https://www.storyboardthat.com/sk/articles/e/experimentálny-dizajn

Experimentálny Dizajn

Učiť Študentov o Návrhu Experimentov

Oliverom Smithom

Nezabudnite sa pozrieť na viac našich zdrojov Science!

Experimentálny dizajn pre študentov


Veda je zmesou historicky nazhromaždených vedomostí a zručností. Tieto praktické zručnosti siahajú od riešenia problémov po analýzu údajov; majú široký dosah a často sa dajú použiť mimo učebne. Výučba týchto zručností je veľmi dôležitou súčasťou prírodovedného vzdelávania, ale často sa prehliada, keď sa zameriava na výučbu obsahu. Ako pedagógovia prírodných vied sme všetci videli výhody, ktoré má praktická práca pre zapojenie a porozumenie študentov. Avšak s časovými obmedzeniami stanovenými v učebných osnovách môže byť čas potrebný na to, aby si študenti mohli tieto vyšetrovacie schopnosti rozvinúť, vytlačený. Príliš často dávame študentom „recept“, ktorý im umožňuje nasledovať, čo študentom neumožňuje prevziať zodpovednosť za svoju praktickú prácu. Od útleho veku začínajú študenti premýšľať o svete okolo seba. Pýtajú sa na ne a potom na ne odpovedajú pomocou pozorovaní a dôkazov. Študenti majú tendenciu mať inteligentné, zaujímavé a testovateľné otázky, ktoré radi kladú. Ako vychovávatelia by sme sa mali usilovať o povzbudenie týchto otázok a následne o ich prirodzenú zvedavosť vo svete okolo nich.

Vyučovanie návrhu experimentov a nechanie študentov rozvíjať svoje vlastné otázky a hypotézy si vyžaduje čas. Tieto materiály boli vytvorené na účely skafoldovania a štruktúrovania procesu, aby sa učitelia mohli zamerať na zlepšenie kľúčových myšlienok experimentálneho návrhu. Cenným zážitkom pre nich je umožniť študentom klásť vlastné otázky, písať vlastné hypotézy a plánovať a vykonávať vlastné vyšetrovania. To povedie k väčšej zodpovednosti študentov za prácu. Keď študenti vykonávajú experimentálnu metódu pre svoje vlastné otázky, uvažujú o tom, ako vedci historicky pochopili, ako vesmír funguje.



Design an Experiment  

Prezrite si nižšie uvedené stránky a šablóny pracovných listov, ktoré sú vhodné pre tlač.

Experimentálne kroky návrhu

1. Otázka

Toto je kľúčová súčasť vedeckej metódy a experimentálneho procesu navrhovania. Študenti radi prichádzajú s otázkami. Formulovanie otázok je hlboká a zmysluplná činnosť, ktorá môže dať študentom zodpovednosť za prácu. Skvelý spôsob, ako prinútiť študentov, aby si predstavili svoje otázky, je použitie storyboardu myšlienkovej mapy.




Design an Experiment  

Požiadajte študentov, aby premýšľali o akýchkoľvek otázkach, ktoré chcú odpovedať na vesmír, alebo ich prinútili premýšľať o otázkach, ktoré majú v súvislosti s konkrétnou témou. Všetky otázky sú dobré otázky, ale niektoré sa dajú ľahšie testovať ako iné.


2. Hypotéza

Hypotéza je známa ako vzdelaný odhad. Hypotéza by mala byť vyhlásením, ktoré je možné vedecky otestovať. Na konci experimentu sa obzrite späť a zistite, či záver podporuje hypotézu. Vytváranie dobrých hypotéz môže byť pre študentov náročné pochopiť. Je dôležité pamätať na to, že hypotéza nie je otázkou, je to preukázateľné vyhlásenie .

Jedným zo spôsobov, ako vytvoriť hypotézu, je vytvoriť ju ako vyhlásenie „ak ... potom ...“. Toto určite nie je jediný alebo najlepší spôsob, ako vytvoriť hypotézu, ale môže to byť veľmi jednoduchý vzorec, ktorý môžu študenti použiť pri prvom naštartovaní. Vyhlásenie „ak ... potom ...“ vyžaduje, aby študenti najskôr identifikovali premenné, a to môže zmeniť poradie, v akom dokončujú fázy vizuálneho organizátora.

