변수 및 공정 테스트;과학 실험의 핵심 교육
학생들에게 변수 테스트 교육
이것은 다루어야 할 가장 재미있는 과학 기사는 아니지만,귀하의 수업이 학생에게 전달 될 수 있도록하려는 경우 해결해야 할 과학 교육의 가장 중요한 측면 중 하나를 다룹니다.과학적 방법이 실제로 어떻게 작동하는지 정확히 이해합니다. 초등 학생,중등 학생,미취학 아동 또는 학부생에게 과학을 가르치든,변수를 공정하게 테스트하는 기술의 중요성과 기술을 전달하는 능력은 학습자가 과학 세계에 첫 발을 내딛는 데 중요합니다. 우리는 학교에서 몇 년 동안 과학 침입에 과학적 방법을 가르쳐 왔습니다.이 방문 동안 우리는 종종 사람들이 교사가 실제로 시나리오가 무엇인지에 관계없이 자신의 교실에서 과학적 방법론을 가르 칠 수있는 방법에 대한 간단한 개요를 요청한다는 것을 발견했습니다.
대부분의 과학적 방법은 연구자들이 물어보고 싶은 질문을 식별 할 수있는 능력으로 귀결되며,여기서 컨트롤을 사용하여 주어진 상황의 한 측면 만 수정하여 측정을 수행하고 유효한 결론을 도출 할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 다시 일반 언어로,단계 프로세스에 의해 단계를 포함한다:
- 주어진 상황(온도,습도,조명 수준,식물 높이 등)에서 무슨 일이 일어나고 있는지 확인합니다. 우리는 지금부터 이러한 조건을 부를 것입니다.
- 위의 조건이 모두 변경 될 수 있는지 확인하십시오. 지금부터,우리는’변화’를 변경 호출 할 수 있습니다.
- 조건 중 하나가 다양 할 수 있다면이 조건을 정확하게 측정 할 수 있습니까? 온도)?
- 나머지 조건이 제어될 수 있는지 판단한다(예를 들면. 온실에 모든 것을 넣어?). 그렇다면 더 진행하십시오. 그렇지 않은 경우,당신은 그것이 중요하다고 생각합니까 또는 다른 방법을 넣어-당신의 결과는 당신이 계정을 촬영해야 실험에 영향을 미치는 다른 무언가가 있었다으로 실험이 제대로 수행 된 것을 말하는 사람에게 열려 있습니까?
- 다른 모든 것을 통제하면서 조건을 정확하게 수정하고 측정 할 수 있다는 것을 알고 있다면,당신이 알아 내고 싶은 상황이 있습니까? 내가이 무엇을 의미하는 것은,당신은 당신이 실험의 또 다른 측정 가능한 조건에 어떤 효과가 있는지 확인하기 위해 측정 가능한 조건을 변경할 수있는 실험을 만들 수 있습니다(예를 들어. 식물 고도는 온도에 의해 영향을 받습니까)?
- 이 조건을 변화시키는 것이 다른 조건(예:1394)에 영향을 미칠 것이라고 생각하는 방법에 대한 사전 지식을 기반으로 예측을하십시오. 아마도 당신은 당신이 온도를 증가 식물 높이가 증가 생각할 수 있습니다).
- 실험을 실행하여 한 상황의 조건이 전혀 변하지 않습니다(예. 식물 2 주 동안 동일한 온도에서 유지)와 동시에 조건 중 하나가 동일한 주어진 시간 프레임에 걸쳐 변경되고 영향을 측정하는 또 다른 상황을 실행(예를 들어,식물의 높이가 정기적으로 당신이 한 실험에서 온도를 높이고 다른 실험에서 그렇게하지 않을 때마다 측정).
- 실험을 할 때마다 결과를 정확하게 기록하십시오. 희망 당신은 당신이 만든 수있는 실수를 제거하는 시간의 연구를 많이 복제.
- 결과에 따라 결론을 도출하십시오
- 다른 사람이 당신의 지시를 사용하여 당신이 한 일을 재현하고 그들이 또한 동일한 결과를 생성하는지 볼 수 있도록 실험을 작성하십시오.
이제 학생들에게 위의 내용을 설명하고 그 아이디어에 익숙해시킨 후,당신은 과학적인 언어를 소개 시작할 수 있습니다. 시작을 위해 단어”조건”을”변수”로 변경하고 단어 변수가”변화”라는 단어에서 유래한다는 것을 강조하십시오. 이것은 우리가 많은 방법으로 무엇을하려고하는지 나타냅니다! 그래서,일단 학생이 실험에서 변수를 가지고 있다는 것을 이해하게되면,변수를 혼동하지 않고 변수 유형을 소개 할 때입니다. 개인적으로 나는 다음을 묻는 것이 더 쉽다는 것을 알았습니다:
- 실험에서 매번 우리는 무엇을 변화 시켰습니까?
- 우리는 실험을 변화시킨 후에 다른 결과를 볼 수 있기를 희망하면서 무엇을 측정했는가?
- 우리는 실험에서 어떤 다른 것들을 통제 했습니까?
위의 예에서 학생들은 매번 온도를 변화 시켰고 식물 높이의 변화를보고 싶었고 다른 모든 것은 온실에서 일정하게 유지되었음을 신속하게 식별 할 것입니다. 지금은 우리가 그들에게 그들의 과학적인 이름을 제공이 시간을 제외하고 위의 질문의 보드에 목록을 넣어 시간이다:
- 독립 변수는 실험에서 매번 변한 변수입니다.
- 종속변수는 우리가 독립변수의 변화에 대응하여 결과변화를 볼 수 있기를 희망하면서 측정한 변수였다.
- 통제 변수는 실험 중에 우리가 통제 한 다른 변수였습니다.
