Teadus on segu ajalooliselt kogunenud teadmistest ja oskustest. Need praktilised oskused ulatuvad probleemide lahendamisest andmeanalüüsini; need on laiaulatuslikud ja neid saab sageli rakendada ka väljaspool klassiruumi. Nende oskuste õpetamine on teadushariduse väga oluline osa, kuid sisu õpetamisele keskendudes jääb see sageli kahe silma vahele. Loodusteaduste koolitajatena oleme kõik näinud kasu, mida praktiline töö on õpilaste kaasamiseks ja mõistmiseks. Õppekavale seatud ajaliste piirangute tõttu võib aga õpilastel nende uurimisoskuste arendamiseks vajaminev aeg ära kuluda. Liiga sageli anname õpilastele „retsepti”, mida järgida, mis ei võimalda õpilastel oma praktilist tööd enda kanda võtta. Juba väga noorest ajast alates hakkavad õpilased mõtlema ümbritsevale maailmale. Nad esitavad küsimusi ja kasutavad neile vastamiseks vaatlusi ja tõendeid. Õpilastel on tavaliselt arukaid, huvitavaid ja kontrollitavaid küsimusi, mida nad armastavad küsida. Haridustöötajatena peaksime töötama nende küsimuste julgustamise poole ja edendama seda looduslikku uudishimu nende ümbritsevas maailmas.
Katsete kavandamise õpetamine ja õpilastele oma küsimuste ja hüpoteeside väljatöötamiseks laskmine võtab aega. Need materjalid on loodud protsessi tellimiseks ja struktureerimiseks, et õpetajad saaksid keskenduda eksperimentaalse disaini põhideede täiustamisele. Lubada õpilastel esitada oma küsimusi, kirjutada oma hüpoteese ning kavandada ja viia läbi oma uurimisi, on nende jaoks väärtuslik kogemus. See viib selleni, et õpilastel on suurem vastutus oma töö eest. Kui õpilased viivad eksperimentaalmeetodi enda küsimustele läbi, kajastavad nad seda, kuidas teadlased on ajalooliselt mõistnud, kuidas universum töötab.
Vaadake allolevaid printerisõbralikke lehti ja töölehtede malle!
See on oluline osa teaduslikust meetodist ja eksperimentaalsest kavandamisprotsessist. Õpilastele meeldib küsimuste esitamine. Küsimuste sõnastamine on sügav ja sisukas tegevus, mis võib anda õpilastele omandiõiguse oma töö üle. Suurepärane viis panna õpilasi mõtlema oma küsimuste visualiseerimisele on mõttekaardi storyboardi kasutamine.
Paluge õpilastel mõelda kõigile küsimustele, millele nad universumi kohta vastata tahavad, või paluge neil mõelda konkreetse teemaga seotud küsimustele. Kõik küsimused on head küsimused, kuid mõnda on lihtsam testida kui teisi.
Hüpoteesi tuntakse haritud oletusena. Hüpotees peaks olema väide, mida saab teaduslikult kontrollida. Katse lõpus vaadake tagasi, kas järeldus toetab hüpoteesi või mitte. Heade hüpoteeside vormistamine võib olla õpilastele keeruline. Oluline on meeles pidada, et hüpotees ei ole küsimus, see on kontrollitav väide .
Üks võimalus hüpoteesi kujundamiseks on selle vormistamine kui "kui ... siis ...". See pole kindlasti ainus või parim viis hüpoteesi kujundamiseks, kuid see võib olla üliõpilaste jaoks väga lihtne valem, mida nad esmakordselt alustades kasutada. Väljavõte „kui ... siis ...“ nõuab õpilastelt kõigepealt muutujate tuvastamist ja see võib muuta visuaalse korraldaja etappide täitmise järjekorda.
Pärast muutujate kindlaksmääramist saab hüpotees järgmiselt: kui [sõltumatu muutuja muutus], siis [sõltuva muutuja muutus]. Näiteks kui eksperimendis otsitaks kofeiini mõju reaktsiooniajale, oleks sõltumatuks muutujaks kofeiini kogus ja sõltuvaks muutujaks reaktsiooniaeg. Hüpotees „kui, siis“ võib olla järgmine: Kui suurendate kofeiini kogust, väheneb reaktsiooniaeg.
