מדע הוא תערובת של ידע ומיומנויות שנצברו היסטורית. מיומנויות מעשיות אלה נעות בין פיתרון בעיות לניתוח נתונים; הם רחבי ידיים ויכולים להיות מיושמים לעתים קרובות מחוץ לכיתה. הוראת הכישורים הללו היא חלק חשוב מאוד בחינוך המדעי, אך לרוב מתעלמים ממנה כאשר מתמקדים בהוראת התוכן. כמחנכים למדעים, כולנו ראינו את היתרונות של עבודה מעשית למעורבות והבנת התלמידים. עם זאת, עם מגבלות הזמן המוטלות על תכנית הלימודים, ניתן להידחק מהזמן הדרוש לתלמידים לפיתוח מיומנויות חקירה אלה. לעתים קרובות מדי אנו נותנים לסטודנטים 'מתכון' לעקוב אחריו, מה שלא מאפשר לתלמידים לקבל בעלות על העבודה המעשית שלהם. מגיל צעיר מאוד התלמידים מתחילים לחשוב על העולם הסובב אותם. הם שואלים שאלות ואז משתמשים בתצפיות ובעדויות כדי לענות עליהן. התלמידים נוטים לקבל שאלות אינטליגנטיות, מעניינות וניתנות לבחינה שהם אוהבים לשאול. כמחנכים, עלינו לפעול לעידוד השאלות הללו ולטפח את הסקרנות הטבעית הזו בעולם סביבם.
הוראת תכנון הניסויים ואפשרות לתלמידים לפתח שאלות והשערות משלהם לוקח זמן. חומרים אלה נוצרו כדי לפגום ולבנות את התהליך כדי לאפשר למורים להתמקד בשיפור רעיונות המפתח בעיצוב הניסוי. לאפשר לסטודנטים לשאול שאלות משלהם, לכתוב את ההשערות שלהם ולתכנן ולבצע את החקירות שלהם בעצמם זו חוויה יקרת ערך עבורם. זה יביא לכך שלסטודנטים תהיה בעלות רבה יותר על עבודתם. כאשר התלמידים מבצעים את השיטה הניסויית לשאלותיהם הם חושבים כיצד מדענים הבינו היסטורית כיצד פועל היקום.
עיין בדפים המותאמים להדפסת תבניות וגיליונות עבודה להלן!
זהו חלק מרכזי מהשיטה המדעית ותהליך העיצוב הניסוי. התלמידים נהנים לבוא עם שאלות. ניסוח שאלות הוא פעילות עמוקה ומשמעותית שיכולה להקנות לתלמידים בעלות על עבודתם. דרך נהדרת לגרום לסטודנטים לחשוב על הדמיית השאלות שלהם היא באמצעות לוח התכנון של מפת השכל.
בקש מהתלמידים לחשוב על כל שאלה שהם רוצים לענות על היקום או לגרום להם לחשוב על שאלות שיש להם בנושא מסוים. כל השאלות הן שאלות טובות, אך חלקן קלות יותר לבדיקה מאשר אחרות.
השערה ידועה כניחוש משכיל. השערה צריכה להיות אמירה שניתן לבחון אותה באופן מדעי. בסוף הניסוי, התבונן אחורה כדי לראות האם המסקנה תומכת בהשערה או לא. גיבוש השערות טובות יכול להיות מאתגר עבור התלמידים להבין. חשוב לזכור שההשערה אינה שאלה, זו אמירה ניתנת לבחינה .
אחת הדרכים ליצור השערה היא לעצב אותה כאמירה "אם ... אז ...". זו בהחלט לא הדרך היחידה או הטובה ביותר ליצור השערה, אך יכולה להיות נוסחה קלה מאוד עבור התלמידים להשתמש בה בתחילת הדרך. אמירה "אם ... אז ..." מחייבת את התלמידים לזהות תחילה את המשתנים וזה עשוי לשנות את הסדר בו הם משלימים את השלבים של המארגן החזותי.
לאחר זיהוי המשתנים, ההשערה לובשת את הצורה אם [שינוי במשתנה עצמאי], ואז [שינוי במשתנה התלוי]. לדוגמה, אם ניסוי חיפש את השפעת הקפאין על זמן התגובה, המשתנה הבלתי תלוי יהיה כמות הקפאין והמשתנה התלוי יהיה זמן התגובה. ההשערה "אם אז" יכולה להיות: אם תגדיל את כמות הקפאין שנלקח, זמן התגובה יפחת.
