Design Experimental

Proiectare experimentală pentru studenți

Aruncați o privire la paginile și modelele foilor de lucru prietenoase cu imprimanta de mai jos!

1. Întrebare

Aceasta este o parte cheie a metodei științifice și a procesului de proiectare experimentală. Studenților le place să vină cu întrebări. Formularea întrebărilor este o activitate profundă și semnificativă care poate oferi studenților proprietatea asupra muncii lor. Un mod minunat de a-i determina pe studenți să se gândească la vizualizarea întrebărilor lor este folosirea unui storyboard cu harta minții.

Rugați elevii să se gândească la orice întrebări la care vor să răspundă despre univers sau să-i determine 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 sub numele de ghiciri educate. O ipoteză ar trebui să fie o afirmație care poate fi testată științific. La sfârșitul experimentului, priviți înapoi pentru a vedea dacă concluzia acceptă sau nu ipoteza. Formarea unor ipoteze bune poate fi dificilă pentru studenți. Este important să ne amintim că ipoteza nu este o întrebare, ci este o afirmație testabilă .

O modalitate de formare a unei ipoteze 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 ușoară de utilizat de către studenți la început. O declarație „dacă… atunci…” cere studenților să identifice mai întâi variabilele și care poate schimba ordinea în care finalizează etapele organizatorului vizual.

După identificarea variabilelor, ipoteza ia forma dacă [schimbare în variabilă independentă], apoi [modificare în variabilă dependentă]. De exemplu, dacă un experiment ar căuta efectul cofeinei asupra timpului de reacție, variabila independentă ar fi cantitatea de cafeină, 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. Explicația Ipotezei

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

4. Predicție

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 era că modelul de difracție de raze X al ADN-ului va fi o formă X.

5. Identificarea variabilelor

Mai jos este prezentat un exemplu de Discuție Storyboard care poate fi folosit pentru a-i determina pe studenți să vorbească despre variabile în proiectarea experimentală.

6. Evaluarea riscului

În cele din urmă, acest lucru trebuie să fie semnat de un adult responsabil, dar este important să îi determinăm pe studenți să se gândească la modul în care se vor păstra în siguranță. În această parte, studenții ar trebui să identifice riscurile potențiale și apoi să explice modul în care acestea vor minimiza riscul. O activitate de a ajuta elevii să dezvolte aceste abilități este de a-i determina să identifice și să gestioneze riscurile în diferite situații. Folosind graficul de mai jos, faceți-i pe elevi să completeze a doua coloană a graficului T, spunând „Ce este riscul?”, Explicând apoi cum ar putea gestiona acest risc. Acest storyboard ar putea fi proiectat și pentru o discuție în clasă.

7. Materiale

În această secțiune, studenții 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 minunat pentru a vorbi elevilor despre alegerea instrumentelor potrivite pentru job. Veți folosi un instrument diferit pentru a măsura lățimea unui păr decât pentru a măsura lățimea unui teren de fotbal!

8. Planul general și diagrama

Este important să vorbim cu elevii despre reproductibilitate. Ei ar trebui să scrie o procedură care să permită reproducerea cu ușurință a metodei lor experimentale de către un alt om de știință. Cel mai simplu și mai concis mod de a face studenții este să facă o listă numerotată de instrucțiuni. O activitate utilă aici ar putea fi ca elevii să explice cum se face o ceașcă de ceai sau un sandwich. Efectuați procesul, indicând pașii pe care i-au pierdut.

Pentru studenții de limbă engleză și studenții care se luptă cu limba engleză scrisă, studenții pot descrie pașii experimentului lor folosind vizual Storyboard That.

Nu orice experiment va avea nevoie de o diagramă, dar unele planuri vor fi mult îmbunătățite prin includerea unuia. Solicitați-i studenților să se concentreze pe producerea unor diagrame clare și ușor de înțeles.

