Skúmanie Umenia Experimentálneho Dizajnu: Sprievodca Krok za Krokom pre Študentov a Pedagógov

Experimentálny dizajn pre študentov

Pozrite si nižšie uvedené stránky a šablóny pracovných hárkov vhodné pre tlač!

Kroky experimentálneho návrhu

1. Otázka

Toto je kľúčová časť vedeckej metódy a procesu experimentálneho dizajnu. Študenti radi vymýšľajú otázky. Formulovanie otázok je hlboká a zmysluplná činnosť, ktorá môže študentom poskytnúť zodpovednosť za ich prácu. Skvelý spôsob, ako prinútiť študentov, aby mysleli na vizualizáciu svojich otázok, je použitie storyboardu myšlienkovej mapy.

Požiadajte študentov, aby premýšľali o akýchkoľvek otázkach, na ktoré chcú odpovedať o vesmíre, alebo ich povedzte, aby premýšľali o otázkach, ktoré majú na konkrétnu tému. Všetky otázky sú dobré, ale niektoré sa testujú ľahšie ako iné.

2. Hypotéza

Hypotéza je známa ako kvalifikovaný odhad. Hypotéza by mala byť tvrdením, ktoré možno vedecky testovať. Na konci experimentu sa pozrite späť, aby ste zistili, či záver podporuje hypotézu alebo nie. Vytváranie dobrých hypotéz môže byť pre študentov náročné na pochopenie. Je dôležité si uvedomiť, že hypotéza nie je otázka, je to testovateľné tvrdenie .

Jedným zo spôsobov, ako vytvoriť hypotézu, je vytvoriť ju ako vyhlásenie „ak... potom...“. Toto určite nie je jediný alebo najlepší spôsob, ako vytvoriť hypotézu, ale môže to byť veľmi jednoduchý vzorec, ktorý môžu študenti použiť, keď začínajú. Výrok „ak... potom...“ vyžaduje, aby študenti najskôr identifikovali premenné, čo môže zmeniť poradie, v ktorom dokončia fázy vizuálneho organizátora.

Po identifikácii premenných má hypotéza tvar if [zmena nezávislej premennej], potom [zmena závislej premennej]. Napríklad, ak by experiment hľadal účinok kofeínu na reakčný čas, nezávislou premennou by bolo množstvo kofeínu a závislou premennou by bol reakčný čas. Hypotéza „ak, potom“ by mohla znieť: Ak zvýšite množstvo prijatého kofeínu, reakčný čas sa zníži.

3. Vysvetlenie hypotézy

Čo vás viedlo k tejto hypotéze? Aké vedecké pozadie stojí za vašou hypotézou? V závislosti od veku a schopností študenti používajú svoje predchádzajúce znalosti na vysvetlenie, prečo si zvolili svoje hypotézy, alebo prípadne na výskum pomocou kníh alebo internetu. Môže to byť tiež vhodný čas na diskusiu so študentmi o tom, čo je spoľahlivý zdroj.

4. Predpoveď

Predpoveď sa mierne líši od hypotézy. Hypotéza je testovateľné tvrdenie, zatiaľ čo predpoveď je špecifickejšia pre experiment. Pri objave štruktúry DNA hypotéza navrhovala, že DNA má špirálovitú štruktúru. Predpoveď bola, že röntgenový difrakčný obrazec DNA bude mať tvar X.

5. Identifikácia premenných

Nižšie je uvedený príklad diskusného scenára, ktorý možno použiť na to, aby vaši študenti hovorili o premenných v experimentálnom dizajne.

6. Hodnotenie rizika

Nakoniec to musí podpísať zodpovedná dospelá osoba, ale je dôležité, aby študenti premýšľali o tom, ako sa budú udržiavať v bezpečí. V tejto časti by študenti mali identifikovať potenciálne riziká a potom vysvetliť, ako budú riziko minimalizovať. Činnosť, ktorá má pomôcť študentom rozvíjať tieto zručnosti, je prinútiť ich identifikovať a riadiť riziká v rôznych situáciách. Pomocou scenára nižšie povedzte študentom, aby vyplnili druhý stĺpec T-grafu: „Čo je to riziko?“ a potom vysvetlite, ako môžu toto riziko zvládnuť. Tento storyboard možno premietnuť aj do diskusie v triede.

