Bilim, tarihsel olarak biriken bilgi ve becerilerin bir karışımıdır. Bu pratik beceriler, problem çözmeden veri analizine; geniş bir alana ulaşırlar ve sınıf dışında sıkça uygulanabilirler. Bu becerilerin öğretilmesi fen eğitiminin çok önemli bir parçasıdır, ancak genellikle içeriği öğretmeye odaklanıldığında göz ardı edilmektedir. Fen eğitimcileri olarak, pratik çalışmaların öğrencinin katılımı ve anlayışı için sağladığı faydaları hepimiz gördük. Ancak, müfredatta yer alan zaman kısıtlamaları ile, öğrencilerin bu araştırma becerilerini geliştirmeleri için gereken zaman sıkılabilir. Çok sık sık öğrencilere, takip edebilecekleri, pratik çalışmalarına sahip olmalarına izin vermeyen bir 'tarif' veririz. Çok küçük yaşlardan itibaren, öğrenciler çevrelerindeki dünya hakkında düşünmeye başlar. Soru sorarlar, sonra cevaplamak için gözlem ve kanıt kullanırlar. Öğrenciler sormayı sevdikleri akıllı, ilginç ve test edilebilir sorulara sahip olma eğilimindedir. Eğitimciler olarak, bu soruları teşvik etmek için çaba sarf etmeliyiz ve sonra da çevrelerindeki dünyadaki bu doğal merakı beslemeye çalışmalıyız.
Deney tasarımını öğretmek ve öğrencilerin kendi sorularını ve hipotezlerini geliştirmelerine izin vermek zaman alır. Bu materyaller, öğretmenlerin deneysel tasarımdaki temel fikirleri geliştirmeye odaklanmalarına izin vermek için süreci iskeletlemek ve yapılandırmak için yaratılmıştır. Öğrencilerin kendi sorularını sormalarını, kendi hipotezlerini yazmalarını ve kendi araştırmalarını planlamalarını ve yürütmelerini sağlamak, onlar için değerli bir deneyimdir. Bu, öğrencilerin çalışmalarını daha fazla sahiplenmelerini sağlayacaktır. Öğrenciler kendi soruları için deneysel yöntemi uyguladıklarında, bilim adamlarının tarihsel olarak evrenin nasıl çalıştığını anlamaya başladıklarını düşünürler.
Aşağıdaki yazıcı dostu sayfalara ve çalışma sayfası şablonlarına göz atın!
Bu, bilimsel yöntemin ve deneysel tasarım sürecinin önemli bir parçasıdır. Öğrenciler soru sormaktan hoşlanırlar. Soruları formüle etmek, öğrencilere çalışmaları üzerinde sahiplenme sağlayabilecek derin ve anlamlı bir faaliyettir. Öğrencilerin sorularını görselleştirmelerini sağlamanın harika bir yolu, bir zihin haritası film şeridi kullanmaktır.
Öğrencilerden, evren hakkında cevaplamak istedikleri herhangi bir soruyu düşünmelerini veya belirli bir konu hakkında sahip oldukları sorular hakkında düşünmelerini isteyin. Tüm sorular iyi sorulardır, ancak bazılarının test edilmesi diğerlerinden daha kolaydır.
Bir hipotez, eğitimli bir tahmin olarak bilinir. Bir hipotez, bilimsel olarak test edilebilecek bir ifade olmalıdır. Deneyin sonunda, sonucun hipotezi destekleyip desteklemediğine bakın. İyi hipotezler oluşturmak, öğrencilerin kavrayabilmesi için zor olabilir. Hipotezin bir soru olmadığını, test edilebilir bir ifade olduğunu hatırlamak önemlidir.
Bir hipotez oluşturmanın bir yolu, bunu “eğer… öyleyse…” ifadesi olarak oluşturmaktır. Bu kesinlikle bir hipotez oluşturmanın tek veya en iyi yolu değildir, ancak öğrencilerin ilk başladığında kullanmaları için çok kolay bir formül olabilir. Bir “if ... then ...” ifadesi, öğrencilerin önce değişkenleri tanımlamasını gerektirir ve bu, görsel düzenleyicinin aşamalarını tamamlama sırasını değiştirebilir.
[Bağımsız değişken değişim] ve [bağımlı değişken olarak değişiklik] eğer değişkenleri belirlendikten sonra, hipotez daha sonra biçimini alır. Örneğin, bir deney kafeinin reaksiyon süresi üzerindeki etkisini araştırıyorsa, bağımsız değişken kafein miktarı ve bağımlı değişken reaksiyon süresi olacaktır. “Eğer öyleyse” hipotezi şöyle olabilir: Alınan kafein miktarını arttırırsanız, reaksiyon süresi azalır.
