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प्रयोगात्मक डिजाइन

छात्रों को प्रयोगों का डिजाइन सिखाना

ओलिवर स्मिथ द्वारा

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छात्रों के लिए प्रायोगिक डिजाइन


विज्ञान ऐतिहासिक रूप से संचित ज्ञान और कौशल का मिश्रण है। ये व्यावहारिक कौशल समस्या के समाधान से लेकर डेटा विश्लेषण तक हैं; वे व्यापक पहुंच वाले हैं और अक्सर उन्हें कक्षा के बाहर लागू किया जा सकता है। इन कौशलों का शिक्षण विज्ञान शिक्षा का एक बहुत महत्वपूर्ण हिस्सा है, लेकिन सामग्री को पढ़ाने पर ध्यान देने पर अक्सर इसे अनदेखा कर दिया जाता है। विज्ञान शिक्षकों के रूप में, हम सभी ने देखा है कि छात्रों के जुड़ाव और समझ के लिए व्यावहारिक कार्य के लाभ हैं। हालांकि, पाठ्यक्रम पर लगाए गए समय की कमी के साथ, छात्रों को इन खोजी कौशलों को विकसित करने के लिए आवश्यक समय समाप्त हो सकता है। बहुत बार हम छात्रों को अनुसरण करने के लिए एक 'नुस्खा' देते हैं, जो छात्रों को उनके व्यावहारिक काम का स्वामित्व लेने की अनुमति नहीं देता है। बहुत कम उम्र से, छात्र अपने आसपास की दुनिया के बारे में सोचना शुरू कर देते हैं। वे सवाल पूछते हैं और फिर जवाब देने के लिए टिप्पणियों और सबूतों का उपयोग करते हैं। छात्रों के पास बुद्धिमान, दिलचस्प और परीक्षण योग्य प्रश्न होते हैं जो वे पूछना पसंद करते हैं। शिक्षकों के रूप में, हमें इन सवालों को प्रोत्साहित करने और बदले में, उनके आसपास की दुनिया में इस प्राकृतिक जिज्ञासा का पोषण करने की दिशा में काम करना चाहिए।

प्रयोगों के डिजाइन को सिखाना और छात्रों को अपने स्वयं के प्रश्नों को विकसित करने और परिकल्पना करने में समय लगता है। प्रायोगिक डिजाइन में प्रमुख विचारों को सुधारने पर शिक्षकों को ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देने के लिए इन सामग्रियों को मचान और संरचना के लिए बनाया गया है। छात्रों को अपने स्वयं के प्रश्न पूछने, अपनी स्वयं की परिकल्पना लिखने, और योजना बनाने और अपनी स्वयं की जांच करने की अनुमति देना उनके लिए एक मूल्यवान अनुभव है। इससे छात्रों को अपने काम का अधिक स्वामित्व मिलेगा। जब छात्र अपने स्वयं के प्रश्नों के लिए प्रायोगिक विधि को अंजाम देते हैं, तो वे इस बात पर विचार करते हैं कि वैज्ञानिक कैसे समझें कि ब्रह्मांड कैसे काम करता है।


Experimental Design
Experimental Design

उदाहरण


Design an Experiment  

नीचे दिए गए प्रिंटर के अनुकूल पृष्ठों और वर्कशीट टेम्पलेट्स पर एक नज़र डालें!

प्रायोगिक डिजाइन कदम

1. प्रश्न

यह वैज्ञानिक पद्धति और प्रयोगात्मक डिजाइन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। छात्रों को प्रश्नों के साथ आने में मज़ा आता है। प्रश्नों को तैयार करना एक गहरी और सार्थक गतिविधि है जो छात्रों को उनके काम पर स्वामित्व दे सकती है। छात्रों को अपने प्रश्नों की कल्पना करने का एक शानदार तरीका माइंड मैप स्टोरीबोर्ड का उपयोग कर रहा है।




Design an Experiment  

छात्रों से किसी भी प्रश्न के बारे में सोचने के लिए कहें जो वे ब्रह्मांड के बारे में जवाब देना चाहते हैं या उन्हें किसी विशेष विषय के बारे में पूछे गए प्रश्नों के बारे में सोचने के लिए मिलता है। सभी प्रश्न अच्छे प्रश्न हैं, लेकिन कुछ अन्य की तुलना में आसान हैं।


