https://sbt-test.azurewebsites.net/fi/articles/e/kokeellinen-suunnittelu

Kokeellinen Suunnittelu

Oppilaille Koesuunnittelu

Oliver Smith

Muista tarkistaa lisää tieteen resursseistamme!

Kokeellinen suunnittelu opiskelijoille


Tiede on sekoitus historiallisesti kertyneitä tietoja ja taitoja. Nämä käytännön taidot vaihtelevat ongelmanratkaisusta data-analyysiin; ne ovat laajakantoisia ja niitä voidaan usein soveltaa luokkahuoneen ulkopuolella. Näiden taitojen opettaminen on erittäin tärkeä osa luonnontieteiden koulutusta, mutta se jätetään usein huomiotta, kun keskitytään sisällön opettamiseen. Luonnontieteiden opettajina olemme kaikki nähneet edut, joita käytännöllisellä työllä on opiskelijoiden sitoutumiseen ja ymmärrykseen. Opetussuunnitelmaan asetettujen aikarajoitteiden vuoksi aika, joka opiskelijoille tarvitaan näiden tutkintataitojen kehittämiseen, voi kuitenkin puristua. Annamme liian usein opiskelijoille noudatettavan "reseptin", joka ei salli opiskelijoiden omaksua käytännön työtä. Hyvin nuoresta iästä lähtien opiskelijat alkavat ajatella ympäröivää maailmaa. He esittävät kysymyksiä ja käyttävät sitten havaintoja ja todisteita vastatakseen niihin. Opiskelijoilla on yleensä älykkäitä, mielenkiintoisia ja testattavia kysymyksiä, joita he rakastavat kysyä. Kouluttajina meidän pitäisi pyrkiä kannustamaan näitä kysymyksiä ja kasvattamaan puolestaan tätä luonnollista uteliaisuutta heidän ympärillään olevassa maailmassa.

Kokeilujen suunnittelun opettaminen ja omien kysymysten ja hypoteesien kehittämisen antaminen oppilaille vie aikaa. Nämä materiaalit on luotu rakentamaan ja rakentamaan prosessia, jotta opettajat voivat keskittyä kokeellisen suunnittelun keskeisten ideoiden parantamiseen. Opiskelijoille on arvokas mahdollisuus kysyä omia kysymyksiä, kirjoittaa omia hypoteesejaan ja suunnitella ja suorittaa omia tutkimuksiaan. Tämä johtaa siihen, että opiskelijat omistavat enemmän työnsä. Kun opiskelijat suorittavat kokeellista menetelmää omille kysymyksilleen, he pohtivat, miten tutkijat ovat historiallisesti tulleet ymmärtämään maailmankaikkeuden toimintaa.



Design an Experiment  

Katso alla olevat tulostinystävälliset sivut ja laskentataulukomallit!

Kokeelliset suunnitteluvaiheet

1. Kysymys

Tämä on keskeinen osa tieteellistä menetelmää ja kokeellista suunnitteluprosessia. Opiskelijat nauttivat kysymysten esittämisestä. Kysymysten muotoilu on syvä ja mielekästä toimintaa, joka voi antaa opiskelijoille omistajuuden työssään. Upea tapa saada oppilaat ajattelemaan visualisoimaan kysymyksiään ovat mielenkartan kuvakäsikirjoituksen käyttö.




Design an Experiment  

Pyydä oppilaita pohtimaan mitä tahansa kysymyksiä, joihin he haluavat vastata maailmankaikkeudesta, tai pyydä heitä pohtimaan niitä kysymyksiä, jotka heillä on tietystä aiheesta. Kaikki kysymykset ovat hyviä kysymyksiä, mutta joitakin on helpompi testata kuin toisia.


2. Hypoteesi

Hypoteesi tunnetaan koulutettuna arvauksena. Hypoteesin tulisi olla lausunto, joka voidaan testata tieteellisesti. Kokeen lopussa katsoa taaksepäin nähdäksesi, tukeeko johtopäätös hypoteesia vai ei. Hyvien hypoteesien muodostaminen voi olla opiskelijoille haastavaa ymmärtää. On tärkeää muistaa, että hypoteesi ei ole kysymys, se on todistettavissa oleva lausunto .

