Урок 12. Наукові експерименти та гіпотези
Матеріал
Урок 12. Наукові експерименти та гіпотези
Мета уроку: повторити етапи наукового методу, розвинути навички формулювання дослідницьких питань, визначення змінних, висування гіпотез, проведення спостережень та аналізу результатів експериментів.
Очікувані результати для вчителя:
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- гіпотеза
- незалежна змінна
- залежна змінна
- конс
План уроку
- Повторити етапи наукового методу
- Проводить експеримент у віртуальній лабораторії
- Будує графік за результатами експерименту
- Рефлексія
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
Прочитайте опис дослідження. У 1797 році до Англії надіслали першу шкіру качкодзьоба, але багато вчених спочатку вважали її підробкою — нібито таксидерміст пришив качиний дзьоб до тіла звіра, схожого на бобра. У 1799 році британський натураліст Джордж Шоу детально вивчив цю шкіру і довів, що це справжня тварина. Він дав їй наукову Platypus anatinus (пізніше перейменовану на Ornithorhynchus anatinus — «пташиний ніс»). Через поєднання ознак птахів, ссавців і плазунів довго не могли визначити, до якої групи належить качкодзьоб. Лише у 1824 році було встановлено, що самки вигодовують дитинчат молоком, а у 1884 році — що вони відкладають яйця. Це зробило качкодзьоба унікальним яйцекладним ссавцем. Визначте це “експеримент” чи “спостереження”. Відповідь поясніть.
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
Етапи наукового методу та методу інженерного дизайну
Дружня порада для вчителя
Тривалість до 15 хв:
До початку обговорення поясніть слово “вибірка”.
4.1. Учні досліджували вплив вологи на поведінку клопів. Для цього комах розмістили у камері вибору. Вона складається з двох пластикових чашок Петрі, скріплених скотчем, з вирізом між ними (прохід, що з’єднує дві камери) та кришкою для утримання клопів. Учні поклали вологий шматок фільтрувального паперу з одного боку, а сухий — з іншого. При плануванні експерименту учні хотіли використати 2 клопи, однак вчителька попросила збільшити їх вибірку. Дайте відповіді на питання:
- Як ви думаєте, чому в дослідженні важливо спостерігати за більшою кількістю клопів?
- Що може статися, якщо спостерігати лише за 2 клопами?
- Яка незалежна змінна в експерименті?
Дружня порада для вчителя
Вислухайте погляди учнівства на ці питання, зафіксуйте ключові моменти на дошці. Важливо фіксувати як правильні так і хибні припущення, проте не сортувати їх одразу. Це дасть можливість учнівству розговоротися та не боятися помилитися. Запитуйте їх “Чому вони так вважають?”
Орієнтовні причини ненадійності експерименту:
- Високий ризик помилок.
- Статистична значущість відсутня. Неможливо зробити математичний аналіз та довести, що це не випадковість.
- Неможливість виявити загальну тенденцію. Поводження лише 2-х клопів може бути не репрезентативним для всієї популяції. Різні особини можуть мати індивідуальні особливості (вік, стан, попередній досвід), і для надійного висновку потрібно врахувати варіацію між багатьма клопами.
У результаті маєте з’ясувати, що з 2 клопами експеримент може бути ненадійним і важко зробити висновки.
Далі поясніть, що науковці оцінюють експерименти за двома важливими критеріями:
- Надійність – чи дає експеримент стабільні результати при повторенні?
- Валідність – чи справді він перевіряє те, що ми хочемо дослідити?
4.2. Зробіть припущення, як буде виглядати камера вибору через 10 хвилин?
Дружня порада для вчителя
Найчастіше учні обирають В. Хоча й інші результати можна отримати, якщо додати певні зовнішні фактори.
Відео експерименту: https://youtu.be/Ztfya14FPno
Ідея завдання: https://2.files.edl.io/mSIP49OkDLsIPbixCdrZoCWKEknZWSRZF4dvDuibm3xwQAH6.pdf
4.3. Поміркуйте та дайте відповідь, які ще фактори можуть вплинути на результати експерименту?
Дружня порада для вчителя
Тривалість до 20 хв.
Коли учні ознайомляться із тим, що можна змінювати у віртуальній лабораторії. Важливо, щоб вони обрали одну незалежну змінну, а інші параметри, що можна змінювати до початку експерименту мають піти у константи.
Варіативність завдання – можна замінити на іншу віртуальні лабораторії (наприклад, phet).
Зайдіть у віртуальну лабораторію, розгляньте які показники Ви можете змінювати. https://iwant2study.org/lookangejss/biology/ejss_model_transpiration
Запропонуйте змінні для дослідження та гіпотезу:
| Незалежні змінні (те, що будемо міняти): __________________________________________________________________________ Залежні змінні (те, що будемо спостерігати чи вимірювати): __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Константи (те, що не змінюється): __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Гіпотеза: Якщо (незалежна змінна)____________________________________________________________________, то (залежна змінна) _________________________________________________________________________________. |
Виконайте експеримент та запишіть у таблицю дані кількості кисню у мл.
| Рослина | без приладу | з обігрівачем | з вентилятором | з лампою |
|---|---|---|---|---|
| Англійський плющ English Ivy | ||||
| Фікус Бенджаміна Weeping Fig | ||||
| Дифенбахія Dieffenbachia | ||||
| Епіпремнум золотистий Devil’s Ivy | ||||
| Сінгоніум ніжколистий Arrowhead | ||||
| Колеус Coleus | ||||
| Журавець, або герань Geranium | ||||
| Фікус еластік Rubber Plant | ||||
| Афеляндра виступаюча Zebra Plant |
Побудуйте графік. Критерії успіху для графіка:
- має назву
- позначені назви осей та їх одиниці вимірювання.
