https://sbt-test.azurewebsites.net/sv/articles/e/experimentell-design

Experimentell Design

Lära Eleverna Design av Experiment

Av Oliver Smith

Var noga med att kolla in mer av våra vetenskapliga resurser!

Experimentell design för studenter


Vetenskap är en blandning av historiskt ackumulerade kunskaper och färdigheter. Dessa praktiska färdigheter sträcker sig från problemlösning till dataanalys; de är vidsträckta och kan ofta tillämpas utanför klassrummet. Utbildningen av dessa färdigheter är en mycket viktig del av naturvetenskaplig utbildning, men förbises ofta när man fokuserar på att undervisa innehållet. Som vetenskapslärare har vi alla sett fördelarna med praktiskt arbete för studentengagemang och förståelse. Men med de tidsbegränsningar som läggs på läroplanen kan den tid som krävs för studenter att utveckla dessa utredningsförmågor pressas ut. Alltför ofta ger vi eleverna ett "recept" att följa, vilket inte tillåter studenter att ta ägande av deras praktiska arbete. Från en mycket ung ålder börjar eleverna tänka på världen omkring dem. De ställer frågor och använder sedan observationer och bevis för att besvara dem. Studenter tenderar att ha intelligenta, intressanta och testbara frågor som de älskar att ställa. Som lärare bör vi arbeta för att uppmuntra dessa frågor och i sin tur att vårda denna naturliga nyfikenhet i världen runt dem.

Att lära sig utformningen av experiment och låta elever utveckla sina egna frågor och hypoteser tar tid. Dessa material har skapats för att stilla och strukturera processen så att lärare kan fokusera på att förbättra nyckelidéerna i experimentell design. Att låta eleverna ställa sina egna frågor, skriva sina egna hypoteser och planera och genomföra sina egna undersökningar är en värdefull upplevelse för dem. Detta kommer att leda till att eleverna har större äganderätt till sitt arbete. När eleverna genomför den experimentella metoden för sina egna frågor reflekterar de över hur forskare historiskt sett har förstått hur universum fungerar.



Design an Experiment  

Ta en titt på de utskriftsvänliga sidorna och kalkylmallarna nedan!

Experimentella designsteg

1. Fråga

Detta är en viktig del av den vetenskapliga metoden och den experimentella designprocessen. Studenter tycker om att komma med frågor. Formulering av frågor är en djup och meningsfull aktivitet som kan ge eleverna äganderätt över deras arbete. Ett bra sätt att få eleverna att tänka på att visualisera sina frågor är att använda en tankekarta storyboard.




Design an Experiment  

Be eleverna tänka på alla frågor de vill svara på universum eller få dem att tänka på frågor de har om ett visst ämne. Alla frågor är bra frågor, men vissa är lättare att testa än andra.


2. Hypotes

En hypotes är känd som en utbildad gissning. En hypotes bör vara ett uttalande som kan testas vetenskapligt. I slutet av experimentet, titta tillbaka för att se om slutsatsen stöder hypotesen eller inte. Att utforma bra hypoteser kan vara utmanande för studenter att förstå. Det är viktigt att komma ihåg att hypotesen inte är en fråga, det är ett testbart uttalande .

Ett sätt att bilda en hypotes är att utforma den som ett ”om ... då ...” uttalande. Detta är verkligen inte det enda eller bästa sättet att skapa en hypotes, men kan vara en mycket enkel formel för studenter att använda när de börjar första gången. Ett uttalande "om ... då ..." kräver att eleverna identifierar variablerna först, och det kan ändra i vilken ordning de slutför stadierna i den visuella organisatören.

Efter identifiering av variablerna tar hypotesen sedan formen om [förändring i oberoende variabel], sedan [förändring i beroende variabel]. Om till exempel ett experiment letade efter effekten av koffein på reaktionstiden, skulle den oberoende variabelen vara mängden koffein och den beroende variabeln vara reaktionstiden. Hypotesen "om, då" kan vara: Om du ökar mängden koffein som tas, kommer reaktionstiden att minska.


3. Förklaring av hypotesen

Vad ledde dig till den här hypotesen? Vad är den vetenskapliga bakgrunden bakom din hypotes? Beroende på ålder och förmåga använder eleverna sina förkunskaper för att förklara varför de har valt sina hypoteser, eller alternativt, forskning med böcker eller internet. Detta kan också vara en bra tid att diskutera med eleverna vad en tillförlitlig källa är.


4. Förutsägelse

Förutsägelsen skiljer sig något från hypotesen. En hypotes är ett testbart uttalande, medan förutsägelsen är mer specifik för experimentet. I upptäckten av DNA-strukturen föreslog hypotesen att DNA har en spiralformad struktur. Förutsägelsen var att röntgendiffraktionsmönstret för DNA skulle ha en X-form.