Yksi tapa muodostaa hypoteesi on muodostaa se "jos ... niin ..." -lauseeksi. Tämä ei todellakaan ole ainoa tai paras tapa muodostaa hypoteesi, mutta se voi olla erittäin helppo kaava, jota opiskelijat voivat käyttää aloittaessaan. "Jos ... niin ..." -lausunto vaatii oppilaita tunnistamaan muuttujat ensin, ja se saattaa muuttaa järjestystä, jossa he suorittavat visuaalisen järjestäjän vaiheet.

Tunnistettuaan muuttujat, hypoteesi on sitten muodossa, jos [muutos riippumattomassa muuttujassa], sitten [muutos riippuvassa muuttujassa]. Esimerkiksi, jos kokeessa etsitään kofeiinin vaikutusta reaktioaikaan, riippumaton muuttuja olisi kofeiinimäärä ja riippuvainen muuttuja olisi reaktioaika. Jos, sitten -hypoteesi voi olla: Jos lisäät kofeiinimäärää, reaktioaika lyhenee.


3. Hypoteesin selitys

Mikä johti sinut tähän hypoteesiin? Mikä on hypoteesisi taustalla oleva tieteellinen tausta? Iästä ja kyvystä riippuen opiskelijat käyttävät aiempaa tietämystään selittääkseen miksi he ovat valinneet hypoteesinsa, tai vaihtoehtoisesti tutkia kirjoja tai Internetiä käyttämällä. Tämä voi olla myös hyvä aika keskustella opiskelijoiden kanssa, mikä on luotettava lähde.


4. Ennustaminen

Ennuste on hiukan erilainen kuin hypoteesi. Hypoteesi on testattavissa oleva lausunto, kun taas ennuste on spesifisempi kokeilulle. DNA: n rakenteen löytämisessä hypoteesi ehdotti, että DNA: lla on kierteinen rakenne. Ennuste oli, että DNA: n röntgendiffraktiokuvio olisi X-muoto.


5. Muuttujien tunnistaminen

Alla on esimerkki keskustelun kuvakäsikirjoituksesta, jota voidaan käyttää saadaksesi opiskelijat puhumaan muuttujista kokeellisessa suunnittelussa.



Design an Experiment  

Kolme tyyppistä muuttujaa, joista sinun on keskusteltava opiskelijoiden kanssa, ovat riippuvaisia, riippumattomia ja hallittuja muuttujia. Jotta tämä olisi yksinkertaista, viitata niihin "mitä aiot mitata", "mitä aiot muuttaa" ja "mitä aiot pitää samana". Edistyneempien opiskelijoiden kanssa sinun tulisi rohkaista heitä käyttämään oikeaa sanastoa.

Riippuvat muuttujat ovat mitä tutkija mittaa tai havaitsee. Nämä mittaukset toistetaan usein, koska toistuvat mittaukset tekevät tiedoista luotettavampia.

Riippumaton muuttuja on muuttuja, jonka tutkijat päättävät muuttaa nähdäkseen, millainen vaikutus sillä on riippuvaiseen muuttujaan. Vain yksi valitaan, koska olisi vaikea selvittää, mikä muuttuja aiheuttaa havaittavia muutoksia.

Ohjatut muuttujat ovat määriä tai tekijöitä, joiden tutkijat haluavat pysyä samana koko kokeen ajan. Niitä säädetään pysymään vakiona, jotta ne eivät vaikuta riippuvaiseen muuttujaan. Näiden hallinta antaa tutkijoille nähdä kuinka riippumaton muuttuja vaikuttaa riippuvaiseen muuttujaan.

Käytä tätä esimerkkiä alla oppitunneissasi, tai poista vastaukset ja aseta se toimintoksi, jonka opiskelijat suorittavat Storyboard That -tapahtumassa.

Kuinka lämpötila vaikuttaa veteen liukenevan sokerin määrään
Itsenäinen muuttuja Veden lämpötila
(Alue 5 erilaista näytettä lämpötiloissa 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C ja 50 ° C)
Riippuva muuttuja Veteen liukenevan sokerimäärän teelusikallista mitattuna.
Ohjatut muuttujat
  • Vesimäärä (500 ml - mitattu asteikolla)
  • Vesityyppi (hanki vesi samasta hanasta)
  • Sekoitetaanko vettä vai ei
  • Sokerin tyyppi
  • Sokerin raekoko



Design an Experiment  

6. Riskien arviointi

Viime kädessä vastuullisen aikuisen on allekirjoitettava tämä, mutta on tärkeää saada oppilaat pohtimaan, kuinka he pitävät itsensä turvassa. Tässä osassa opiskelijoiden tulisi tunnistaa mahdolliset riskit ja selittää sitten kuinka minimoida riski. Aktiviteetti, jonka avulla opiskelijat voivat kehittää näitä taitoja, on saada heidät tunnistamaan ja hallitsemaan riskejä eri tilanteissa. Pyydä oppilaita täyttämään T-kaavion toinen sarake käyttämällä alla olevaa kuvakäsikirjaa sanomalla "Mikä on riski?" Ja selittämällä sitten, kuinka he voivat hallita kyseistä riskiä. Tämä kuvakäsikirjoitus voitaisiin myös suunnitella luokkakeskustelua varten.