- для експериментів незалежна змінна має бути на осі Х, а залежна змінна на осі У.
- обрана ціна поділки та її дотримано на графіку
- зазначені умовні позначки (є легенда)
- правильно обраний тип графіку для зображення даних
- читабельний та не містить граматичних помилок.
Висновок:
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
Виконайте рефлексію змісту вивченого матеріалу за допомогою методу “3-2-1” для цього запишіть:
- 3 нових факти за сьогодні.
- 2 питання, що в мене залишилися.
- 1 висновок.
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Урок 12. Наукові експерименти та гіпотези
Мета уроку: повторити етапи наукового методу, розвинути навички формулювання дослідницьких питань, визначення змінних, висування гіпотез, проведення спостережень та аналізу результатів експериментів.
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- гіпотеза
- незалежна змінна
- залежна змінна
- конс
План уроку
- Повторити етапи наукового методу
- Проводить експеримент у віртуальній лабораторії
- Будує графік за результатами експерименту
- Рефлексія
Прочитайте опис дослідження. У 1797 році до Англії надіслали першу шкіру качкодзьоба, але багато вчених спочатку вважали її підробкою — нібито таксидерміст пришив качиний дзьоб до тіла звіра, схожого на бобра. У 1799 році британський натураліст Джордж Шоу детально вивчив цю шкіру і довів, що це справжня тварина. Він дав їй наукову Platypus anatinus (пізніше перейменовану на Ornithorhynchus anatinus — «пташиний ніс»). Через поєднання ознак птахів, ссавців і плазунів довго не могли визначити, до якої групи належить качкодзьоб. Лише у 1824 році було встановлено, що самки вигодовують дитинчат молоком, а у 1884 році — що вони відкладають яйця. Це зробило качкодзьоба унікальним яйцекладним ссавцем. Визначте це “експеримент” чи “спостереження”. Відповідь поясніть.
Етапи наукового методу та методу інженерного дизайну
4.1. Учні досліджували вплив вологи на поведінку клопів. Для цього комах розмістили у камері вибору. Вона складається з двох пластикових чашок Петрі, скріплених скотчем, з вирізом між ними (прохід, що з’єднує дві камери) та кришкою для утримання клопів. Учні поклали вологий шматок фільтрувального паперу з одного боку, а сухий — з іншого. При плануванні експерименту учні хотіли використати 2 клопи, однак вчителька попросила збільшити їх вибірку. Дайте відповіді на питання:
- Як ви думаєте, чому в дослідженні важливо спостерігати за більшою кількістю клопів?
- Що може статися, якщо спостерігати лише за 2 клопами?
- Яка незалежна змінна в експерименті?
4.2. Зробіть припущення, як буде виглядати камера вибору через 10 хвилин?
4.3. Поміркуйте та дайте відповідь, які ще фактори можуть вплинути на результати експерименту?
Зайдіть у віртуальну лабораторію, розгляньте які показники Ви можете змінювати. https://iwant2study.org/lookangejss/biology/ejss_model_transpiration
Запропонуйте змінні для дослідження та гіпотезу:
| Незалежні змінні (те, що будемо міняти): __________________________________________________________________________ Залежні змінні (те, що будемо спостерігати чи вимірювати): __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Константи (те, що не змінюється): __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Гіпотеза: Якщо (незалежна змінна)____________________________________________________________________, то (залежна змінна) _________________________________________________________________________________. |
Виконайте експеримент та запишіть у таблицю дані кількості кисню у мл.
| Рослина | без приладу | з обігрівачем | з вентилятором | з лампою |
|---|---|---|---|---|
| Англійський плющ English Ivy | ||||
| Фікус Бенджаміна Weeping Fig | ||||
| Дифенбахія Dieffenbachia | ||||
| Епіпремнум золотистий Devil’s Ivy | ||||
| Сінгоніум ніжколистий Arrowhead | ||||
| Колеус Coleus | ||||
| Журавець, або герань Geranium | ||||
| Фікус еластік Rubber Plant | ||||
| Афеляндра виступаюча Zebra Plant |
Побудуйте графік. Критерії успіху для графіка:
- має назву
- позначені назви осей та їх одиниці вимірювання.
- для експериментів незалежна змінна має бути на осі Х, а залежна змінна на осі У.
- обрана ціна поділки та її дотримано на графіку
- зазначені умовні позначки (є легенда)
- правильно обраний тип графіку для зображення даних
- читабельний та не містить граматичних помилок.
Висновок:
| _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Виконайте рефлексію змісту вивченого матеріалу за допомогою методу “3-2-1” для цього запишіть:
- 3 нових факти за сьогодні.
- 2 питання, що в мене залишилися.
- 1 висновок.
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Ділись та обговорюй важливе