https://www.storyboardthat.com/ro/articles/e/experimental-design

Design experimental pentru studenți


Știința este un amestec de cunoștințe și abilități acumulate istoric. Aceste abilități practice variază de la rezolvarea de probleme până la analiza datelor; acestea au o întindere largă și pot fi aplicate frecvent în afara sălii de clasă. Predarea acestor abilități este o parte foarte importantă a educației științifice, dar este adesea trecută cu vederea atunci când se concentrează pe predarea conținutului. În calitate de educatori științifici, cu toții am văzut beneficiile pe care le are munca practică pentru implicarea și înțelegerea studenților. Cu toate acestea, odată cu constrângerile de timp impuse curriculumului, timpul necesar elevilor pentru a-și dezvolta aceste abilități de investigare poate fi stors. Prea des oferim studenților o „rețetă” de urmat, care nu le permite studenților să-și asume munca practică. De la o vârstă foarte fragedă, elevii încep să se gândească la lumea din jurul lor. Ei pun întrebări, apoi folosesc observații și dovezi pentru a le răspunde. Elevii tind să aibă întrebări inteligente, interesante și testabile pe care le place să le pună. În calitate de educatori, ar trebui să lucrăm pentru a încuraja aceste întrebări și, la rândul nostru, pentru a cultiva această curiozitate naturală în lumea din jurul lor.

Predarea proiectării experimentelor și lăsarea elevilor să își dezvolte propriile întrebări și ipoteze necesită timp. Aceste materiale au fost create pentru a structura și structura procesul pentru a permite profesorilor să se concentreze pe îmbunătățirea ideilor cheie în proiectarea experimentală. Permiterea elevilor să-și pună propriile întrebări, să-și scrie propriile ipoteze și să-și planifice și să efectueze propriile investigații este o experiență valoroasă pentru ei. Acest lucru va face ca studenții să dețină mai multă proprietate asupra muncii lor. Când studenții efectuează metoda experimentală pentru propriile întrebări, ei reflectă asupra modului în care oamenii de știință au ajuns să înțeleagă istoric cum funcționează universul.

Aruncă o privire la paginile pentru imprimare și la șabloanele de foi de lucru de mai jos!

Etapele de proiectare experimentale

1. Întrebare

Aceasta este o parte cheie a metodei științifice și a procesului de proiectare experimentală. Elevilor le place să vină cu întrebări. Formularea întrebărilor este o activitate profundă și semnificativă care poate oferi studenților dreptul de proprietate asupra muncii lor. O modalitate excelentă de a-i determina pe elevi să se gândească la vizualizarea întrebărilor lor este utilizarea unui storyboard cu hartă mentală.

Cereți elevilor să se gândească la orice întrebări la care doresc să răspundă despre univers sau fă-i să se gândească la întrebările pe care le au despre un anumit subiect. Toate întrebările sunt întrebări bune, dar unele sunt mai ușor de testat decât altele.


2. Ipoteza

O ipoteză este cunoscută ca o presupunere educată. O ipoteză ar trebui să fie o afirmație care poate fi testată științific. La sfârșitul experimentului, priviți înapoi pentru a vedea dacă concluzia susține ipoteza sau nu. Formarea unor ipoteze bune poate fi o provocare de înțeles pentru elevi. Este important să ne amintim că ipoteza nu este o întrebare, este o afirmație testabilă .

O modalitate de a forma o ipoteză este de a o forma ca o afirmație „dacă... atunci...”. Aceasta cu siguranță nu este singura sau cea mai bună modalitate de a forma o ipoteză, dar poate fi o formulă foarte ușor de utilizat de către studenți atunci când încep. O afirmație „dacă... atunci...” cere elevilor să identifice mai întâi variabilele, iar asta poate schimba ordinea în care parcurg etapele organizatorului vizual.

