Eksperimentalni Oblikovanje

Eksperimentalno oblikovanje za študente

Oglejte si strani, prijazne tiskalniku, in predloge delovnega lista spodaj!

1. Vprašanje

To je ključni del znanstvene metode in eksperimentalnega postopka načrtovanja. Študentje z veseljem zastavljajo vprašanja. Oblikovanje vprašanj je globoka in smiselna dejavnost, ki lahko da študentom lastništvo nad svojim delom. Odličen način, kako študenti razmišljajo o vizualizaciji svojih vprašanj, je uporaba pripovedne plošče z mislimi.

Študente prosite, naj si premislijo o vseh vprašanjih, o katerih želijo odgovoriti o vesolju, ali pa si omislite vprašanja o določeni temi. Vsa vprašanja so dobra vprašanja, vendar jih je nekaj lažje preizkusiti kot druga.

2. Hipoteza

Hipoteza je znana kot izobraženo ugibanje. Hipoteza mora biti izjava, ki jo je mogoče znanstveno preizkusiti. Na koncu poskusa poglejte, ali zaključek podpira hipotezo ali ne. Oblikovanje dobrih hipotez je za študente lahko izziv. Pomembno si je zapomniti, da hipoteza ni vprašanje, temveč preizkusna izjava .

Eden od načinov oblikovanja hipoteze je, da ga oblikujemo kot izjavo "če ... potem ...". To zagotovo ni edini ali najboljši način za oblikovanje hipoteze, vendar je študentom lahko zelo enostavna formula, ki jo uporabijo pri prvem zagonu. Izjava "če ... potem ..." od študentov zahteva, da najprej identificirajo spremenljivke in lahko spremenijo vrstni red, v katerem so zaključili faze vizualnega organizatorja.

Po identificiranju spremenljivk ima hipoteza obliko, če [sprememba neodvisne spremenljivke], potem [sprememba odvisne spremenljivke]. Če bi na primer eksperiment iskal učinek kofeina na reakcijski čas, bi bila neodvisna spremenljivka količina kofeina, odvisna spremenljivka pa reakcijski čas. Hipoteza "če, potem" bi lahko bila: Če povečate količino zaužitega kofeina, se bo reakcijski čas zmanjšal.

3. Pojasnilo hipoteze

Kaj vas je pripeljalo do te hipoteze? Kakšno znanstveno ozadje stoji za vašo hipotezo? Študenti glede na starost in zmožnosti predhodno znanje razložijo, zakaj so izbrali svoje hipoteze, ali pa raziskovanje s pomočjo knjig ali interneta. To bi bil tudi pravi čas, da se s študenti pogovorimo o tem, kaj je zanesljiv vir.

4. Napoved

Napoved je nekoliko drugačna od hipoteze. Hipoteza je preizkusna trditev, medtem ko je napoved bolj specifična za eksperiment. Pri odkritju strukture DNK je hipoteza predlagala, da ima DNK vijačno strukturo. Napoved je bila, da bo vzorec rentgenske difrakcije DNA oblike X.

5. Identifikacija spremenljivk

Spodaj je primer diskusijske zgodbe, s katero lahko vaši študenti govorijo o spremenljivkah v eksperimentalnem oblikovanju.

6. Ocena tveganja

Konec koncev mora to odpisati odgovorna odrasla oseba, vendar je pomembno, da študenti razmišljajo o tem, kako se bodo varovali. V tem delu naj študenti prepoznajo potencialna tveganja in nato pojasnijo, kako bodo tveganje čim bolj zmanjšali. Dejavnost, ki pomaga učencem razviti te veščine, je, da jih spodbudi k prepoznavanju in obvladovanju tveganj v različnih situacijah. S spodnjo knjigo prispevkov naj učenci izpolnijo drugi stolpec T-grafikona z besedami: "Kaj je tveganje?", Nato pa pojasnijo, kako bi to tveganje obvladali. To knjigo zgodb bi lahko predvideli tudi za razpravo v razredu.

