https://sbt-test.azurewebsites.net/hu/articles/e/kísérleti-terv

Kísérleti Terv

Tanítani a Diákoknak Kísérletek Tervezésében

Oliver Smith

Győződjön meg róla, hogy többet szeretne tudni a Tudományos erőforrásainkról!

Kísérleti tervezés a hallgatók számára


A tudomány a történelem során felhalmozott tudás és készségek keveréke. Ezek a gyakorlati készségek a problémamegoldástól az adatelemzésig terjednek; széles körűek és gyakran alkalmazhatók az osztálytermen kívül. Ezeknek a képességeknek a tanítása a természettudomány oktatásának nagyon fontos része, de gyakran figyelmen kívül hagyják, amikor a tartalom oktatására koncentrálnak. Tudományos oktatókként mindannyian láttuk, hogy a gyakorlati munka előnyei vannak a hallgatók elkötelezettségének és megértésének. A tantervre tett időbeli korlátozásokkal azonban a tanulók ezen vizsgálati készségek fejlesztéséhez szükséges ideje kimerülhet. Túl gyakran adunk a diákoknak egy követendő „receptet”, amely nem engedi meg a hallgatóknak, hogy vállalják a gyakorlati munkájukat. Nagyon fiatalon a diákok elkezdik gondolkodni a körülvevő világon. Kérdéseket tesznek fel, majd megfigyelések és bizonyítékok alapján válaszolnak rájuk. A diákoknak általában intelligens, érdekes és tesztelhető kérdéseik vannak, amelyeket szeretnek feltenni. Oktatókként arra kell törekednünk, hogy ösztönözzük ezeket a kérdéseket, és ennek ellenére támogassuk ezt a természetes kíváncsiságot a körülöttük levõ világban.

A kísérletek megtervezésének megtanítása és a kérdés és hipotézis kidolgozása a hallgatók számára időbe telik. Ezeket az anyagokat azért állítottuk elő, hogy a folyamatot felállítsuk és strukturáljuk, lehetővé téve a tanárok számára, hogy a kísérleti tervezés kulcsfontosságú ötleteinek fejlesztésére összpontosítsanak. Értékes tapasztalat számukra, ha lehetővé teszik a hallgatók számára, hogy felteszik saját kérdéseiket, feltevjék saját hipotéziseiket, megtervezzék és elvégezzék saját vizsgálataikat. Ez azt eredményezi, hogy a hallgatók jobban felelősek a munkájukban. Amikor a hallgatók saját kérdéseikre alkalmazzák a kísérleti módszert, tükrözik azt, hogy a tudósok történelmileg hogyan értették meg az univerzum működését.



Design an Experiment  

Vessen egy pillantást az alábbi nyomtatóbarát oldalakra és a munkalap-sablonokra!

Kísérleti tervezési lépések

1. Kérdés

Ez a tudományos módszer és a kísérleti tervezési folyamat kulcseleme. A hallgatók élvezik kérdések feltevését. A kérdések megfogalmazása mély és értelmes tevékenység, amely a hallgatók tulajdonjogát adhatja munkájukhoz. Nagyszerű módja annak, hogy a hallgatók gondolkodjanak kérdéseik megjelenítésében, egy elmetérkép-forgatókönyv használata.




Design an Experiment  

Kérdezze meg a tanulókat, hogy gondolkodjanak el minden olyan kérdésben, amelyet meg akarnak válaszolni az univerzummal kapcsolatban, vagy kérje meg őket, hogy gondolkozzanak fel egy adott témával kapcsolatban feltett kérdéseiken. Minden kérdés jó kérdés, de néhányat könnyebben tesztelni lehet, mint másoktól.


2. Hipotézis

A hipotézist oktatott kitalálásnak nevezik. A hipotézisnek olyan állításnak kell lennie, amelyet tudományosan tesztelni lehet. A kísérlet végén nézz vissza, hogy a következtetés alátámasztja-e a hipotézist. A jó hipotézisek megfogalmazása nehéz lehet a hallgatók számára. Fontos megjegyezni, hogy a hipotézis nem kérdés, hanem egy tesztelhető állítás .