După identificarea variabilelor, ipoteza ia apoi forma dacă [modificare variabilă independentă], apoi [modificare variabilă dependentă]. De exemplu, dacă un experiment ar căuta efectul cofeinei asupra timpului de reacție, variabila independentă ar fi cantitatea de cofeină, iar variabila dependentă ar fi timpul de reacție. Ipoteza „dacă, atunci” ar putea fi: Dacă creșteți cantitatea de cofeină luată, atunci timpul de reacție va scădea.


3. Explicarea ipotezei

Ce te-a condus la această ipoteză? Care este fundalul științific din spatele ipotezei tale? În funcție de vârstă și abilități, elevii își folosesc cunoștințele anterioare pentru a explica de ce și-au ales ipotezele sau, alternativ, cercetează folosind cărți sau internet. Acesta ar putea fi, de asemenea, un moment bun pentru a discuta cu studenții ce este o sursă de încredere.


4. Previziune

Predicția este ușor diferită de ipoteză. O ipoteză este o afirmație testabilă, în timp ce predicția este mai specifică experimentului. În descoperirea structurii ADN-ului, ipoteza a propus că ADN-ul are o structură elicoidală. Predicția a fost că modelul de difracție cu raze X al ADN-ului va avea o formă de X.


5. Identificarea variabilelor

Mai jos este un exemplu de Storyboard pentru discuții care poate fi folosit pentru a-i determina pe elevii să vorbească despre variabile în designul experimental.

Cele trei tipuri de variabile pe care va trebui să le discutați cu studenții sunt variabile dependente, independente și controlate . Pentru a menține acest lucru simplu, referiți-vă la acestea ca „ce veți măsura”, „ce veți schimba” și „ce veți păstra la fel”. Cu studenții mai avansați, ar trebui să-i încurajați să folosească vocabularul corect.

Variabilele dependente sunt ceea ce este măsurat sau observat de către om de știință. Aceste măsurători vor fi adesea repetate, deoarece măsurătorile repetate fac datele dvs. mai fiabile.

Variabila independentă este o variabilă pe care oamenii de știință decid să o schimbe pentru a vedea ce efect are asupra variabilei dependente. Este aleasă doar una, deoarece ar fi dificil să vă dați seama care variabilă provoacă orice schimbare pe care o observați.

Variabilele controlate sunt cantități sau factori pe care oamenii de știință doresc să rămână aceleași pe tot parcursul experimentului. Ele sunt controlate să rămână constante, astfel încât să nu afecteze variabila dependentă. Controlul acestora permite oamenilor de știință să vadă modul în care variabila independentă afectează variabila dependentă.

Utilizați acest exemplu de mai jos în lecțiile dvs. sau ștergeți răspunsurile și setați-l ca activitate pe care elevii să le finalizeze pe Storyboard That.

Cum afectează temperatura cantitatea de zahăr care poate fi dizolvată în apă
Variabila independenta Temperatura apei
(Interval 5 probe diferite la 10°C, 20°C, 30°C, 40°C și 50°C)
Variabilă dependentă Cantitatea de zahar care poate fi dizolvata in apa, masurata in lingurite.
Variabile controlate
  • Volumul de apă (500 ml - măsurat cu un cilindru gradat)
  • Tip de apă (luați apa de la același robinet)
  • Indiferent dacă apa este amestecată sau nu
  • Tip de zahăr
  • Dimensiunea bobului zahărului

6. Evaluarea riscurilor

În cele din urmă, acest lucru trebuie să fie aprobat de un adult responsabil, dar este important să-i faceți pe elevi să se gândească la modul în care se vor menține în siguranță. În această parte, elevii ar trebui să identifice riscurile potențiale și apoi să explice cum vor minimiza riscul. O activitate care să-i ajute pe elevi să-și dezvolte aceste abilități este de a-i determina să identifice și să gestioneze riscurile în diferite situații. Folosind storyboard-ul de mai jos, determină-le elevilor să completeze a doua coloană a diagramei T spunând „Ce este riscul?”, apoi explicând cum ar putea gestiona acest risc. Acest storyboard ar putea fi proiectat și pentru o discuție în clasă.

