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प्रयोगात्मक डिजाइन

छात्रों को प्रयोगों का डिजाइन सिखाना

ओलिवर स्मिथ द्वारा

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विज्ञान ऐतिहासिक रूप से एकत्रित ज्ञान और कौशल का मिश्रण है। ये व्यावहारिक कौशल समस्या निवारण से डेटा विश्लेषण तक है; वे व्यापक पहुंच रहे हैं और अक्सर कक्षा के बाहर आवेदन किया जा सकता है। इन कौशलों का शिक्षण विज्ञान शिक्षा का एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है, लेकिन अक्सर सामग्री के शिक्षण से अनदेखा किया जाता है। विज्ञान शिक्षक के रूप में, हमने सभी को सगाई और समझ पर व्यावहारिक कार्य करने वाले छात्रों के लाभों को देखा है। हालांकि, पाठ्यक्रम पर समय की बाधाओं के साथ, छात्रों को इन जांच कौशल विकसित करने के लिए आवश्यक समय निचोड़ा जा सकता है। अक्सर हम छात्रों को 'नुस्खा' का पालन करने के लिए देते हैं, जो छात्रों को उनके व्यावहारिक काम का स्वामित्व लेने की अनुमति नहीं देता है। बहुत कम उम्र के छात्र अपने आसपास की दुनिया के बारे में सोचना शुरू कर देते हैं। वे प्रश्न पूछते हैं तो जवाब देने के लिए अवलोकन और साक्ष्य का उपयोग करें। छात्रों को बुद्धिमान, रोचक और टेस्टेबल प्रश्न होते हैं जिन्हें वे पूछना पसंद करते हैं। हम शिक्षकों को इन सवालों को प्रोत्साहित करने के लिए काम कर रहे हैं और बदले में, उनके आसपास की दुनिया में इस प्राकृतिक जिज्ञासा को पोषित करना चाहिए।

प्रयोगों के डिजाइन को पढ़ाना और छात्रों को अपने स्वयं के प्रश्नों और परिकल्पनाओं को विकसित करने में समय लगता है। इन सामग्रियों को प्रयोगात्मक डिजाइन में महत्वपूर्ण विचारों को सुधारने पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देने के लिए प्रक्रिया को मचान और संरचना के लिए बनाया गया है। विद्यार्थियों को अपने स्वयं के प्रश्न पूछने की अनुमति देना, अपनी खुद की परिकल्पनाएं लिखना, योजना बनाना और अपनी जांच करना आपके छात्रों के लिए एक मूल्यवान अनुभव है। इससे छात्रों को उनके काम का अधिक स्वामित्व मिल जाएगा। जब छात्र अपने स्वयं के प्रश्नों के लिए प्रयोगात्मक विधि करते हैं, तो वे इस बात पर प्रतिबिंबित करते हैं कि कैसे वैज्ञानिकों ने ऐतिहासिक रूप से यह समझ लिया है कि ब्रह्मांड कैसे काम करता है।


Experimental Design
Experimental Design

उदाहरण

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Design an Experiment  

नीचे प्रिंटर-अनुकूल पृष्ठों और वर्कशीट टेम्पलेट्स पर एक नज़र डालें!

प्रायोगिक डिजाइन प्रक्रिया

1. प्रश्न

यह वैज्ञानिक विधि और प्रयोगात्मक डिजाइन प्रक्रिया का एक प्रमुख हिस्सा है। छात्र सवालों के साथ आने का आनंद लेते हैं। प्रश्न तैयार करना एक गहरी और सार्थक गतिविधि है जो छात्रों को उनके काम पर स्वामित्व दे सकती है। छात्रों को अपने प्रश्नों को देखने के बारे में सोचने का एक शानदार तरीका एक मस्तिष्क मानचित्र स्टोरीबोर्ड का उपयोग कर रहा है।