7. Materiali

V tem razdelku bodo študenti našteli gradivo, ki ga potrebujejo za poskuse, vključno z vso varnostno opremo, ki so jo v oddelku o oceni tveganja poudarili kot potrebno. To je odličen čas za pogovor s študenti o izbiri orodij, ki so primerna za delo. Uporabili boste drugo orodje za merjenje širine las kot za merjenje širine nogometnega igrišča!

8. Splošni načrt in diagram

Pomembno je, da se študentje pogovorijo o obnovljivosti. Napisati bi morali postopek, ki bi omogočil, da bi drug znanstvenik z lahkoto reproduciral njihovo eksperimentalno metodo. To najlažje in najbolj jedrnato storijo študenti s sestavljanjem oštevilčenega seznama navodil. Koristna dejavnost tukaj bi lahko bila, da bi študenti razložili, kako si pripraviti skodelico čaja ali sendvič. Izvedite postopek in opozarjajte na vse korake, ki ste jih zamudili.

Za učence angleškega jezika in študente, ki se borijo s pisno angleščino, lahko študenti korake svojega eksperimenta vizualno opišejo s pomočjo Storyboard That.

Vsak poskus ne bo potreboval diagrama, vendar se bodo nekateri načrti zelo izboljšali z vključitvijo enega. Študentje naj se osredotočijo na izdelavo jasnih in enostavno razumljivih diagramov.

9. Izvedite eksperiment

Študenti nato sledijo svojemu načrtu in izvedejo poskus. Pomembno je, da učenci rezultate zbirajo na smiseln in lahko razumljiv način. Podatki so pogosto zapisani v tabelo, vendar jih je mogoče narediti tudi s fotografijami, risbami opazovanj ali kombinacijo. Študentom je lahko koristno, da si zapišejo kakršne koli težave in težave, ki so jih imeli pri izvedbi poskusa. To bi lahko kasneje pomagalo pri oceni njihove eksperimentalne metode.

Pomembno je omeniti, da mora vsak poskus, ki ga študenti oblikujejo, odgovorna odrasla oseba temeljito oceniti tveganje, preden dijakom omogoči, da izvajajo svoje praktično delo.

Po zaključku postopka eksperimenta študentje analizirajo podatke, sklepajo in nato delijo svoje rezultate. To je lahko odvisno od stopnje študenta, to je uradno laboratorijsko poročilo, grafi, razprava v razredu ali druga metoda.

Končani primeri

Uporaba vizualnih organizatorjev je učinkovit način, da študentje v učilnici delajo kot znanstveniki.

Obstaja veliko načinov, kako uporabiti ta orodja za načrtovanje preiskav za oder in strukturo študentskega dela, ko delajo kot znanstveniki. Študenti lahko zaključijo fazo načrtovanja na Storyboard That za Storyboard That s pomočjo besedilnih polj in diagramov ali pa jih natisnete in študentje dokončajo ročno. Drug odličen način, kako jih uporabiti, je načrtovanje lista za načrtovanje na interaktivni tabli in delo s tem, kako dokončati gradivo za načrtovanje kot skupino. Projektirajte ga na zaslon in naj učenci napišejo svoje odgovore na lepljive opombe in svoje ideje postavijo v pravilen del načrtovalnega dokumenta.

Zelo mladi učenci lahko še vedno začnejo razmišljati kot znanstveniki! Imajo veliko vprašanj o svetu okoli sebe in lahko jih začnete zapisovati na miselnem zemljevidu. Včasih lahko ta vprašanja celo začnete 'preiskovati' skozi igro.

Temeljni vir je namenjen osnovnošolcem ali študentom, ki potrebujejo več podpore. Zasnovan je tako, da sledi popolnoma enakemu postopku kot višji viri, vendar je nekoliko lažji. Ključna razlika med obema viroma je podrobnost, o kateri morajo študentje razmišljati, in uporabljeni tehnični besednjak. Na primer, pomembno je, da študenti prepoznajo spremenljivke, ko oblikujejo svoje raziskave. V višji različici morajo študenti ne le identificirati spremenljivke, ampak dati tudi druge pripombe, na primer, kako bodo merili odvisno spremenljivko. Poleg razlike v odrih med dvema ravenoma virov, boste morda želeli še razlikovati, kako učitelji in pomočniki v sobi podpirajo učence.