7. Materiale

În această secțiune, elevii vor enumera materialele de care au nevoie pentru experimente, inclusiv orice echipament de siguranță pe care l-au evidențiat ca având nevoie în secțiunea de evaluare a riscurilor. Acesta este un moment excelent pentru a discuta cu studenții despre alegerea instrumentelor care sunt potrivite pentru job. Veți folosi un alt instrument pentru a măsura lățimea unui fir de păr decât pentru a măsura lățimea unui teren de fotbal!


8. Plan general și diagramă

Este important să discutăm cu elevii despre reproductibilitate. Ar trebui să scrie o procedură care să permită ca metoda lor experimentală să fie reprodusă cu ușurință de către un alt om de știință. Cel mai simplu și mai concis mod pentru studenți de a face acest lucru este să facă o listă numerotată de instrucțiuni. O activitate utilă aici ar putea fi atragerea elevilor să explice cum să facă o ceașcă de ceai sau un sandviș. Reprezentați procesul, subliniind orice pași pe care i-au ratat.

Pentru studenții care învață limba engleză și studenții care se confruntă cu limba engleză scrisă, elevii pot descrie vizual pașii din experimentul lor folosind Storyboard That.

Nu orice experiment va avea nevoie de o diagramă, dar unele planuri vor fi mult îmbunătățite prin includerea uneia. Rugați elevii să se concentreze pe producerea de diagrame clare și ușor de înțeles.


9. Efectuați experimentul

Apoi elevii își urmează planul și efectuează experimentul. Este important ca elevii să-și colecteze rezultatele într-un mod semnificativ și ușor de înțeles. Datele sunt adesea înregistrate într-un tabel, dar pot fi realizate și cu fotografii, desene ale observațiilor sau o combinație. Poate fi util ca elevii să noteze orice dificultăți și probleme pe care le-au avut în timpul experimentului. Acest lucru ar putea ajuta mai târziu la evaluarea metodei lor experimentale.

Este important de menționat că orice experiment pe care elevii le proiectează ar trebui să fie evaluat în detaliu de către adultul responsabil înainte de a-i lăsa pe studenți să-și desfășoare activitatea practică.


După finalizarea procedurii experimentului, elevii analizează datele, trag concluzii și apoi își împărtășesc rezultatele. În funcție de nivelul elevului, acesta poate fi un raport formal de laborator, grafice, discuții în clasă sau altă metodă.


Exemple completate

Resurse și exemple de proiectare experimentală

Utilizarea organizatorilor vizuali este o modalitate eficientă de a-ți determina elevii să lucreze ca oameni de știință în sala de clasă.

Există multe modalități de a folosi aceste instrumente de planificare a investigațiilor pentru a structura și structura munca studenților în timp ce aceștia lucrează ca oameni de știință. Elevii pot finaliza etapa de planificare pe Storyboard That folosind casetele de text și diagramele, sau le puteți tipări și îi cereți elevilor să le completeze manual. O altă modalitate excelentă de a le folosi este să proiectați foaia de planificare pe o tablă interactivă și să lucrați la modul de completare a materialelor de planificare ca grup. Proiectați-l pe un ecran și rugați elevii să-și scrie răspunsurile pe note lipicioase și să-și pună ideile în secțiunea corectă a documentului de planificare.

Elevii foarte tineri încă pot începe să gândească ca oameni de știință! Au o mulțime de întrebări despre lumea din jurul lor și poți începe să le notezi într-o hartă mentală. Uneori poți chiar să începi să „investigați” aceste întrebări prin joc.

Resursa de bază este destinată elevilor din ciclul elementar sau elevilor care au nevoie de mai mult sprijin. Este conceput să urmeze exact același proces ca și resursele mai mari, dar este ușor mai ușor. Diferența cheie dintre cele două resurse sunt detaliile la care elevii trebuie să se gândească și vocabularul tehnic folosit. De exemplu, este important ca elevii să identifice variabile atunci când își proiectează investigațiile. În versiunea superioară, elevii nu numai că trebuie să identifice variabilele, dar să facă și alte comentarii, cum ar fi modul în care vor măsura variabila dependentă. Pe lângă diferența de schele între cele două niveluri de resurse, poate doriți să diferențiați și mai mult în funcție de modul în care cursanții sunt sprijiniți de profesori și asistenți din sală.