Risk Assessment
Risk Assessment

Esimerkki


Design an Experiment  

7. Materiaalit

Tässä osassa opiskelijat luettelevat kokeisiin tarvittavat materiaalit, mukaan lukien kaikki turvalaitteet, jotka he ovat korostaneet tarpeellisiksi riskinarviointiosassa. Tämä on hyvä aika puhua opiskelijoille työhön sopivien työkalujen valitsemisesta. Aion käyttää erilaista työkalua hiusten leveyden mittaamiseen kuin jalkapallokentän leveyden mittaamiseen!


8. Yleinen suunnitelma ja kaavio

On tärkeää puhua opiskelijoiden kanssa uusittavuudesta. Heidän tulisi kirjoittaa menetelmä, jonka avulla toinen tutkija voi helposti toistaa kokeellisen menetelmänsä. Helpoin ja tiiviin tapa opiskelijoille tehdä tämä on tehdä numeroitu luettelo ohjeista. Hyödyllistä toimintaa voisi olla saada oppilaat selittämään, kuinka tehdä kuppi teetä tai voileipä. Suorita prosessi osoittamalla mahdolliset vaiheet, jotka he ovat menettäneet.

Englannin kielen oppijoille ja opiskelijoille, jotka kamppailevat kirjoitetun englannin kanssa, opiskelijat voivat kuvata kokeilunsa vaiheet visuaalisesti Storyboard That.

Jokainen koe ei tarvitse kaaviota, mutta joitain suunnitelmia parannetaan huomattavasti sisällyttämällä yksi. Pyydä opiskelijoita keskittymään selkeiden ja helposti ymmärrettävien kaavioiden tuottamiseen.


9. Suorita koe

Sitten opiskelijat seuraavat suunnitelmaa ja suorittavat kokeen. On tärkeää, että opiskelijat keräävät tuloksensa tarkoituksenmukaisella ja helposti ymmärrettävällä tavalla. Tiedot tallennetaan usein taulukkoon, mutta ne voidaan tehdä myös valokuvien, havaintopiirustusten tai yhdistelmän avulla. Voi olla hyödyllistä, jos opiskelijat kirjoittavat muistiin kaikki vaikeudet ja ongelmat, joita heillä oli kokeen suorittamisessa. Tämä voisi auttaa myöhemmin heidän kokeellisen menetelmän arvioinnissa.

On tärkeää mainita, että vastuullisen aikuisen tulee arvioida perusteellisesti kaikki opiskelijoiden suunnittelemat kokeet ennen kuin heidän annetaan opiskelijoille suorittaa käytännön työtä.


Kokeen suorittamisen jälkeen opiskelijat analysoivat tiedot, tekevät johtopäätöksiä ja jakavat sitten tulokset. Opiskelijan tasosta riippuen tämä voi olla muodollinen laboratorioraportti, kaaviot, luokkakeskustelu tai muu menetelmä.


Valmiit esimerkit




Design an Experiment  

Resurssit ja kokeelliset suunnitteluesimerkit

Visuaalisten järjestäjien käyttö on tehokas tapa saada opiskelijasi työskentelemään tiedemiehenä luokkahuoneessa.

Näillä tutkimuksen suunnittelutyökaluilla on monia tapoja käyttää telineitä ja rakentaa opiskelijoiden työtä heidän työskentellessään tutkijoina. Opiskelijat voivat suorittaa suunnitteluvaiheen Storyboard That käyttää tekstilaatikoita ja kaavioita tai tulostaa ne ja saada opiskelijat suorittamaan ne käsin. Toinen hieno tapa käyttää niitä on projisoida suunnittelulomake interaktiiviselle taululle ja selvittää, kuinka suunnittelumateriaalit saadaan valmiiksi ryhmänä. Suunnittele se näytölle ja pyydä oppilaita kirjoittamaan vastaukset muistilappuihin ja laittamaan ideat oikeaan suunnitteluasiakirjan kohtaan.