מה הוביל אותך להשערה זו? מה הרקע המדעי העומד מאחורי ההשערה שלך? תלוי בגיל ויכולתם, התלמידים משתמשים בידע המקדים שלהם כדי להסביר מדוע הם בחרו בהשערות שלהם, או לחילופין, מחקר באמצעות ספרים או באינטרנט. זה יכול להיות גם זמן טוב לדון עם התלמידים מהו מקור אמין.
התחזית שונה מעט מההשערה. השערה היא אמירה הניתנת לבחינה, ואילו התחזית ספציפית יותר לניסוי. בגילוי מבנה ה- DNA, ההשערה הציעה כי ל- DNA יש מבנה סלילי. התחזית הייתה שתבנית ההפרדה של הרנטגן של ה- DNA תהיה בצורת X.
להלן דוגמה ללוח דיונים שניתן להשתמש בו כדי לגרום לתלמידים שלך לדבר על משתנים בעיצוב ניסיוני.
שלושת סוגי המשתנים שתצטרך לדון בהם עם התלמידים שלך הם משתנים תלויים, עצמאיים ומבוקרים . כדי לשמור על פשטות זו, התייחס לאלה "מה שאתה הולך למדוד", "מה אתה הולך לשנות" ו- "מה אתה הולך לשמור על אותו הדבר". עם תלמידים מתקדמים יותר, עליכם לעודד אותם להשתמש באוצר המילים הנכון.
משתנים תלויים הם מה שנמדד או נצפה על ידי המדען. מדידות אלה יחזרו לרוב מכיוון שמדידות חוזרות הופכות את הנתונים שלך לאמינים יותר.
המשתנה הבלתי תלוי הוא משתנה שמדענים מחליטים לשנות בכדי לראות איזו השפעה יש לו על המשתנה התלוי. רק אחד נבחר מכיוון שיהיה קשה להבין איזה משתנה גורם לכל שינוי שתבחין בו.
משתנים מבוקרים הם כמויות או גורמים שמדענים רוצים להישאר זהים לאורך כל הניסוי. הם נשלטים להישאר קבועים, כדי לא להשפיע על המשתנה התלוי. שליטה על אלה מאפשרת למדענים לראות כיצד המשתנה הבלתי תלוי משפיע על המשתנה התלוי.
השתמש בדוגמה זו בהמשך בשיעורים שלך, או מחק את התשובות והגדר אותה כפעילות של התלמידים להשלים ב- Storyboard That.
| כיצד הטמפרטורה משפיעה על כמות הסוכר שניתן להמיס במים | |
|---|---|
| משתנה בלתי תלוי | טמפרטורת המים
(טווח 5 דגימות שונות בטמפרטורה של 10 מעלות צלזיוס, 20 מעלות צלזיוס, 30 מעלות צלזיוס, 40 מעלות צלזיוס ו 50 מעלות צלזיוס) |
| משתנה תלוי | כמות הסוכר שניתן להמיס במים, נמדדת בכפיות. |
| משתנים מבוקרים |
|
בסופו של דבר, מבוגר אחראי צריך לחתום על זה, אך חשוב לגרום לסטודנטים לחשוב כיצד הם ישמרו על עצמם. בחלק זה, על התלמידים לזהות סיכונים פוטנציאליים ואז להסביר כיצד הם עומדים למזער את הסיכון. פעילות שעוזרת לתלמידים לפתח מיומנויות אלה היא לגרום להם לזהות ולנהל סיכונים במצבים שונים. בעזרת לוח התכנון למטה, גרמו לתלמידים להשלים את העמודה השנייה בתרשים T באמצעות אמירת "מה זה סיכון?", ואז להסביר כיצד הם יכולים לנהל את הסיכון הזה. ניתן להקרין את לוח התכנון הזה לדיון בכיתה.
בחלק זה התלמידים יפרטו את החומרים הדרושים להם לצורך הניסויים, כולל ציוד בטיחות שאותו הדגישו כנדרש במקטע הערכת הסיכון. זהו זמן נהדר לשוחח עם התלמידים על בחירת כלים המתאימים לתפקיד. אתה מתכוון להשתמש בכלי שונה למדידת רוחב שיער מאשר למדידת רוחב מגרש כדורגל!
