Kísérleti Terv

Kísérleti tervezés a hallgatók számára

Vessen egy pillantást az alábbi nyomtatóbarát oldalakra és a munkalap-sablonokra!

1. Kérdés

Ez a tudományos módszer és a kísérleti tervezési folyamat kulcseleme. A hallgatók élvezik kérdések feltevését. A kérdések megfogalmazása mély és értelmes tevékenység, amely a hallgatók tulajdonjogát adhatja munkájukhoz. Nagyszerű módja annak, hogy a hallgatók gondolkodjanak kérdéseik megjelenítésében, egy elmetérkép-forgatókönyv használata.

Kérdezze meg a tanulókat, hogy gondolkodjanak el minden olyan kérdésben, amelyet meg akarnak válaszolni az univerzummal kapcsolatban, vagy kérje meg őket, hogy gondolkozzanak fel egy adott témával kapcsolatban feltett kérdéseiken. Minden kérdés jó kérdés, de néhányat könnyebben tesztelni lehet, mint másoktól.

2. Hipotézis

A hipotézist oktatott kitalálásnak nevezik. A hipotézisnek olyan állításnak kell lennie, amelyet tudományosan tesztelni lehet. A kísérlet végén nézz vissza, hogy a következtetés alátámasztja-e a hipotézist. A jó hipotézisek megfogalmazása nehéz lehet a hallgatók számára. Fontos megjegyezni, hogy a hipotézis nem kérdés, hanem egy tesztelhető állítás .

A hipotézis kialakításának egyik módja az, ha azt „ha ... akkor ...” állításként formálják. Ez természetesen nem az egyetlen vagy a legjobb módszer a hipotézis megfogalmazására, de nagyon egyszerű formula lehet a diákok számára az első induláskor. A „ha ... akkor ...” nyilatkozat megköveteli a hallgatóktól, hogy először azonosítsák a változókat, és ez megváltoztathatja a vizuális szervező szakaszának kitöltési sorrendjét.

A változók azonosítása után a hipotézis így alakul ki, ha [változás független változóban], akkor [változás a függő változóban]. Például, ha egy kísérletben a koffeinnek a reakcióidőre gyakorolt hatását vizsgálnánk, akkor a független változó a koffein mennyisége, a függő változó pedig a reakcióidő. A „ha, akkor” hipotézis lehet: Ha növeli a bevett koffein mennyiségét, akkor a reakcióidő csökken.

3. A hipotézis magyarázata

Mi vezetett ebbe a hipotézisbe? Mi a hipotézis tudományos háttere? Az életkortól és képességektől függően a hallgatók előzetes tudásukkal magyarázatot adnak arra, hogy miért választották hipotézisüket, vagy pedig könyv vagy internet segítségével kutatnak. Ez időben is megfelelő lehet, hogy megvitassuk a diákokkal, mi a megbízható forrás.

4. Jóslás

Az előrejelzés kissé eltér a hipotézistől. A hipotézis tesztelhető állítás, míg az előrejelzés inkább a kísérletre vonatkozik. A DNS szerkezetének felfedezésében a hipotézis szerint a DNS spirális szerkezetű. Az előrejelzés szerint a DNS röntgendiffrakciós mintája X alakú lesz.

5. A változók azonosítása

Az alábbiakban egy példa egy Vita Storyboard-re, amely felhasználható arra, hogy a hallgatók beszéljenek a kísérleti terv változóiról.

6. Kockázatértékelés

Ezt végül egy felelős felnőttnek kell aláírnia, de fontos, hogy a hallgatókat gondolkodjanak azon, hogyan fogják biztonságban tartani magukat. Ebben a részben a hallgatóknak azonosítaniuk kell a lehetséges kockázatokat, majd el kell magyarázniuk, hogyan fogják minimalizálni a kockázatot. A hallgatók ezen készségek fejlesztésének elősegítésére irányuló tevékenység az, hogy felhívja őket a kockázatok azonosítására és kezelésére a különböző helyzetekben. Az alábbi forgatókönyv segítségével kérje meg a tanulókat, hogy töltsék ki a T-diagram második oszlopát, mondván: „Mi a kockázat?”, Majd elmagyarázzák, hogyan tudják kezelni ezt a kockázatot. Ezt a forgatókönyvet osztálytermi vitára is be lehet vetíteni.