Mis viis teid selle hüpoteesini? Milline on teie hüpoteesi teaduslik taust? Sõltuvalt vanusest ja võimetest kasutavad õpilased oma eelteadmisi selleks, et selgitada, miks nad on oma hüpoteesi valinud, või uurida raamatuid või Internetti. See võiks olla ka hea aeg õpilastega arutada, mis on usaldusväärne allikas.
Ennustus erineb hüpoteesist pisut. Hüpotees on kontrollitav väide, samas kui ennustus on spetsiifilisem eksperimendile. DNA struktuuri avastamisel pakkus hüpotees välja, et DNA-l on spiraalne struktuur. Ennustati, et DNA röntgendifraktsiooni muster on X-kuju.
Allpool on näide arutelude süžeeskeemist, mida saab kasutada selleks, et panna oma õpilased rääkima eksperimentaalse disaini muutujatest.
Kolm tüüpi muutujaid, mida peate oma õpilastega arutama, on sõltuvad, sõltumatud ja kontrollitud muutujad. Selle lihtsuse huvides viidake neile kui "mida te mõõdate", "mida te kavatsete muuta" ja "mida te kavatsete sama hoida". Edasijõudnumate õpilaste puhul peaksite julgustama neid kasutama õiget sõnavara.
Sõltuvad muutujad on need, mida teadlane mõõdab või vaatab. Neid mõõtmisi korratakse sageli, kuna korduvad mõõtmised muudavad teie andmed usaldusväärsemaks.
Sõltumatu muutuja on muutuja, mida teadlased otsustavad muuta, et näha, millist mõju sellel on sõltuvale muutujale. Valitakse ainult üks, kuna oleks raske aru saada, milline muutuja põhjustab teie täheldatud muutusi.
Kontrollitavad muutujad on kogused või tegurid, mida teadlased soovivad kogu katse vältel samaks jätta. Neid kontrollitakse nii, et need püsiksid konstantsena, et mitte mõjutada sõltuvat muutujat. Nende kontrollimine võimaldab teadlastel näha, kuidas sõltumatu muutuja mõjutab sõltuvat muutujat.
Kasutage oma õppetundides allolevat näidet või kustutage vastused ja määrake see õpilaste jaoks tegevuseks Storyboard That.
| Kuidas mõjutab temperatuur vees lahustuva suhkru kogust | |
|---|---|
| Sõltumatu muutuja | Vee temperatuur
(Vahemikus 5 erinevat proovi temperatuuridel 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C ja 50 ° C) |
| Sõltuv muutuja | Vees lahustuva suhkru kogus, mõõdetuna teelusikatäis. |
| Kontrollitavad muutujad |
|
Lõppkokkuvõttes peab selle alla kirjutama vastutav täiskasvanu, kuid on oluline panna õpilased mõtlema, kuidas nad end turvaliselt hoiavad. Selles osas peaksid õpilased tuvastama võimalikud riskid ja seejärel selgitama, kuidas nad kavatsevad riski minimeerida. Tegevus, mis aitab õpilastel neid oskusi arendada, on aidata neil tuvastada ja juhtida riske erinevates olukordades. Alloleva süžeeskeemi abil pange õpilased täitma T-diagrammi teise veeru, öeldes: „Mis on risk?”, Selgitades seejärel, kuidas nad saavad seda riski hallata. Selle süžeeskeemi võiks ette näha ka klassiaruteluks.
Selles jaotises loetlevad õpilased katseteks vajalikud materjalid, sealhulgas kõik turvavarustus, mille nad on riskianalüüsi osas esile tõstnud. See on suurepärane aeg rääkida õpilastega tööks sobivate tööriistade valimisest. Kasutate juuste laiuse mõõtmiseks muud tööriista kui jalgpalliväljaku laiust!
Oluline on rääkida õpilastega reprodutseeritavusest. Nad peaksid kirjutama protseduuri, mis võimaldaks teisel teadlasel oma katsemeetodit hõlpsalt reprodutseerida. Õpilaste jaoks on selleks kõige lihtsam ja täpsem viis nummerdatud juhiste loendi koostamine. Kasulikuks tegevuseks võiks siin olla õpilaste selgitamine, kuidas valmistada tassi teed või võileiba. Tehke protsess läbi, tuues välja kõik sammud, mille nad on vahele jätnud.
Inglise keele õppijatele ja õpilastele, kes võitlevad kirjaliku inglise keelega, saavad õpilased visuaalselt kirjeldada oma katse etappe, kasutades Storyboard That.