Elevii ar putea fi, de asemenea, încurajați să își facă planul experimental mai ușor de înțeles utilizând grafice, iar acest lucru ar putea fi folosit și pentru a sprijini ELL.

Evaluare

Elevii trebuie să fie evaluați pe baza abilităților lor de cercetare științifică, alături de evaluarea cunoștințelor lor. Acest lucru nu numai că îi va permite elevilor să se concentreze pe dezvoltarea abilităților lor, dar le va permite și să-și folosească informațiile de evaluare într-un mod care îi va ajuta să-și îmbunătățească abilitățile științifice. Folosind Quick Rubric , puteți crea un cadru de evaluare rapid și ușor și îl puteți partaja studenților, astfel încât aceștia să știe cum să reușească în fiecare etapă. Pe lângă furnizarea unei evaluări formative care va conduce la învățare, aceasta poate fi folosită și pentru a evalua munca elevului la sfârșitul unei investigații și pentru a stabili ținte pentru următoarea încercare de a-și planifica propria investigație. Rubricile au fost scrise într-un mod care să permită elevilor să le acceseze cu ușurință. În acest fel, ele pot fi împărtășite studenților în timp ce lucrează prin procesul de planificare, astfel încât studenții să știe cum arată un design experimental bun.




Resurse imprimabile

Înapoi sus

Activități conexe




Fișe de lucru suplimentare

Dacă doriți să adăugați proiecte suplimentare sau să continuați să personalizați foile de lucru, aruncați o privire la câteva pagini șablon pe care le-am compilat pentru dvs. mai jos. Fiecare fișă de lucru poate fi copiată și adaptată proiectelor sau studenților dvs.! Elevii pot fi, de asemenea, încurajați să-și creeze propria lor informație dacă doresc să încerce să organizeze informațiile într-un mod ușor de înțeles.




Cum Să-i Învățați pe Elevi să Conceapă Experimente

1

Încurajează întrebările și curiozitatea

Promovați o cultură a investigației, încurajând elevii să pună întrebări despre lumea din jurul lor.

2

Formulați ipoteze testabile

Învățați elevii cum să elaboreze ipoteze care pot fi testate științific. Ajutați-i să înțeleagă diferența dintre o ipoteză și o întrebare.

3

Oferiți fundal științific

Ajutați elevii să înțeleagă principiile și conceptele științifice relevante pentru ipotezele lor. Încurajați-i să se bazeze pe cunoștințele anterioare sau să efectueze cercetări pentru a-și susține ipotezele.

4

Identificați variabile

Învățați elevii despre cele trei tipuri de variabile (dependente, independente și controlate) și despre modul în care acestea se leagă de designul experimental. Subliniați importanța controlului variabilelor și a măsurării cu acuratețe a variabilei dependente.

5

Planificați și diagramați experimentul

Îndrumați elevii în dezvoltarea unei proceduri experimentale clare și reproductibile. Încurajați-i să creeze un plan pas cu pas sau să folosească diagrame vizuale pentru a ilustra procesul.

6

Efectuați experimentul și analizați datele

Sprijină elevii în timp ce conduc experimentul conform planului lor. Îndrumați-i în colectarea datelor într-un mod semnificativ și organizat. Ajutați-i să analizeze datele și să tragă concluzii pe baza constatărilor lor.

Întrebări frecvente despre design experimental pentru studenți

Care sunt unele instrumente și tehnici comune de proiectare experimentală pe care elevii le pot folosi?