2. परिकल्पना

एक परिकल्पना को एक शिक्षित अनुमान के रूप में जाना जाता है। एक परिकल्पना एक वक्तव्य होना चाहिए जिसे वैज्ञानिक रूप से परीक्षण किया जा सकता है। प्रयोग के अंत में, यह देखने के लिए पीछे देखें कि निष्कर्ष परिकल्पना का समर्थन करता है या नहीं। अच्छी परिकल्पना तैयार करना छात्रों के लिए समझदारी के लिए चुनौतीपूर्ण हो सकता है। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि परिकल्पना एक सवाल नहीं है, यह एक परीक्षण योग्य कथन है

परिकल्पना बनाने का एक तरीका यह है कि इसे "यदि ... तब ..." कथन के रूप में बनाया जाए। यह निश्चित रूप से एक परिकल्पना बनाने का एकमात्र या सबसे अच्छा तरीका नहीं है, लेकिन छात्रों के लिए पहली बार शुरू होने पर उपयोग करने का एक बहुत आसान सूत्र हो सकता है। एक "अगर ... तो ..." कथन के लिए छात्रों को पहले चर की पहचान करने की आवश्यकता होती है, और यह उस क्रम को बदल सकता है जिसमें वे दृश्य आयोजक के चरणों को पूरा करते हैं।

चर की पहचान करने के बाद, परिकल्पना तब रूप लेती है यदि [स्वतंत्र चर में परिवर्तन], तो [आश्रित चर में परिवर्तन]। उदाहरण के लिए, यदि कोई प्रयोग प्रतिक्रिया समय पर कैफीन के प्रभाव की तलाश में था, तो स्वतंत्र चर में कैफीन की मात्रा होगी और आश्रित चर प्रतिक्रिया समय होगा। "अगर, फिर" परिकल्पना हो सकती है: यदि आप कैफीन की मात्रा में वृद्धि करते हैं, तो प्रतिक्रिया समय कम हो जाएगा।


3. परिकल्पना की व्याख्या

क्या आप इस परिकल्पना के लिए नेतृत्व किया? आपकी परिकल्पना के पीछे की वैज्ञानिक पृष्ठभूमि क्या है? उम्र और क्षमता के आधार पर, छात्र अपने पूर्व ज्ञान का उपयोग यह समझाने के लिए करते हैं कि उन्होंने अपनी परिकल्पना, या वैकल्पिक रूप से, पुस्तकों या इंटरनेट का उपयोग करके शोध क्यों चुना है। यह छात्रों के साथ चर्चा करने का एक अच्छा समय भी हो सकता है कि एक विश्वसनीय स्रोत क्या है।


4. भविष्यवाणी

भविष्यवाणी परिकल्पना से थोड़ा अलग है। एक परिकल्पना एक परीक्षण योग्य कथन है, जबकि भविष्यवाणी प्रयोग के लिए अधिक विशिष्ट है। डीएनए की संरचना की खोज में, परिकल्पना ने प्रस्ताव दिया कि डीएनए में एक पेचदार संरचना है। भविष्यवाणी यह थी कि डीएनए का एक्स-रे विवर्तन पैटर्न एक एक्स आकार होगा।


5. चर की पहचान

नीचे एक चर्चा स्टोरीबोर्ड का एक उदाहरण है जिसका उपयोग आपके छात्रों को प्रयोगात्मक डिजाइन में चर के बारे में बात करने के लिए किया जा सकता है।



Design an Experiment  

तीन प्रकार के चर जिन पर आपको अपने छात्रों के साथ चर्चा करने की आवश्यकता होगी , वे आश्रित, स्वतंत्र और नियंत्रित चर हैं। इस सरल को बनाए रखने के लिए, इनका संदर्भ "आप क्या मापने जा रहे हैं", "आप क्या बदलने जा रहे हैं", और "आप वही रखने जा रहे हैं"। अधिक उन्नत छात्रों के साथ, आपको उन्हें सही शब्दावली का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहित करना चाहिए।

