変数&公正なテスト;科学実験の心を教える
学生に変数テストを教える
これはカバーす科学的方法が実際にどのように機能するかを正確に理解しています。 あなたは一次の子供、二次学生、未就学児や学部生に科学を教えているかどうか、重要性とかなりテスト変数のスキルを伝えるためにあなたの能力は、科学の世界に彼らの最初のステップを取って学習者のために重要です。 私たちは学校で数年前から科学の侵略で科学的方法を教えてきましたが、これらの訪問の間に、実際のシナリオが何であるかにかかわらず、教師が自分の教室で科学的方法を教えることができる方法の簡単な概要を要求することがよくあります。
平易な言葉では、科学的方法のほとんどは、単に測定が行われ、有効な結論を引き出すことができるように、与えられた状況の一つの側面を変更するためにコントロールを使用することができ、彼らが尋ねたい質問を識別する研究者の能力に集約されます。 これには、通常、平易な言語で段階的なプロセスが含まれます:
- 特定の状況（温度、湿度、光レベル、植物の高さなど）で何が起こっているのかを特定します。 これからこれらの条件を呼び出します。
- 上記の条件のいずれかを変更できるかどうかを判断します。 これからは、変化することを”変化する”と呼びます。
- いずれかの条件を変えることができれば、この条件を正確に測定できますか（例えば。 温度）？
- 残りの条件を制御できるかどうかを判断する（例。 すべてを温室に入れますか？). もしそうなら、さらに進んでください。 そうでない場合は、それが重要だと思いますか、別の方法で置くために–あなたの結果は、あなたが考慮している必要がありますあなたの実験に影響を与
- あなたが他のすべてを制御しながら、あなたが正確に条件を変更し、それを測定することができることを知って、あなたが知りたい状況につい 私がこれによって意味することは、測定可能な条件を変更して、実験の別の測定可能な条件に影響があるかどうかを確認できる実験を作成できます（ 植物の高さは温度の影響を受けますか）？
- この条件を変えることが他の条件にどのように影響すると思うかについての事前知識に基づいて予測を行います（例えば。 おそらく、あなたは温度を上げるにつれて植物の高さが増加すると思うかもしれません）。
- ある状況の条件が全く変わらない実験を実行する（例えば。 植物は2週間同じ温度にとどまります）、同時に条件のいずれかが同じ時間枠で変更され、影響を測定する別の状況を実行します（例えば、植物の高さは、あ
- 実験を行うたびに結果を正確に記録します。 うまくいけば、あなたが作ったかもしれない間違いを取り除くためにあなたの研究を何度も複製します。
- あなたの結果に基づいて結論を引き出す
- 他の誰かがあなたの指示を使ってあなたがしたことを再現し、それらも同じ結果を生み出すかどうか
今、あなたの学生に上記を説明し、彼らがアイデアに慣れるようにした後、あなたは科学的な言語を導入するために開始することができます。 開始のために単語”condition”を”variable”に変更し、単語変数が単語”vary”から来ていること、すなわち変更することを強調表示します。 これは、私たちが多くの方法でやろうとしていることをかなり示しています！ だから、学生が実験で変数を持っていることを理解したら、それらを混乱させることなく変数の種類を導入する時が来ました。 個人的に私は次のことを尋ねる方が簡単だと感じました:
- 私たちは実験のたびに何を変えましたか？
- 実験を変えた後に別の結果を見るために何を測定しましたか？
- 私たちの実験で他に何を制御しましたか？
上記の例では、生徒たちはあなたが毎回温度を変えていたこと、そして私たちが植物の高さの変化を見たいと思っていたことをすぐに識別します。 今では、我々は彼らに彼らの科学的な名前を与えるこの時間を除いて、上記の質問のボード上のリストを置くための時間です:
- 独立変数は、実験のたびに変化させた変数です。
- 従属変数は、独立変数の変更に応じて結果が変化することを期待して測定した変数でした。
- 制御変数は実験中に制御した他の変数でした。