Instrumentele și tehnicile comune de proiectare experimentală pe care elevii le pot folosi includ repartizarea aleatorie, grupurile de control, orbirea, replicarea și analiza statistică. Elevii pot folosi, de asemenea, studii observaționale, sondaje și experimente cu modele naturale sau cvasi-experimentale. Ei pot folosi, de asemenea, instrumente de vizualizare a datelor pentru a-și analiza și prezenta rezultatele.

Cum poate designul experimental să-i ajute pe elevi să dezvolte abilități de gândire critică?

Designul experimental îi ajută pe elevi să dezvolte abilități de gândire critică, încurajându-i să gândească sistematic și logic la problemele științifice. Le cere elevilor să analizeze datele, să identifice modele și să tragă concluzii bazate pe dovezi. De asemenea, îi ajută pe elevi să dezvolte abilități de rezolvare a problemelor, oferind oportunități de a proiecta și de a efectua experimente pentru a testa ipoteze.

Cum poate fi folosit designul experimental pentru a aborda problemele din lumea reală?

Designul experimental poate fi folosit pentru a aborda problemele din lumea reală prin identificarea variabilelor care contribuie la o anumită problemă și testarea intervențiilor pentru a vedea dacă sunt eficiente în abordarea problemei. De exemplu, designul experimental poate fi folosit pentru a testa eficacitatea noilor tratamente medicale sau pentru a evalua impactul intervențiilor sociale asupra reducerii sărăciei sau îmbunătățirii rezultatelor educaționale.

Care sunt câteva capcane comune de proiectare experimentală pe care elevii ar trebui să le evite?

Capcanele comune de proiectare experimentală pe care elevii ar trebui să le evite includ eșecul în controlul variabilelor, utilizarea eșantioanelor părtinitoare, bazarea pe dovezi anecdotice și eșecul în măsurarea precisă a variabilelor dependente. Elevii ar trebui să fie, de asemenea, conștienți de considerentele etice atunci când efectuează experimente, cum ar fi obținerea consimțământului informat și protejarea confidențialității subiecților de cercetare.

Atribuirea Imaginilor
  • 353/365 ~ Second Fall #running #injury • Ray Bouknight • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Always Writing • mrsdkrebs • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Batteries • Razor512 • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Bleed for It • zerojay • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Bulbs • Roo Reynolds • Licență Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
  • Change • dominiccampbell • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Children • Quang Minh (YILKA) • Licență Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
  • Danger • KatJaTo • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • draw • Asja. • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Epic Fireworks Safety Goggles • EpicFireworks • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • GERMAN BUNSEN • jasonwoodhead23 • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Heart Dissection • tjmwatson • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • ISST 2014 Munich • romanboed • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Lightbulb! • Matthew Wynn • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Mini magnifying glass • SkintDad.co.uk • Licență Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
  • Plants • henna lion • Licență Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
  • Plants • Graham S Dean Photography • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Pré Treino.... São Carlos está foda com essa queimada toda #asma #athsma #ashmatt #asthma • .v1ctor Casale. • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • puzzle • olgaberrios • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Puzzled • Brad Montgomery • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Question Mark • ryanmilani • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Radiator • Conal Gallagher • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Red Tool Box • marinetank0 • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Remote Control • Sean MacEntee • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • stopwatch • Search Engine People Blog • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Thinking • Caramdir • Licență 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 • Licență Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
  • Washing my Hands 2 • AlishaV • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
  • Windows • Stanley Zimny (Thank You for 18 Million views) • Licență Attribution, Non Commercial (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
  • wire • Dyroc • Licență Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
Găsiți mai multe planuri de lecție și activități de genul acesta în categoria noastră de știință!
Vezi Toate Resursele Profesorilor
*(Acest lucru va incepe un test gratuit de 2 saptamani - nu este nevoie de card de credit)
https://www.storyboardthat.com/ro/articles/e/experimental-design
© 2024 - Clever Prototypes, LLC - Toate drepturile rezervate.
StoryboardThat este o marcă comercială a Clever Prototypes , LLC și înregistrată la Oficiul de brevete și mărci comerciale din SUA