https://sbt-test.azurewebsites.net/ar/articles/e/تصميم-تجريبي

تصميم تجريبي

تعليم الطلاب تصميم التجارب

بواسطة أوليفر سميث

تأكد من مراجعة المزيد من موارد العلوم لدينا!

تصميم تجريبي للطلاب


العلم هو مزيج من المعرفة والمهارات المتراكمة تاريخيا. تتراوح هذه المهارات العملية بين حل المشكلات وتحليل البيانات ؛ فهي واسعة النطاق ويمكن تطبيقها في كثير من الأحيان خارج الفصول الدراسية. يعد تدريس هذه المهارات جزءًا مهمًا جدًا من تعليم العلوم ، ولكن غالبًا ما يتم تجاهله عند التركيز على تدريس المحتوى. كمعلمين في مجال العلوم ، رأينا جميعًا الفوائد التي يجنيها العمل العملي لمشاركة الطلاب وفهمهم. ومع ذلك ، مع القيود الزمنية المفروضة على المناهج الدراسية ، يمكن استنفاد الوقت اللازم للطلاب لتطوير هذه المهارات الاستقصائية. غالبًا ما نعطي الطلاب "وصفة" لمتابعة ، وهو ما لا يسمح للطلاب بملكية أعمالهم العملية. من سن مبكرة للغاية ، يبدأ الطلاب في التفكير في العالم من حولهم. يسألون الأسئلة ثم يستخدمون الملاحظات والأدلة للإجابة عليها. يميل الطلاب إلى طرح أسئلة ذكية ومثيرة للاهتمام وقابلة للاختبار والتي يحبون طرحها. بصفتنا معلمين ، يجب أن نعمل على تشجيع هذه الأسئلة ، وبالتالي رعاية هذا الفضول الطبيعي في العالم من حولهم.

يستغرق تدريس تصميم التجارب والسماح للطلاب بتطوير أسئلةهم وفرضياتهم وقتًا. تم إنشاء هذه المواد للسقالات وهيكل العملية للسماح للمعلمين بالتركيز على تحسين الأفكار الرئيسية في التصميم التجريبي. إن السماح للطلاب بطرح أسئلتهم الخاصة ، وكتابة فرضياتهم الخاصة ، والتخطيط لإجراء تحقيقاتهم وإجرائها هي تجربة قيمة بالنسبة لهم. سيؤدي هذا إلى حصول الطلاب على مزيد من الملكية لعملهم. عندما ينفذ الطلاب الطريقة التجريبية لأسئلتهم الخاصة ، فإنهم يفكرون في كيفية فهم العلماء تاريخياً لكيفية عمل الكون.



Design an Experiment  

ألقِ نظرة على الصفحات الملائمة للطباعة وقوالب ورقة العمل أدناه!

خطوات التصميم التجريبية

سؤال واحد

هذا هو جزء رئيسي من الطريقة العلمية وعملية التصميم التجريبي. يستمتع الطلاب بطرح الأسئلة. تعد صياغة الأسئلة نشاطًا عميقًا ذا معنى يمكن أن يمنح الطلاب ملكية على عملهم. هناك طريقة رائعة لجعل الطلاب يفكرون في تصور أسئلتهم باستخدام لوحة القصة الذهنية.




Design an Experiment  

اطلب من الطلاب التفكير في أي أسئلة يرغبون في الإجابة عنها حول الكون أو اجعلهم يفكرون في الأسئلة التي لديهم حول موضوع معين. جميع الأسئلة هي أسئلة جيدة ، ولكن بعضها أسهل في الاختبار من غيرها.


2. الفرضية

تعرف الفرضية باسم التخمين المتعلم. يجب أن تكون الفرضية عبارة يمكن اختبارها علمياً. في نهاية التجربة ، انظر إلى الوراء لمعرفة ما إذا كان الاستنتاج يدعم الفرضية أم لا. يمكن أن يشكل تشكيل فرضيات جيدة تحديا للطلاب لفهمها. من المهم أن نتذكر أن الفرضية ليست مسألة ، بل هي عبارة قابلة للاختبار .

إحدى طرق تكوين فرضية هي تكوينها كعبارة "إذا ... ثم ...". هذه بالتأكيد ليست الطريقة الوحيدة أو الأفضل لتشكيل فرضية ، ولكن يمكن أن تكون صيغة سهلة للغاية للطلاب لاستخدامها عند البدء لأول مرة. يتطلب بيان "if ... then ..." من الطلاب تحديد المتغيرات أولاً ، وقد يؤدي ذلك إلى تغيير الترتيب الذي يكملون به مراحل المنظم المرئي.