ほんの少しの繰り返しで、今、学生はあなたがどこから来ているのかを見ることができます。 もうすぐだ！ 生徒たちに，実験がどのように行われたかに満足しているかどうかを調べてもらいます。 彼らはもちろん、yes/no/maybe/not sureと言うでしょうが、”実験は公正だったかどうか”を直接尋ねることで再フレーズすることができますか？”. 子供たちは公正であるかどうかの固有のアイデアを持っています、あなたは彼らが交代で遊び場で議論するのを見なければなりません！ あなたがしなければならないのは、彼らが実験を評価し、実験を実行した方法があなたが提起した質問を公平にテストすることを可能にしたかどうか、すなわち”温度が植物の成長に影響を与えるか”を調べることだけです。’. この中で、あなたは彼らに様々な質問をすることができます:
- 私たちは正確に温度を測定しましたか？ ここでエラーにつながる可能性のあるものはありましたか？
- 正確に草丈を測ったのか？ ここでもエラーにつながる可能性のあるものはありましたか？
- 他の変数を正確に制御しましたか？ ここでエラーにつながる可能性のあるものはありましたか？
- 実験の複製には、不公平と考えることができる結果を与えたものが他にありましたか？
これは今、なぜ学生に実験を何度か実行させたのかを議論するのに良い時期です。 どうして？ 実験誤差を減らすために実験全体の平均読み取り値を取得します。 この時点で、あなたは多かれ少なかれそれを釘付けしました！ 学生が識別し、変数を制御し、正確に結果を測定するシーケンスに従うことによって、すべての実験が公正であるかどうかについての質問を提起しながら、 あなたが実際に教えているのは、実験設計、現実の世界で実験を実行する前にスキップすべきではない批判的思考プロセスです。 良い実験計画の価値について学生に提起する素晴らしいシナリオはこれです: あなたの実験が最初から欠陥があったことを最後に見つけるために、特定の研究に3年と数千ドルを費やしたと想像してください。 あなたは動揺以上のものになるだろう！
最後に、実験を書くポイントは、他の誰かがあなたがそれを実行した方法を繰り返し、同じ結果が得られるかどうかを確認できるようにすることで Scientific speakでは、改ざん可能で再現可能な実験を作成しています。 言い換えれば、あなただけのものを作っているか、誰かがあなたの主張の妥当性をテストすることができますか？ これは私に非常に有名な引用を思い出させます！
“私が正しいことを証明する実験はありません。”アルバート-アインシュタイン
もちろん、今は全く新しい実験を行い、変数の種類を特定し、公正なテストを行い、最終的に彼らが何をしたかを評価するこ この演習を十分に繰り返すと、研究者の思考プロセスが学生に浸透し、科学者がどのように機能するかのプロセス全体が謎になります。 その後、任意の実験で変数を迅速に識別し、他の誰かが繰り返すことができる有効な結果を生成するテスト可能な質問を提起することができます。 それは間違いなく、彼らは自分の生活に科学的なプロセスを適用する方法についての学生とチャットする価値があります;
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あなたが見ている大部分の状況については、実際に何が起こっているのかを科学的にチェックする方法がよくあります。 基本的に、科学的方法は、「X、Y、Zの状況がある場合、Xを変更してYを制御すると、Zに何が起こるか」と言っています…そして、これを公平にテストして、他の人が再現可能でテスト可能な有効な答えを記録するにはどうすればよいですか？’
あなたがこのすべてに従って、あなたの教室でそれを適用し始めるならば、子供たちの心は結果として成長することができます。 私たちの現在の生活様式を生み出すために文明を本当に加速させたのは、科学的方法のまさに出現でした。 科学者がどのように働くかを理解することは、学問的に才能があるかどうかにかかわらず、すべての教師が学生に浸透させることが非常に重要な 残念ながらそうしないと、私たちの生活を改善するために検証可能な証拠を使用するために懸命に働いている人々に対して、国民の不信感や敵意を それに加えて、物事がいつも起こる理由を解決するスキルを持っているだけで素晴らしいことではないでしょうか？ 私には計画のように聞こえる！
ハッピーティーチング
ベン
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