Design an Experiment  

छात्रों से ब्रह्मांड के बारे में उत्तर देने के लिए उन प्रश्नों के बारे में सोचने के लिए कहें जिन्हें वे किसी विशेष विषय के बारे में उनके प्रश्नों के बारे में सोचने के लिए प्राप्त करें। सभी प्रश्न अच्छे प्रश्न हैं, लेकिन कुछ दूसरों को परीक्षण करना आसान है।


2. परिकल्पना

एक परिकल्पना एक शिक्षित अनुमान के रूप में जाना जाता है। एक परिकल्पना एक बयान होना चाहिए जिसे वैज्ञानिक रूप से परीक्षण किया जा सकता है। प्रयोग के अंत में, यह देखने के लिए वापस देखें कि निष्कर्ष परिकल्पना का समर्थन करता है या नहीं। छात्रों को समझने के लिए अच्छी परिकल्पना बनाना चुनौतीपूर्ण हो सकता है। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि परिकल्पना एक प्रश्न नहीं है, यह एक टेस्टेबल स्टेटमेंट है

एक परिकल्पना बनाने का एक तरीका इसे "अगर ... फिर ..." कथन के रूप में बनाना है। यह निश्चित रूप से एक परिकल्पना बनाने का एकमात्र या सबसे अच्छा तरीका नहीं है, लेकिन छात्रों के लिए पहली बार शुरू होने पर उपयोग करने के लिए एक बहुत ही आसान सूत्र हो सकता है। एक "अगर ... फिर ..." कथन के लिए छात्रों को पहले चर की पहचान करने की आवश्यकता होती है, और वह उस ऑर्डर को बदल सकता है जिसमें वे दृश्य आयोजक के चरणों को पूरा करते हैं।

चरों की पहचान करने के बाद, परिकल्पना तब फॉर्म लेती है जब [स्वतंत्र चर में परिवर्तन], फिर [निर्भर चर में परिवर्तन]। उदाहरण के लिए, यदि कोई प्रयोग प्रतिक्रिया समय पर कैफीन के प्रभाव की तलाश में था, तो स्वतंत्र चर कैफीन की मात्रा होगी और निर्भर चर प्रतिक्रिया समय होगा। "अगर, फिर" परिकल्पना हो सकती है: यदि आप कैफीन की मात्रा में वृद्धि करते हैं, तो प्रतिक्रिया समय कम हो जाएगा।


3. परिकल्पना का स्पष्टीकरण

क्या आपको इस परिकल्पना के लिए प्रेरित किया? आपकी परिकल्पना के पीछे वैज्ञानिक पृष्ठभूमि क्या है? उम्र और क्षमता के आधार पर, छात्र अपने पूर्व ज्ञान का उपयोग यह समझाने के लिए करते हैं कि उन्होंने अपनी परिकल्पनाओं को चुना है, या वैकल्पिक रूप से, किताबों या इंटरनेट का उपयोग करके शोध किया है। यह छात्रों के साथ चर्चा करने का एक अच्छा समय भी हो सकता है कि एक विश्वसनीय स्रोत क्या है।


4. भविष्यवाणी

भविष्यवाणी परिकल्पना के लिए थोड़ा अलग है। एक परिकल्पना एक टेस्टेबल कथन है, जबकि भविष्यवाणी प्रयोग के लिए अधिक विशिष्ट है। डीएनए की संरचना की खोज में, परिकल्पना ने प्रस्तावित किया कि डीएनए की एक हेलिकल संरचना है। भविष्यवाणी यह थी कि डीएनए का एक्स-रे विवर्तन पैटर्न एक एक्स आकार होगा।


5. चर के पहचान

नीचे एक चर्चा स्टोरीबोर्ड का एक उदाहरण है जिसका प्रयोग आपके छात्रों को प्रयोगात्मक डिजाइन में चर के बारे में बात करने के लिए किया जा सकता है।


Discussion Storyboard - Experimental Design
Discussion Storyboard - Experimental Design