Po identifikácii premenných bude mať hypotéza podobu, ak [zmena v nezávislej premennej], potom [zmena v závislej premennej]. Napríklad, keby experiment hľadal účinok kofeínu na reakčný čas, nezávislou premennou by bolo množstvo kofeínu a závislou premennou by bol reakčný čas. Hypotéza „ak, potom“ by mohla byť: Ak zvýšite množstvo prijatého kofeínu, reakčná doba sa skráti.


3. Vysvetlenie hypotézy

Čo ťa viedlo k tejto hypotéze? Aké je vedecké pozadie vašej hypotézy? V závislosti od veku a schopností študenti používajú svoje predchádzajúce vedomosti na vysvetlenie, prečo si vybrali svoje hypotézy, alebo alternatívne na výskum pomocou kníh alebo internetu. Môže to byť tiež vhodný čas na diskusiu so študentmi o tom, čo je spoľahlivý zdroj.


4. Predikcia

Predikcia sa mierne líši od hypotézy. Hypotéza je testovateľným tvrdením, zatiaľ čo predpoveď je špecifickejšia pre experiment. Pri objavení štruktúry DNA hypotéza navrhovala, že DNA má špirálovú štruktúru. Predpokladalo sa, že rôntgenový difraktogram DNA bude mať tvar X.


5. Identifikácia premenných

Nižšie je uvedený príklad diskusného scenára, pomocou ktorého môžu vaši študenti hovoriť o premenných experimentálneho návrhu.



Design an Experiment  

Tri typy premenných, ktoré budete musieť so svojimi študentmi prediskutovať, sú závislé, nezávislé a kontrolované premenné. Ak chcete zachovať túto jednoduchosť, označte ich ako „čo sa chystáte zmerať“, „čo sa chystáte zmeniť“ a „to, čo sa chystáte zachovať“. U pokročilejších študentov by ste ich mali povzbudiť, aby používali správny slovník.

Závislé premenné sú to, čo vedec meria alebo pozoruje. Tieto merania sa často opakujú, pretože opakované merania zvyšujú spoľahlivosť vašich údajov.

Nezávislá premenná je premenná, ktorú sa vedci rozhodnú zmeniť, aby zistili, aký vplyv má na závislú premennú. Je vybraný iba jeden, pretože by bolo ťažké zistiť, ktorá premenná spôsobuje akúkoľvek zmenu, ktorú pozorujete.

Kontrolované premenné sú veličiny alebo faktory, ktoré chcú vedci počas experimentu zachovať. Sú kontrolované, aby zostali konštantné, aby neovplyvňovali závislú premennú. Ich kontrola umožňuje vedcom zistiť, ako nezávislá premenná ovplyvňuje závislú premennú.

Použite tento príklad nižšie vo svojich lekciách alebo vymažte odpovede a nastavte ho ako aktivitu pre študentov, ktorú dokončia na Storyboard That.

Ako teplota ovplyvňuje množstvo cukru, ktoré sa dá rozpustiť vo vode
Nezávislá premenná Teplota vody
(Rozsah 5 rôznych vzoriek pri 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C a 50 ° C)
Závislá premenná Množstvo cukru, ktoré sa môže rozpustiť vo vode, merané v čajových lyžičkách.
Kontrolované premenné
  • Objem vody (500 ml - merané pomocou odmerného valca)
  • Druh vody (získajte vodu z rovnakého kohútika)
  • Či je voda miešaná alebo nie
  • Druh cukru
  • Veľkosť zŕn cukru



Design an Experiment  

6. Posúdenie rizika

Nakoniec to musí podpísať zodpovedný dospelý človek, je však dôležité prinútiť študentov, aby premýšľali o tom, ako sa budú udržiavať v bezpečí. V tejto časti by študenti mali identifikovať potenciálne riziká a potom vysvetliť, ako minimalizujú riziko. Činnosť, ktorá má pomôcť študentom rozvíjať tieto zručnosti, je prinútiť ich identifikovať a riadiť riziká v rôznych situáciách. Pomocou storyboardu nižšie získajte študentov, aby vyplnili druhý stĺpec T-grafu vyslovením „Čo je to riziko?“ A potom vysvetlili, ako by mohli toto riziko zvládnuť. Tento storyboard by sa mohol premietnuť aj do diskusie v triede.