חשוב לדבר עם התלמידים על הדהיות. עליהם לכתוב נוהל שיאפשר לשכפל בקלות את שיטת הניסוי שלהם על ידי מדען אחר. הדרך הקלה והמתומצתת ביותר עבור התלמידים לעשות זאת היא על ידי ערכת רשימת הוראות ממוספרת. פעילות מועילה כאן יכולה להיות לגרום לתלמידים להסביר כיצד להכין כוס תה או כריך. בצע את התהליך והצביע על כל הצעדים שפספסו.
עבור לומדים וסטודנטים בשפה האנגלית, המתמודדים עם אנגלית כתובה, התלמידים יכולים לתאר באופן חזותי את השלבים בניסוי שלהם באמצעות Storyboard That.
לא כל ניסוי יזדקק לתרשים, אך תוכניות מסוימות ישתפרו מאוד על ידי הכללתו. תן לתלמידים להתמקד בייצור דיאגרמות ברורות וקלות להבנה.
לאחר מכן התלמידים עוקבים אחר תוכניתם ומבצעים את הניסוי. חשוב שהתלמידים יאספו את תוצאותיהם בצורה משמעותית וקלה להבנה. נתונים נרשמים לרוב בטבלה, אך ניתן היה לעשות זאת גם עם צילומים, רישומי תצפיות או שילוב. יכול להיות שיעזור לסטודנטים לרשום את כל הקשיים והבעיות שהיו להם בעת ביצוע הניסוי. זה יכול לעזור בהמשך בהערכת שיטת הניסוי שלהם.
חשוב להזכיר כי כל מבחן האחראי על ניסויים שעליו סטודנטים מתכננים צריך להעריך את הסיכון ביסודיות לפני שהוא נותן לתלמידים לבצע את עבודתם המעשית.
לאחר השלמת הליך הניסוי התלמידים מנתחים את הנתונים, מסיקים מסקנות ואז משתפים את תוצאותיהם. תלוי ברמת התלמיד, זה עשוי להיות דוח מעבדה רשמי, גרפים, דיון בכיתה או שיטה אחרת.
השימוש במארגנים חזותיים הוא דרך יעילה לגרום לתלמידים שלך לעבוד כמדענים בכיתה.
ישנן דרכים רבות להשתמש בכלי תכנון חקירה אלה כדי לפגום ולבנות את עבודת התלמידים בזמן שהם עובדים כמדענים. התלמידים יכולים להשלים את שלב Storyboard That ב- Storyboard That באמצעות תיבות הטקסט ותרשימים, או שתוכל להדפיס אותם ולגרום לתלמידים להשלים אותם ביד. דרך נהדרת נוספת להשתמש בהן היא להקרין את גיליון התכנון על לוח לבן אינטראקטיבי ולעבוד כיצד להשלים את חומרי התכנון כקבוצה. הקרין את זה על גבי מסך ושהתלמידים יכתבו את התשובות שלהם על פתקים דביקים ויכניסו את הרעיונות שלהם לחלק הנכון של מסמך התכנון.
לומדים צעירים מאוד עדיין יכולים להתחיל לחשוב כמדענים! יש להם המון שאלות על העולם סביבם ותוכלו להתחיל לרשום את אלה במפת מחשבות. לפעמים אתה יכול אפילו להתחיל 'לחקור' את השאלות הללו באמצעות משחק.
משאב הבסיס מיועד לתלמידים יסודיים או לתלמידים הזקוקים לתמיכה רבה יותר. זה נועד לעקוב אחר אותו תהליך בדיוק כמו המשאבים הגבוהים יותר, אך הופך מעט קל יותר. ההבדל העיקרי בין שני המשאבים הוא הפרטים עליהם נדרשים התלמידים לחשוב עליהם ואוצר המילים הטכני. לדוגמא, חשוב שהתלמידים יזהו משתנים כאשר הם מתכננים את החקירות שלהם. בגרסה העליונה התלמידים לא רק צריכים לזהות את המשתנים, אלא להעיר הערות אחרות, כמו למשל כיצד הם הולכים למדוד את המשתנה התלוי. כמו גם את ההבדל בפיגומים בין שתי דרגות המשאבים, מומלץ להבדיל עוד יותר על ידי האופן בו התלמידים נתמכים על ידי מורים ועוזרים בחדר.
ניתן היה לעודד את התלמידים להקל על הבנת תוכנית הניסויים שלהם באמצעות גרפיקה, וניתן להשתמש בהם גם לתמיכה ב- ELL.