Študente bi lahko spodbudili tudi k lažjemu razumevanju eksperimentalnega načrta z uporabo grafike in to bi lahko uporabili tudi za podporo ELL-jem.

Študentje morajo biti ovrednoteni glede na znanost raziskovalnega dela skupaj z ocenjevanjem svojega znanja. Študenti se ne bodo samo osredotočili na razvijanje svojih znanj, ampak bodo tudi omogočili uporabo svojih ocenjevalnih informacij na način, ki jim bo pomagal izboljšati znanost. S pomočjo Quick Rubric lahko ustvarite hiter in enostaven okvir ocenjevanja in ga delite s študenti, da bodo vedeli, kako uspeti na vsaki stopnji. Poleg oblikovanja ocene, ki bo spodbudilo učenje, se lahko to uporabi tudi za ocenjevanje študentskega dela na koncu preiskave in določitev ciljev, kdaj bodo naslednjič poskušali načrtovati lastno preiskavo.

Vrni se na vrh

Če želite dodati dodatne projekte ali nadaljujete s prilagajanjem delovnih listov, si oglejte več strani s predlogi, ki smo jih pripravili spodaj. Vsak delovni list je mogoče kopirati in prilagoditi vašim projektom ali študentom! Študente lahko spodbudite tudi k ustvarjanju lastnih, če želijo poskusiti organiziranje informacij na lahko razumljiv način.

• Delovni listi laboratorija
• Diskusijski delovni listi
• Delovni listi s seznama

Pogosta vprašanja o načrtovanju eksperimentov za študente

Katera so nekatera običajna orodja in tehnike eksperimentalnega načrtovanja, ki jih študentje lahko uporabljajo?

Običajna orodja in tehnike eksperimentalnega načrtovanja, ki jih študentje lahko uporabljajo, vključujejo naključno dodeljevanje, kontrolne skupine, slepitev, replikacijo in statistično analizo. Študenti lahko uporabljajo tudi opazovalne študije, ankete in eksperimente z naravnimi ali kvazieksperimentalnimi načrti. Za analizo in predstavitev svojih rezultatov lahko uporabljajo tudi orodja za vizualizacijo podatkov.

Kako lahko eksperimentalno načrtovanje pomaga učencem razviti sposobnosti kritičnega mišljenja?

Eksperimentalno načrtovanje pomaga učencem razviti sposobnosti kritičnega mišljenja, tako da jih spodbuja k sistematičnemu in logičnemu razmišljanju o znanstvenih problemih. Od študentov zahteva analizo podatkov, prepoznavanje vzorcev in sklepanje na podlagi dokazov. Študentom tudi pomaga razviti veščine reševanja problemov, tako da nudi priložnosti za načrtovanje in izvajanje poskusov za preverjanje hipotez.

Kako se lahko eksperimentalno načrtovanje uporabi za reševanje problemov v resničnem svetu?

Eksperimentalno zasnovo je mogoče uporabiti za reševanje problemov v resničnem svetu z identifikacijo spremenljivk, ki prispevajo k določeni težavi, in testiranjem intervencij, da bi ugotovili, ali so učinkovite pri reševanju težave. Na primer, eksperimentalno zasnovo je mogoče uporabiti za testiranje učinkovitosti novih medicinskih zdravljenj ali za ovrednotenje vpliva socialnih posegov na zmanjšanje revščine ali izboljšanje izobraževalnih rezultatov.

Katere so pogoste pasti eksperimentalnega načrtovanja, ki bi se jih študenti morali izogibati?

Pogoste pasti eksperimentalnega načrtovanja, ki bi se jim študenti morali izogibati, vključujejo nezmožnost nadzora spremenljivk, uporabo pristranskih vzorcev, zanašanje na anekdotične dokaze in neuspeh pri natančnem merjenju odvisnih spremenljivk. Študentje se morajo zavedati tudi etičnih vidikov pri izvajanju poskusov, kot je pridobivanje informiranega soglasja in varovanje zasebnosti raziskovalcev.