Seni bu hipoteze yönlendiren şey neydi? Hipotezinizin ardındaki bilimsel altyapı nedir? Yaş ve yeteneğe bağlı olarak, öğrenciler neden hipotezlerini seçtiklerini açıklamak için önceki bilgilerini kullanırlar veya alternatif olarak, kitap veya interneti kullanarak araştırma yaparlar. Bu aynı zamanda öğrencilerle güvenilir bir kaynağın ne olduğunu tartışmak için iyi bir zaman olabilir.
Tahmin hipotezden biraz farklıdır. Bir hipotez, test edilebilir bir ifadedir, ancak tahmin, deney için daha belirgindir. DNA'nın yapısını keşfederken, hipotez, DNA'nın sarmal bir yapıya sahip olduğunu öne sürdü. Tahmin, DNA'nın X ışını kırınım modelinin bir X şekli olmasıydı.
Aşağıda, öğrencilerinizin deneysel tasarımdaki değişkenler hakkında konuşmasını sağlamak için kullanılabilecek bir Tartışma Hikayesi örneği verilmiştir.
Öğrencilerinizle tartışmanız gereken üç değişken türü, bağımlı, bağımsız ve kontrollü değişkenlerdir. Bunu basit tutmak için, bunlara "neyi ölçeceğinizi", "neyi değiştireceğinizi" ve "neyi aynı tutacağınızı" olarak belirtin. Daha ileri düzey öğrencilerle, doğru kelimeleri kullanmaları için onları teşvik etmelisiniz.
Bağımlı değişkenler , bilim insanı tarafından ölçülen veya gözlenen şeydir. Bu ölçümler sıklıkla tekrarlanır çünkü tekrarlanan ölçümler verilerinizi daha güvenilir hale getirir.
Bağımsız değişken , bilim adamlarının bağımlı değişken üzerindeki etkisinin ne olduğunu görmek için değişmeye karar veren bir değişkendir. Sadece bir tanesi seçilmiştir, çünkü hangi değişkenin gözlemleyeceğiniz herhangi bir değişikliğe neden olduğunu bulmak zor olacaktır.
Kontrollü değişkenler , bilim adamlarının deney boyunca aynı kalmak istedikleri miktarlar veya faktörlerdir. Bağımlı değişkeni etkilemeyecek şekilde sabit kalmaları kontrol edilir. Bunları kontrol etmek bilim adamlarının bağımsız değişkenin bağımlı değişkeni nasıl etkilediğini görmelerini sağlar.
Aşağıdaki dersi derslerinde kullanın ya da cevapları silin ve öğrencilerin Storyboard That tamamlamaları için bir aktivite olarak ayarlayın.
| Sıcaklık suda çözülebilen şeker miktarını nasıl etkiler? | |
|---|---|
| Bağımsız değişken | Su sıcaklığı
(10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C ve 50 ° C'de 5 farklı numune aralığı) |
| Bağımlı değişken | Suda çözülebilen şeker miktarı, çay kaşığı ile ölçülür. |
| Kontrollü Değişkenler |
|
Nihayetinde bu sorumluluk sorumlu bir yetişkin tarafından imzalanmalıdır, ancak öğrencilerin kendilerini nasıl güvende tutacakları hakkında düşünmelerini sağlamak önemlidir. Bu bölümde, öğrenciler potansiyel riskleri tanımlamalı ve daha sonra riski nasıl en aza indireceklerini açıklamalıdır. Öğrencilerin bu becerileri geliştirmelerine yardımcı olacak bir etkinlik, farklı durumlarda riskleri tanımlamalarını ve yönetmelerini sağlamaktır. Aşağıdaki film şeridini kullanarak, öğrencilere T grafiğinin ikinci sütununu "Risk nedir?" Diyerek tamamlayarak bu riski nasıl yönetebileceklerini açıklayın. Bu storyboard sınıf tartışması için de projelendirilebilir.
Bu bölümde, öğrenciler risk değerlendirmesi bölümünde ihtiyaç duyduklarını vurguladıkları güvenlik ekipmanı da dahil olmak üzere deneyler için ihtiyaç duydukları malzemeleri listeler. Bu, öğrencilere işe uygun araçları seçme konusunda konuşmak için harika bir zamandır. Bir saçın genişliğini ölçmek için bir futbol sahasının genişliğini ölçmekten farklı bir araç kullanacaksınız!