יש להעריך את התלמידים על כישוריהם בחקר המדע לצד הערכת הידע שלהם. לא זו בלבד שתאפשר לתלמידים להתמקד בפיתוח כישוריהם, אלא גם תאפשר להם להשתמש במידע ההערכה שלהם באופן שיעזור להם לשפר את כישוריהם המדעיים. בעזרת Quick Rubric תוכלו ליצור מסגרת הערכה מהירה וקלה ולשתף אותה עם התלמידים כדי שיידעו להצליח בכל שלב. כמו גם מתן הערכה מכוננת שתניע את הלמידה, ניתן להשתמש בה גם כדי להעריך את עבודת התלמידים בתום החקירה ולקבוע יעדים מתי הם ינסו לתכנן את החקירה שלהם בעצמם.
אם אתה מחפש להוסיף פרויקטים נוספים או להמשיך להתאים אישית גיליונות עבודה, הסתכל בכמה דפי תבנית שכתבנו עבורך להלן. ניתן להעתיק כל גיליון עבודה ולהתאים אותו לפרויקטים או לתלמידים שלכם! ניתן גם לעודד את התלמידים ליצור משלהם אם הם רוצים לנסות לארגן מידע בצורה קלה להבנה.
לטפח תרבות של חקירה על ידי עידוד תלמידים לשאול שאלות על העולם הסובב אותם.
למד את התלמידים כיצד לפתח השערות שניתן לבדוק מדעית. עזרו להם להבין את ההבדל בין השערה לשאלה.
עזרו לתלמידים להבין את העקרונות והמושגים המדעיים הרלוונטיים להשערותיהם. עודדו אותם להסתמך על ידע קודם או לבצע מחקר כדי לתמוך בהשערותיהם.
למד את התלמידים על שלושת סוגי המשתנים (תלויים, בלתי תלויים ומבקרים) וכיצד הם קשורים לתכנון ניסוי. הדגש את חשיבות השליטה במשתנים ומדידת המשתנה התלוי במדויק.
להנחות את התלמידים בפיתוח הליך ניסיוני ברור וניתן לשחזור. עודדו אותם ליצור תוכנית שלב אחר שלב או השתמשו בדיאגרמות חזותיות כדי להמחיש את התהליך.
תמכו בתלמידים כשהם עורכים את הניסוי בהתאם לתכנית שלהם. להנחות אותם באיסוף נתונים בצורה משמעותית ומאורגנת. לסייע להם בניתוח הנתונים והסקת מסקנות על סמך ממצאיהם.
כלים וטכניקות נפוצות של עיצוב ניסיוני שתלמידים יכולים להשתמש בהם כוללים הקצאה אקראית, קבוצות בקרה, עיוורון, שכפול וניתוח סטטיסטי. התלמידים יכולים גם להשתמש במחקרי תצפית, סקרים וניסויים עם עיצובים טבעיים או מעין ניסויים. הם יכולים גם להשתמש בכלים להדמיה של נתונים כדי לנתח ולהציג את התוצאות שלהם.
עיצוב ניסיוני עוזר לתלמידים לפתח מיומנויות חשיבה ביקורתית על ידי עידודם לחשוב באופן שיטתי והגיוני על בעיות מדעיות. זה דורש מהתלמידים לנתח נתונים, לזהות דפוסים ולהסיק מסקנות על סמך ראיות. זה גם עוזר לתלמידים לפתח מיומנויות פתרון בעיות על ידי מתן הזדמנויות לתכנן ולערוך ניסויים לבדיקת השערות.
ניתן להשתמש בתכנון ניסוי כדי לטפל בבעיות בעולם האמיתי על ידי זיהוי משתנים התורמים לבעיה מסוימת ובדיקת התערבויות כדי לראות אם הם יעילים בטיפול בבעיה. לדוגמה, ניתן להשתמש בתכנון ניסיוני כדי לבדוק את היעילות של טיפולים רפואיים חדשים או כדי להעריך את ההשפעה של התערבויות חברתיות על הפחתת העוני או שיפור התוצאות החינוכיות.
מלכודות נפוצות בתכנון ניסוי שתלמידים צריכים להימנע מהם כוללים אי שליטה במשתנים, שימוש בדגימות מוטות, הסתמכות על ראיות אנקדוטיות ואי מדידת משתנים תלויים במדויק. התלמידים צריכים גם להיות מודעים לשיקולים אתיים בעת עריכת ניסויים, כגון קבלת הסכמה מדעת והגנה על פרטיותם של נושאי מחקר.
30 יום החזר כספי לקוחות חדשים בלבד מחיר מלא לאחר הצעת היכרות
