https://www.storyboardthat.com/no/articles/e/eksperimentelt-design

Eksperimentelt Design

Lære Elevene Design av Eksperimenter

Oliver Smith

Husk å sjekke ut flere av våre vitenskapelige ressurser!

Eksperimentell design for studenter


Vitenskap er en blanding av historisk akkumulert kunnskap og ferdigheter. Disse praktiske ferdighetene spenner fra problemløsning til dataanalyse; de er vidtrekkende og kan ofte brukes utenfor klasserommet. Læringen av disse ferdighetene er en veldig viktig del av naturfagundervisningen, men blir ofte oversett når du fokuserer på undervisning i innholdet. Som naturfaglærere har vi alle sett fordelene praktisk arbeid har for studenters engasjement og forståelse. Men med tidsbegrensningene som er lagt til læreplanen, kan tiden som studentene trenger for å utvikle disse undersøkelsesferdighetene bli presset ut. For ofte gir vi elevene en 'oppskrift' å følge, noe som ikke tillater studentene å ta eierskap til det praktiske arbeidet deres. Fra en veldig ung alder begynner studentene å tenke på verden rundt seg. De stiller spørsmål og bruker deretter observasjoner og bevis for å svare på dem. Studentene har en tendens til å ha intelligente, interessante og testbare spørsmål som de elsker å stille. Som lærere bør vi jobbe for å oppmuntre disse spørsmålene og på sin side pleie denne naturlige nysgjerrigheten i verden rundt dem.

Det tar tid å undervise i utformingen av eksperimenter og la elevene utvikle egne spørsmål og hypoteser. Disse materialene er laget for å stillas og strukturere prosessen slik at lærerne kan fokusere på å forbedre nøkkelideene i eksperimentell design. Å la elevene stille sine egne spørsmål, skrive sine egne hypoteser og planlegge og gjennomføre egne undersøkelser, er en verdifull opplevelse for dem. Dette vil føre til at studenter har større eierskap til arbeidet sitt. Når studenter gjennomfører den eksperimentelle metoden for sine egne spørsmål, reflekterer de over hvordan forskere historisk har kommet til å forstå hvordan universet fungerer.



Design an Experiment  

Ta en titt på de skrivervennlige sidene og arbeidsmalen nedenfor!

Eksperimentelle designtrinn

1. Spørsmål

Dette er en sentral del av den vitenskapelige metoden og den eksperimentelle designprosessen. Studentene liker å komme med spørsmål. Å formulere spørsmål er en dyp og meningsfull aktivitet som kan gi studentene eierskap over arbeidet sitt. En flott måte å få studentene til å tenke på å visualisere spørsmålene sine, er å bruke et tankekart-storyboard.




Design an Experiment  

Be elevene tenke på spørsmål de vil svare om universet, eller få dem til å tenke på spørsmål de har om et bestemt emne. Alle spørsmål er gode spørsmål, men noen er lettere å teste enn andre.


2. Hypotese

En hypotese er kjent som en utdannet gjetning. En hypotese skal være en påstand som kan testes vitenskapelig. På slutten av eksperimentet, se tilbake for å se om konklusjonen støtter hypotesen eller ikke. Å danne gode hypoteser kan være utfordrende for studentene å forstå. Det er viktig å huske at hypotesen ikke er et spørsmål, det er en testbar uttalelse .

En måte å danne en hypotese på er å forme den som en "hvis ... da ..." -uttalelse. Dette er absolutt ikke den eneste eller beste måten å danne en hypotese på, men kan være en veldig enkel formel for studenter å bruke når de begynner. Et "hvis ... da ..." -uttalelse krever at elevene først identifiserer variablene, og det kan endre rekkefølgen de fullfører stadiene i den visuelle arrangøren.