उदाहरण

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आपके छात्रों के साथ चर्चा करने के लिए आपको तीन प्रकार के चर पर निर्भर, स्वतंत्र, और नियंत्रित चर हैं। इसे सरल रखने के लिए, इन्हें "आप जो मापने जा रहे हैं", "आप क्या बदलेंगे", और "आप इसे रखने के लिए क्या जा रहे हैं" के रूप में देखें। अधिक उन्नत छात्रों के साथ आपको उन्हें सही शब्दावली का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहित करना चाहिए।

निर्भर चर जो वैज्ञानिक द्वारा मापा या मनाया जाता है। इन मापों को अक्सर दोहराया जाएगा क्योंकि बार-बार माप आपके डेटा को अधिक विश्वसनीय बनाता है।

स्वतंत्र चर एक चर है कि वैज्ञानिक यह देखने के लिए बदलते हैं कि यह निर्भर चर पर क्या प्रभाव डालता है। केवल एक चुना जाता है क्योंकि यह पता लगाना मुश्किल होगा कि कौन सा चर आपके द्वारा देखे जाने वाले किसी भी बदलाव का कारण बन रहा है।

नियंत्रित चर मात्रा या कारक हैं जो वैज्ञानिक पूरे प्रयोग में समान रहना चाहते हैं। वे स्थिर रहने के लिए नियंत्रित होते हैं, ताकि निर्भर चर को प्रभावित न किया जा सके। इन पर नियंत्रण करने से वैज्ञानिकों को यह देखने की अनुमति मिलती है कि स्वतंत्र चर निर्भर आश्रित को कैसे प्रभावित करता है।

अपने पाठों में नीचे दिए गए इस उदाहरण का प्रयोग करें, या उत्तर हटाएं और इसे Storyboard That पर पूरा करने के लिए छात्रों के लिए एक गतिविधि के रूप में सेट करें।

पानी में भंग करने में सक्षम चीनी की मात्रा को कैसे प्रभावित करता है
स्वतंत्र चर पानि का तापमान
(10 डिग्री सेल्सियस, 20 डिग्री सेल्सियस, 30 डिग्री सेल्सियस, 40 डिग्री सेल्सियस और 50 डिग्री सेल्सियस पर 5 अलग-अलग नमूने रेंज)
निर्भर चर पानी में भंग किया जा सकता है कि चीनी की मात्रा, चम्मच में मापा जाता है।
नियंत्रित चर
  • पानी की मात्रा (500 मिलीलीटर - एक स्नातक सिलेंडर का उपयोग करके मापा जाता है)
  • पानी का प्रकार (उसी टैप से पानी प्राप्त करें)
  • क्या पानी उगता है या नहीं
  • चीनी का प्रकार
  • चीनी का अनाज का आकार


Identifying Variables
Identifying Variables

उदाहरण

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6. जोखिम आकलन

आखिरकार यह एक जिम्मेदार वयस्क द्वारा हस्ताक्षरित किया जाना चाहिए, लेकिन छात्रों को यह सोचना महत्वपूर्ण है कि वे खुद को कैसे सुरक्षित रखते हैं। इस भाग में, छात्रों को संभावित जोखिमों की पहचान करनी चाहिए और फिर समझाएं कि वे जोखिम को कम करने के लिए कैसे जा रहे हैं। छात्रों को इन कौशल को विकसित करने में मदद करने के लिए एक गतिविधि उन्हें विभिन्न स्थितियों में जोखिमों की पहचान और प्रबंधन करने के लिए है। नीचे स्टोरीबोर्ड का उपयोग करके, छात्रों को टी-चार्ट के दूसरे कॉलम को पूरा करने के लिए कहें, "जोखिम क्या है?", फिर समझाते हुए कि वे उस जोखिम को कैसे प्रबंधित कर सकते हैं। इस स्टोरीबोर्ड को कक्षा चर्चा के लिए भी पेश किया जा सकता है।


Risk Assessment
Risk Assessment

उदाहरण

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7. सामग्री

इस खंड में, छात्रों को उन प्रयोगों के लिए आवश्यक सामग्रियों की सूची दी जाएगी, जिनमें जोखिम सुरक्षा अनुभाग में आवश्यकतानुसार किसी भी सुरक्षा उपकरण को हाइलाइट किया गया है। यह नौकरी के लिए उपयुक्त उपकरण चुनने के बारे में छात्रों से बात करने का एक अच्छा समय है। फुटबॉल मैदान की चौड़ाई को मापने के लिए आप बालों की चौड़ाई को मापने के लिए एक अलग उपकरण का उपयोग करने जा रहे हैं!