7. Materiály

V tejto časti študenti uvedú zoznam materiálov, ktoré potrebujú na experimenty, vrátane akéhokoľvek bezpečnostného vybavenia, ktoré ako potrebné označili v časti hodnotenia rizík. Toto je skvelý čas porozprávať sa so študentmi o výbere nástrojov, ktoré sú vhodné pre danú prácu. Na meranie šírky vlasu použijete iný nástroj ako na meranie šírky futbalového ihriska!

8. Všeobecný plán a diagram

Je dôležité hovoriť so študentmi o reprodukovateľnosti. Mali by napísať postup, ktorý by umožnil ich experimentálnu metódu jednoducho reprodukovať iným vedcom. Najjednoduchší a najvýstižnejší spôsob, ako to môžu študenti urobiť, je vytvoriť očíslovaný zoznam pokynov. Užitočnou aktivitou tu môže byť, aby študenti vysvetlili, ako pripraviť šálku čaju alebo sendvič. Uskutočnite proces a upozornite na všetky kroky, ktoré zmeškali.

Pre študentov anglického jazyka a študentov, ktorí zápasia s písanou angličtinou, môžu študenti vizuálne opísať kroky svojho experimentu pomocou Storyboard That.

Nie každý experiment bude potrebovať diagram, ale niektoré plány sa jeho zahrnutím výrazne vylepšia. Nechajte študentov zamerať sa na vytváranie jasných a ľahko pochopiteľných diagramov.

9. Vykonajte experiment

Študenti potom postupujú podľa svojho plánu a uskutočňujú experiment. Je dôležité, aby študenti zbierali svoje výsledky zmysluplným a ľahko pochopiteľným spôsobom. Dáta sa často zaznamenávajú do tabuľky, ale môžu sa vykonávať aj pomocou fotografií, nákresov pozorovaní alebo ich kombináciou. Môže byť užitočné, ak si študenti zapíšu všetky ťažkosti a problémy, ktoré mali pri vykonávaní experimentu. To by mohlo neskôr pomôcť pri hodnotení ich experimentálnej metódy.

Je dôležité spomenúť, že všetky experimenty, ktoré študenti navrhnú, by mala zodpovedná dospelá osoba dôkladne posúdiť z hľadiska rizika predtým, ako nechá študentov vykonávať praktickú prácu.

Po dokončení postupu experimentu študenti analyzujú údaje, vyvodia závery a potom zdieľajú svoje výsledky. V závislosti od úrovne študenta to môže byť formálna laboratórna správa, grafy, diskusia v triede alebo iná metóda.

Dokončené príklady

Zdroje a príklady experimentálneho dizajnu

Používanie vizuálnych organizátorov je efektívny spôsob, ako prinútiť študentov pracovať ako vedci v triede.

Existuje mnoho spôsobov, ako použiť tieto nástroje na plánovanie vyšetrovania na lešenie a štruktúrovanie práce študentov, keď pracujú ako vedci. Študenti môžu dokončiť fázu plánovania na Storyboard That pomocou textových polí a diagramov, alebo si ich môžete vytlačiť a nechať študentov, aby ich dokončili ručne. Ďalším skvelým spôsobom, ako ich použiť, je premietnuť plánovací hárok na interaktívnu tabuľu a pracovať na tom, ako dokončiť plánovacie materiály ako skupina. Premietnite ho na obrazovku a požiadajte študentov, aby napísali svoje odpovede na lepiace papieriky a svoje nápady vložili do správnej časti plánovacieho dokumentu.

Veľmi malí študenti môžu stále začať myslieť ako vedci! Majú veľa otázok o svete okolo nich a môžete si ich začať zapisovať do myšlienkovej mapy. Niekedy môžete dokonca začať „skúmať“ tieto otázky prostredníctvom hry.

Nadačný zdroj je určený pre žiakov základných škôl alebo študentov, ktorí potrebujú väčšiu podporu. Je navrhnutý tak, aby sledoval presne rovnaký proces ako vyššie zdroje, ale je o niečo jednoduchší. Kľúčovým rozdielom medzi týmito dvoma zdrojmi sú detaily, o ktorých musia študenti premýšľať, a použitá technická slovná zásoba. Napríklad je dôležité, aby študenti pri navrhovaní svojich výskumov identifikovali premenné. Vo vyššej verzii musia študenti nielen identifikovať premenné, ale uviesť aj ďalšie poznámky, napríklad ako budú merať závislú premennú. Okrem rozdielu v lešení medzi dvoma úrovňami zdrojov možno budete chcieť ďalej rozlišovať podľa toho, ako sú študenti podporovaní učiteľmi a asistentmi v miestnosti.