आश्रित चर वे हैं जो वैज्ञानिक द्वारा मापे या देखे गए हैं। इन मापों को अक्सर दोहराया जाएगा क्योंकि बार-बार माप आपके डेटा को अधिक विश्वसनीय बनाता है।

स्वतंत्र चर वह चर है जिसे वैज्ञानिक यह देखने के लिए बदलने का निर्णय लेते हैं कि निर्भर चर पर इसका क्या प्रभाव पड़ता है। केवल एक को चुना जाता है क्योंकि यह पता लगाना मुश्किल होगा कि कौन सा चर आपके द्वारा देखे जाने वाले किसी भी परिवर्तन का कारण बन रहा है।

नियंत्रित चर मात्राएं या कारक हैं जो वैज्ञानिक पूरे प्रयोग में एक समान रहना चाहते हैं। उन्हें स्थिर रहने के लिए नियंत्रित किया जाता है, ताकि निर्भर चर को प्रभावित न किया जाए। इन पर नियंत्रण करने से वैज्ञानिकों को यह देखने की अनुमति मिलती है कि स्वतंत्र चर निर्भर चर को कैसे प्रभावित करता है।

अपने पाठों में नीचे दिए गए उदाहरणों का उपयोग करें, या उत्तरों को हटा दें और छात्रों को Storyboard That पर पूरा करने के लिए एक गतिविधि के रूप में सेट करें।

तापमान पानी में घुल सकने वाली चीनी की मात्रा को कैसे प्रभावित करता है
स्वतंत्र चर पानि का तापमान
(10 डिग्री सेल्सियस, 20 डिग्री सेल्सियस, 30 डिग्री सेल्सियस, 40 डिग्री सेल्सियस और 50 डिग्री सेल्सियस पर 5 अलग-अलग नमूने)
निर्भर चर चीनी की मात्रा जो पानी में भंग हो सकती है, चम्मच में मापा जाता है।
नियंत्रित चर
  • पानी की मात्रा (500 एमएल - एक स्नातक सिलेंडर का उपयोग करके मापा जाता है)
  • पानी का प्रकार (उसी नल से पानी प्राप्त करें)
  • पानी में हलचल है या नहीं
  • चीनी का प्रकार
  • चीनी के आकार का अनाज


Identifying Variables
Identifying Variables

उदाहरण


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6. जोखिम का आकलन

अंततः एक जिम्मेदार वयस्क द्वारा इस पर हस्ताक्षर किए जाने चाहिए, लेकिन छात्रों को यह सोचना महत्वपूर्ण है कि वे खुद को कैसे सुरक्षित रखेंगे। इस भाग में, छात्रों को संभावित जोखिमों की पहचान करनी चाहिए और फिर समझाना चाहिए कि वे कैसे जोखिम को कम करने जा रहे हैं। छात्रों को इन कौशलों को विकसित करने में मदद करने के लिए एक गतिविधि उन्हें विभिन्न स्थितियों में जोखिमों की पहचान करने और प्रबंधित करने के लिए प्राप्त करना है। नीचे दिए गए स्टोरीबोर्ड का उपयोग करते हुए, छात्रों को यह कहते हुए टी-चार्ट का दूसरा कॉलम पूरा करने के लिए कहें, "क्या जोखिम है?", फिर यह बताते हुए कि वे उस जोखिम को कैसे प्रबंधित कर सकते हैं। इस स्टोरीबोर्ड को क्लास डिस्कशन के लिए प्रोजेक्ट किया जा सकता है।


Risk Assessment
Risk Assessment

उदाहरण


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7. सामग्री

इस अनुभाग में, छात्र प्रयोगों के लिए आवश्यक सामग्री को सूचीबद्ध करेंगे, जिसमें किसी भी सुरक्षा उपकरण शामिल हैं, जिन्हें उन्होंने जोखिम मूल्यांकन अनुभाग में आवश्यकता के रूप में उजागर किया है। यह उन छात्रों के लिए बात करने का एक बढ़िया समय है जो ऐसे उपकरण चुनने के बारे में हैं जो नौकरी के लिए उपयुक्त हैं। आप एक बाल की चौड़ाई को मापने के लिए एक फुटबॉल मैदान की चौड़ाई को मापने के लिए एक अलग उपकरण का उपयोग करने जा रहे हैं!