9. Efectuați experimentul

Studenții își urmează apoi planul și desfășoară experimentul. Este important ca elevii să își colecteze rezultatele într-un mod semnificativ și ușor de înțeles. Datele sunt adesea înregistrate într-un tabel, dar ar putea fi făcute și cu fotografii, desene de observații sau o combinație. Poate fi util ca elevii să scrie toate dificultățile și problemele pe care le-au avut atunci când au efectuat experimentul. Acest lucru ar putea ajuta ulterior cu evaluarea metodei lor experimentale.

Este important de menționat faptul că orice experimente proiectate de studenți ar trebui să fie evaluate temeinic de risc de către adultul responsabil înainte de a permite studenților să își îndeplinească activitatea practică.

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

Exemple completate

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

Există multe modalități de a utiliza aceste instrumente de planificare a investigațiilor pentru a schela și structura activitatea studenților în timp ce lucrează ca oameni de știință. Elevii pot finaliza etapa de planificare pe Storyboard That folosind casetele de text și diagramele, sau le puteți imprima și puteți face studenții să le completeze de mână. Un alt mod minunat de a le folosi este să proiectați fișa de planificare pe o tablă albă interactivă și să lucrați prin cum să completați materialele de planificare ca grup. Proiectați-l pe un ecran și faceți-i pe elevi să-și scrie răspunsurile pe note lipicioase și să pună ideile lor în secțiunea corectă a documentului de planificare.

Elevii foarte tineri pot încă să înceapă să gândească ca oameni de știință! Au o mulțime de întrebări despre lumea din jurul lor și puteți începe să notați acestea într-o hartă a minții. Uneori puteți chiar să începeți să „investigați” aceste întrebări prin intermediul jocului.

Resursa fundației este destinată studenților elementari sau studenților care au nevoie de mai mult sprijin. Este proiectat să urmeze exact același proces ca și resursele mai mari, dar ușor ușor. Diferența cheie între cele două resurse sunt detaliile la care elevii trebuie să se gândească și vocabularul tehnic utilizat. De exemplu, este important ca elevii să identifice variabile atunci când își proiectează investigațiile. În versiunea superioară, studenții nu trebuie doar să identifice variabilele, dar fac și alte comentarii, cum ar fi modul în care vor măsura variabila dependentă. La fel ca și diferența de schele între cele două niveluri de resurse, poate doriți să vă diferențiați în continuare de modul în care elevii sunt susținuți de profesori și asistenți în sală.

Studenții ar putea fi, de asemenea, încurajați să își facă mai ușor de înțeles planul experimental, folosind grafică, iar acest lucru ar putea fi folosit și pentru susținerea ELL-urilor.

Studenții trebuie să fie evaluați pe abilitățile de cercetare științifică, alături de evaluarea cunoștințelor lor. Nu numai că acest lucru îi va permite studenților să se concentreze pe dezvoltarea abilităților lor, dar îi va permite, de asemenea, să-și folosească informațiile de evaluare într-un mod care să îi ajute să-și îmbunătățească abilitățile științifice. Folosind Quick Rubric , puteți crea un cadru de evaluare rapid și ușor și îl puteți împărtăși cu studenții, astfel încât să știe să reușească în fiecare etapă. Pe lângă faptul că oferă o evaluare formativă care va conduce învățarea, aceasta poate fi, de asemenea, utilizată pentru a evalua munca studenților la sfârșitul unei investigații și pentru a stabili ținte pentru când vor încerca următoarea planificare a propriei investigații.

Înapoi la început

Dacă doriți să adăugați proiecte suplimentare sau să continuați să personalizați fișele de lucru, aruncați o privire la mai multe pagini de șabloane pe care le-am compilat mai jos. Fiecare fișă de lucru poate fi copiată și adaptată proiectelor sau studenților dvs.! Elevii pot fi, de asemenea, încurajați să-și creeze propriile persoane dacă doresc să încerce să organizeze informații într-un mod ușor de înțeles.

• Fișe de lucru de laborator
• Fișe de lucru pentru discuții
• Fise de lucru Lista de verificare

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.