Hyvin nuoret oppijat voivat silti alkaa ajatella tutkijoina! Heillä on paljon kysymyksiä ympäröivää maailmaa koskevista kysymyksistä, ja voit aloittaa merkitsemisen näihin mielenkarttaan. Joskus voit jopa alkaa "tutkia" näitä kysymyksiä pelin kautta.

Perusresurssi on tarkoitettu perusopiskelijoille tai opiskelijoille, jotka tarvitsevat enemmän tukea. Se on suunniteltu noudattamaan täsmälleen samaa prosessia kuin korkeammat resurssit, mutta on hieman helpompaa. Avainero kahden resurssin välillä on yksityiskohdat, joita opiskelijoiden on mietittävä, ja käytetty tekninen sanasto. Esimerkiksi on tärkeää, että opiskelijat tunnistavat muuttujat tutkimuksen suunnittelussa. Ylemmässä versiossa opiskelijoiden ei tarvitse vain tunnistaa muuttujat, vaan myös tehdä muita kommentteja, kuten kuinka he aikovat mitata riippuvaista muuttujaa. Sen lisäksi, että rakennustelineet eroavat kahden resurssitason välillä, kannattaa ehkä erottaa toisistaan myös siitä, kuinka opettajat ja avustajat tukevat oppijoita huoneessa.

Opiskelijoita voitaisiin myös rohkaista tekemään kokeellisuussuunnitelmansa helpommaksi ymmärtämään käyttämällä grafiikkaa, ja sitä voitaisiin myös käyttää tukemaan ELL: ää.




Design an Experiment  

Arviointi

Opiskelijoita on arvioitava tieteellisten kyselytaitojensa perusteella tietämyksen arvioinnin rinnalla. Se antaa opiskelijoille paitsi keskittyä taitojensa kehittämiseen, myös antaa heidän käyttää arviointitietojaan tavalla, joka auttaa heitä parantamaan tiedetaitojaan. Quick Rubric -sovelluksella voit luoda nopean ja helpon arviointikehyksen ja jakaa sen opiskelijoiden kanssa, jotta he tietävät kuinka menestyä jokaisessa vaiheessa. Sen lisäksi, että tarjotaan formatiivista arviointia, joka ohjaa oppimista, sitä voidaan käyttää myös arvioimaan opiskelijoiden työtä tutkimuksen lopussa ja asettamaan tavoitteet seuraavalle yritykselle suunnitella omaa tutkimustaan. Kohdat on kirjoitettu siten, että opiskelijat pääsevät niihin helposti. Tällä tavoin ne voidaan jakaa opiskelijoiden kanssa työskennellessään suunnitteluprosessin läpi, jotta opiskelijat tietävät, miltä hyvä kokeellinen suunnittelu näyttää.




Tulostettavat resurssit

Palaa alkuun




Design an Experiment  

Lisälaskelmat

Jos haluat lisätä uusia projekteja tai jatkaa laskentataulukoiden mukauttamista, tutustu useisiin alla oleviin laatimiinmme mallisivuihin. Jokainen taulukko voidaan kopioida ja räätälöidä projektiisi tai opiskelijoihisi! Opiskelijoita voidaan myös rohkaista luomaan omia, jos he haluavat yrittää organisoida tiedon helposti ymmärrettävällä tavalla.



Kuva Tekijän


Auta Jaa Storyboard That!

Haluatko Lisää?

Tutustu loput meidän Opettaja oppaat ja Tuntisuunnitelmat!


Näytä kaikki opettajan resurssit


Meidän Julisteiden ZazzleMeidän Oppitunteja Opettajat Pay Opettajat



Clever-logo Google Classroom -logo Student Privacy Pledge signatory
https://sbt-test.azurewebsites.net/fi/articles/e/kokeellinen-suunnittelu
© 2019 - Clever Prototypes, LLC - Kaikki oikeudet pidätetään.
Aloita Ilmainen Kokeilu
Tutustu Artikkeleita ja Esimerkkejä

Tutustu Muihin Sivustot!

Photos for Class - Etsi School-Safe, Creative Commons kuvat! (Se jopa CITES You!)
Quick Rubric - helposti tehdä ja jakaa upealta otsikoista!
Mieluummin eri kielellä?

•   (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