Experimentální Design

Experimentální návrh pro studenty

Podívejte se na Tisková stránek a šablon listu níže!

1. Otázka

Toto je klíčová část vědecké metody a experimentálního procesu navrhování. Studenti rádi přicházejí s otázkami. Formulování otázek je hluboká a smysluplná činnost, která může studentům poskytnout vlastnictví nad jejich prací. Skvělý způsob, jak přimět studenty, aby přemýšleli o vizualizaci svých otázek, je použití scénáře myšlenkové mapy.

Požádejte studenty, aby přemýšleli o jakýchkoli otázkách, které chtějí odpovědět na vesmír, nebo je přiměli, aby přemýšleli o otázkách, které mají k určitému tématu. Všechny otázky jsou dobré otázky, ale některé se snáze testují než jiné.

2. Hypotéza

Hypotéza je známá jako vzdělaný odhad. Hypotéza by měla být tvrzením, které lze vědecky testovat. Na konci experimentu se ohlédněte zpět a zjistěte, zda závěr podporuje hypotézu. Formování dobrých hypotéz může být pro studenty náročné. Je důležité si uvědomit, že hypotéza není otázkou, je to testovatelné tvrzení .

Jedním ze způsobů, jak vytvořit hypotézu, je vytvořit ji jako prohlášení „pokud ... pak ...“. To rozhodně není jediný nebo nejlepší způsob, jak vytvořit hypotézu, ale může to být velmi snadný vzorec, který mohou studenti použít při prvním zahájení. Prohlášení „if ... then ...“ vyžaduje, aby studenti nejprve identifikovali proměnné, což může změnit pořadí, ve kterém dokončují fáze vizuálního organizátoru.

Po identifikaci proměnných má hypotéza podobu if [změna v nezávislé proměnné], poté [změna v závislé proměnné]. Pokud by například experiment hledal účinek kofeinu na reakční dobu, nezávislou proměnnou by bylo množství kofeinu a závislou proměnnou by byl reakční čas. Hypotéza „pokud, pak“ by mohla být: Pokud zvýšíte množství odebraného kofeinu, zkrátí se reakční doba.

3. Vysvětlení hypotéz

Co tě k této hypotéze dovedlo? Jaké je vědecké zázemí vaší hypotézy? V závislosti na věku a schopnostech studenti používají své předchozí znalosti k vysvětlení, proč si vybrali své hypotézy, nebo alternativně, výzkumu pomocí knih nebo internetu. To by také mohl být vhodný čas k diskusi se studenty, co je spolehlivý zdroj.

4. předpověď

Predikce se mírně liší od hypotézy. Hypotéza je testovatelným tvrzením, zatímco předpověď je pro experiment specifičtější. Při objevu struktury DNA hypotéza navrhovala, že DNA má spirálovitou strukturu. Předpovídalo se, že rentgenový difraktogram DNA bude mít tvar X.

5. Identifikace proměnných

Níže je uveden příklad diskusního příběhu, pomocí kterého mohou vaši studenti hovořit o proměnných v experimentálním designu.

6. Posouzení rizik

Nakonec to musí podepsat odpovědný dospělý, ale je důležité přimět studenty, aby přemýšleli o tom, jak se udržet v bezpečí. V této části by studenti měli identifikovat možná rizika a poté vysvětlit, jak minimalizují riziko. Aktivitou, která studentům pomůže rozvíjet tyto dovednosti, je přimět je identifikovat a řídit rizika v různých situacích. Pomocí scénáře níže, nechte studenty, aby vyplnili druhý sloupec T-grafu slovy: „Co je to riziko?“, A poté vysvětlete, jak by mohli toto riziko zvládnout. Tento scénář by také mohl být promítnut do třídní diskuse.

7. Materiály

V této části uvedou studenti materiály, které potřebují pro experimenty, včetně veškerého bezpečnostního vybavení, které v části o hodnocení rizik označili za potřebné. Je to skvělý čas na rozhovor se studenty o výběru nástrojů, které jsou vhodné pro danou práci. Budete používat jiný nástroj k měření šířky vlasů než k měření šířky fotbalového hřiště!

8. Obecný plán a diagram

Je důležité hovořit se studenty o reprodukovatelnosti. Měli by napsat postup, který umožní, aby jejich experimentální metoda byla snadno reprodukována jiným vědcem. Nejjednodušší a nejstručnější způsob, jak to studenti dosáhnou, je vypracování očíslovaného seznamu pokynů. Užitečnou činností by mohlo být přimět studenty, aby vysvětlili, jak si připravit šálek čaje nebo sendviče. Postupujte podle postupu a poukazujte na všechny kroky, které vynechal.

Pro studenty angličtiny a studenty, kteří se potýkají s psanou angličtinou, mohou studenti vizuálně popsat kroky ve svém experimentu pomocí Storyboard That.

Ne každý experiment bude potřebovat diagram, ale některé plány se výrazně zlepšením zahrnutím jednoho. Zaměřte studenty na vytváření jasných a snadno pochopitelných diagramů.

9. Proveďte experiment

Studenti pak sledují svůj plán a provádějí experiment. Je důležité, aby studenti shromažďovali své výsledky smysluplným a snadno pochopitelným způsobem. Data se často zaznamenávají do tabulky, ale lze je také provádět pomocí fotografií, kreseb pozorování nebo kombinací. Může být užitečné nechat studenty zapsat jakékoli obtíže a problémy, které měli při provádění experimentu. To by mohlo později pomoci s hodnocením jejich experimentální metody.

Je důležité zmínit, že jakýkoli experiment, který studenti navrhnou, by měl být důkladně posouzen odpovědným dospělým před tím, než nechá některého studenta vykonávat svou praktickou práci.

