https://sbt-test.azurewebsites.net/bg/articles/e/експериментален-дизайн

Експериментален Дизайн

Научете Учениците за Дизайна на Експериментите

От Оливър Смит

Не забравяйте да проверите повече от нашите ресурси за наука!

Експериментален дизайн за студенти


Науката е смесица от исторически натрупани знания и умения. Тези практически умения варират от решаване на проблеми до анализ на данни; те са широкообхватни и често могат да се прилагат извън класната стая. Преподаването на тези умения е много важна част от образованието по наука, но често се пренебрегва, когато се фокусира върху преподаването на съдържанието. Като преподаватели по наука всички сме виждали ползите, които практическата работа има за ангажираността и разбирането на студентите. Въпреки това, с ограниченията във времето, поставени в учебната програма, времето, необходимо на студентите да развият тези умения за разследване, може да бъде изтръгнато. Твърде често даваме на учениците „рецепта“, която да следват, която не позволява на студентите да поемат собствеността върху практическата си работа. От съвсем млада възраст учениците започват да мислят за света около тях. Те задават въпроси, след това използват наблюдения и доказателства, за да отговорят на тях. Студентите са склонни да имат интелигентни, интересни и изпитателни въпроси, които обичат да задават. Като преподаватели трябва да работим за насърчаване на тези въпроси и от своя страна, да подхранваме това естествено любопитство в света около тях.

Преподаването на дизайна на експерименти и оставянето на студентите да разработят свои въпроси и хипотези отнема време. Тези материали са създадени, за да позволят на учителите да се съсредоточат върху подобряването на ключовите идеи в експерименталния дизайн. Позволяването на студентите да задават свои въпроси, да напишат собствени хипотези и да планират и провеждат собствени проучвания е ценен опит за тях. Това ще доведе до това студентите да имат повече собственост върху работата си. Когато студентите прилагат експерименталния метод за собствените си въпроси, те разсъждават върху това как учените исторически са разбрали как работи Вселената.


Experimental Design
Experimental Design

Пример


Design an Experiment  

Разгледайте страниците, удобни за принтера, и шаблоните на работния лист по-долу!

Експериментални стъпки за проектиране

1. Въпрос

Това е ключова част от научния метод и процеса на експериментално проектиране. Студентите с удоволствие измислят въпроси. Формулирането на въпроси е дълбока и смислена дейност, която може да даде на студентите собственост върху тяхната работа. Чудесен начин да накарате студентите да мислят за визуализиране на въпросите си е използването на разказване на карти на ума.




Design an Experiment  

Помолете учениците да мислят за всички въпроси, на които искат да отговорят за Вселената, или ги накарайте да мислят за въпроси, които имат по определена тема. Всички въпроси са добри въпроси, но някои са по-лесни за тестване от други.


2. Хипотеза

Една хипотеза е известна като образовано предположение. Хипотезата трябва да бъде твърдение, което може да бъде тествано научно. В края на експеримента погледнете назад, за да видите дали заключението подкрепя хипотезата или не. Формирането на добри хипотези може да бъде предизвикателство за разбирането на учениците. Важно е да запомните, че хипотезата не е въпрос, а проверка .

Един от начините за формиране на хипотеза е тя да бъде оформена като "ако ... тогава ...". Това със сигурност не е единственият или най-добрият начин за формиране на хипотеза, но може да бъде много лесна формула, която студентите могат да използват при първо стартиране. Изразът "ако ... тогава ..." изисква учениците първо да идентифицират променливите и това може да промени реда, в който те изпълняват етапите на визуалния организатор.

След идентифициране на променливите, хипотезата след това приема формата, ако [промяна в независима променлива], след това [промяна в зависима променлива]. Например, ако експеримент търси ефекта на кофеина върху времето за реакция, независимата променлива ще бъде количеството кофеин и зависимата променлива ще бъде времето на реакция. Хипотезата „ако, тогава“ може да бъде: Ако увеличите приеманото количество кофеин, времето за реакция ще намалее.


3. Обяснение на хипотезата

Какво те доведе до тази хипотеза? Какъв е научният фон зад вашата хипотеза? В зависимост от възрастта и способностите, студентите използват своите предходни знания, за да обяснят защо са избрали своите хипотези, или като алтернатива, като използват книги или интернет. Това също би могло да бъде подходящ момент за обсъждане с учениците какъв е надежден източник.