Študenti by mohli byť tiež povzbudzovaní, aby zjednodušili pochopenie svojho experimentálneho plánu pomocou grafiky, a to by sa mohlo použiť aj na podporu ELL.

Hodnotenie

Študenti musia byť hodnotení na základe ich vedeckých zručností spolu s hodnotením ich vedomostí. Nielenže to umožní študentom sústrediť sa na rozvoj svojich zručností, ale tiež im to umožní využívať informácie z hodnotenia spôsobom, ktorý im pomôže zlepšiť ich vedecké zručnosti. Pomocou Quick Rubric môžete vytvoriť rýchly a jednoduchý rámec hodnotenia a zdieľať ho so študentmi, aby vedeli, ako uspieť v každej fáze. Okrem poskytovania formatívneho hodnotenia, ktoré bude stimulovať učenie, sa dá použiť aj na hodnotenie práce študentov na konci vyšetrovania a stanovenie cieľov, keď sa budú najbližšie pokúšať naplánovať svoje vlastné vyšetrovanie. Rubriky boli napísané tak, aby k nim študenti mali jednoduchý prístup. Týmto spôsobom ich možno zdieľať so študentmi, keď pracujú v procese plánovania, aby študenti vedeli, ako vyzerá dobrý experimentálny dizajn.

Tlačiteľné zdroje

Návrat hore

Súvisiace aktivity

Dodatočné pracovné listy

Ak chcete pridať ďalšie projekty alebo pokračovať v prispôsobovaní pracovných hárkov, pozrite si niekoľko stránok šablón, ktoré sme pre vás zostavili nižšie. Každý pracovný list je možné skopírovať a prispôsobiť vašim projektom alebo študentom! Študenti môžu byť tiež vyzvaní, aby si vytvorili svoje vlastné, ak si chcú vyskúšať organizovanie informácií ľahko zrozumiteľným spôsobom.

• Laboratórne pracovné listy
• Pracovné listy na diskusiu
• Kontrolný zoznam Pracovné listy

Súvisiace zdroje

1. Kroky vedeckej metódy
2. Vedecká diskusia Storyboardy
3. Rozvíjanie zručností kritického myslenia

Často kladené otázky o experimentálnom dizajne pre študentov

Aké sú niektoré bežné nástroje a techniky experimentálneho dizajnu, ktoré môžu študenti použiť?

Bežné nástroje a techniky experimentálneho dizajnu, ktoré môžu študenti použiť, zahŕňajú náhodné priraďovanie, kontrolné skupiny, oslepovanie, replikáciu a štatistickú analýzu. Študenti môžu využiť aj pozorovacie štúdie, prieskumy a experimenty s prírodnými alebo kvázi experimentálnymi návrhmi. Môžu tiež použiť nástroje na vizualizáciu údajov na analýzu a prezentáciu svojich výsledkov.

Ako môže experimentálny dizajn pomôcť študentom rozvíjať schopnosti kritického myslenia?

Experimentálny dizajn pomáha študentom rozvíjať schopnosti kritického myslenia tým, že ich povzbudzuje, aby systematicky a logicky premýšľali o vedeckých problémoch. Vyžaduje, aby študenti analyzovali údaje, identifikovali vzory a vyvodzovali závery na základe dôkazov. Pomáha tiež študentom rozvíjať zručnosti pri riešení problémov tým, že poskytuje príležitosti na navrhovanie a vykonávanie experimentov na testovanie hypotéz.

Ako možno experimentálny dizajn použiť na riešenie problémov v reálnom svete?

Experimentálny dizajn sa môže použiť na riešenie problémov v reálnom svete identifikáciou premenných, ktoré prispievajú ku konkrétnemu problému a testovaním zásahov, aby sa zistilo, či sú účinné pri riešení problému. Experimentálny dizajn možno použiť napríklad na testovanie účinnosti nových liečebných postupov alebo na hodnotenie vplyvu sociálnych intervencií na znižovanie chudoby alebo zlepšovanie výsledkov vzdelávania.

Aké sú niektoré bežné úskalia experimentálneho dizajnu, ktorým by sa študenti mali vyhnúť?

Bežné úskalia experimentálneho dizajnu, ktorým by sa študenti mali vyhnúť, zahŕňajú zlyhanie pri kontrole premenných, používanie skreslených vzoriek, spoliehanie sa na neoficiálne dôkazy a neschopnosť presne zmerať závislé premenné. Študenti by si mali byť vedomí aj etických úvah pri vykonávaní experimentov, ako je získanie informovaného súhlasu a ochrana súkromia subjektov výskumu.