Projekt eksperymentalny dla studentów
Nauka jest mieszanką wiedzy i umiejętności zgromadzonych w przeszłości. Te praktyczne umiejętności obejmują rozwiązywanie problemów po analizę danych; mają one szeroki zasięg i często można je stosować poza salą lekcyjną. Nauczanie tych umiejętności jest bardzo ważną częścią nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, ale często jest pomijane, gdy koncentrujemy się na nauczaniu treści. Jako nauczyciele przedmiotów ścisłych wszyscy widzieliśmy korzyści, jakie praktyczna praca przynosi dla zaangażowania i zrozumienia uczniów. Jednakże ze względu na ograniczenia czasowe nałożone na program nauczania czas potrzebny uczniom na rozwinięcie umiejętności dochodzeniowych może zostać skrócony. Zbyt często dajemy uczniom „przepis” do naśladowania, który nie pozwala im przejąć odpowiedzialności za ich praktyczną pracę. Już od najmłodszych lat uczniowie zaczynają myśleć o otaczającym ich świecie. Zadają pytania, a następnie wykorzystują obserwacje i dowody, aby na nie odpowiedzieć. Uczniowie mają zazwyczaj inteligentne, interesujące i sprawdzalne pytania, które uwielbiają zadawać. Jako pedagodzy powinniśmy pracować nad zachęcaniem do zadawania takich pytań, a co za tym idzie, pielęgnowaniem naturalnej ciekawości otaczającego ich świata.
Nauczanie projektowania eksperymentów i pozwalanie uczniom na formułowanie własnych pytań i hipotez wymaga czasu. Materiały te stworzono w celu ustrukturyzowania i ustrukturyzowania procesu, aby umożliwić nauczycielom skupienie się na ulepszaniu kluczowych pomysłów w projektowaniu eksperymentów. Umożliwienie uczniom zadawania własnych pytań, stawiania własnych hipotez, planowania i przeprowadzania własnych badań jest dla nich cennym doświadczeniem. Dzięki temu uczniowie będą mieli większą odpowiedzialność za swoją pracę. Kiedy uczniowie stosują metodę eksperymentalną w odpowiedzi na własne pytania, zastanawiają się nad historycznym sposobem, w jaki naukowcy doszli do zrozumienia, jak działa wszechświat.
Przyjrzyj się poniższym stronom i szablonom arkuszy do druku!
Etapy projektowania eksperymentalnego
1. Pytanie
Jest to kluczowa część metody naukowej i procesu projektowania eksperymentu. Uczniowie chętnie zadają pytania. Formułowanie pytań to dogłębna i znacząca czynność, która może dać uczniom poczucie odpowiedzialności za swoją pracę. Świetnym sposobem nakłonienia uczniów do wizualizacji swoich pytań jest użycie scenorysu z mapą myśli.
Poproś uczniów, aby zastanowili się nad pytaniami, na które chcą odpowiedzieć na temat wszechświata, lub poproś ich, aby zastanowili się nad pytaniami, które mają na określony temat. Wszystkie pytania są dobre, ale niektóre są łatwiejsze do przetestowania niż inne.
2. Hipoteza
Hipoteza nazywana jest wyuczonym przypuszczeniem. Hipoteza powinna być stwierdzeniem, które można sprawdzić naukowo. Na koniec eksperymentu spójrz wstecz, aby sprawdzić, czy wniosek potwierdza hipotezę, czy nie. Tworzenie dobrych hipotez może być dla uczniów trudne do zrozumienia. Należy pamiętać, że hipoteza nie jest pytaniem, jest stwierdzeniem, które można sprawdzić .
Jednym ze sposobów formułowania hipotezy jest sformułowanie jej w formie stwierdzenia „jeśli… to…”. Z pewnością nie jest to jedyny ani najlepszy sposób na sformułowanie hipotezy, ale może być bardzo łatwym wzorem do wykorzystania przez uczniów, gdy zaczynają. Stwierdzenie „jeśli… to…” wymaga od uczniów zidentyfikowania najpierw zmiennych, co może zmienić kolejność, w jakiej realizują etapy organizatora wizualnego.