5. Identifiering av variabler

Nedan följer ett exempel på en diskussionsberättelse som kan användas för att få dina elever att prata om variabler i experimentell design.



Design an Experiment  

De tre typerna av variabler som du kommer att behöva diskutera med dina elever är beroende, oberoende och kontrollerade variabler. För att hålla detta enkelt, hänvisa till dessa som "vad du ska mäta", "vad du kommer att förändra" och "vad du kommer att behålla detsamma". Med mer avancerade studenter bör du uppmuntra dem att använda rätt ordförråd.

Beroende variabler är vad som mäts eller observeras av forskaren. Dessa mätningar upprepas ofta eftersom upprepade mätningar gör dina data mer tillförlitliga.

Den oberoende variabeln är en variabel som forskare beslutar att ändra för att se vilken effekt den har på den beroende variabeln. Endast en väljs eftersom det skulle vara svårt att ta reda på vilken variabel som orsakar någon förändring du observerar.

Kontrollerade variabler är mängder eller faktorer som forskare vill förbli desamma under hela experimentet. De kontrolleras för att förbli konstant, så att de inte påverkar den beroende variabeln. Genom att kontrollera dessa kan forskare se hur den oberoende variabeln påverkar den beroende variabeln.

Använd det här exemplet nedan i dina lektioner, eller ta bort svaren och ange det som en aktivitet som eleverna ska slutföra på Storyboard That.

Hur temperaturen påverkar mängden socker som kan lösas i vatten
Oberoende variabel Vattentemperatur
(Område 5 olika prover vid 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C och 50 ° C)
Beroende variabel Mängden socker som kan lösas i vattnet, mätt i teskedar.
Kontrollerade variabler
  • Vattenvolym (500 ml - mätt med en graderad cylinder)
  • Typ av vatten (hämta vattnet från samma kran)
  • Oavsett om vattnet rör om eller inte
  • Typ av socker
  • Kornstorlek på sockret



Design an Experiment  

6. Riskbedömning

I slutändan måste detta skrivas av av en ansvarsfull vuxen, men det är viktigt att få eleverna att tänka på hur de kommer att hålla sig säkra. I den här delen ska eleverna identifiera potentiella risker och sedan förklara hur de ska minimera risken. En aktivitet som hjälper eleverna att utveckla dessa färdigheter är att få dem att identifiera och hantera risker i olika situationer. Med hjälp av storyboard nedan får du eleverna att fylla i den andra kolumnen i T-diagrammet genom att säga "Vad är risk?" Och sedan förklara hur de kan hantera den risken. Denna storyboard kan också projiceras för en klassdiskussion.



Design an Experiment  

7. Material

I det här avsnittet kommer eleverna att lista upp materialet de behöver för experimenten, inklusive säkerhetsutrustning som de har lyfts fram som behov i avsnittet om riskbedömning. Detta är en bra tid att prata med eleverna om att välja verktyg som är lämpliga för jobbet. Du kommer att använda ett annat verktyg för att mäta bredden på ett hår än för att mäta bredden på en fotbollsplan!


8. Allmän plan och diagram

Det är viktigt att prata med eleverna om reproducerbarhet. De bör skriva en procedur som gör att deras experimentella metod lätt kan reproduceras av en annan forskare. Det enklaste och kortaste sättet för elever att göra detta är genom att göra en numrerad lista med instruktioner. En användbar aktivitet här kan vara att få eleverna att förklara hur man gör en kopp te eller en smörgås. Handla ut processen och pek på alla steg de har missat.

För engelskspråkiga elever och elever som kämpar med skriftlig engelska kan eleverna beskriva stegen i sitt experiment visuellt med hjälp av Storyboard That.

Inte varje experiment behöver ett diagram, men vissa planer kommer att förbättras kraftigt genom att inkludera ett. Låt eleverna fokusera på att skapa tydliga och lättförståelige diagram.


9. Utför experiment

Studenter följer sedan deras plan och genomför experimentet. Det är viktigt att eleverna samlar sina resultat på ett meningsfullt och lättförståeligt sätt. Data lagras ofta i en tabell, men kan också göras med fotografier, ritningar av observationer eller en kombination. Det kan vara bra att låta eleverna skriva ner alla svårigheter och problem som de hade när de genomförde experimentet. Detta kan hjälpa senare med att utvärdera deras experimentella metod.

Det är viktigt att nämna att alla experiment som studenter utformar bör noggrant riskbedömas av den ansvariga vuxna innan de låter eleverna utföra sitt praktiska arbete.