بعد تحديد المتغيرات ، تأخذ الفرضية النموذج إذا [تغيير في متغير مستقل] ، ثم [تغيير في متغير تابع]. على سبيل المثال ، إذا كانت التجربة تبحث عن تأثير الكافيين في وقت التفاعل ، فإن المتغير المستقل سيكون مقدار الكافيين والمتغير التابع هو وقت التفاعل. يمكن أن تكون فرضية "if ، إذن": إذا قمت بزيادة كمية الكافيين التي تم تناولها ، فإن وقت رد الفعل سينخفض.


3. شرح الفرضية

ما الذي دفعك إلى هذه الفرضية؟ ما هي الخلفية العلمية وراء فرضيتك؟ اعتمادًا على العمر والقدرة ، يستخدم الطلاب معرفتهم السابقة لشرح سبب اختيارهم لفرضياتهم ، أو بدلاً من ذلك ، البحث باستخدام الكتب أو الإنترنت. قد يكون هذا أيضًا وقتًا مناسبًا لمناقشة ما هو المصدر الموثوق به مع الطلاب.


4. التنبؤ

يختلف التنبؤ قليلاً عن الفرضية. الفرضية عبارة عن بيان قابل للاختبار ، في حين أن التنبؤ أكثر تحديداً للتجربة. في اكتشاف بنية الحمض النووي ، اقترحت الفرضية أن الحمض النووي له بنية حلزونية. كان التنبؤ أن نمط حيود الأشعة السينية للحمض النووي سيكون شكل X.


5. تحديد المتغيرات

فيما يلي مثال على لوحة المناقشة للمناقشة التي يمكن استخدامها لجعل طلابك يتحدثون عن متغيرات في التصميم التجريبي.



Design an Experiment  

الأنواع الثلاثة للمتغيرات التي ستحتاج إلى مناقشتها مع طلابك هي متغيرات تابعة ومستقلة وخاضعة للتحكم . للحفاظ على هذا الأمر بسيطًا ، يرجى الرجوع إلى هذه العناصر على أنها "ما ستقوم بقياسه" و "ما ستقوم بتغييره" و "ما ستحافظ عليه". مع الطلاب الأكثر تقدماً ، يجب أن تشجعهم على استخدام المفردات الصحيحة.

المتغيرات التابعة هي ما يقاسه أو يلاحظه العالم. غالبًا ما تتكرر هذه القياسات لأن القياسات المتكررة تجعل بياناتك أكثر موثوقية.

المتغير المستقل هو متغير يقرر العلماء تغييره لمعرفة تأثيره على المتغير التابع. يتم اختيار واحد فقط لأنه سيكون من الصعب معرفة المتغير الذي يسبب أي تغيير تلاحظه.

المتغيرات التي يتم التحكم فيها هي كميات أو عوامل يريد العلماء أن يظلوا على حالها خلال التجربة. يتم التحكم فيها لتبقى ثابتة ، حتى لا تؤثر على المتغير التابع. يتيح التحكم في هذه للعلماء رؤية كيف يؤثر المتغير المستقل على المتغير التابع.

استخدم هذا المثال أدناه في دروسك ، أو احذف الإجابات وقم بتعيينه كنشاط للطلاب لإكماله على Storyboard That.

كيف تؤثر درجة الحرارة على كمية السكر القابلة للذوبان في الماء
متغير مستقل درجة حرارة الماء
(المدى 5 عينات مختلفة في 10 درجة مئوية ، 20 درجة مئوية ، 30 درجة مئوية ، 40 درجة مئوية و 50 درجة مئوية)
المتغير التابع كمية السكر التي يمكن حله في الماء ، تقاس ملاعق صغيرة.
المتغيرات التي تسيطر عليها
  • حجم الماء (500 مل - يقاس باستخدام اسطوانة متدرجة)
  • نوع الماء (الحصول على الماء من نفس الصنبور)
  • سواء تم تحريك الماء أم لا
  • نوع السكر
  • حجم حبة السكر



