матеріал 4

4. Природничі науки: гіпотези та спостереження

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №4. Природничі науки: гіпотези та спостереження

Очікувані результати навчання

формулює та обґрунтовує самостійно або в співпраці з іншими гіпотези відповідно до проблеми й мети дослідження, визначає завдання [12 ПРО 1.2.2];
інтерпретує інформацію природничого змісту, представлену в різних формах [12 ПРО 2.2.2-1];
формулює словесні описи обʼєктів, явищ і процесів на основі нетекстової інформації (табличної, графічної/інфографіки) [12 ПРО 2.2.2-2];
виявляє емоційно-ціннісне ставлення до діяльності вчених і винахідників, їхнього внеску в прогрес людства [12 ПРО 3.4.2];
спостерігає, досліджує обʼєкти та явища самостійно/в групі за наданим планом [12 ПРО 1.4.1-1].

Мета уроку: визначати змінні та формулювати гіпотезу, досліджувати діяльність науковців, проводити спостереження за планом і фіксувати результати.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

4. Якісна освіта.
9. Інновації й інфраструктура.

Ключові слова: незалежна змінна, залежна змінна, гіпотеза, спостереження.

План уроку

Змінні та гіпотеза.
Дослідження щоденників науковців.
Спостереження та фіксація власних результатів.
Рефлексія.

Очікувані результати для вчителя:

визначає змінні (незалежна та залежна) в експерименті та формулює гіпотезу на їхній основі;
уміє робити спостереження за планом;
пояснює внесок учених-природознавців у прогрес людства.

Очікувані результати для учнівства:

визначає змінні (незалежна та залежна) в експерименті та формулює гіпотезу на їхній основі.
уміє робити спостереження за планом;
пояснює внесок учених-природничників у прогрес людства.

1. Мотивація

Прочитайте опис експерименту, визначте змінні та сформулюйте гіпотезу:

Петро та Іванка вирішили дослідити, як їхні улюблені напої впливають на зубну емаль.
Для цього вони занурили яйця на добу у різні напої (сік журавлини, апельсиновий сік, чай, молоко, кока-кола). Через 24 години вони побачили такий результат.

Незалежна змінна (те, що будемо міняти):

Залежні змінні (те, що будемо спостерігати чи вимірювати):

Константи (те, що не змінюється):

Якщо (незалежна змінна) ___________________________________________________________________________, то (залежна змінна) _________________________________________________________________________________.

Критерії успіху гіпотези:

написана повним реченням;
може бути виміряна;
мітка та легка для розуміння;
містить незалежну і залежну змінну;
пояснює, що може статися в експерименті;
записана до початку експерименту.

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 5 хв.

Зверніть увагу, на те, що науковий метод може бути використаний не тільки в лабораторії, а й для перевірки власних уявлень про світ.

Покликання на сайт із експериментом:
https://smallbitespd.com/whats-new/2020/4/8/stainexperiment

2. Повторення пройденого

Прочитайте опис експерименту та дайте відповідь на запитання (правильних відповідей може бути одна або декілька):

Учні вирішили дослідити, як вживання кави впливає на швидкість реакції. Для цього вони провели експерименту зображений на малюнку. На першому кроці людина 1 (той, хто відпускає) тримає лінійку над рукою людини 2 (той, хто ловить). На другому кроці людина 1 відпускає лінійку, а людина 2 ловить якнайшвидше. «Відстань падіння» між рукою ловця та нижньою частиною лінійки використовується для обчислення часу реакції. Таким чином, вони протестували 5-х своїх друзів до вживання кави та після.

А. Визначте незалежну змінну:

швидкість реакції;
відстань падіння;
людина пила каву чи ні;
людина 1 (яка відпускає лінійку) та людина 2 (яка ловить лінійку)

Відповідь: 3

В. Визначте залежні змінні:

швидкість реакції;
відстань падіння;
людина пила каву чи ні;
людина 1 (яка відпускає лінійку) та людина 2 (яка ловить лінійку)

Відповідь: 1, 2.

С. Яку гіпотезу можна сформувати на основі цього експерименту?

Якщо людина ловить лінійку вище, то швидкість реакції буде більша.
Якщо людина випила каву, то відстань падіння буде більшою.
Якщо відстань падіння лінійки менша, то людина займається спортом.

Відповідь: 2.

Дружня порада вчителю

Тривалість — 5 хв.

3. Тобі може знадобитися

Етапи наукового методу та методу інженерного дизайну

4. Життєва ситуація

4.1. Розгляньте фрагменти щоденників науковців і науковиць та дайте відповіді на питання:

Що зображено вченим/вченою? На що це схоже?
Що вони досліджували?
Де можуть бути використані їхні дослідження?
Як ведення таких «ескізних» щоденників може допомогти вам у власному навчанні?