Efter avslutad procedur för experimentet analyserar eleverna data, drar slutsatser och delar sedan sina resultat. Beroende på studentnivå kan detta vara en formell labbrapport, grafer, klassdiskussion eller annan metod.


Färdigställda exempel




Design an Experiment  

Resurser och exempel på experimentell design

Att använda visuella arrangörer är ett effektivt sätt att få dina elever att arbeta som forskare i klassrummet.

Det finns många sätt att använda dessa undersökningsplaneringsverktyg för att stilla och strukturera studenternas arbete medan de arbetar som forskare. Eleverna kan slutföra planeringsstadiet på Storyboard That genom Storyboard That använda textrutorna och diagrammen, eller så kan du skriva ut dem och låta eleverna slutföra dem för hand. Ett annat bra sätt att använda dem är att projicera planeringsbladet på en interaktiv whiteboard och arbeta genom att komplettera planeringsmaterialet som en grupp. Projicera det på en skärm och låta eleverna skriva sina svar på klisterlappar och lägga sina idéer i rätt avsnitt i planeringsdokumentet.

Mycket unga elever kan fortfarande börja tänka som forskare! De har massor av frågor om världen runt omkring sig och du kan börja notera dessa i en tankekarta. Ibland kan du till och med börja "undersöka" dessa frågor genom spel.

Grundresursen är avsedd för grundstudenter eller studenter som behöver mer stöd. Den är utformad för att följa exakt samma process som de högre resurserna, men underlättas något. Den viktigaste skillnaden mellan de två resurserna är de detaljer som eleverna måste tänka på och det tekniska ordförrådet som används. Till exempel är det viktigt att eleverna identifierar variabler när de utformar sina undersökningar. I den högre versionen måste eleverna inte bara identifiera variablerna, utan också göra andra kommentarer, till exempel hur de ska mäta den beroende variabeln. Förutom skillnaden i byggnadsställningar mellan de två resursnivåerna, kanske du vill ytterligare skilja på hur eleverna stöds av lärare och assistenter i rummet.

Studenter kan också uppmuntras att göra sin experimentplan lättare att förstå genom att använda grafik, och detta kan också användas för att stödja ELL: er.




Design an Experiment  

bedömning

Studenter måste utvärderas på grundval av sina vetenskapliga undersökningsfärdigheter tillsammans med bedömningen av deras kunskap. Det kommer inte bara att låta eleverna fokusera på att utveckla sina färdigheter, utan också låta dem använda sin bedömningsinformation på ett sätt som hjälper dem att förbättra sina vetenskapliga färdigheter. Med hjälp av Quick Rubric kan du skapa en snabb och enkel utvärderingsram och dela den med studenter så att de vet hur de ska lyckas i varje steg. Förutom att tillhandahålla formativ bedömning som kommer att driva lärande, kan detta också användas för att utvärdera studentarbetet i slutet av en utredning och sätta mål för när de nästa försöker planera sin egen utredning. Rubrikerna har skrivits på ett sätt som gör det möjligt för studenter att få tillgång till dem enkelt. På detta sätt kan de delas med studenter när de arbetar genom planeringsprocessen så att elever vet hur en bra experimentell design ser ut.




Utskrivbara resurser

Återgå till toppen




Design an Experiment  

Ytterligare arbetsblad

Om du vill lägga till ytterligare projekt eller fortsätta att anpassa kalkylblad kan du titta på flera mallsidor som vi har sammanställt åt dig nedan. Varje kalkylblad kan kopieras och skräddarsys för dina projekt eller studenter! Studenter kan också uppmuntras att skapa egna om de vill prova att organisera information på ett lättförståeligt sätt.



Bild~~POS=TRUNC Erkännanden


Hjälp Share Storyboard That!

Letar du Efter Mer?

Kolla in resten av våra lärare Guider och lektionsplaneringar!


Visa alla lärares resurser


Våra Affischer på ZazzleVåra Lektioner på Lärare Pay Lärare



Clever Logotyp Google Classroom Logo Student Privacy Pledge signatory
https://sbt-test.azurewebsites.net/sv/articles/e/experimentell-design
© 2019 - Clever Prototypes, LLC - Alla rättigheter förbehållna.
Starta My Free Trial
Utforska Våra Artiklar och Exempel

Affärsresurser

Alla affärsartiklarAffärsmallar

Illustrerade guider

FöretagUtbildning
Kolla in vår Andra Webbplatser!

Photos for Class - Sök efter School-Safe, Creative Commons foton! (Det citerar Även för dig!)
Quick Rubric - lätt man gör och Share snygg rubriker!
Föredrar ett annat språk?

•   (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