Design an Experiment  

6. تقييم المخاطر

في نهاية المطاف ، يجب أن يتم التوقيع عليه من قبل شخص بالغ مسؤول ، ولكن من المهم جعل الطلاب يفكرون في كيفية الحفاظ على سلامتهم بأنفسهم. في هذا الجزء ، يجب على الطلاب تحديد المخاطر المحتملة ثم شرح كيفية تقليل المخاطر إلى الحد الأدنى. يتمثل أحد الأنشطة التي تساعد الطلاب على تطوير هذه المهارات في جعلهم يعرفون المخاطر وإدارتها في مواقف مختلفة. باستخدام لوحة العمل الموضحة أدناه ، اطلب من الطلاب إكمال العمود الثاني من المخطط T بقول "ما هي المخاطرة؟" ، ثم شرح كيف يمكنهم إدارة هذا الخطر. يمكن أيضًا توقع هذه القصة المصورة لمناقشات صفية.



Design an Experiment  

7. المواد

في هذا القسم ، سيقوم الطلاب بسرد المواد التي يحتاجون إليها للتجارب ، بما في ذلك أي معدات السلامة التي سلطوا الضوء عليها في قسم تقييم المخاطر. إنه وقت رائع للتحدث إلى الطلاب حول اختيار الأدوات المناسبة لهذا المنصب. ستستخدم أداة مختلفة لقياس عرض الشعر بدلاً من قياس عرض ملعب كرة القدم!


8. الخطة العامة والرسم البياني

من المهم التحدث إلى الطلاب حول التكاثر. ينبغي أن يكتبوا إجراءً من شأنه أن يسمح باستنساخ طريقة تجريبية بسهولة بواسطة عالم آخر. الطريقة الأسهل والأكثر إيجازًا للطلاب للقيام بذلك هي عن طريق وضع قائمة مرقمة من الإرشادات. يمكن أن يكون النشاط المفيد هنا هو حث الطلاب على شرح كيفية صنع كوب من الشاي أو سندوتش. قم بإجراء العملية ، مع الإشارة إلى أي خطوات فاتتهم.

بالنسبة لمتعلمي اللغة الإنجليزية والطلاب الذين يكافحون مع اللغة الإنجليزية المكتوبة ، يمكن للطلاب وصف الخطوات في تجربتهم باستخدام Storyboard That بصريًا.

لن تحتاج كل تجربة إلى رسم تخطيطي ، ولكن سيتم تحسين بعض الخطط بشكل كبير عن طريق تضمين واحدة. اطلب من الطلاب التركيز على إنتاج رسوم بيانية واضحة وسهلة الفهم.


9. إجراء التجربة

ثم اتبع الطلاب خطتهم وتنفيذ التجربة. من المهم أن يجمع الطلاب نتائجهم بطريقة هادفة وسهلة الفهم. غالبًا ما يتم تسجيل البيانات في جدول ، ولكن يمكن القيام بذلك أيضًا مع الصور الفوتوغرافية أو الرسومات أو الملاحظات. قد يكون من المفيد جعل الطلاب يكتبون أي صعوبات ومشاكل لديهم عند إجراء التجربة. هذا يمكن أن يساعد في وقت لاحق مع تقييم طريقتهم التجريبية.

من المهم الإشارة إلى أن أي تجارب يقوم بها الطلاب يجب أن يتم تقييمها بدقة من قبل الشخص المسؤول قبل السماح لأي طالب بالقيام بعمله العملي.


بعد الانتهاء من إجراء التجربة ، يقوم الطلاب بتحليل البيانات ، واستخلاص النتائج ، ثم مشاركة نتائجهم. وفقًا لمستوى الطالب ، قد يكون هذا بمثابة تقرير رسمي للمختبر أو رسومات بيانية أو مناقشة في الفصل أو طريقة أخرى.


أمثلة مكتملة




Design an Experiment  

الموارد والتصميم التجريبي أمثلة

يعد استخدام المنظمين المرئيين وسيلة فعالة لجعل طلابك يعملون كعلماء في الفصل الدراسي.

هناك العديد من الطرق لاستخدام أدوات تخطيط الاستقصاء هذه لسقالات وهيكل عمل الطلاب أثناء عملهم كعلماء. يمكن للطلاب إتمام مرحلة التخطيط على Storyboard That باستخدام مربعات النص والرسوم البيانية ، أو يمكنك طباعتها وجعل الطلاب يكملونها باليد. هناك طريقة أخرى رائعة لاستخدامها وهي عرض ورقة التخطيط على لوحة بيضاء تفاعلية والعمل على كيفية استكمال مواد التخطيط كمجموعة. عرضه على شاشة واطلب من الطلاب كتابة إجاباتهم على ملاحظات لاصقة ووضع أفكارهم في القسم الصحيح من وثيقة التخطيط.