Po ukončení postupu experimentu studenti analyzují data, vyvodí závěry a poté se podělí o své výsledky. V závislosti na úrovni studenta to může být formální laboratorní zpráva, grafy, diskuse ve třídě nebo jiná metoda.

Dokončené příklady

Používání vizuálních organizátorů je efektivní způsob, jak přimět studenty, aby ve třídě pracovali jako vědci.

Existuje mnoho způsobů, jak tyto nástroje plánování vyšetřování využít k lešení a strukturování práce studentů, zatímco pracují jako vědci. Studenti mohou dokončit fázi plánování na Storyboard That pomocí textových polí a diagramů, nebo si je můžete vytisknout a nechat je studenty doplnit ručně. Dalším skvělým způsobem, jak je použít, je promítnout plánovací list na interaktivní tabuli a zpracovat, jak dokončit plánovací materiály jako skupinu. Promítněte ji na obrazovku a nechte studenty, aby své odpovědi zapisovali do poznámek a své nápady vložili do správné části plánovacího dokumentu.

Velmi mladí studenti mohou stále začít myslet jako vědci! Mají spoustu otázek o světě kolem sebe a vy si je můžete zapsat do mapy mysli. Někdy můžete dokonce začít „vyšetřovat“ tyto otázky prostřednictvím hry.

Zdroj nadace je určen pro základní studenty nebo studenty, kteří potřebují více podpory. Je navržen tak, aby sledoval přesně stejný proces jako vyšší zdroje, ale byl o něco jednodušší. Klíčovým rozdílem mezi těmito dvěma zdroji jsou podrobnosti, o nichž musí studenti uvažovat, a použitá technická slovní zásoba. Například je důležité, aby studenti při navrhování svých vyšetřování identifikovali proměnné. Ve vyšší verzi musí studenti nejen identifikovat proměnné, ale také učinit další komentáře, například jak budou měřit závislou proměnnou. Stejně jako rozdíl v lešení mezi dvěma úrovněmi zdrojů, možná budete chtít dále rozlišovat podle toho, jak jsou žáci podporováni učiteli a asistenti v místnosti.

Studenti by také mohli být povzbuzeni, aby usnadnili pochopení svého experimentálního plánu pomocí grafiky, a to by se také mohlo použít na podporu ELL.

Studenti musí být souběžně s hodnocením svých znalostí posouzeni na základě svých vědeckých výzkumných dovedností. Nejenže to umožní studentům soustředit se na rozvoj jejich dovedností, ale také jim umožní využívat své informace o hodnocení způsobem, který jim pomůže zlepšit jejich vědecké dovednosti. Pomocí Quick Rubric můžete vytvořit rychlý a snadný rámec pro hodnocení a sdílet jej se studenty, aby věděli, jak uspět v každé fázi. Kromě formativního hodnocení, které povede k učení, lze toto také použít k posouzení práce studentů na konci vyšetřování a stanovení cílů pro případ, kdy se příští pokus naplánují vlastní vyšetřování.

Návrat na začátek

Pokud chcete přidat další projekty nebo pokračovat v přizpůsobování pracovních listů, podívejte se na několik stránek šablony, které jsme pro vás sestavili níže. Každý list lze zkopírovat a přizpůsobit vašim projektům nebo studentům! Studenti mohou být také vyzváni, aby si vytvořili vlastní, pokud se chtějí pokusit uspořádat informace snadno pochopitelným způsobem.

• Laboratorní listy
• Diskusní pracovní listy
• Kontrolní seznamy

Často kladené otázky o experimentálním designu pro studenty

Jaké jsou některé běžné experimentální nástroje a techniky, které mohou studenti používat?

Mezi běžné experimentální nástroje a techniky, které mohou studenti používat, patří náhodné přiřazení, kontrolní skupiny, zaslepení, replikace a statistická analýza. Studenti mohou také využít pozorovací studie, průzkumy a experimenty s přírodními nebo kvaziexperimentálními vzory. Mohou také používat nástroje pro vizualizaci dat k analýze a prezentaci svých výsledků.

Jak může experimentální design pomoci studentům rozvíjet dovednosti kritického myšlení?

Experimentální design pomáhá studentům rozvíjet dovednosti kritického myšlení tím, že je povzbuzuje k systematickému a logickému myšlení o vědeckých problémech. Vyžaduje, aby studenti analyzovali data, identifikovali vzorce a vyvozovali závěry na základě důkazů. Pomáhá také studentům rozvíjet dovednosti při řešení problémů tím, že poskytuje příležitosti k navrhování a provádění experimentů k testování hypotéz.

Jak lze experimentální design použít k řešení skutečných problémů?

Experimentální design lze použít k řešení problémů reálného světa identifikací proměnných, které přispívají ke konkrétnímu problému, a testováním intervencí, aby se zjistilo, zda jsou účinné při řešení problému. Experimentální design lze například použít k testování účinnosti nových léčebných postupů nebo k hodnocení dopadu sociálních intervencí na snižování chudoby nebo zlepšování výsledků vzdělávání.

Jaká jsou běžná úskalí experimentálního designu, kterým by se studenti měli vyhnout?

Mezi běžná úskalí experimentálního designu, kterým by se studenti měli vyhnout, patří selhání při kontrole proměnných, používání zkreslených vzorků, spoléhání se na neoficiální důkazy a neschopnost přesně měřit závislé proměnné. Studenti by si také měli být vědomi etických ohledů při provádění experimentů, jako je získávání informovaného souhlasu a ochrana soukromí subjektů výzkumu.