8. सामान्य योजना और आरेख

छात्रों को प्रजनन योग्यता के बारे में बात करना महत्वपूर्ण है। उन्हें एक ऐसी प्रक्रिया लिखनी चाहिए जिससे उनके प्रयोगात्मक तरीके को दूसरे वैज्ञानिक द्वारा आसानी से पुन: पेश किया जा सके। छात्रों के लिए ऐसा करने का सबसे आसान और संक्षिप्त तरीका निर्देशों की एक क्रमांकित सूची बनाकर है। यहां एक उपयोगी गतिविधि छात्रों को यह समझाने के लिए हो सकती है कि एक कप चाय या सैंडविच कैसे बनाया जाए। इस प्रक्रिया को पूरा करें, जो भी चरण छूट गए हैं उन्हें इंगित करते हुए।

अंग्रेजी भाषा सीखने वालों और लिखित अंग्रेजी के साथ संघर्ष करने वाले छात्रों के लिए, छात्र Storyboard That का उपयोग करते हुए अपने प्रयोग में चरणों का वर्णन कर सकते हैं।

प्रत्येक प्रयोग को आरेख की आवश्यकता नहीं होगी, लेकिन कुछ योजनाओं को एक को शामिल करके बहुत सुधार किया जाएगा। क्या छात्रों को स्पष्ट और आसानी से समझने वाले आरेखों के निर्माण पर ध्यान केंद्रित करना है।


9. कैरी आउट एक्सपेरिमेंट

छात्र फिर अपनी योजना का पालन करते हैं और प्रयोग को अंजाम देते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि छात्र अपने परिणामों को सार्थक और आसान तरीके से एकत्र करें। डेटा अक्सर एक तालिका में दर्ज किया जाता है, लेकिन तस्वीरों, टिप्पणियों के चित्र या संयोजन के साथ भी किया जा सकता है। प्रयोग को अंजाम देते समय छात्रों को किसी भी कठिनाइयों और समस्याओं को लिखने में मददगार हो सकता है। यह उनकी प्रयोगात्मक विधि का मूल्यांकन करने में बाद में मदद कर सकता है।

यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि किसी भी छात्रों द्वारा उनके व्यावहारिक कार्य को पूरा करने से पहले किसी भी प्रयोग को डिजाइन करने वाले को जिम्मेदार वयस्क द्वारा पूरी तरह से जोखिम का आकलन करना चाहिए।


प्रयोग की प्रक्रिया को पूरा करने के बाद, छात्र डेटा का विश्लेषण करते हैं, निष्कर्ष निकालते हैं और फिर अपने परिणाम साझा करते हैं। छात्र के स्तर के आधार पर, यह एक औपचारिक लैब रिपोर्ट, ग्राफ़, कक्षा चर्चा या अन्य विधि हो सकती है।


पूरा उदाहरण




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संसाधन और प्रायोगिक डिजाइन के उदाहरण

अपने छात्रों को कक्षा में वैज्ञानिकों के रूप में काम करने के लिए दृश्य आयोजकों का उपयोग करना एक प्रभावी तरीका है।

छात्रों के काम को मचान और संरचना करने के लिए इन जांच नियोजन साधनों का उपयोग करने के कई तरीके हैं, जबकि वे वैज्ञानिकों के रूप में काम कर रहे हैं। छात्र Storyboard That पर नियोजन चरण को पूरा कर सकते हैं Storyboard That पाठ बक्से और आरेखों का उपयोग करके, या आप उन्हें प्रिंट कर सकते हैं और छात्रों को हाथ से पूरा कर सकते हैं। उनका उपयोग करने का एक और शानदार तरीका योजनाबद्ध शीट को एक इंटरैक्टिव व्हाइटबोर्ड पर प्रोजेक्ट करना और एक समूह के रूप में नियोजन सामग्री को कैसे पूरा करना है, इसके माध्यम से काम करना है। इसे एक स्क्रीन पर प्रोजेक्ट करें और छात्रों को स्टिकी नोट्स पर अपने उत्तर लिखें और अपने विचारों को नियोजन दस्तावेज़ के सही खंड में रखें।