Design an Experiment  

7. Materiály

V tejto časti študenti uvedú materiály, ktoré potrebujú na experimenty, vrátane všetkých bezpečnostných zariadení, ktoré v časti o hodnotení rizika označili za potrebné. Je to vynikajúci čas hovoriť so študentmi o výbere nástrojov, ktoré sú vhodné pre danú prácu. Budete používať iný nástroj na meranie šírky vlasov ako na meranie šírky futbalového ihriska!


8. Všeobecný plán a diagram

Je dôležité hovoriť so študentmi o reprodukovateľnosti. Mali by napísať postup, ktorý by umožnil ľahkú reprodukciu ich experimentálnej metódy iným vedcom. Najjednoduchší a najstručnejší spôsob, ako to môžu študenti urobiť, je urobiť očíslovaný zoznam pokynov. Užitočnou aktivitou by tu mohlo byť prinútenie študentov vysvetliť, ako si pripraviť šálku čaju alebo sendviča. Uskutočnite tento proces a poukážte na všetky kroky, ktoré vynechali.

Pre študentov angličtiny a študentov, ktorí majú problémy s písanou angličtinou, môžu študenti vizuálne opísať kroky vo svojom experimente pomocou nástroja Storyboard That.

Nie každý experiment bude potrebovať schému, ale niektoré plány sa výrazne zlepšia zahrnutím jedného. Zamerajte študentov na vytváranie jasných a zrozumiteľných diagramov.


9. Vykonajte experiment

Študenti potom sledujú svoj plán a uskutočňujú experiment. Je dôležité, aby študenti zbierali svoje výsledky zmysluplným a ľahko zrozumiteľným spôsobom. Dáta sa často zaznamenávajú do tabuľky, ale môžu sa robiť aj s fotografiami, kresbami pozorovaní alebo kombináciou. Môže byť užitočné nechať študentov zapísať akékoľvek ťažkosti a problémy, ktoré mali pri vykonávaní experimentu. To by mohlo pomôcť neskôr s vyhodnotením ich experimentálnej metódy.

Je dôležité uviesť, že všetky experimenty, ktoré študenti navrhnú, by mali dôkladne posúdiť riziká zodpovední dospelí predtým, ako niektorým študentom umožnia vykonávať ich praktickú prácu.


Po ukončení experimentu študenti analyzujú údaje, vyvodzujú závery a zdieľajú svoje výsledky. V závislosti od úrovne študentov to môže byť formálna laboratórna správa, grafy, diskusia v triede alebo iná metóda.


Vyplnené príklady




Design an Experiment  

Zdroje a experimentálne príklady návrhu

Používanie vizuálnych organizátorov je efektívny spôsob, ako prinútiť študentov pracovať ako vedci v triede.

Existuje mnoho spôsobov, ako využiť tieto nástroje plánovania vyšetrovania na lešenie a štruktúrovanie práce študentov, zatiaľ čo pracujú ako vedci. Študenti môžu dokončiť fázu plánovania na Storyboard That pomocou textových polí a diagramov, alebo si ich môžete vytlačiť a nechať študentov, aby ich vyplnili ručne. Ďalším skvelým spôsobom, ako ich použiť, je premietnuť plánovaciu tabuľu na interaktívnu tabuľu a prepracovať plánovacie materiály ako skupinu. Premietnite ju na obrazovku a nechajte študentov, aby svoje odpovede písali na lístky s poznámkami a svoje nápady vložili do správnej časti plánovacieho dokumentu.

Veľmi mladí študenti môžu stále začať myslieť ako vedci! Majú veľa otázok o svete okolo seba a vy si ich môžete zapísať do mapy mysle. Niekedy môžete dokonca začať „vyšetrovať“ tieto otázky hrou.