Po zidentyfikowaniu zmiennych hipoteza przyjmuje wówczas postać jeżeli [zmiana zmiennej niezależnej], to [zmiana zmiennej zależnej]. Na przykład, jeśli w eksperymencie szukano wpływu kofeiny na czas reakcji, zmienną niezależną byłaby ilość kofeiny, a zmienną zależną byłby czas reakcji. Hipoteza „jeśli, to” mogłaby brzmieć: jeśli zwiększysz ilość przyjmowanej kofeiny, czas reakcji ulegnie skróceniu.
3. Wyjaśnienie hipotezy
Co doprowadziło Cię do tej hipotezy? Jakie jest podłoże naukowe Twojej hipotezy? W zależności od wieku i umiejętności uczniowie wykorzystują swoją wcześniejszą wiedzę, aby wyjaśnić, dlaczego wybrali swoje hipotezy, lub alternatywnie, szukają informacji, korzystając z książek lub Internetu. Może to być również dobry moment, aby omówić z uczniami, czym jest wiarygodne źródło.
4. Przewidywanie
Przewidywania różnią się nieco od hipotezy. Hipoteza to stwierdzenie, które można przetestować, podczas gdy przewidywanie jest bardziej specyficzne dla eksperymentu. W odkryciu struktury DNA postawiono hipotezę, że DNA ma strukturę helikalną. Przewidywano, że wzór dyfrakcji promieni rentgenowskich DNA będzie miał kształt X.
5. Identyfikacja zmiennych
Poniżej znajduje się przykład scenorysu dyskusyjnego, którego można użyć, aby zachęcić uczniów do dyskusji na temat zmiennych w projektowaniu eksperymentu.
Trzy typy zmiennych, które będziesz musiał omówić ze swoimi uczniami, to zmienne zależne, niezależne i kontrolowane . Aby to uprościć, nazywaj je „co będziesz mierzyć”, „co zmienisz” i „co zamierzasz zachować bez zmian”. W przypadku bardziej zaawansowanych uczniów należy zachęcać ich do używania prawidłowego słownictwa.
Zmienne zależne to to, co mierzy lub obserwuje naukowiec. Pomiary te będą często powtarzane, ponieważ powtarzanie pomiarów zwiększa wiarygodność danych.
Zmienna niezależna to zmienna, którą naukowcy decydują się zmienić, aby zobaczyć, jaki wpływ ma ona na zmienną zależną. Wybiera się tylko jedną, ponieważ trudno byłoby ustalić, która zmienna powoduje zaobserwowaną zmianę.
Zmienne kontrolowane to wielkości lub czynniki, które naukowcy chcą zachować bez zmian przez cały czas trwania eksperymentu. Są kontrolowane tak, aby pozostały stałe, aby nie wpływać na zmienną zależną. Kontrolowanie ich pozwala naukowcom zobaczyć, jak zmienna niezależna wpływa na zmienną zależną.
Użyj tego przykładu poniżej na swoich lekcjach lub usuń odpowiedzi i ustaw je jako ćwiczenie do wykonania przez uczniów w Storyboard That.
| Jak temperatura wpływa na ilość cukru rozpuszczalnego w wodzie | |
|---|---|
| Niezależna zmienna | Temperatura wody
(Zakres 5 różnych próbek w temperaturach 10°C, 20°C, 30°C, 40°C i 50°C) |
| Zmienna zależna | Ilość cukru, którą można rozpuścić w wodzie, mierzona w łyżeczkach do herbaty. |
| Zmienne kontrolowane |
|
6. Ocena ryzyka
Ostatecznie musi to podpisać odpowiedzialna osoba dorosła, ale ważne jest, aby uczniowie zastanowili się, w jaki sposób zapewnią sobie bezpieczeństwo. W tej części uczniowie powinni zidentyfikować potencjalne ryzyko, a następnie wyjaśnić, w jaki sposób zamierzają zminimalizować ryzyko. Zadaniem pomagającym uczniom rozwinąć te umiejętności jest nakłonienie ich do identyfikowania ryzyka i zarządzania nim w różnych sytuacjach. Korzystając z poniższej scenorysu, poproś uczniów, aby wypełnili drugą kolumnę wykresu T, pytając: „Co to jest ryzyko?”, a następnie wyjaśniając, w jaki sposób mogą zarządzać tym ryzykiem. Ten scenorys można również wyświetlić do dyskusji w klasie.