7. Anyagok

Ebben a szakaszban a hallgatók felsorolják a kísérletekhez szükséges anyagokat, ideértve minden olyan biztonsági felszerelést, amelyet rámutattak, hogy a kockázatértékelési szakaszban szükséges. Ez egy nagyszerű alkalom, hogy beszélgethessünk a hallgatókkal a munkához megfelelő eszközök kiválasztásáról. Más szerszámot fogsz használni a hajszélesség mérésére, mint a futballpálya szélességének mérésére!

8. Általános terv és ábra

Fontos, hogy beszéljünk a hallgatókkal a reprodukálhatóságról. Olyan eljárást kell kidolgozniuk, amely lehetővé tenné a kísérleti módszer reprodukálását egy másik tudós számára. A hallgatók számára ez a legegyszerűbb és tömörebb módszer az, ha számozott utasításokat készít. Hasznos tevékenység lehet az, ha a hallgatókat elmagyarázzák, hogyan lehet elkészíteni egy csésze teát vagy egy szendvicset. Mutassa be a folyamatot, rámutatva az elvégzett lépésekre.

Az angol nyelvtanulók és az írásbeli angolul küzdő hallgatók számára a Storyboard That segítségével a hallgatók vizuálisan leírhatják a kísérlet lépéseit.

Nem minden kísérlethez lesz szükség diagramra, de néhány tervet nagyban javítanak, ha beépítik egyet. A tanulók arra összpontosítsanak, hogy világos és könnyen érthető diagramokat készítsenek.

9. Végezzen kísérletet

A hallgatók ezután követik a tervüket és elvégzik a kísérletet. Fontos, hogy a hallgatók eredményeiket értelmes és könnyen érthető módon gyűjtsék össze. Az adatokat gyakran egy táblázatban rögzítik, de megtehetik fényképeket, megfigyelési rajzokat vagy ezek kombinációját is. Hasznos lehet, ha a hallgatók írják le azokat a nehézségeket és problémákat, amelyek a kísérlet végrehajtása során felmerültek. Ez később segíthet a kísérleti módszer értékelésében.

Fontos megemlíteni, hogy a hallgatók által tervezett kísérleteket a felelős felnőttnek alaposan fel kell mérnie a kockázattal, mielőtt bármilyen hallgatót hagyja gyakorlati munkájának elvégzésére.

A kísérlet elvégzése után a hallgatók elemezik az adatokat, következtetéseket vonnak le, majd megosztják eredményeiket. A hallgatói szinttől függően ez lehet hivatalos laboratóriumi jelentés, grafikonok, osztálybeszélgetés vagy más módszer.

Kész példák

A vizuális szervezők használata hatékony módja annak, hogy a hallgatók tudósként dolgozzanak az osztályban.

Számos módja van ezeknek a vizsgálati tervezési eszközöknek a felhasználására ahhoz, hogy állványokat állítson fel és strukturáljon a hallgatók munkáját, miközben tudósok dolgoznak. A hallgatók a Storyboard That segítségével befejezhetik a tervezési szakaszt. A szövegmezők és diagramok használatával kinyomtathatják őket, és a hallgatók kézzel készíthetik el azokat. Egy másik nagyszerű lehetőség ezek felhasználására, ha a tervlapot egy interaktív táblára vetíti és a tervezési anyagok csoportos kidolgozásával dolgozik. Vigyázzon rá a képernyőre, és kérje meg a hallgatókat, hogy válaszokat ragasztólapokra írják, és ötleteiket tegyék a tervezési dokumentum megfelelő részébe.

A nagyon fiatal tanulók továbbra is tudósként gondolkodhatnak! Rengeteg kérdésük van a körülvevő világgal kapcsolatban, és elkezdheti ezeket feljegyezni egy elmetérképen. Időnként el is kezdheti ezeket a kérdéseket „megvizsgálni” játék útján.

Az alapvető forrást általános iskolai vagy további támogatásra szoruló hallgatóknak szánják. Úgy tervezték, hogy pontosan ugyanazt a folyamatot kövesse, mint a magasabb erőforrások, de kissé könnyebbé vált. A két forrás közötti legfontosabb különbség a részletek, amelyekre a hallgatóknak gondolniuk kell, és az alkalmazott műszaki szókincs. Például fontos, hogy a hallgatók azonosítsanak változókat, amikor a vizsgálatokat megtervezik. A magasabb verzióban a hallgatóknak nemcsak a változókat kell azonosítaniuk, hanem más megjegyzéseket kell tenniük, például hogy hogyan fogják megmérni a függõ változót. Az erőforrások két szintje közötti állványozás különbsége mellett érdemes tovább megkülönböztetni azt is, hogy a tanulókat és az asszisztenseket hogyan támogatják a tanulók a helyiségben.