لا يزال بإمكان المتعلمين الصغار بدء التفكير كعلماء! لديهم الكثير من الأسئلة حول العالم من حولهم ويمكنك البدء في تدوين هذه الأسئلة في خريطة ذهنية. في بعض الأحيان ، يمكنك البدء في "التحقيق" في هذه الأسئلة من خلال اللعب.

المصدر الأساسي مخصص للطلاب أو الطلاب الذين يحتاجون إلى مزيد من الدعم. إنه مصمم لاتباع نفس العملية تمامًا مثل الموارد الأعلى ، ولكنه أصبح أسهل قليلاً. الفرق الرئيسي بين المصدرين هما التفاصيل التي يتعين على الطلاب التفكير فيها والمفردات التقنية المستخدمة. على سبيل المثال ، من المهم أن يحدد الطلاب المتغيرات عندما يقومون بتصميم تحقيقاتهم. في الإصدار الأعلى ، لا يتعين على الطلاب تحديد المتغيرات فحسب ، بل إبداء تعليقات أخرى ، مثل كيفية قياس المتغير التابع. بالإضافة إلى الاختلاف في السقالات بين مستويي الموارد ، فقد ترغب في مزيد من التفريق عن طريق دعم المتعلمين من قبل المعلمين والمساعدين في الغرفة.

يمكن أيضًا تشجيع الطلاب على جعل خطتهم التجريبية أسهل في الفهم باستخدام الرسومات ، ويمكن أيضًا استخدام ذلك لدعم ELLs.




Design an Experiment  

تقدير

يحتاج الطلاب إلى تقييم مهاراتهم في البحث العلمي جنبًا إلى جنب مع تقييم معارفهم. لن يتيح ذلك للطلاب التركيز على تطوير مهاراتهم فحسب ، بل سيسمح لهم أيضًا باستخدام معلومات التقييم الخاصة بهم بطريقة تساعدهم على تحسين مهاراتهم العلمية. باستخدام Quick Rubric ، يمكنك إنشاء إطار تقييم سريع وسهل ومشاركته مع الطلاب حتى يعرفون كيفية النجاح في كل مرحلة. بالإضافة إلى توفير التقييم التكويني الذي سيؤدي إلى التعلم ، يمكن أيضًا استخدام هذا لتقييم عمل الطلاب في نهاية التحقيق وتحديد الأهداف عندما يحاولون في المرة القادمة تخطيط تحقيقهم الخاص. تمت كتابة نماذج التقييم بطريقة تتيح للطلاب الوصول إليها بسهولة. وبهذه الطريقة ، يمكن مشاركتهم مع الطلاب أثناء عملهم في عملية التخطيط حتى يعرف الطلاب كيف يبدو التصميم التجريبي الجيد.




موارد قابلة للطباعة

العودة للقمة




Design an Experiment  

أوراق عمل إضافية

إذا كنت تتطلع إلى إضافة مشاريع إضافية أو الاستمرار في تخصيص أوراق العمل ، فقم بإلقاء نظرة على العديد من صفحات النماذج التي قمنا بتجميعها لك أدناه. يمكن نسخ كل ورقة عمل وتخصيصها لمشاريعك أو طلابك! يمكن أيضًا تشجيع الطلاب على إنشاء معلوماتهم الخاصة إذا كانوا يريدون تجربة تنظيم المعلومات بطريقة سهلة الفهم.



المشمولات صورة


مساعدة حصة Storyboard That!

هل تبحث عن المزيد؟

تحقق من بقية لدينا خطط دليل المعلم والدرس!


عرض جميع موارد المعلم


لدينا ملصقات على Zazzleلدينا دروس على المعلمين الدفع المعلمين



شعار ذكي شعار الفصول من Google Student Privacy Pledge signatory
https://sbt-test.azurewebsites.net/ar/articles/e/تصميم-تجريبي
© 2019 - Clever Prototypes, LLC - كل الحقوق محفوظة.
بدء بلدي التجربة المجانية
استكشاف مقالاتنا وأمثلة

محاولة لدينا مواقع أخرى!

Photos for Class - البحث عن مدرسة الآمن، جميل صور! (وحتى يستشهد لك!)
Quick Rubric - بسهولة جعل وحصة كبيرة تبحث نماذج التقييم!
تفضل لغة مختلفة؟

•   (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