Науката е смесица от исторически натрупани знания и умения. Тези практически умения варират от решаване на проблеми до анализ на данни; те са широкообхватни и често могат да се прилагат извън класната стая. Преподаването на тези умения е много важна част от образованието по наука, но често се пренебрегва, когато се фокусира върху преподаването на съдържанието. Като преподаватели по наука всички сме виждали ползите, които практическата работа има за ангажираността и разбирането на студентите. Въпреки това, с ограниченията във времето, поставени в учебната програма, времето, необходимо на студентите да развият тези умения за разследване, може да бъде изтръгнато. Твърде често даваме на учениците „рецепта“, която да следват, която не позволява на студентите да поемат собствеността върху практическата си работа. От съвсем млада възраст учениците започват да мислят за света около тях. Те задават въпроси, след това използват наблюдения и доказателства, за да отговорят на тях. Студентите са склонни да имат интелигентни, интересни и изпитателни въпроси, които обичат да задават. Като преподаватели трябва да работим за насърчаване на тези въпроси и от своя страна, да подхранваме това естествено любопитство в света около тях.
Преподаването на дизайна на експерименти и оставянето на студентите да разработят свои въпроси и хипотези отнема време. Тези материали са създадени, за да позволят на учителите да се съсредоточат върху подобряването на ключовите идеи в експерименталния дизайн. Позволяването на студентите да задават свои въпроси, да напишат собствени хипотези и да планират и провеждат собствени проучвания е ценен опит за тях. Това ще доведе до това студентите да имат повече собственост върху работата си. Когато студентите прилагат експерименталния метод за собствените си въпроси, те разсъждават върху това как учените исторически са разбрали как работи Вселената.
Разгледайте страниците, удобни за принтера, и шаблоните на работния лист по-долу!
Това е ключова част от научния метод и процеса на експериментално проектиране. Студентите с удоволствие измислят въпроси. Формулирането на въпроси е дълбока и смислена дейност, която може да даде на студентите собственост върху тяхната работа. Чудесен начин да накарате студентите да мислят за визуализиране на въпросите си е използването на разказване на карти на ума.
Помолете учениците да мислят за всички въпроси, на които искат да отговорят за Вселената, или ги накарайте да мислят за въпроси, които имат по определена тема. Всички въпроси са добри въпроси, но някои са по-лесни за тестване от други.
Една хипотеза е известна като образовано предположение. Хипотезата трябва да бъде твърдение, което може да бъде тествано научно. В края на експеримента погледнете назад, за да видите дали заключението подкрепя хипотезата или не. Формирането на добри хипотези може да бъде предизвикателство за разбирането на учениците. Важно е да запомните, че хипотезата не е въпрос, а проверка .
Един от начините за формиране на хипотеза е тя да бъде оформена като "ако ... тогава ...". Това със сигурност не е единственият или най-добрият начин за формиране на хипотеза, но може да бъде много лесна формула, която студентите могат да използват при първо стартиране. Изразът "ако ... тогава ..." изисква учениците първо да идентифицират променливите и това може да промени реда, в който те изпълняват етапите на визуалния организатор.
След идентифициране на променливите, хипотезата след това приема формата, ако [промяна в независима променлива], след това [промяна в зависима променлива]. Например, ако експеримент търси ефекта на кофеина върху времето за реакция, независимата променлива ще бъде количеството кофеин и зависимата променлива ще бъде времето на реакция. Хипотезата „ако, тогава“ може да бъде: Ако увеличите приеманото количество кофеин, времето за реакция ще намалее.
Какво те доведе до тази хипотеза? Какъв е научният фон зад вашата хипотеза? В зависимост от възрастта и способностите, студентите използват своите предходни знания, за да обяснят защо са избрали своите хипотези, или като алтернатива, като използват книги или интернет. Това също би могло да бъде подходящ момент за обсъждане с учениците какъв е надежден източник.
Прогнозата е малко по-различна от хипотезата. Хипотезата е проверимо твърдение, докато прогнозата е по-специфична за експеримента. При откриването на структурата на ДНК, хипотезата предложи, че ДНК има спирална структура. Прогнозата беше, че рентгеновата дифракционна структура на ДНК ще бъде X форма.
По-долу е даден пример на дискусионна дъска за дискусии, която може да се използва, за да накарате вашите ученици да говорят за променливи в експерименталния дизайн.
Трите типа променливи, които ще трябва да обсъдите с вашите ученици, са зависими, независими и контролирани променливи. За да запазите това просто, вижте тези като „какво ще измервате“, „какво ще промените“ и „какво ще запазите“. С по-напредналите ученици трябва да ги насърчите да използват правилния речник.