4. Прогнозиране

Прогнозата е малко по-различна от хипотезата. Хипотезата е проверимо твърдение, докато прогнозата е по-специфична за експеримента. При откриването на структурата на ДНК, хипотезата предложи, че ДНК има спирална структура. Прогнозата беше, че рентгеновата дифракционна структура на ДНК ще бъде X форма.


5. Идентифициране на променливи

По-долу е даден пример на дискусионна дъска за дискусии, която може да се използва, за да накарате вашите ученици да говорят за променливи в експерименталния дизайн.



Design an Experiment  

Трите типа променливи, които ще трябва да обсъдите с вашите ученици, са зависими, независими и контролирани променливи. За да запазите това просто, вижте тези като „какво ще измервате“, „какво ще промените“ и „какво ще запазите“. С по-напредналите ученици трябва да ги насърчите да използват правилния речник.

Зависимите променливи са това, което се измерва или наблюдава от учения. Тези измервания често се повтарят, защото многократните измервания правят вашите данни по-надеждни.

Независимата променлива е променлива, която учените решават да променят, за да видят какъв ефект има върху зависимата променлива. Избран е само един, защото би било трудно да се разбере коя променлива причинява всяка промяна, която наблюдавате.

Контролираните променливи са количества или фактори, които учените искат да останат същите през целия експеримент. Те се контролират, за да останат постоянни, така че да не влияят на зависимата променлива. Контролът върху тях позволява на учените да видят как независимата променлива влияе на зависимата променлива.

Използвайте този пример по-долу в уроците си или изтрийте отговорите и го задайте като активност за учениците да завършат на Storyboard That.

Как температурата влияе на количеството захар, което може да се разтвори във вода
Независима променлива Температура на водата
(Обхват 5 различни проби при 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C и 50 ° C)
Зависима променлива Количеството захар, което може да се разтвори във водата, измерено в чаени лъжички.
Контролирани променливи
  • Обем на водата (500 mL - измерено с градуиран цилиндър)
  • Тип вода (вземете водата от един и същ кран)
  • Независимо дали водата се разбърква или не
  • Вид захар
  • Размер на зърното на захарта



Design an Experiment  

6. Оценка на риска

В крайна сметка това трябва да бъде подписано от отговорен възрастен, но е важно учениците да мислят как ще се пазят. В тази част студентите трябва да идентифицират потенциалните рискове и след това да обяснят как ще минимизират риска. Дейност, която да помогне на учениците да развият тези умения, е да ги накара да идентифицират и управляват рисковете в различни ситуации. Използвайки разделителната дъска по-долу, накарайте учениците да попълнят втората колона на T-диаграмата, като кажат „Какво е риск?“, След което обясняват как биха могли да управляват този риск. Този разказ може да се проектира и за дискусия в клас.


Risk Assessment
Risk Assessment

Пример


Design an Experiment  

7. Материали

В този раздел студентите ще изброят материалите, които са им необходими за експериментите, включително всяко оборудване за безопасност, което са посочили като необходими в раздела за оценка на риска. Това е чудесен момент да поговорите със студентите относно избора на инструменти, подходящи за работата. Ще използвате различен инструмент за измерване на ширината на косъма, отколкото за измерване на ширината на футболно игрище!


8. Общ план и схема

Важно е да се говори с учениците за възпроизводимостта. Те трябва да напишат процедура, която би позволила експерименталния им метод да бъде възпроизведен лесно от друг учен. Най-лесният и кратък начин студентите да направят това е чрез съставяне на номериран списък с инструкции. Полезна дейност тук би могла да накара студентите да обяснят как да си направят чаша чай или сандвич. Действайте в процеса, посочвайки всички стъпки, които сте пропуснали.

За обучаемите по английски език и студентите, които се борят с писмен английски, студентите могат да опишат визуално стъпките в експеримента си, като използват Storyboard That.

Не всеки експеримент ще се нуждае от диаграма, но някои планове ще бъдат значително подобрени чрез включване на един. Накарайте учениците да се съсредоточат върху създаването на ясни и лесни за разбиране диаграми.


9. Провеждайте експеримента

След това учениците следват своя план и провеждат експеримента. Важно е учениците да събират резултатите си по смислен и лесен за разбиране начин. Данните често се записват в таблица, но могат да бъдат направени и със снимки, чертежи на наблюдения или комбинация. Може да е полезно учениците да запишат всички трудности и проблеми, които са имали при провеждането на експеримента. Това може да помогне по-късно при оценка на техния експериментален метод.