А. Фрагмент записника Леонардо Да Вінчі

Codex Forster I (folio 41 verso) and (Right) Codex Forster I (folio 42 recto), Leonardo da Vinci, late 15th – early 16th century, Italy.

B. Спостереження українського астронома Миколи Павловича Барабашова за 1924 рік

С. Сторінка із щоденника Марії Склодовської-Кюрі, лауреатки Нобелівської премії з фізики

D. Записки морської біологині та екологині Рейчел Карсон (Rachel Carson)

Дружня порада вчителю

Тривалість — 15 хв.

Цікаво перед завданням розказати про те, що часто дослідження народжувалися з системних спостережень, нотаток різних людей, а не тільки вчених.

Власне, завдання можна виконати у групах, учні можуть вибрати різні щоденники та презентувати результати свого обговорення на клас.

У нотатках Миколи Барабашова зображене танення південної полярної шапки Марса за 1924 рік.

Коротка інформація про Барабашова:
https://karazin.ua/news/130-rokiv-vid-nbsp-dnia-narodzhennia-vsesvitnovidomoho-astro/

4.2. Проведіть спостереження за методом SCUMPS (наявного об’єкта за власним вибором):

Size — Розмір ___________________________________________________________________________
Colour — Колір __________________________________________________________________________
Use — Використання (Як працює? Що робить?)

Material — Матеріал (Із чого виготовлений?)

Parts — Будова (Із чого складається?)

Shape — Форма _________________________________________________________________________

Дружня порада вчителю

Тривалість — 5 хв.

Для швидкого виконання завдання підійде об’єкт, який має 3-4 складових. Наприклад, ручка.

Диференціація:

Для тих, хто потребує підтримки, використовуйте прості, знайомі об’єкти.

Для учнів із високим рівнем підготовки — об’єкти з більшою кількістю деталей. Наприклад, телефон чи годинник.

5. Попрактикуймо самостійно

5.1. Прочитай опис експерименту та запишіть змінні:

А. Ератосфен помітив, що в день літнього сонцестояння в місті Сієна (сучасний Асуан), розташованому на південь від Олександрії, сонце в полудень знаходиться в зеніті. У цей момент світло досягає дна глибокого колодязя, а предмети не відкидають тіней. Водночас в Олександрії предмети утворюють тіні. Ератосфен за допомогою скафіса (приладу для вимірювання висоти сонця за довжиною тіні) визначив, що в полудень у день літнього сонцестояння сонце в Олександрії відхиляється від зеніту на 7°12′. Відстань між Сієною та Олександрією (дуга АС) становить 1/50 частину повного кола Землі. Ця відстань приблизно становить 39 500 км.

Джерело: https://vseosvita.ua/library/embed/001m84-3123.docx.html

Незалежна змінна:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Залежні змінні:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Константи:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В. Джозеф Прістлі помістив свічку та мишу під скляний ковпак, і коли кисень у ньому закінчився, миша загинула, а свічка згасла. Однак, додавши туди рослину, він довів, що вона виробляє кисень, який дозволяє свічці горіти, а миші — виживати.

Незалежна змінна:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Залежні змінні:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Константи:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

С. Галілей, проводячи досліди (за легендою, скидаючи різні за масою предмети з Пізанської вежі), показав, що всі тіла у вакуумі падають з однаковим прискоренням, незалежно від їхньої ваги. Цим він спростував твердження Арістотеля про те, що важчі об’єкти обов’язково падають швидше.

Незалежна змінна:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Залежні змінні:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Константи:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дружня порада вчителю

Тривалість — 10 хв.

5.2. Щоденник науковця

Щодня ви спостерігаєте безліч ситуацій, явищ, процесів, навіть не замислюючись про це. Завдання «Щоденник науковця» спрямовано на розвиток уважності, рефлексії — формування дослідницьких компетенцій, які будуть корисними у будь-якій сфері життя, навіть якщо ви не плануєте пов’язувати свою майбутню діяльність із наукою.

Завдяки такому щоденнику ви:

тренуєте вміння помічати деталі в повсякденних ситуаціях;
усвідомлюєте, що саме привертає вашу увагу;
навчаєтеся вчитися із власного досвіду завдяки структурованому спостереженню, формуванню власних запитань та висновків;
розвиваєте навичку рефлексії та критичного мислення, яка сприяє більш свідомому підходу до будь-яких завдань та самоусвідомленню.