Зависимите променливи са това, което се измерва или наблюдава от учения. Тези измервания често се повтарят, защото многократните измервания правят вашите данни по-надеждни.
Независимата променлива е променлива, която учените решават да променят, за да видят какъв ефект има върху зависимата променлива. Избран е само един, защото би било трудно да се разбере коя променлива причинява всяка промяна, която наблюдавате.
Контролираните променливи са количества или фактори, които учените искат да останат същите през целия експеримент. Те се контролират, за да останат постоянни, така че да не влияят на зависимата променлива. Контролът върху тях позволява на учените да видят как независимата променлива влияе на зависимата променлива.
Използвайте този пример по-долу в уроците си или изтрийте отговорите и го задайте като активност за учениците да завършат на Storyboard That.
| Как температурата влияе на количеството захар, което може да се разтвори във вода | |
|---|---|
| Независима променлива | Температура на водата
(Обхват 5 различни проби при 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C и 50 ° C) |
| Зависима променлива | Количеството захар, което може да се разтвори във водата, измерено в чаени лъжички. |
| Контролирани променливи |
|
В крайна сметка това трябва да бъде подписано от отговорен възрастен, но е важно учениците да мислят как ще се пазят. В тази част студентите трябва да идентифицират потенциалните рискове и след това да обяснят как ще минимизират риска. Дейност, която да помогне на учениците да развият тези умения, е да ги накара да идентифицират и управляват рисковете в различни ситуации. Използвайки разделителната дъска по-долу, накарайте учениците да попълнят втората колона на T-диаграмата, като кажат „Какво е риск?“, След което обясняват как биха могли да управляват този риск. Този разказ може да се проектира и за дискусия в клас.
В този раздел студентите ще изброят материалите, които са им необходими за експериментите, включително всяко оборудване за безопасност, което са посочили като необходими в раздела за оценка на риска. Това е чудесен момент да поговорите със студентите относно избора на инструменти, подходящи за работата. Ще използвате различен инструмент за измерване на ширината на косъма, отколкото за измерване на ширината на футболно игрище!
Важно е да се говори с учениците за възпроизводимостта. Те трябва да напишат процедура, която би позволила експерименталния им метод да бъде възпроизведен лесно от друг учен. Най-лесният и кратък начин студентите да направят това е чрез съставяне на номериран списък с инструкции. Полезна дейност тук би могла да накара студентите да обяснят как да си направят чаша чай или сандвич. Действайте в процеса, посочвайки всички стъпки, които сте пропуснали.
За обучаемите по английски език и студентите, които се борят с писмен английски, студентите могат да опишат визуално стъпките в експеримента си, като използват Storyboard That.
Не всеки експеримент ще се нуждае от диаграма, но някои планове ще бъдат значително подобрени чрез включване на един. Накарайте учениците да се съсредоточат върху създаването на ясни и лесни за разбиране диаграми.
След това учениците следват своя план и провеждат експеримента. Важно е учениците да събират резултатите си по смислен и лесен за разбиране начин. Данните често се записват в таблица, но могат да бъдат направени и със снимки, чертежи на наблюдения или комбинация. Може да е полезно учениците да запишат всички трудности и проблеми, които са имали при провеждането на експеримента. Това може да помогне по-късно при оценка на техния експериментален метод.
Важно е да се спомене, че всички експерименти, които студентите проектират, трябва да бъдат добре оценени от отговорния възрастен, преди да се даде възможност на учениците да изпълняват практическата си работа.
След като завършат процедурата на експеримента, студентите анализират данните, правят изводи и след това споделят своите резултати. В зависимост от нивото на студента, това може да бъде официален доклад в лабораторията, графики, дискусия в клас или друг метод.
Използването на визуални организатори е ефективен начин да накарате вашите студенти да работят като учени в класната стая.
Има много начини да се използват тези инструменти за планиране на разследвания, за да се скелерат и структурират работата на студентите, докато те работят като учени. Студентите могат да завършат етапа на планиране на Storyboard That използвайки текстовите полета и диаграмите, или можете да ги разпечатате и да накарате студентите да ги завършат на ръка. Друг чудесен начин да ги използвате е да проектирате листа за планиране върху интерактивна дъска и да работите как да попълните материалите за планиране като група. Проектирайте го върху екран и учениците да напишат отговорите си върху лепкави бележки и да поставят идеите си в правилния раздел на документа за планиране.
Много млади учащи все още могат да започнат да мислят като учени! Те имат множество въпроси за заобикалящия ги свят и можете да започнете да правите бележки за тях в умната карта. Понякога дори можете да започнете да „изследвате“ тези въпроси чрез игра.