A hallgatókat arra is ösztönözhetik, hogy a kísérleti tervet könnyebben megértsék grafika használatával, és ez felhasználható az ELL-ek támogatására is.

A hallgatókat tudásuk kiértékelésével együtt kell értékelni tudományos kutatási készségeik alapján. Ez nem csak lehetővé teszi a hallgatók számára, hogy készségeik fejlesztésére összpontosítsanak, hanem lehetővé teszik számukra, hogy értékelési információikat felhasználhassák tudományos készségeik fejlesztésére. A Quick Rubric segítségével gyors és egyszerű értékelési keretet hozhat létre, és megoszthatja azt a hallgatókkal, hogy tudják, hogyan kell sikerezni minden szakaszban. Ez nemcsak a formázó értékelést nyújtja, amely ösztönözni fogja a tanulást, de felhasználható arra is, hogy felmérje a hallgatók munkáját a nyomozás végén, és kitűzze azokat a célokat, amikor a következő kísérlet megkísérli megtervezni saját vizsgálatát.

Vissza a tetejére

Ha további projekteket szeretne hozzáadni, vagy folytatni szeretné a munkalapok testreszabását, nézzen meg néhány sablonoldalt, amelyeket az alábbiakban összeállítottunk az Ön számára. Minden munkalap másolható és testreszabható a projektekhez vagy a hallgatókhoz! A hallgatókat arra is ösztönözhetik, hogy készítsenek saját, ha meg akarják próbálni az információk könnyen érthető módon történő szervezését.

• Lab munkalapok
• Vita munkalapok
• Ellenőrzőlista munkalapok

Gyakran ismételt kérdések a kísérleti tervezésről diákoknak

Milyen gyakori kísérleti tervezési eszközöket és technikákat használhatnak a diákok?

A hallgatók által használt általános kísérleti tervezési eszközök és technikák közé tartozik a véletlenszerű hozzárendelés, a kontrollcsoportok, a vakítás, a replikáció és a statisztikai elemzés. A hallgatók megfigyelési tanulmányokat, felméréseket és kísérleteket is használhatnak természetes vagy kvázi-kísérleti tervekkel. Adatvizualizációs eszközöket is használhatnak eredményeik elemzéséhez és bemutatásához.

Hogyan segítheti a kísérleti tervezés a tanulókat a kritikus gondolkodási készségek fejlesztésében?

A kísérleti tervezés segíti a tanulókat a kritikai gondolkodási készségek fejlesztésében azáltal, hogy arra ösztönzi őket, hogy szisztematikusan és logikusan gondolkodjanak a tudományos problémákról. Ez megköveteli a tanulóktól, hogy elemezzenek adatokat, azonosítsák a mintákat, és következtetéseket vonjanak le bizonyítékok alapján. Segíti a diákokat a problémamegoldó készségek fejlesztésében is azáltal, hogy lehetőséget biztosít a hipotézisek tesztelésére irányuló kísérletek tervezésére és lefolytatására.

Hogyan használható a kísérleti tervezés a valós problémák megoldására?

A kísérleti tervezés használható valós problémák megoldására azáltal, hogy azonosítja azokat a változókat, amelyek hozzájárulnak egy adott problémához, és tesztelik a beavatkozásokat, hogy kiderüljön, hatékonyak-e a probléma kezelésében. Például a kísérleti tervezés felhasználható új orvosi kezelések hatékonyságának tesztelésére vagy a társadalmi beavatkozások szegénység csökkentésére vagy az oktatási eredmények javítására gyakorolt hatásának értékelésére.

Melyek azok a gyakori kísérleti tervezési buktatók, amelyeket a diákoknak el kell kerülniük?

A gyakori kísérleti tervezési buktatók, amelyeket a tanulóknak el kell kerülniük, többek között a változók ellenőrzésének elmulasztása, az elfogult minták használata, az anekdotikus bizonyítékokra támaszkodás és a függő változók pontos mérésének elmulasztása. A tanulóknak tisztában kell lenniük az etikai szempontokkal is a kísérletek elvégzése során, mint például a tájékozott beleegyezés megszerzése és a kutatási alanyok magánéletének védelme.