7. Materiały
W tej części uczniowie wypiszą listę materiałów potrzebnych do przeprowadzenia eksperymentów, w tym wszelki sprzęt zabezpieczający, który wskazali jako potrzebny w części dotyczącej oceny ryzyka. To świetna okazja, aby porozmawiać ze studentami na temat wyboru narzędzi odpowiednich do wykonywanej pracy. Do pomiaru szerokości włosów użyjesz innego narzędzia niż do pomiaru szerokości boiska do piłki nożnej!
8. Plan ogólny i schemat
Ważne jest, aby porozmawiać z uczniami na temat odtwarzalności. Powinni napisać procedurę, która umożliwiłaby łatwe odtworzenie ich metody eksperymentalnej przez innego naukowca. Najłatwiejszym i najbardziej zwięzłym sposobem, w jaki uczniowie mogą to zrobić, jest sporządzenie numerowanej listy instrukcji. Przydatnym zajęciem może być poproszenie uczniów o wyjaśnienie, jak przygotować filiżankę herbaty lub kanapkę. Odegraj cały proces, wskazując kroki, które pominęli.
W przypadku osób uczących się języka angielskiego i uczniów, którzy mają problemy z pisanym językiem angielskim, uczniowie mogą wizualnie opisać etapy eksperymentu za pomocą Storyboard That.
Nie każdy eksperyment będzie potrzebował diagramu, ale niektóre plany zostaną znacznie ulepszone, jeśli dołączysz go. Niech uczniowie skupią się na tworzeniu jasnych i łatwych do zrozumienia diagramów.
9. Przeprowadź eksperyment
Następnie uczniowie realizują swój plan i przeprowadzają eksperyment. Ważne jest, aby uczniowie zbierali wyniki w sposób znaczący i łatwy do zrozumienia. Dane często zapisuje się w tabeli, ale można je również przedstawić za pomocą fotografii, rysunków przedstawiających obserwacje lub ich kombinacji. Pomocne może być poproszenie uczniów o zapisanie wszelkich trudności i problemów, jakie napotkali podczas przeprowadzania eksperymentu. Może to pomóc później w ocenie ich metody eksperymentalnej.
Należy wspomnieć, że wszelkie eksperymenty zaprojektowane przez uczniów powinny zostać dokładnie ocenione pod kątem ryzyka przez odpowiedzialną osobę dorosłą, zanim pozwolą uczniom na wykonanie pracy praktycznej.
Po zakończeniu procedury eksperymentu uczniowie analizują dane, wyciągają wnioski, a następnie dzielą się wynikami. W zależności od poziomu ucznia może to być formalny raport laboratoryjny, wykresy, dyskusja w klasie lub inna metoda.
Gotowe przykłady
Zasoby i przykłady projektów eksperymentalnych
Korzystanie z organizatorów wizualnych to skuteczny sposób, aby zachęcić uczniów do pracy w klasie jako naukowcy.
Istnieje wiele sposobów wykorzystania narzędzi do planowania badań do tworzenia szkieletów i strukturyzacji pracy uczniów podczas ich pracy naukowej. Uczniowie mogą ukończyć etap planowania w Storyboard That korzystając z pól tekstowych i diagramów, lub możesz je wydrukować i poprosić uczniów o ich ręczne uzupełnienie. Innym świetnym sposobem na ich wykorzystanie jest wyświetlenie arkusza planowania na tablicy interaktywnej i wspólne zastanowienie się, jak uzupełnić materiały dotyczące planowania. Wyświetl go na ekranie i poproś uczniów, aby zapisali swoje odpowiedzi na karteczkach samoprzylepnych i umieścili swoje pomysły we właściwej części dokumentu dotyczącego planowania.
Bardzo młodzi uczniowie mogą jeszcze zacząć myśleć jak naukowcy! Mają mnóstwo pytań na temat otaczającego ich świata i możesz zacząć je zapisywać na mapie myśli. Czasami możesz nawet zacząć „badać” te pytania poprzez zabawę.