Важно е да се спомене, че всички експерименти, които студентите проектират, трябва да бъдат добре оценени от отговорния възрастен, преди да се даде възможност на учениците да изпълняват практическата си работа.


След като завършат процедурата на експеримента, студентите анализират данните, правят изводи и след това споделят своите резултати. В зависимост от нивото на студента, това може да бъде официален доклад в лабораторията, графики, дискусия в клас или друг метод.


Завършени примери




Design an Experiment  

Ресурси и примери за експериментален дизайн

Използването на визуални организатори е ефективен начин да накарате вашите студенти да работят като учени в класната стая.

Има много начини да се използват тези инструменти за планиране на разследвания, за да се скелерат и структурират работата на студентите, докато те работят като учени. Студентите могат да завършат етапа на планиране на Storyboard That използвайки текстовите полета и диаграмите, или можете да ги разпечатате и да накарате студентите да ги завършат на ръка. Друг чудесен начин да ги използвате е да проектирате листа за планиране върху интерактивна дъска и да работите как да попълните материалите за планиране като група. Проектирайте го върху екран и учениците да напишат отговорите си върху лепкави бележки и да поставят идеите си в правилния раздел на документа за планиране.

Много млади учащи все още могат да започнат да мислят като учени! Те имат множество въпроси за заобикалящия ги свят и можете да започнете да правите бележки за тях в умната карта. Понякога дори можете да започнете да „изследвате“ тези въпроси чрез игра.

Основният ресурс е предназначен за начални ученици или студенти, които се нуждаят от повече подкрепа. Той е проектиран да следва точно същия процес като по-големите ресурси, но е направен малко по-лесно. Ключовата разлика между двата ресурса са детайлите, които учениците трябва да мислят, и използваната техническа лексика. Например, важно е учениците да идентифицират променливи, когато проектират своите проучвания. Във по-високата версия учениците не само трябва да идентифицират променливите, но правят и други коментари, например как ще измерват зависимата променлива. Освен разликата в скелето между двете нива на ресурси, може да искате да разграничите допълнително начина, по който учащите се подпомагат от учители и помощници в стаята.

Студентите могат също така да бъдат насърчавани да направят своя експериментален план по-лесен за разбиране чрез използване на графика, а това може да се използва и за подкрепа на ELLs.




Design an Experiment  

Оценяване

Студентите трябва да бъдат оценявани по техните научно-изследователски умения, заедно с оценката на техните знания. Това не само ще позволи на учениците да се съсредоточат върху развитието на своите умения, но и ще им позволи да използват информацията си за оценка по начин, който ще им помогне да подобрят своите научни умения. Използвайки Quick Rubric , можете да създадете бърза и лесна рамка за оценка и да я споделите с учениците, така че да знаят как да постигнат успех на всеки етап. Освен предоставянето на формално оценяване, което ще стимулира обучението, това може да се използва и за оценка на студентската работа в края на разследването и определяне на цели за следващия опит за планиране на собственото им разследване. Рубриките са написани по начин, който позволява на учениците да имат лесен достъп до тях. По този начин те могат да бъдат споделени с учениците, докато работят през процеса на планиране, така че студентите да знаят как изглежда един добър експериментален дизайн.




Печатни ресурси

Върнете се на върха




Design an Experiment  

Допълнителни работни листове

Ако искате да добавите допълнителни проекти или продължите да персонализирате работни листове, разгледайте няколко страници с шаблони, които сме съставили за вас по-долу. Всеки работен лист може да бъде копиран и съобразен с вашите проекти или студенти! Студентите могат също да бъдат насърчавани да създават своя собствена, ако искат да опитат да организират информация по лесен за разбиране начин.



Присвояване на Изображения


Помощ Storyboard That!

Търсите Още?

Разгледайте останалите наши ръководства за учители и планове за уроци!


Преглед на всички ресурси на учителите


Нашите Плакати на ZazzleНашите Уроци по Учители Плащат Учители



Умен Лого Лого на Класната Стая на Google Student Privacy Pledge signatory
https://sbt-test.azurewebsites.net/bg/articles/e/експериментален-дизайн
© 2019 - Clever Prototypes, LLC - Всички права запазени.
Започнете Безплатната ми Пробна Версия
Разгледайте Нашите Статии и Примери

Опитайте Нашите Други Сайтове!

Photos for Class - Търсете School-Safe, Creative Commons Снимки! ( Дори и цитира за теб! )
Quick Rubric - лесно да правите и да споделяте страхотно търсят рубрики!
Предпочитате друг език?

•   (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