Öğrencilerle tekrarlanabilirlik hakkında konuşmak önemlidir. Deneysel yöntemlerinin başka bir bilim insanı tarafından kolayca çoğaltılmasını sağlayacak bir prosedür yazmalılar. Öğrencilerin bunu yapmasının en kolay ve en özlü yolu, talimatların numaralandırılmış bir listesini yapmaktır. Buradaki yararlı etkinlik, öğrencilere bir bardak çay veya sandviç yapmayı açıklamalarını sağlamak olabilir. İşlemi yürütün, attıkları herhangi bir adımı işaret edin.
İngilizce Dil Öğrenenler ve yazılı İngilizce ile mücadele eden öğrenciler için öğrenciler deneylerindeki adımları Storyboard That kullanarak görsel olarak tanımlayabilirler.
Her deney bir şemaya ihtiyaç duymayacak, ancak bazı planlar da dahil edilerek büyük ölçüde geliştirilecektir. Öğrencilere net ve anlaşılması kolay diyagramlar oluşturmaya odaklanın.
Öğrenciler daha sonra planlarını takip eder ve deneyi gerçekleştirir. Öğrencilerin sonuçlarını anlamlı ve anlaşılması kolay bir şekilde toplaması önemlidir. Veriler genellikle bir tabloya kaydedilir, ancak fotoğraflar, gözlem çizimleri veya kombinasyonlarla da yapılabilir. Öğrencilerin, deneyi gerçekleştirirken yaşadıkları güçlükleri ve sorunları yazmalarını sağlamak yararlı olabilir. Bu daha sonra deneysel yöntemlerini değerlendirmede yardımcı olabilir.
Öğrencilerin tasarladıkları deneylerin, herhangi bir öğrencinin pratik çalışmalarını yapmasına izin vermeden önce, sorumlu yetişkin tarafından risk değerlendirmesi yapması gerektiğini belirtmek önemlidir.
Deney prosedürünü tamamladıktan sonra, öğrenciler verileri analiz eder, sonuçları çıkarır ve sonuçları paylaşır. Öğrenci seviyesine bağlı olarak, bu resmi bir laboratuvar raporu, grafikler, sınıf tartışması veya başka bir yöntem olabilir.
Görsel düzenleyicileri kullanmak, öğrencilerinizin sınıfta bilim adamı olarak çalışmasını sağlamak için etkili bir yoldur.
Bu araştırma planlama araçlarını, bilim adamı olarak çalışırken öğrencilerin çalışmalarını iskeletlemek ve yapılandırmak için kullanmanın birçok yolu vardır. Öğrenciler Storyboard That planlama aşamasını tamamlayabilir Metin kutularını ve diyagramlarını kullanarak ya da onları basabilir ve öğrencilerin el ile tamamlamasını sağlayabilirsiniz. Bunları kullanmanın bir başka harika yolu, planlama sayfasını interaktif bir beyaz tahtaya yansıtmak ve planlama malzemelerini nasıl grup halinde tamamlayacağınızı araştırmaktır. Bir ekrana yansıtın ve öğrencilerin cevaplarını yapışkan notlara yazmalarını ve fikirlerini planlama belgesinin doğru bölümüne koymalarını sağlayın.
Çok genç öğrenciler hala bilim insanı olarak düşünmeye başlayabilir! Çevresindeki dünyayla ilgili birçok soru var ve bunları bir akıl haritasından not almaya başlayabilirsiniz. Bazen bu soruları oyun yoluyla 'araştırmaya' bile başlayabilirsiniz.
Temel kaynak, ilköğretim öğrencileri veya daha fazla desteğe ihtiyacı olan öğrenciler içindir. Yüksek kaynaklarla tam olarak aynı süreci takip etmek için tasarlanmıştır, ancak biraz daha kolay hale getirilir. İki kaynak arasındaki temel fark, öğrencilerin düşünmeleri gereken detaylar ve kullanılan teknik kelimedir. Örneğin, öğrencilerin araştırmalarını tasarlarken değişkenleri tanımlamaları önemlidir. Daha yüksek sürümde, öğrenciler sadece değişkenleri tanımlamakla kalmaz, aynı zamanda bağımlı değişkeni nasıl ölçecekleri gibi başka yorumlar da yaparlar. İki kaynak seviyesi arasındaki iskele farkının yanı sıra, öğrencilerin odadaki öğretmenler ve asistanlar tarafından nasıl desteklendiğini ayırt etmek isteyebilirsiniz.
Öğrenciler ayrıca deney planlarını grafik kullanarak daha kolay anlaşılması için teşvik edilebilir ve bu ELL'leri desteklemek için de kullanılabilir.