Etter å ha identifisert variablene, tar hypotesen deretter formen hvis [endring i uavhengig variabel], deretter [endring i avhengig variabel]. For eksempel, hvis et eksperiment var ute etter effekten av koffein på reaksjonstiden, ville den uavhengige variabelen være mengde koffein og den avhengige variabelen være reaksjonstiden. "Hvis, da" -hypotesen kan være: Hvis du øker mengden koffein som er tatt, vil reaksjonstiden redusere.


3. Forklaring av hypotese

Hva førte deg til denne hypotesen? Hva er den vitenskapelige bakgrunnen bak hypotesen din? Avhengig av alder og evne, bruker studentene deres forkunnskaper for å forklare hvorfor de har valgt hypotesene sine, eller alternativt, forskning ved hjelp av bøker eller internett. Dette kan også være et godt tidspunkt å diskutere med elevene hva en pålitelig kilde er.


4. Prediksjon

Prediksjonen er litt annerledes enn hypotesen. En hypotese er et testbart utsagn, mens prediksjonen er mer spesifikk for eksperimentet. I oppdagelsen av DNA-strukturen foreslo hypotesen at DNA har en spiralformet struktur. Forutsigelsen var at røntgendiffraksjonsmønsteret til DNA ville være en X-form.


5. Identifisering av variabler

Nedenfor er et eksempel på et diskusjonsfortellbord som kan brukes til å få elevene dine til å snakke om variabler i eksperimentell design.



Design an Experiment  

De tre typene variabler du trenger å diskutere med studentene dine er avhengige, uavhengige og kontrollerte variabler. For å holde dette enkelt, referer du til disse som "hva du skal måle", "hva du skal endre" og "hva du skal holde det samme". Med mer avanserte studenter, bør du oppmuntre dem til å bruke riktig ordforråd.

Avhengige variabler er det som blir målt eller observert av forskeren. Disse målingene vil ofte bli gjentatt fordi gjentatte målinger gjør dataene dine mer pålitelige.

Den uavhengige variabelen er en variabel som forskere bestemmer seg for å endre for å se hvilken effekt den har på den avhengige variabelen. Bare en er valgt fordi det ville være vanskelig å finne ut hvilken variabel som forårsaker endringer du observerer.

Kontrollerte variabler er mengder eller faktorer som forskere ønsker å forbli de samme gjennom hele eksperimentet. De kontrolleres for å forbli konstante, for ikke å påvirke den avhengige variabelen. Ved å kontrollere disse kan forskere se hvordan den uavhengige variabelen påvirker den avhengige variabelen.

Bruk dette eksemplet nedenfor i leksjonene dine, eller slett svarene og sett det som en aktivitet som elevene skal fullføre på Storyboard That.

Hvordan temperaturen påvirker mengden sukker som kan løses i vann
Uavhengig variabel Vanntemperatur
(Område 5 forskjellige prøver ved 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C og 50 ° C)
Avhengig variabel Mengden sukker som kan løses i vannet, målt i teskjeer.
Kontrollerte variabler
  • Vannvolum (500 ml - målt ved bruk av en gradert sylinder)
  • Type vann (hent vannet fra samme kran)
  • Enten vannet røres eller ikke
  • Type sukker
  • Kornstørrelse på sukkeret



Design an Experiment  

6. Risikovurdering

Til slutt må dette være signert av en ansvarlig voksen, men det er viktig å få studentene til å tenke på hvordan de vil holde seg trygge. I denne delen skal studentene identifisere potensielle risikoer og deretter forklare hvordan de skal minimere risikoen. En aktivitet for å hjelpe studentene med å utvikle disse ferdighetene er å få dem til å identifisere og håndtere risiko i forskjellige situasjoner. Bruk storyboardet nedenfor for å få studentene til å fullføre den andre kolonnen i T-tabellen ved å si: "Hva er risiko?", Og deretter forklare hvordan de kunne håndtere den risikoen. Dette storyboardet kan også projiseres for en klassediskusjon.



Design an Experiment  

7. Materialer

I denne delen vil studentene liste opp materialet de trenger for eksperimentene, inkludert eventuelt sikkerhetsutstyr som de har trukket fram som behov i risikovurderingsdelen. Dette er et flott tidspunkt å snakke med studentene om å velge verktøy som passer for jobben. Du kommer til å bruke et annet verktøy for å måle bredden på et hår enn for å måle bredden på en fotballbane!