8. सामान्य योजना और आरेख

पुनरुत्पादन के बारे में छात्रों से बात करना महत्वपूर्ण है। उन्हें एक ऐसी प्रक्रिया लिखनी चाहिए जो उनके प्रयोगात्मक तरीके को किसी अन्य वैज्ञानिक द्वारा आसानी से पुन: उत्पन्न करने की अनुमति दे। छात्रों को ऐसा करने का सबसे आसान और सबसे संक्षिप्त तरीका निर्देशों की एक क्रमांकित सूची बनाकर है। यहां एक उपयोगी गतिविधि छात्रों को यह समझाने के लिए मिल सकती है कि एक कप चाय या सैंडविच कैसे बनाया जाए। प्रक्रिया को पूरा करें, जो उन्होंने याद किए हैं, उन्हें इंगित करें।

अंग्रेजी भाषा सीखने वालों और लिखित अंग्रेजी के साथ संघर्ष करने वाले छात्रों के लिए, छात्र Storyboard That का उपयोग करके उनके प्रयोग में चरणों का वर्णन कर सकते हैं।

प्रत्येक प्रयोग को आरेख की आवश्यकता नहीं होगी, लेकिन कुछ योजनाओं को एक सहित शामिल किया जाएगा। छात्रों को स्पष्ट और आसानी से समझने वाले आरेखों को तैयार करने पर ध्यान केंद्रित करें।


9. प्रयोग करें

छात्र तब अपनी योजना का पालन करते हैं और प्रयोग करते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि छात्र अपने परिणाम एक सार्थक और आसानी से समझने के तरीके में एकत्र करें। डेटा को अक्सर एक टेबल में दर्ज किया जाता है, लेकिन फोटोग्राफ, अवलोकनों के चित्र, या संयोजन के साथ भी किया जा सकता है। छात्रों को प्रयोग करने के दौरान उनके पास होने वाली किसी भी कठिनाइयों और समस्याओं को लिखना सहायक हो सकता है। यह बाद में उनकी प्रयोगात्मक विधि का मूल्यांकन करने में मदद कर सकता है।


यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि किसी भी प्रयोग के छात्रों को उनके व्यावहारिक काम करने से पहले जिम्मेदार वयस्क द्वारा मूल्यांकन किया जाना चाहिए।


प्रयोग की प्रक्रिया पूरी करने के बाद, छात्र डेटा का विश्लेषण करते हैं, निष्कर्ष निकालते हैं, और फिर अपने परिणामों को साझा करते हैं। छात्र स्तर के आधार पर, यह एक औपचारिक प्रयोगशाला रिपोर्ट, ग्राफ, कक्षा चर्चा, या अन्य हो सकता है।


पूरा उदाहरण







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संसाधन और उदाहरण

दृश्य आयोजकों का उपयोग कक्षा में वैज्ञानिकों के रूप में काम करने के लिए एक प्रभावी तरीका है।

वैज्ञानिकों के रूप में काम करते समय छात्रों के काम को मचान और ढांचे के लिए इन जांच योजना उपकरणों का उपयोग करने के कई तरीके हैं। छात्र Storyboard That पर योजना को पूरा कर सकते हैं Storyboard That टेक्स्ट बॉक्स और आरेखों का उपयोग करके, या आप उन्हें प्रिंट कर सकते हैं और छात्रों को हाथ से पूरा कर सकते हैं। उनका उपयोग करने का एक और शानदार तरीका योजनाबद्ध शीट को एक इंटरैक्टिव व्हाइटबोर्ड पर प्रोजेक्ट करना है और एक समूह के रूप में योजना सामग्री को पूरा करने के तरीके के माध्यम से कार्य करना है। इसे एक स्क्रीन पर प्रोजेक्ट करें और छात्रों को चिपचिपा नोट्स पर अपने उत्तर लिखें और योजनाओं के दस्तावेज़ के सही खंड में अपने विचार डालें।