그냥 약간의 반복과 지금 학생들은 어디에서 오는지 볼 수 있습니다. 당신은 거의 다 왔어! 학생들에게 실험이 어떻게 진행되었는지에 만족하는지 알아보라고 한다. 그들은 물론 예/아니오/어쩌면/확실하지 말할 것이다 그러나 당신은 직접”실험이 공정했다 여부를 요청하여 문구를 다시 할 수 있습니다?”. 아이는 공정한 것이의 고유한 아이디어가 있다 또는 아닙니다,당신은 다만 그(것)들이 교대로 하는 놀이터에서 변론하는 것을 봐야 한다! 당신이해야 할 일은 그들이 실험을 평가하고 실험을 실행 한 방법이 당신이 제기 한 질문을 공정하게 테스트 할 수 있는지,즉’온도가 식물 성장에 영향을 미칩니 까?’. 이 당신은 그들에게 다양한 질문을 할 수 있습니다:
- 우리는 정확하게 온도를 측정 했습니까? 여기에 오류가 발생할 수있는 것이 있었습니까?
- 식물 높이를 정확하게 측정 했습니까? 여기에서도 오류가 발생할 수있는 것이 있습니까?
- 다른 변수를 정확하게 제어 했습니까? 여기에 오류가 발생할 수있는 것이 있었습니까?
- 실험복제에 불공정하다고 여겨질 수 있는 다른 결과가 있었는가?
이제 왜 학생들이 실험을 여러 번 실행했는지 토론하기에 좋은 시간입니다. 왜? 실험 오류를 줄이기 위해 실험에서 평균 판독 값을 얻습니다. 이 시점에서,당신은 더 많거나 적은 그것을 못을 박았다! 학생들이 변수를 식별하고 제어하는 순서를 따르고 결과를 정확하게 측정하도록함으로써 실험이 공정한지 여부에 대한 질문을 제기하는 동안 모든 분야에서 실험을 실행하는 데 필요한 사고 방식을 설정하는 데 먼 길을 갈 것입니다. 여러분이 실제로 가르치는 것은 실험적 설계입니다.비판적 사고 과정이죠.이 과정은 현실 세계에서 실험을 실행하기 전에는 절대 건너 뛰지 않아야 합니다. 좋은 실험 디자인의 가치에 대해 학생들에게 제기 할 수있는 좋은 시나리오는 다음과 같습니다: 특정 연구에 3 년 및 수천 달러를 지출 한 경우에만 실험이 처음부터 결함이 있음을 알 수 있다고 상상해보십시오. 당신은 화가 이상이 될 것입니다!
마지막으로,실험을 작성하는 요점은 다른 사람이 실행 한 방식을 반복하고 동일한 결과를 얻을 수 있는지 확인할 수 있도록하는 것임을 언급해야합니다. 과학적 발언에서,당신은 위조 가능하고 반복 가능한 실험을 만들고 있습니다. 다른 말로하면,당신은 단지 물건을 만들거나 누군가가 당신의 주장의 유효성을 테스트 할 수 있습니까? 이것은 매우 유명한 견적을 생각 나게!
“어떤 실험도 나를 옳게 증명할 수 없다;단 하나의 실험도 내가 틀렸다는 것을 증명할 수 있다.”알버트 아인슈타인
물론 지금은 완전히 새로운 실험을 수행하고 변수 유형을 식별하고 공정한 테스트를 거쳐 마침내 그들이 한 일을 평가함으로써 개념을 강화할 때입니다. 이 연습을 충분히 반복하면 연구원의 사고 과정이 학생들에게 뿌리 내릴 것이며 과학자들이 어떻게 작동하는지에 대한 전체 과정은 미스터리가 될 것입니다. 그런 다음 주어진 실험에서 변수를 신속하게 식별하고 다른 사람이 반복 할 수있는 유효한 결과를 생성하는 테스트 가능한 질문을 제기 할 수 있습니다. 그것은 그들이 자신의 삶에 과학적 과정을 적용 할 수있는 방법에 대해 학생들과 채팅 확실히 가치;
- 초콜릿 케이크에 사용할 재료의 가장 좋은 비율은 무엇입니까?
- 내 머리카락에 가장 힘을주는 샴푸는 무엇입니까?
- 어떤 잔디 비료를 사용하는 것이 가장 좋습니까?
- 어느 옥탄가가 자동차에서 최고의 연비를 생산합니까?
당신이 보고 있는 대부분의 상황에서,실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 과학적으로 확인하는 방법이 종종 있다. 그리고 어떻게 다른 사람이 재현 가능하고 테스트 할 수있는 유효한 대답을 기록하기 위해 이것을 공정하게 테스트 할 수 있습니까?’
이 모든 것을 따라 교실에 적용하기 시작하면 아이들의 마음은 결과적으로 성장할 수 있습니다. 우리의 현재 생활 방식을 일으키기 위하여 진짜로 문명을 가속한 과학적인 방법의 바로 출현이었다. 과학자들이 어떻게 작동하는지 이해하는 것은 모든 교사들이 학문적으로 재능이 있든 없든 상관없이 학생들에게 주입하는 매우 중요한 과제입니다. 불행히도 그렇게하지 않으면 우리의 삶을 개선하기 위해 검증 가능한 증거를 사용하기 위해 열심히 일하는 사람들에 대한 대중의 불신과 심지어 적개심을 신속하게 가져올 수있는 과학적 과정에 대한 이해가 부족한 세대를 만들 위험이 있습니다. 게다가,왜 것 들 모든 시간을 일 하는 능력을 그냥 좋은 되지 않을 것 이다? 나에게 계획 같은 소리!
행복한 가르침,
벤
Leave a Reply