8. Generell plan og diagram

Det er viktig å snakke med studentene om reproduserbarhet. De bør skrive en prosedyre som gjør at deres eksperimentelle metode lett kan reproduseres av en annen forsker. Den enkleste og mest konsise måten for elevene å gjøre dette på er ved å lage en nummerert liste over instruksjoner. En nyttig aktivitet her kan være å få elevene til å forklare hvordan de lager en kopp te eller en sandwich. Handle prosessen, påpek alle trinn de har gått glipp av.

For engelskspråklige elever og studenter som sliter med skriftlig engelsk, kan elevene beskrive trinnene i eksperimentet deres visuelt ved hjelp av Storyboard That.

Ikke hvert eksperiment trenger et diagram, men noen planer vil bli forbedret kraftig ved å inkludere et. La elevene fokusere på å lage tydelige og lettfattelige diagrammer.


9. Gjennomfør eksperiment

Studentene følger deretter planen deres og gjennomfører eksperimentet. Det er viktig at studentene samler resultatene sine på en meningsfull og lettforståelig måte. Data blir ofte registrert i en tabell, men kan også gjøres med fotografier, tegninger av observasjoner eller en kombinasjon. Det kan være nyttig å få elevene til å skrive ned eventuelle vanskeligheter og problemer de hadde da de utførte eksperimentet. Dette kan hjelpe senere med å evaluere deres eksperimentelle metode.

Det er viktig å nevne at eventuelle eksperimenter studentene designer skal være grundig risikovurdert av den ansvarlige voksen før de lar noen studenter utføre sitt praktiske arbeid.


Etter å ha fullført prosedyren for eksperimentet, analyserer studentene dataene, trekker konklusjoner og deler deretter resultatene sine. Avhengig av elevnivå, kan dette være en formell labrapport, grafer, klassediskusjon eller annen metode.


Utførte eksempler




Design an Experiment  

Ressurser og eksperimentelle designeksempler

Å bruke visuelle arrangører er en effektiv måte å få studentene dine til å jobbe som forskere i klasserommet.

Det er mange måter å bruke disse undersøkelsesplanleggingsverktøyene til å stillas og strukturere studentenes arbeid mens de jobber som forskere. Studentene kan fullføre planleggingsfasen på Storyboard That ved å bruke tekstbokser og diagrammer, eller du kan skrive dem ut og få elevene til å fullføre dem for hånd. En annen fin måte å bruke dem på er å projisere planleggingsarket på en interaktiv tavle og arbeide gjennom hvordan du fullfører planleggingsmaterialet som en gruppe. Prosjekter det på en skjerm, og la elevene skrive svarene sine på klistremerker og legge ideene sine i riktig del av planleggingsdokumentet.

Veldig unge elever kan fremdeles begynne å tenke som forskere! De har mange spørsmål om verden rundt seg, og du kan begynne å notere disse i et tankekart. Noen ganger kan du til og med begynne å "undersøke" disse spørsmålene gjennom lek.

Grunnressursen er beregnet på grunnskoleelever eller studenter som trenger mer støtte. Den er designet for å følge nøyaktig samme prosess som de høyere ressursene, men gjort litt enklere. Den viktigste forskjellen mellom de to ressursene er detaljene som elevene er nødt til å tenke på og det tekniske ordforrådet som brukes. For eksempel er det viktig at studentene identifiserer variabler når de designer undersøkelsene sine. I den høyere versjonen trenger ikke studentene bare å identifisere variablene, men komme med andre kommentarer, for eksempel hvordan de skal måle den avhengige variabelen. I tillegg til forskjellen i stillas mellom de to ressursnivåene, kan det være lurt å skille ytterligere etter hvordan elevene støttes av lærere og assistenter i rommet.