Mitte iga katse ei vaja diagrammi, kuid mõnda plaani täiustatakse oluliselt selle lisamisega. Paluge õpilastel keskenduda selgete ja hõlpsasti mõistetavate diagrammide koostamisele.
Seejärel järgivad õpilased oma plaani ja viivad läbi eksperimendi. On oluline, et õpilased koguksid oma tulemusi tähendusrikkalt ja hõlpsasti mõistetaval viisil. Andmeid registreeritakse sageli tabelisse, kuid neid saab teha ka fotode, vaatluste jooniste või kombinatsioonide abil. Võib olla kasulik, kui õpilased kirjutavad üles kõik raskused ja probleemid, mis neil eksperimendi läbiviimisel olid. See võib hiljem aidata nende katsemeetodi hindamisel.
Oluline on mainida, et õpilaste kavandatud katsed peaks vastutav täiskasvanu põhjalikult hindama, enne kui laseb õpilastel oma praktilist tööd teha.
Pärast katse protseduuri läbimist analüüsivad õpilased andmeid, teevad järeldusi ja jagavad seejärel tulemusi. Sõltuvalt õpilase tasemest võib see olla ametlik labori aruanne, graafikud, klassiarutelu või mõni muu meetod.
Visuaalsete korraldajate kasutamine on tõhus viis oma õpilaste klassiruumis teadlastena töötamiseks.
Neid uurimise kavandamise tööriistu saab õpilaste töö tellimiseks ja struktureerimiseks teadlastena töötades kasutada mitmel viisil. Õpilased saavad planeerimisetapi lõpule viia Storyboard That kasutades selleks tekstibokse ja diagramme, või võite need välja printida ja lasta õpilastel need käsitsi täita. Veel üks suurepärane viis nende kasutamiseks on projektiplaani projitseerimine interaktiivsele tahvlile ja planeerimismaterjalide rühmas koostamise läbi töötamine. Projitseerige see ekraanile ja laske õpilastel kirjutada oma vastused kleepuvatele märkmetele ja panna ideed planeerimisdokumendi õigesse ossa.
Väga noored õppijad võivad ikkagi teadlastena mõtlema hakata! Neil on palju küsimusi ümbritseva maailma kohta ja võite hakata neid mõttekaardile märkmeid tegema. Mõnikord võite isegi mängu kaudu neid küsimusi "uurima" hakata.
Sihtasutuse ressurss on mõeldud põhikooliõpilastele või õpilastele, kes vajavad suuremat tuge. See on loodud järgima täpselt samasugust protsessi kui kõrgemad ressursid, kuid on seda pisut lihtsamaks tehtud. Peamine erinevus kahe ressursi vahel on üksikasjad, mida õpilased peavad välja mõtlema, ja kasutatav tehniline sõnavara. Näiteks on oluline, et õpilased tuvastaksid uurimiste kavandamisel muutujad. Kõrgemas versioonis ei pea õpilased mitte ainult muutujaid tuvastama, vaid tegema ka muid märkusi, näiteks kuidas nad sõltuvat muutujat mõõdavad. Lisaks kahe ressursitaseme tellingute erinevusele võiksite veelgi eristada seda, kuidas ruumis õpetajad ja abistajad õppijaid toetavad.
Samuti võiks õpilasi julgustada oma katseplaani graafika abil kergemini mõistetavaks tegema ja seda saaks kasutada ka ELL-ide toetamiseks.
Õpilasi tuleb teadmiste hindamise kõrval hinnata ka teaduse uurimise oskuste osas. See mitte ainult ei lase õpilastel keskenduda oma oskuste arendamisele, vaid võimaldab neil kasutada ka oma hindamisinfot viisil, mis aitab neil parandada oma teaduseoskust. Quick Rubric kasutades saate luua kiire ja hõlpsa hindamisraamistiku ning jagada seda õpilastega, et nad teaksid, kuidas igas etapis edu saavutada. Lisaks õppimist soodustavale kujundavale hindamisele saab seda kasutada ka õpilaste töö hindamiseks uurimise lõpus ja eesmärkide seadmiseks, millal nad järgmine kord oma uurimist kavandada soovivad.
Kui soovite lisada täiendavaid projekte või jätkata töölehtede kohandamist, siis vaadake mitut mallilehte, mille oleme teile allpool koostanud. Iga töölehte saab kopeerida ja kohandada vastavalt teie projektidele või õpilastele! Õpilasi saab julgustada ka oma asju looma, kui nad soovivad proovida teabe arusaadavat korraldamist.