बहुत ही युवा शिक्षार्थियों को अभी भी वैज्ञानिकों के रूप में सोचना शुरू कर सकते हैं! उनके पास दुनिया भर के बारे में बहुत सारे प्रश्न हैं और आप इन्हें दिमाग के नक्शे में नोट करना शुरू कर सकते हैं। कभी-कभी आप खेल के माध्यम से इन सवालों की जांच भी शुरू कर सकते हैं।

नींव संसाधन प्राथमिक छात्रों या छात्रों के लिए है जो अधिक समर्थन की आवश्यकता है। यह उच्च संसाधनों के समान प्रक्रिया को ठीक करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन थोड़ा आसान बना दिया गया है। दोनों संसाधनों के बीच महत्वपूर्ण अंतर वह विवरण हैं जिनके बारे में छात्रों को तकनीकी शब्दावली के बारे में सोचना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि छात्र चर की पहचान करते हैं जब वे अपनी जांच तैयार कर रहे हों। उच्च संस्करण में, छात्रों को न केवल चर की पहचान करनी है, बल्कि अन्य टिप्पणियां भी करें, जैसे कि वे निर्भर चर को मापने के लिए कैसे जा रहे हैं। साथ ही साथ संसाधनों के दो स्तरों के बीच मचान में अंतर, आप कमरे में शिक्षकों और सहायकों द्वारा शिक्षार्थियों को कैसे समर्थित करते हैं, इस बारे में आगे अंतर करना चाहते हैं।

छात्रों को ग्राफिक्स का उपयोग करके अपनी प्रयोगात्मक योजना को समझने के लिए प्रोत्साहित किया जा सकता है, और इसका उपयोग ईएलएल का समर्थन करने के लिए भी किया जा सकता है।







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मूल्यांकन

छात्रों को उनके ज्ञान के आकलन के साथ उनके विज्ञान जांच कौशल पर मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। न केवल छात्रों को अपने कौशल को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करने देगा, बल्कि उन्हें अपने विज्ञान कौशल में सुधार करने में मदद के लिए प्रारूप रूप से उनकी मूल्यांकन जानकारी का उपयोग करने की अनुमति भी होगी। Quick Rubric का उपयोग करके, त्वरित और आसान मूल्यांकन ढांचे को छात्रों के साथ बनाया और साझा किया जा सकता है ताकि वे जान सकें कि प्रत्येक चरण में कैसे सफल होना है। साथ ही साथ रचनात्मक मूल्यांकन प्रदान करना जो सीखने को चलाएगा, इसका उपयोग जांच के अंत में छात्र कार्य का आकलन करने के लिए भी किया जा सकता है और जब वे अपनी जांच की योजना बनाने का अगला प्रयास करते हैं तो लक्ष्य निर्धारित करते हैं। रूब्रिक को छात्रों को आसानी से पहुंचने की अनुमति देने के लिए एक तरीके से लिखा गया है। इस तरह उन्हें छात्रों के साथ साझा किया जा सकता है क्योंकि वे योजना प्रक्रिया के माध्यम से काम कर रहे हैं ताकि विद्यार्थियों को पता चले कि एक अच्छा प्रयोगात्मक डिज़ाइन कैसा दिखता है।




प्रिंट करने योग्य संसाधन

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अतिरिक्त वर्कशीट्स

यदि आप अतिरिक्त परियोजनाओं को जोड़ना चाहते हैं या वर्कशीट को कस्टमाइज़ करना जारी रखते हैं, तो नीचे दिए गए कई टेम्पलेट पेजों पर एक नज़र डालें। प्रत्येक वर्कशीट की प्रतिलिपि बनाई जा सकती है और आपकी परियोजनाओं या छात्रों के अनुरूप हो सकती है!



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