बहुत युवा शिक्षार्थी अभी भी वैज्ञानिकों के रूप में सोचना शुरू कर सकते हैं! उनके आसपास की दुनिया के बारे में सवालों का भार है और आप इन पर ध्यान देने की शुरुआत कर सकते हैं। कभी-कभी आप इन सवालों को खेल के माध्यम से जांचना भी शुरू कर सकते हैं।

नींव संसाधन प्राथमिक छात्रों या ऐसे छात्रों के लिए है, जिन्हें अधिक समर्थन की आवश्यकता है। यह उच्च संसाधनों के रूप में बिल्कुल उसी प्रक्रिया का पालन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन थोड़ा आसान बना दिया है। दो संसाधनों के बीच महत्वपूर्ण अंतर वे विवरण हैं जिनके बारे में छात्रों को सोचने और उपयोग की जाने वाली तकनीकी शब्दावली के लिए आवश्यक है। उदाहरण के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि छात्र चर की पहचान तब करें जब वे अपनी जांच डिजाइन कर रहे हों। उच्च संस्करण में, छात्रों को न केवल चरों की पहचान करनी होती है, बल्कि अन्य टिप्पणियां भी करनी होती हैं, जैसे कि वे कैसे आश्रित चर को मापने जा रहे हैं। साथ ही साथ संसाधनों के दो स्तरों के बीच मचान में अंतर, आप इस बात को और अलग करना चाह सकते हैं कि शिक्षार्थियों को कमरे में शिक्षकों और सहायकों द्वारा किस प्रकार समर्थित किया जाता है।

छात्रों को ग्राफिक्स का उपयोग करके समझने के लिए अपनी प्रयोगात्मक योजना को आसान बनाने के लिए प्रोत्साहित किया जा सकता है, और इसका उपयोग ईएलएल का समर्थन करने के लिए भी किया जा सकता है।




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मूल्यांकन

छात्रों को उनके ज्ञान के मूल्यांकन के साथ-साथ उनके विज्ञान जांच कौशल पर मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। यह न केवल छात्रों को अपने कौशल को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करने देगा, बल्कि उन्हें अपने मूल्यांकन की जानकारी का उपयोग इस तरह से करने देगा, जो उन्हें अपने कौशल कौशल को सुधारने में मदद करेगा। Quick Rubric का उपयोग करके, आप एक त्वरित और आसान मूल्यांकन ढांचा बना सकते हैं और इसे छात्रों के साथ साझा कर सकते हैं ताकि वे जान सकें कि हर चरण में कैसे सफल होना है। फॉर्मेटिव मूल्यांकन प्रदान करने के साथ-साथ जो सीखने को प्रेरित करेगा, इसका उपयोग एक जांच के अंत में छात्र के काम का आकलन करने के लिए किया जा सकता है और जब वे अगली बार अपनी स्वयं की जांच की योजना बनाने का प्रयास करते हैं तो लक्ष्य निर्धारित कर सकते हैं। रुब्रिक्स को एक तरह से लिखा गया है ताकि छात्रों को आसानी से उपयोग करने की अनुमति मिल सके। इस तरह उन्हें छात्रों के साथ साझा किया जा सकता है क्योंकि वे योजना प्रक्रिया के माध्यम से काम कर रहे हैं ताकि छात्रों को पता चले कि एक अच्छा प्रयोगात्मक डिजाइन कैसा दिखता है।




मुद्रण योग्य संसाधन

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अतिरिक्त कार्यपत्रक

यदि आप अतिरिक्त प्रोजेक्ट जोड़ना चाहते हैं या कार्यपत्रकों को अनुकूलित करना जारी रखते हैं, तो नीचे दिए गए कई टेम्पलेट पृष्ठों पर एक नज़र डालें। प्रत्येक कार्यपत्रक की प्रतिलिपि बनाई जा सकती है और आपकी परियोजनाओं या छात्रों के अनुरूप बनाई जा सकती है! छात्रों को अपना स्वयं का सृजन करने के लिए प्रोत्साहित किया जा सकता है यदि वे आसानी से समझने के तरीके में जानकारी को व्यवस्थित करने का प्रयास करना चाहते हैं।



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