A hipotézis kialakításának egyik módja az, ha azt „ha ... akkor ...” állításként formálják. Ez természetesen nem az egyetlen vagy a legjobb módszer a hipotézis megfogalmazására, de nagyon egyszerű formula lehet a diákok számára az első induláskor. A „ha ... akkor ...” nyilatkozat megköveteli a hallgatóktól, hogy először azonosítsák a változókat, és ez megváltoztathatja a vizuális szervező szakaszának kitöltési sorrendjét.

A változók azonosítása után a hipotézis így alakul ki, ha [változás független változóban], akkor [változás a függő változóban]. Például, ha egy kísérletben a koffeinnek a reakcióidőre gyakorolt hatását vizsgálnánk, akkor a független változó a koffein mennyisége, a függő változó pedig a reakcióidő. A „ha, akkor” hipotézis lehet: Ha növeli a bevett koffein mennyiségét, akkor a reakcióidő csökken.


3. A hipotézis magyarázata

Mi vezetett ebbe a hipotézisbe? Mi a hipotézis tudományos háttere? Az életkortól és képességektől függően a hallgatók előzetes tudásukkal magyarázatot adnak arra, hogy miért választották hipotézisüket, vagy pedig könyv vagy internet segítségével kutatnak. Ez időben is megfelelő lehet, hogy megvitassuk a diákokkal, mi a megbízható forrás.


4. Jóslás

Az előrejelzés kissé eltér a hipotézistől. A hipotézis tesztelhető állítás, míg az előrejelzés inkább a kísérletre vonatkozik. A DNS szerkezetének felfedezésében a hipotézis szerint a DNS spirális szerkezetű. Az előrejelzés szerint a DNS röntgendiffrakciós mintája X alakú lesz.


5. A változók azonosítása

Az alábbiakban egy példa egy Vita Storyboard-re, amely felhasználható arra, hogy a hallgatók beszéljenek a kísérleti terv változóiról.



Design an Experiment  

A tanulókkal megvitatandó három típusú változó függő, független és ellenőrzött változó. Annak érdekében, hogy ez egyszerű maradjon, hivatkozzon ezekre: „mit fogsz mérni”, „mit fogsz változtatni” és „amit ugyanaz maradsz”. Haladóbb hallgatók esetén ösztönözze őket a helyes szókincs használatára.

A függő változók azok, amelyeket a tudós mér vagy megfigyel. Ezeket a méréseket gyakran megismételjük, mert az ismételt mérések az adatok megbízhatóbbá válnak.

A független változó olyan változó, amelyet a tudósok úgy döntnek, hogy megváltoztat, hogy megnézze, milyen hatással van a függő változóra. Csak az egyiket választják, mert nehéz lesz kitalálni, melyik változó okoz bármilyen megfigyelt változást.

Az ellenőrzött változók olyan mennyiségek vagy tényezők, amelyeket a tudósok szeretnének változatlanul maradni a kísérlet során. Ezeket úgy szabályozzuk, hogy állandóak maradjanak, hogy ne befolyásolják a függő változót. Ezek ellenőrzése lehetővé teszi a tudósok számára, hogy meghatározzák, hogyan befolyásolja a független változó a függő változót.

Használja az alábbi példát az óráiban, vagy törölje a válaszokat, és tegye azt tevékenységenként a hallgatók számára a Storyboard That.

Hogyan befolyásolja a hőmérséklet a vízben oldható cukormennyiséget?
Független változó Vízhőmérséklet
(5 különböző mintatartomány 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C és 50 ° C hőmérsékleten)
Függő változó A vízben feloldható cukormennyiség teáskanálban mérve.
Vezérelt változók
  • Vízmennyiség (500 ml - mérőhengerrel mérve)
  • Víz típusa (a vizet ugyanabból a csapból kapjuk)
  • Függetlenül attól, hogy a vizet keverjük-e vagy sem
  • Cukor típusa
  • A cukor szemcsemérete



Design an Experiment  

6. Kockázatértékelés

Ezt végül egy felelős felnőttnek kell aláírnia, de fontos, hogy a hallgatókat gondolkodjanak azon, hogyan fogják biztonságban tartani magukat. Ebben a részben a hallgatóknak azonosítaniuk kell a lehetséges kockázatokat, majd el kell magyarázniuk, hogyan fogják minimalizálni a kockázatot. A hallgatók ezen készségek fejlesztésének elősegítésére irányuló tevékenység az, hogy felhívja őket a kockázatok azonosítására és kezelésére a különböző helyzetekben. Az alábbi forgatókönyv segítségével kérje meg a tanulókat, hogy töltsék ki a T-diagram második oszlopát, mondván: „Mi a kockázat?”, Majd elmagyarázzák, hogyan tudják kezelni ezt a kockázatot. Ezt a forgatókönyvet osztálytermi vitára is be lehet vetíteni.