Öğrencilerin, bilginin değerlendirilmesinin yanı sıra, fen bilgisi araştırma becerilerinde değerlendirilmesi gerekir. Sadece öğrencilerin becerilerini geliştirmeye odaklanmasına izin vermekle kalmayacak, aynı zamanda değerlendirme bilgilerini fen becerilerini geliştirmelerine yardımcı olacak şekilde kullanmalarına izin verecek. Quick Rubric kullanarak, hızlı ve kolay bir değerlendirme çerçevesi oluşturabilir ve her aşamada nasıl başarılı olacaklarını öğrenmeleri için bunu öğrencilerle paylaşabilirsiniz. Öğrenmeyi teşvik edecek biçimlendirici bir değerlendirme sağlamanın yanı sıra, bu, araştırma sonunda öğrenci çalışmalarını değerlendirmek için kullanılabilir ve bir sonraki araştırmayı kendilerinin ne zaman planlamaları isteneceklerine yönelik hedefler belirler.
Ek projeler eklemek veya çalışma sayfalarını özelleştirmeye devam etmek istiyorsanız, aşağıda sizin için derlediğimiz birkaç şablon sayfasına bakın. Her çalışma sayfası kopyalanabilir ve projelerinize veya öğrencilerinize göre uyarlanabilir! Öğrencileri, bilgileri kolay anlaşılır bir şekilde düzenlemeyi denemek istiyorlarsa kendi oluşturmalarını da teşvik edebilirler.
Öğrencileri çevrelerindeki dünya hakkında sorular sormaya teşvik ederek bir sorgulama kültürü geliştirin.
Öğrencilere bilimsel olarak test edilebilecek hipotezleri nasıl geliştireceklerini öğretin. Hipotez ile soru arasındaki farkı anlamalarına yardımcı olun.
Öğrencilerin hipotezleriyle ilgili bilimsel ilkeleri ve kavramları anlamalarına yardımcı olun. Hipotezlerini desteklemek için önceki bilgileri kullanmaları veya araştırma yapmaları için onları teşvik edin.
Öğrencilere üç tür değişkeni (bağımlı, bağımsız ve kontrollü) ve bunların deneysel tasarımla nasıl ilişkili olduğunu öğretin. Değişkenleri kontrol etmenin ve bağımlı değişkeni doğru bir şekilde ölçmenin önemini vurgulayın.
Açık ve tekrarlanabilir bir deneysel prosedür geliştirmede öğrencilere rehberlik edin. Onları adım adım bir plan oluşturmaya veya süreci göstermek için görsel diyagramlar kullanmaya teşvik edin.
Deneyi planlarına göre yürütürken öğrencileri destekleyin. Anlamlı ve düzenli bir şekilde veri toplama konusunda onlara rehberlik edin. Verileri analiz etmelerine ve bulgularına dayanarak sonuçlar çıkarmalarına yardımcı olun.
Öğrencilerin kullanabileceği yaygın deneysel tasarım araçları ve teknikleri arasında rasgele atama, kontrol grupları, körleme, çoğaltma ve istatistiksel analiz yer alır. Öğrenciler ayrıca doğal veya yarı deneysel tasarımlarla gözlemsel çalışmaları, anketleri ve deneyleri kullanabilirler. Sonuçlarını analiz etmek ve sunmak için veri görselleştirme araçlarını da kullanabilirler.
Deneysel tasarım, öğrencilerin bilimsel problemler hakkında sistematik ve mantıklı düşünmeye teşvik ederek eleştirel düşünme becerilerini geliştirmelerine yardımcı olur. Öğrencilerin verileri analiz etmesini, kalıpları belirlemesini ve kanıtlara dayalı sonuçlar çıkarmasını gerektirir. Ayrıca hipotezleri test etmek için deneyler tasarlama ve yürütme fırsatları sunarak öğrencilerin problem çözme becerilerini geliştirmelerine yardımcı olur.
Deneysel tasarım, belirli bir soruna katkıda bulunan değişkenleri tanımlayarak ve müdahaleleri sorunu ele almada etkili olup olmadıklarını görmek için test ederek gerçek dünyadaki sorunları ele almak için kullanılabilir. Örneğin, deneysel tasarım, yeni tıbbi tedavilerin etkinliğini test etmek veya sosyal müdahalelerin yoksulluğu azaltma veya eğitim sonuçlarını iyileştirme üzerindeki etkisini değerlendirmek için kullanılabilir.
Öğrencilerin kaçınması gereken yaygın deneysel tasarım tuzakları, değişkenleri kontrol edememek, taraflı örnekler kullanmak, anekdot niteliğindeki kanıtlara güvenmek ve bağımlı değişkenleri doğru bir şekilde ölçememektir. Öğrenciler ayrıca, deneyleri yürütürken, bilgilendirilmiş onam alma ve araştırma deneklerinin mahremiyetini koruma gibi etik hususların farkında olmalıdır.