Studentene kan også bli oppmuntret til å gjøre sin eksperimentelle plan enklere å forstå ved å bruke grafikk, og denne kan også brukes til å støtte ELL-er.




Design an Experiment  

evaluering

Studentene må bli vurdert på sine vitenskapelige undersøkelsesevner ved siden av vurderingen av kunnskapen deres. Ikke bare lar studentene fokusere på å utvikle ferdighetene sine, men vil også tillate dem å bruke vurderingsinformasjonen sin på en måte som vil hjelpe dem å forbedre sine vitenskapelige ferdigheter. Ved hjelp av Quick Rubric kan du lage et raskt og enkelt vurderingsrammeverk og dele det med studentene slik at de vet hvordan de skal lykkes på alle trinn. I tillegg til å gi formativ vurdering som vil drive læring, kan dette også brukes til å vurdere studentarbeidet etter endt undersøkelse og sette mål for når de neste gang prøver å planlegge sin egen undersøkelse. Rubrikkene er skrevet på en måte som gjør at studentene enkelt kan få tilgang til dem. På denne måten kan de deles med studenter når de jobber med planleggingsprosessen slik at studentene vet hvordan en god eksperimentell design ser ut.




Utskriftsmessige ressurser

Gå tilbake til toppen




Design an Experiment  

Ytterligere arbeidsark

Hvis du ønsker å legge til flere prosjekter eller fortsette å tilpasse regneark, kan du se på flere malsider som vi har satt sammen for deg nedenfor. Hvert arbeidsark kan kopieres og skreddersys til dine prosjekter eller studenter! Studentene kan også bli oppfordret til å lage sine egne hvis de vil prøve å organisere informasjon på en lettforståelig måte.



Bilde~~POS=TRUNC Tilskrivelser


Hjelp Del Storyboard That!

Leter du Etter Mer?

Sjekk ut resten av våre Lærer Guides og timeplaner!


Se alle lærerressurser


Våre Postere på ZazzleVåre Lessons på Lærerne ta Lærere



Clever Logo Google Classroom Logo Student Privacy Pledge signatory
https://www.storyboardthat.com/no/articles/e/eksperimentelt-design
© 2019 - Clever Prototypes, LLC - Alle rettigheter reservert.
Begynn My Free Trial
Utforsk Våre Artikler og Eksempler

Forretningsressurser

Alle forretningsartiklerForretningsmaler

Illustrerte guider

VirksomhetUtdanning
Prøv Våre Andre Nettsteder!

Photos for Class - Søk etter skole-Safe, Creative Commons bilder! (Det Selv Sitater for deg!)
Quick Rubric - Lett Lag og Del flotte rubrikkene!
Foretrekker et annet språk?

•   (English) Experimental Design   •   (Español) Diseño Experimental   •   (Français) Conception Expérimentale   •   (Deutsch) Experimentelles Design   •   (Italiana) Design Sperimentale   •   (Nederlands) Experimenteel Ontwerp   •   (Português) Design Experimental   •   (עברית) עיצוב נסיוני   •   (العَرَبِيَّة) تصميم تجريبي   •   (हिन्दी) प्रयोगात्मक डिजाइन   •   (ру́сский язы́к) Экспериментальная Дизайн   •   (Dansk) Eksperimentel Design   •   (Svenska) Experimentell Design   •   (Suomi) Kokeellinen Suunnittelu   •   (Norsk) Eksperimentelt Design   •   (Türkçe) Deneysel Tasarım   •   (Polski) Eksperymentalny Projekt   •   (Româna) Design Experimental   •   (Ceština) Experimentální Design   •   (Slovenský) Experimentálny Dizajn   •   (Magyar) Kísérleti Terv   •   (Hrvatski) Eksperimentalni Dizajn   •   (български) Експериментален Дизайн   •   (Lietuvos) Eksperimentinis Dizainas   •   (Slovenščina) Eksperimentalni Oblikovanje   •   (Latvijas) Eksperimentālā Design   •   (eesti) Koetoiminta