Основният ресурс е предназначен за начални ученици или студенти, които се нуждаят от повече подкрепа. Той е проектиран да следва точно същия процес като по-големите ресурси, но е направен малко по-лесно. Ключовата разлика между двата ресурса са детайлите, които учениците трябва да мислят, и използваната техническа лексика. Например, важно е учениците да идентифицират променливи, когато проектират своите проучвания. Във по-високата версия учениците не само трябва да идентифицират променливите, но правят и други коментари, например как ще измерват зависимата променлива. Освен разликата в скелето между двете нива на ресурси, може да искате да разграничите допълнително начина, по който учащите се подпомагат от учители и помощници в стаята.
Студентите могат също така да бъдат насърчавани да направят своя експериментален план по-лесен за разбиране чрез използване на графика, а това може да се използва и за подкрепа на ELLs.
Студентите трябва да бъдат оценявани по техните научно-изследователски умения, заедно с оценката на техните знания. Това не само ще позволи на учениците да се съсредоточат върху развитието на своите умения, но и ще им позволи да използват информацията си за оценка по начин, който ще им помогне да подобрят своите научни умения. Използвайки Quick Rubric , можете да създадете бърза и лесна рамка за оценка и да я споделите с учениците, така че да знаят как да постигнат успех на всеки етап. Освен предоставянето на формално оценяване, което ще стимулира обучението, това може да се използва и за оценка на студентската работа в края на разследването и определяне на цели за следващия опит за планиране на собственото им разследване.
Ако искате да добавите допълнителни проекти или продължите да персонализирате работни листове, разгледайте няколко страници с шаблони, които сме съставили за вас по-долу. Всеки работен лист може да бъде копиран и съобразен с вашите проекти или студенти! Студентите могат също да бъдат насърчавани да създават своя собствена, ако искат да опитат да организират информация по лесен за разбиране начин.
Насърчавайте култура на проучване, като насърчавате учениците да задават въпроси за света около тях.
Научете учениците как да разработват хипотези, които могат да бъдат научно тествани. Помогнете им да разберат разликата между хипотеза и въпрос.
Помогнете на учениците да разберат научните принципи и концепции, свързани с техните хипотези. Насърчете ги да черпят от предишни знания или да провеждат изследвания, за да подкрепят своите хипотези.
Научете учениците за трите вида променливи (зависими, независими и контролирани) и как те се отнасят към експерименталния дизайн. Подчертайте важността на контролирането на променливите и точното измерване на зависимата променлива.
Насочвайте учениците към разработването на ясна и възпроизводима експериментална процедура. Насърчете ги да създадат план стъпка по стъпка или да използват визуални диаграми, за да илюстрират процеса.
Подкрепете учениците, докато провеждат експеримента според своя план. Насочвайте ги в събирането на данни по смислен и организиран начин. Помогнете им да анализират данните и да направят заключения въз основа на своите открития.
Обичайните инструменти и техники за експериментален дизайн, които студентите могат да използват, включват произволно разпределение, контролни групи, ослепяване, репликация и статистически анализ. Студентите могат също да използват наблюдателни проучвания, анкети и експерименти с естествени или квази-експериментални проекти. Те могат също да използват инструменти за визуализация на данни, за да анализират и представят своите резултати.
Експерименталният дизайн помага на учениците да развият умения за критично мислене, като ги насърчава да мислят систематично и логично за научни проблеми. Изисква се от учениците да анализират данни, да идентифицират модели и да правят заключения въз основа на доказателства. Той също така помага на учениците да развият умения за решаване на проблеми, като предоставя възможности за проектиране и провеждане на експерименти за тестване на хипотези.
Експерименталният дизайн може да се използва за справяне с проблеми от реалния свят чрез идентифициране на променливи, които допринасят за конкретен проблем и тестване на интервенции, за да се види дали са ефективни при справянето с проблема. Например, експерименталният дизайн може да се използва за тестване на ефективността на нови медицински лечения или за оценка на въздействието на социалните интервенции върху намаляването на бедността или подобряването на образователните резултати.
Често срещаните клопки на експерименталния дизайн, които учениците трябва да избягват, включват неуспех при контролиране на променливи, използване на предубедени проби, разчитане на анекдотични доказателства и неуспех в измерването на зависимите променливи точно. Учениците също трябва да са наясно с етичните съображения при провеждане на експерименти, като получаване на информирано съгласие и защита на поверителността на изследваните субекти.
30 дни гаранция за връщане на парите Само нови клиенти Пълна цена след въвеждаща оферта