Zasoby fundacji są przeznaczone dla uczniów szkół podstawowych lub studentów potrzebujących większego wsparcia. Został zaprojektowany tak, aby przebiegał dokładnie według tego samego procesu, co wyższe zasoby, ale jest nieco łatwiejszy. Kluczową różnicą między tymi dwoma zasobami są szczegóły, o których uczniowie muszą pomyśleć, oraz użyte słownictwo techniczne. Na przykład ważne jest, aby uczniowie podczas projektowania swoich badań identyfikowali zmienne. W wyższej wersji uczniowie muszą nie tylko zidentyfikować zmienne, ale także zgłosić inne uwagi, na przykład w jaki sposób będą mierzyć zmienną zależną. Oprócz różnicy w rusztowaniu pomiędzy dwoma poziomami zasobów, możesz chcieć jeszcze bardziej rozróżnić sposób, w jaki uczniowie są wspierani przez nauczycieli i asystentów w klasie.
Można także zachęcać uczniów, aby ułatwiali zrozumienie planu eksperymentu za pomocą grafiki, co można również wykorzystać do wspierania ELL.
Ocena
Oprócz oceny wiedzy należy oceniać uczniów pod względem umiejętności badania przedmiotów ścisłych. Pozwoli to uczniom nie tylko skoncentrować się na rozwijaniu swoich umiejętności, ale także pozwoli im wykorzystać informacje uzyskane z oceny w sposób, który pomoże im udoskonalić umiejętności naukowe. Korzystając z Quick Rubric , możesz stworzyć szybki i łatwy schemat oceny i udostępnić go uczniom, aby wiedzieli, jak odnieść sukces na każdym etapie. Oprócz zapewniania oceniania kształtującego, które będzie motorem uczenia się, można je również wykorzystać do oceny pracy uczniów na koniec śledztwa i ustalenia celów na następną próbę zaplanowania własnego śledztwa. Rubryki zostały napisane w taki sposób, aby umożliwić studentom łatwy dostęp do nich. W ten sposób można je udostępniać uczniom podczas pracy nad procesem planowania, aby uczniowie wiedzieli, jak wygląda dobry projekt eksperymentu.
Zasoby do druku
Powiązane zajęcia
Dodatkowe arkusze ćwiczeń
Jeśli chcesz dodać dodatkowe projekty lub nadal dostosowywać arkusze, przejrzyj kilka stron z szablonami, które przygotowaliśmy dla Ciebie poniżej. Każdy arkusz można skopiować i dostosować do swoich projektów lub uczniów! Można także zachęcać uczniów do tworzenia własnych, jeśli chcą uporządkować informacje w łatwy do zrozumienia sposób.
Jak Uczyć Uczniów Projektowania Eksperymentów
Zachęcaj do zadawania pytań i ciekawości
Wspieraj kulturę dociekań, zachęcając uczniów do zadawania pytań na temat otaczającego ich świata.
Formułuj sprawdzalne hipotezy
Naucz uczniów, jak opracowywać hipotezy, które można przetestować naukowo. Pomóż im zrozumieć różnicę między hipotezą a pytaniem.
Podaj podstawy naukowe
Pomóż uczniom zrozumieć naukowe zasady i koncepcje związane z ich hipotezami. Zachęć ich, aby korzystali z wcześniejszej wiedzy lub przeprowadzali badania na poparcie swoich hipotez.
Zidentyfikuj zmienne
Naucz uczniów o trzech typach zmiennych (zależnych, niezależnych i kontrolowanych) oraz o tym, jak odnoszą się one do projektu eksperymentalnego. Podkreśl znaczenie kontrolowania zmiennych i dokładnego mierzenia zmiennej zależnej.
Zaplanuj i narysuj eksperyment
Poprowadź uczniów w opracowaniu jasnej i powtarzalnej procedury eksperymentalnej. Zachęć ich do stworzenia planu krok po kroku lub użyj diagramów wizualnych do zilustrowania procesu.
Przeprowadź eksperyment i przeanalizuj dane
Wspieraj uczniów w przeprowadzaniu eksperymentu zgodnie z ich planem. Poprowadź ich w gromadzeniu danych w zrozumiały i zorganizowany sposób. Pomóż im w analizie danych i wyciąganiu wniosków na podstawie ich ustaleń.
Często zadawane pytania dotyczące projektowania eksperymentalnego dla studentów
Jakie są popularne eksperymentalne narzędzia i techniki projektowania, z których mogą korzystać uczniowie?