Design an Experiment  

7. Anyagok

Ebben a szakaszban a hallgatók felsorolják a kísérletekhez szükséges anyagokat, ideértve minden olyan biztonsági felszerelést, amelyet rámutattak, hogy a kockázatértékelési szakaszban szükséges. Ez egy nagyszerű alkalom, hogy beszélgethessünk a hallgatókkal a munkához megfelelő eszközök kiválasztásáról. Más szerszámot fogsz használni a hajszélesség mérésére, mint a futballpálya szélességének mérésére!


8. Általános terv és ábra

Fontos, hogy beszéljünk a hallgatókkal a reprodukálhatóságról. Olyan eljárást kell kidolgozniuk, amely lehetővé tenné a kísérleti módszer reprodukálását egy másik tudós számára. A hallgatók számára ez a legegyszerűbb és tömörebb módszer az, ha számozott utasításokat készít. Hasznos tevékenység lehet az, ha a hallgatókat elmagyarázzák, hogyan lehet elkészíteni egy csésze teát vagy egy szendvicset. Mutassa be a folyamatot, rámutatva az elvégzett lépésekre.

Az angol nyelvtanulók és az írásbeli angolul küzdő hallgatók számára a Storyboard That segítségével a hallgatók vizuálisan leírhatják a kísérlet lépéseit.

Nem minden kísérlethez lesz szükség diagramra, de néhány tervet nagyban javítanak, ha beépítik egyet. A tanulók arra összpontosítsanak, hogy világos és könnyen érthető diagramokat készítsenek.


9. Végezzen kísérletet

A hallgatók ezután követik a tervüket és elvégzik a kísérletet. Fontos, hogy a hallgatók eredményeiket értelmes és könnyen érthető módon gyűjtsék össze. Az adatokat gyakran egy táblázatban rögzítik, de megtehetik fényképeket, megfigyelési rajzokat vagy ezek kombinációját is. Hasznos lehet, ha a hallgatók írják le azokat a nehézségeket és problémákat, amelyek a kísérlet végrehajtása során felmerültek. Ez később segíthet a kísérleti módszer értékelésében.

Fontos megemlíteni, hogy a hallgatók által tervezett kísérleteket a felelős felnőttnek alaposan fel kell mérnie a kockázattal, mielőtt bármilyen hallgatót hagyja gyakorlati munkájának elvégzésére.


A kísérlet elvégzése után a hallgatók elemezik az adatokat, következtetéseket vonnak le, majd megosztják eredményeiket. A hallgatói szinttől függően ez lehet hivatalos laboratóriumi jelentés, grafikonok, osztálybeszélgetés vagy más módszer.


Kész példák




Design an Experiment  

Források és kísérleti tervezési példák

A vizuális szervezők használata hatékony módja annak, hogy a hallgatók tudósként dolgozzanak az osztályban.

Számos módja van ezeknek a vizsgálati tervezési eszközöknek a felhasználására ahhoz, hogy állványokat állítson fel és strukturáljon a hallgatók munkáját, miközben tudósok dolgoznak. A hallgatók a Storyboard That segítségével befejezhetik a tervezési szakaszt. A szövegmezők és diagramok használatával kinyomtathatják őket, és a hallgatók kézzel készíthetik el azokat. Egy másik nagyszerű lehetőség ezek felhasználására, ha a tervlapot egy interaktív táblára vetíti és a tervezési anyagok csoportos kidolgozásával dolgozik. Vigyázzon rá a képernyőre, és kérje meg a hallgatókat, hogy válaszokat ragasztólapokra írják, és ötleteiket tegyék a tervezési dokumentum megfelelő részébe.