Základný zdroj je určený pre študentov základných škôl alebo študentov, ktorí potrebujú väčšiu podporu. Je navrhnutý tak, aby sledoval presne ten istý proces ako vyššie zdroje, ale bol o niečo ľahší. Kľúčový rozdiel medzi týmito dvoma zdrojmi sú podrobnosti, ktoré musia študenti premýšľať, a použitý odborný slovník. Napríklad je dôležité, aby študenti identifikovali premenné pri navrhovaní svojich výskumov. Vo vyššej verzii musia študenti nielen identifikovať premenné, ale urobiť aj ďalšie komentáre, ako napríklad to, ako budú merať závislú premennú. Rovnako ako rozdiel v oblasti lešenia medzi dvoma úrovňami zdrojov, možno budete chcieť ďalej rozlišovať podľa toho, ako sú žiaci podporovaní učiteľmi a asistentmi v miestnosti.

Študenti by tiež mohli byť povzbudení, aby uľahčili pochopenie svojho experimentálneho plánu pomocou grafiky, a to by sa tiež mohlo použiť na podporu ELL.




Design an Experiment  

posúdenie

Študenti musia popri hodnotení svojich vedomostí hodnotiť svoje zručnosti v oblasti vedeckého bádania. Študenti sa nielenže zamerajú na rozvoj svojich zručností, ale tiež im umožnia využívať svoje hodnotiace informácie spôsobom, ktorý im pomôže zlepšiť ich vedecké zručnosti. Pomocou Quick Rubric môžete vytvoriť rýchly a jednoduchý rámec hodnotenia a zdieľať ho so študentmi, aby vedeli, ako uspieť v každej fáze. Okrem formatívneho hodnotenia, ktoré bude viesť k vzdelávaniu, sa to môže tiež použiť na hodnotenie práce študentov na konci vyšetrovania a stanovenie cieľov pre prípad, keď sa budúci pokus o plánovanie vlastného vyšetrovania naplánujú. Rubriky boli napísané takým spôsobom, aby umožnili študentom ľahký prístup k nim. Týmto spôsobom môžu byť zdieľaní so študentmi, ktorí pracujú v procese plánovania, aby študenti vedeli, ako vyzerá dobrý experimentálny návrh.




Zdroje na tlač

Návrat hore




Design an Experiment  

Ďalšie pracovné hárky

Ak chcete pridať ďalšie projekty alebo pokračovať v prispôsobovaní pracovných listov, pozrite si nižšie niekoľko stránok šablón, ktoré sme pre vás zostavili. Každý pracovný hárok je možné skopírovať a prispôsobiť vašim projektom alebo študentom! Študentov možno tiež povzbudiť, aby si vytvorili svoje vlastné, ak chcú skúsiť usporiadať informácie ľahko zrozumiteľným spôsobom.



Priradenie Obrázkov


Pomôžte Zdieľať Storyboard That!

Hľadáte Viac?

Pozrite sa na zvyšok našich príručiek pre učiteľov a plánov hodín!


Zobraziť všetky zdroje učiteľov


Naše Plagáty na ZazzleNaše Lekcie o Učiteľoch Platia Učiteľom



Clever Logo Logo Triedy Google Student Privacy Pledge signatory
https://www.storyboardthat.com/sk/articles/e/experimentálny-dizajn
© 2019 - Clever Prototypes, LLC - Všetky práva vyhradené.
Začať Moje Skúšobná Verzia Zadarmo
Preskúmajte Naše Články a Príklady

Filmové zdroje

Filmové zdrojeVideo marketing

Ilustrovaní sprievodcovia

PodnikanieVzdelávanie
Vyskúšajte Naše Ďalšie Webové Stránky!

Photos for Class - hľadajte škola-bezpečný, Creative Commons fotky! ( To dokonca cituje pre vás! )
Quick Rubric - ľahko robiť a zdieľať skvelé hľadá Rubrics!
Uprednostňujete iný jazyk?

•   (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