Typowe narzędzia i techniki projektowania eksperymentów, z których mogą korzystać uczniowie, obejmują losowe przydzielanie, grupy kontrolne, zaślepianie, replikację i analizę statystyczną. Studenci mogą również korzystać z badań obserwacyjnych, ankiet i eksperymentów z projektami naturalnymi lub quasi-eksperymentalnymi. Mogą również korzystać z narzędzi do wizualizacji danych w celu analizy i prezentacji wyników.
W jaki sposób projektowanie eksperymentalne może pomóc uczniom rozwinąć umiejętności krytycznego myślenia?
Projekt eksperymentalny pomaga uczniom rozwijać umiejętności krytycznego myślenia, zachęcając ich do systematycznego i logicznego myślenia o problemach naukowych. Wymaga od uczniów analizy danych, identyfikowania wzorców i wyciągania wniosków na podstawie dowodów. Pomaga również uczniom rozwijać umiejętności rozwiązywania problemów, zapewniając możliwości projektowania i przeprowadzania eksperymentów w celu sprawdzenia hipotez.
W jaki sposób można wykorzystać projektowanie eksperymentalne do rozwiązywania rzeczywistych problemów?
Projekt eksperymentalny może być wykorzystany do rozwiązywania rzeczywistych problemów poprzez identyfikację zmiennych, które przyczyniają się do konkretnego problemu i testowanie interwencji, aby sprawdzić, czy są one skuteczne w rozwiązywaniu problemu. Na przykład projekt eksperymentalny może być wykorzystany do testowania skuteczności nowych metod leczenia lub do oceny wpływu interwencji społecznych na zmniejszenie ubóstwa lub poprawę wyników edukacyjnych.
Jakie są typowe pułapki projektowania eksperymentów, których uczniowie powinni unikać?
Typowe pułapki podczas projektowania eksperymentów, których studenci powinni unikać, obejmują brak kontroli zmiennych, stosowanie stronniczych próbek, poleganie na anegdotycznych dowodach i brak dokładnego pomiaru zmiennych zależnych. Studenci powinni również być świadomi kwestii etycznych podczas przeprowadzania eksperymentów, takich jak uzyskiwanie świadomej zgody i ochrona prywatności uczestników badań.
- 353/365 ~ Second Fall #running #injury • Ray Bouknight • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Always Writing • mrsdkrebs • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Batteries • Razor512 • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Bleed for It • zerojay • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Bulbs • Roo Reynolds • Licencja Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Change • dominiccampbell • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Children • Quang Minh (YILKA) • Licencja Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Danger • KatJaTo • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- draw • Asja. • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Epic Fireworks Safety Goggles • EpicFireworks • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- GERMAN BUNSEN • jasonwoodhead23 • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Heart Dissection • tjmwatson • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- ISST 2014 Munich • romanboed • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Lightbulb! • Matthew Wynn • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Mini magnifying glass • SkintDad.co.uk • Licencja Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Plants • henna lion • Licencja Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Plants • Graham S Dean Photography • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Pré Treino.... São Carlos está foda com essa queimada toda #asma #athsma #ashmatt #asthma • .v1ctor Casale. • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- puzzle • olgaberrios • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Puzzled • Brad Montgomery • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Question Mark • ryanmilani • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Radiator • Conal Gallagher • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Red Tool Box • marinetank0 • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Remote Control • Sean MacEntee • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- stopwatch • Search Engine People Blog • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Thinking • Caramdir • Licencja Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Thumb Update: The hot-glue induced burn now has a purple blister. Purple is my favorite color. (September 26, 2012 at 04:16PM) • elisharene • Licencja Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- Washing my Hands 2 • AlishaV • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Windows • Stanley Zimny (Thank You for 18 Million views) • Licencja Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
- wire • Dyroc • Licencja Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
Wypróbuj Przez 1 Miesiąc
30 dniowa gwarancja zwrotu pieniedzy Tylko nowi klienci Pełna cena po ofercie wstępnej
© 2024 - Clever Prototypes, LLC - Wszelkie prawa zastrzeżone.
StoryboardThat jest znakiem towarowym firmy Clever Prototypes , LLC , zarejestrowanym w Urzędzie Patentów i Znaków Towarowych USA