A nagyon fiatal tanulók továbbra is tudósként gondolkodhatnak! Rengeteg kérdésük van a körülvevő világgal kapcsolatban, és elkezdheti ezeket feljegyezni egy elmetérképen. Időnként el is kezdheti ezeket a kérdéseket „megvizsgálni” játék útján.

Az alapvető forrást általános iskolai vagy további támogatásra szoruló hallgatóknak szánják. Úgy tervezték, hogy pontosan ugyanazt a folyamatot kövesse, mint a magasabb erőforrások, de kissé könnyebbé vált. A két forrás közötti legfontosabb különbség a részletek, amelyekre a hallgatóknak gondolniuk kell, és az alkalmazott műszaki szókincs. Például fontos, hogy a hallgatók azonosítsanak változókat, amikor a vizsgálatokat megtervezik. A magasabb verzióban a hallgatóknak nemcsak a változókat kell azonosítaniuk, hanem más megjegyzéseket kell tenniük, például hogy hogyan fogják megmérni a függõ változót. Az erőforrások két szintje közötti állványozás különbsége mellett érdemes tovább megkülönböztetni azt is, hogy a tanulókat és az asszisztenseket hogyan támogatják a tanulók a helyiségben.

A hallgatókat arra is ösztönözhetik, hogy a kísérleti tervet könnyebben megértsék grafika használatával, és ez felhasználható az ELL-ek támogatására is.




Design an Experiment  

Értékelés

A hallgatókat tudásuk kiértékelésével együtt kell értékelni tudományos kutatási készségeik alapján. Ez nem csak lehetővé teszi a hallgatók számára, hogy készségeik fejlesztésére összpontosítsanak, hanem lehetővé teszik számukra, hogy értékelési információikat felhasználhassák tudományos készségeik fejlesztésére. A Quick Rubric segítségével gyors és egyszerű értékelési keretet hozhat létre, és megoszthatja azt a hallgatókkal, hogy tudják, hogyan kell sikerezni minden szakaszban. Ez nemcsak a formázó értékelést nyújtja, amely ösztönözni fogja a tanulást, de felhasználható arra is, hogy felmérje a hallgatók munkáját a nyomozás végén, és kitűzze azokat a célokat, amikor a következő kísérlet megkísérli megtervezni saját vizsgálatát. A részeket úgy írták, hogy a hallgatók könnyen hozzáférhessenek hozzájuk. Így megoszthatják őket a hallgatókkal, miközben a tervezési folyamaton mennek keresztül, így a hallgatók tudják, hogy néz ki egy jó kísérleti terv.




Nyomtatható források

Vissza a tetejére




Design an Experiment  

További munkalapok

Ha további projekteket szeretne hozzáadni, vagy folytatni szeretné a munkalapok testreszabását, nézzen meg néhány sablonoldalt, amelyeket az alábbiakban összeállítottunk az Ön számára. Minden munkalap másolható és testreszabható a projektekhez vagy a hallgatókhoz! A hallgatókat arra is ösztönözhetik, hogy készítsenek saját, ha meg akarják próbálni az információk könnyen érthető módon történő szervezését.



A Fényképek Forrásmegjelölések


Segíts Share Storyboard That!

Szeretne Többet Megtudni?

Nézze meg a többi a mi tanári kézikönyveket és a lecke tervek!


Az összes tanári erőforrás megtekintése


A Poszterek ZazzleA Leckék Tanárok Pay Tanárok



Clever Logó Google Osztálytermi Logó Student Privacy Pledge signatory
https://sbt-test.azurewebsites.net/hu/articles/e/kísérleti-terv
© 2019 - Clever Prototypes, LLC - Minden jog fenntartva.
Kezdődjön az Ingyenes Próbaidőszak
Fedezze Cikkünket és Példák

Üzleti források

Minden üzleti cikkÜzleti sablonok

Film források

FilmforrásokVideo Marketing

Illusztrált útmutatók

ÜzletiOktatás
Próbálja meg Honlapunkat!

Photos for Class - keresés a School-Safe, Creative Commons Fotók! (Még CITES az Ön számára!)
Quick Rubric - Könnyen Tedd and Share nagyszerű rubrikák!
Inkább egy másik nyelven is?

•   (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