. Du kommer til å bruke et annet verktøy for å måle bredden på et hår enn for å måle bredden på en fotballbane!

8. Generell plan og diagram

Det er viktig å snakke med studentene om reproduserbarhet. De bør skrive en prosedyre som gjør at deres eksperimentelle metode lett kan reproduseres av en annen forsker. Den enkleste og mest konsise måten for elevene å gjøre dette på er ved å lage en nummerert liste over instruksjoner. En nyttig aktivitet her kan være å få elevene til å forklare hvordan de lager en kopp te eller en sandwich. Handle prosessen, påpek alle trinn de har gått glipp av.

For engelskspråklige elever og studenter som sliter med skriftlig engelsk, kan elevene beskrive trinnene i eksperimentet deres visuelt ved hjelp av Storyboard That.

Ikke hvert eksperiment trenger et diagram, men noen planer vil bli forbedret kraftig ved å inkludere et. La elevene fokusere på å lage tydelige og lettfattelige diagrammer.

9. Gjennomfør eksperiment

Studentene følger deretter planen deres og gjennomfører eksperimentet. Det er viktig at studentene samler resultatene sine på en meningsfull og lettforståelig måte. Data blir ofte registrert i en tabell, men kan også gjøres med fotografier, tegninger av observasjoner eller en kombinasjon. Det kan være nyttig å få elevene til å skrive ned eventuelle vanskeligheter og problemer de hadde da de utførte eksperimentet. Dette kan hjelpe senere med å evaluere deres eksperimentelle metode.

Det er viktig å nevne at eventuelle eksperimenter studentene designer skal være grundig risikovurdert av den ansvarlige voksen før de lar noen studenter utføre sitt praktiske arbeid.

Etter å ha fullført prosedyren for eksperimentet, analyserer studentene dataene, trekker konklusjoner og deler deretter resultatene sine. Avhengig av elevnivå, kan dette være en formell labrapport, grafer, klassediskusjon eller annen metode.

Utførte eksempler

Å bruke visuelle arrangører er en effektiv måte å få studentene dine til å jobbe som forskere i klasserommet.

Det er mange måter å bruke disse undersøkelsesplanleggingsverktøyene til å stillas og strukturere studentenes arbeid mens de jobber som forskere. Studentene kan fullføre planleggingsfasen på Storyboard That ved å bruke tekstbokser og diagrammer, eller du kan skrive dem ut og få elevene til å fullføre dem for hånd. En annen fin måte å bruke dem på er å projisere planleggingsarket på en interaktiv tavle og arbeide gjennom hvordan du fullfører planleggingsmaterialet som en gruppe. Prosjekter det på en skjerm, og la elevene skrive svarene sine på klistremerker og legge ideene sine i riktig del av planleggingsdokumentet.

Veldig unge elever kan fremdeles begynne å tenke som forskere! De har mange spørsmål om verden rundt seg, og du kan begynne å notere disse i et tankekart. Noen ganger kan du til og med begynne å "undersøke" disse spørsmålene gjennom lek.

Grunnressursen er beregnet på grunnskoleelever eller studenter som trenger mer støtte. Den er designet for å følge nøyaktig samme prosess som de høyere ressursene, men gjort litt enklere. Den viktigste forskjellen mellom de to ressursene er detaljene som elevene er nødt til å tenke på og det tekniske ordforrådet som brukes. For eksempel er det viktig at studentene identifiserer variabler når de designer undersøkelsene sine. I den høyere versjonen trenger ikke studentene bare å identifisere variablene, men komme med andre kommentarer, for eksempel hvordan de skal måle den avhengige variabelen. I tillegg til forskjellen i stillas mellom de to ressursnivåene, kan det være lurt å skille ytterligere etter hvordan elevene støttes av lærere og assistenter i rommet.

Studentene kan også bli oppmuntret til å gjøre sin eksperimentelle plan enklere å forstå ved å bruke grafikk, og denne kan også brukes til å støtte ELL-er.

Studentene må bli vurdert på sine vitenskapelige undersøkelsesevner ved siden av vurderingen av kunnskapen deres. Ikke bare lar studentene fokusere på å utvikle ferdighetene sine, men vil også tillate dem å bruke vurderingsinformasjonen sin på en måte som vil hjelpe dem å forbedre sine vitenskapelige ferdigheter. Ved hjelp av Quick Rubric kan du lage et raskt og enkelt vurderingsrammeverk og dele det med studentene slik at de vet hvordan de skal lykkes på alle trinn. I tillegg til å gi formativ vurdering som vil drive læring, kan dette også brukes til å vurdere studentarbeidet etter endt undersøkelse og sette mål for når de neste gang prøver å planlegge sin egen undersøkelse.

Gå tilbake til toppen

Hvis du ønsker å legge til flere prosjekter eller fortsette å tilpasse regneark, kan du se på flere malsider som vi har satt sammen for deg nedenfor. Hvert arbeidsark kan kopieres og skreddersys til dine prosjekter eller studenter! Studentene kan også bli oppfordret til å lage sine egne hvis de vil prøve å organisere informasjon på en lettforståelig måte.

• Lab Arbeidsark
• Diskusjonsarbeidsark
• Sjekkliste arbeidsark

Ofte stilte spørsmål om eksperimentell design for studenter

Hva er noen vanlige eksperimentelle designverktøy og teknikker som elevene kan bruke?

Vanlige eksperimentelle designverktøy og -teknikker som studentene kan bruke inkluderer tilfeldig tildeling, kontrollgrupper, blinding, replikering og statistisk analyse. Studentene kan også bruke observasjonsstudier, undersøkelser og eksperimenter med naturlige eller kvasi-eksperimentelle design. De kan også bruke datavisualiseringsverktøy for å analysere og presentere resultatene sine.

Hvordan kan eksperimentell design hjelpe elevene med å utvikle kritisk tenkning?

Eksperimentell design hjelper elevene med å utvikle kritisk tenkning ved å oppmuntre dem til å tenke systematisk og logisk om vitenskapelige problemer. Det krever at elevene analyserer data, identifiserer mønstre og trekker konklusjoner basert på bevis. Det hjelper også elevene til å utvikle problemløsningsferdigheter ved å gi muligheter til å designe og gjennomføre eksperimenter for å teste hypoteser.

Hvordan kan eksperimentell design brukes til å løse problemer i den virkelige verden?

Eksperimentell design kan brukes til å adressere virkelige problemer ved å identifisere variabler som bidrar til et bestemt problem og teste intervensjoner for å se om de er effektive i å løse problemet. Eksperimentell design kan for eksempel brukes til å teste effektiviteten av nye medisinske behandlinger eller for å evaluere effekten av sosiale intervensjoner på å redusere fattigdom eller forbedre utdanningsresultater.

Hva er noen vanlige fallgruver med eksperimentell design som elevene bør unngå?

Vanlige fallgruver for eksperimentelt design som studenter bør unngå inkluderer å unnlate å kontrollere variabler, bruke partiske prøver, stole på anekdotisk bevis og unnlate å måle avhengige variabler nøyaktig. Studentene bør også være oppmerksomme på etiske hensyn når de utfører eksperimenter, som å innhente informert samtykke og beskytte personvernet til forskningspersoner.