“Ведення «Щоденника науковця» — це не лише про великі відкриття. Це насамперед про вміння уважно дивитися на світ, ставити запитання й цінувати навіть найменші деталі, які в підсумку можуть привести до важливих висновків”.

Порада від ChatGPT

Заповнювати “Щоденник науковця” можна в нотатнику — як цифровому, так і паперовому. Різниця полягає в тому, що у випадку цифрового ви можете додати фото, а в паперовому — необхідно робити скетчі/замальовки.

Шаблон для заповнення:

1. Дата: __________________________

2. Що мене дивує / зацікавлює? (фото та опис):

Місце для фото чи малюнку

Додаєте світлину та коротко описуєте те, що привертає Вашу увагу (подія, предмет, ситуація).

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Проведіть спостереження за методом SCUMPS:

Size — Розмір ___________________________________________________________________________
Colour — Колір __________________________________________________________________________
Use — Використання (Як працює? Що робить?)

Material — Матеріал (Із чого виготовлений?)

Parts — Будова (Із чого складається?)

Shape — Форма _________________________________________________________________________

4. Запитання та протиріччя:

Три запитання, що виникли у вас протягом дня?

Що залишається незрозумілим?

Чому це суперечить із того, що ви вже знаєте? Які протиріччя?

5. Рефлексія (наприкінці дня):

Що нового про себе дізналися сьогодні?

Що в сьогоднішніх спостереженнях мене радує? Що було корисним?

Що можна було зробити по-іншому та чому?

У яких ситуаціях може знадобитися отриманий сьогодні досвід?

Про що вам було б цікаво дізнатися більше?

Дружня порада вчителю

Тривалість — 3 хв.

Пояснення домашнього завдання.

Це домашнє завдання ОБОВ’ЯЗКОВО ЗАДАТИ учнівству для того, щоб далі в курсі вони мали змогу досліджувати питання за власним запитом.

Бажано виконувати його протягом декількох тижнів.

Рефлексія

Виконайте рефлексію змісту вивченого матеріалу за допомогою практики «Пригадування» (Retrieval Practice) та дайте відповіді на запитання:

Відео

Які критерії успіху для гіпотези?
Що необхідно записувати в спостереження?
Для чого люди ведуть нотатки чи записники?

Дружня порада вчителю

Тривалість — 5 хв.

У вільний від відпочинку час

Leonardo da Vinci. Notebooks

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №4. Природничі науки: гіпотези та спостереження

Очікувані результати навчання

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

4. Якісна освіта.
9. Інновації й інфраструктура.

Ключові слова: незалежна змінна, залежна змінна, гіпотеза, спостереження.

План уроку

Змінні та гіпотеза.
Дослідження щоденників науковців.
Спостереження та фіксація власних результатів.
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

визначає змінні (незалежна та залежна) в експерименті та формулює гіпотезу на їхній основі.
уміє робити спостереження за планом;
пояснює внесок учених-природознавців у прогрес людства.

1. Мотивація

Прочитайте опис експерименту, визначте змінні та сформулюйте гіпотезу:

Незалежна змінна (те, що будемо міняти):

Залежні змінні (те, що будемо спостерігати чи вимірювати):

Константи (те, що не змінюється):

Критерії успіху гіпотези:

написана повним реченням;
може бути виміряна;
чітка та легка для розуміння;
містить незалежну і залежну змінну;
пояснює, що може статися в експерименті;
записана до початку експерименту.

2. Повторення пройденого

А. Визначте незалежну змінну:

швидкість реакції;
відстань падіння;
людина пила каву чи ні;
людина 1 (яка відпускає лінійку) та людина 2 (яка ловить лінійку)

В. Визначте залежні змінні:

швидкість реакції;
відстань падіння;
людина пила каву чи ні;
людина 1 (яка відпускає лінійку) та людина 2 (яка ловить лінійку)

С. Яку гіпотезу можна сформувати на основі цього експерименту?

Якщо людина ловить лінійку вище, то швидкість реакції буде більша.
Якщо людина випила каву, то відстань падіння буде більшою.
Якщо відстань падіння лінійки менша, то людина займається спортом.

3. Тобі може знадобитися:

Етапи наукового методу та методу інженерного дизайну

4. Життєва ситуація:

4.1. Розгляньте фрагменти щоденників науковців та науковиць та дайте відповіді на питання:

Що зображено вченим/ученою? На що це схоже?
Що вони досліджували?
Де можуть бути використані їх дослідження?
Як ведення таких «ескізних» щоденників може допомогти вам у власному навчанні?

А. Фрагмент записника Леонардо Да Вінчі

B. Спостереження українського астронома Миколи Павловича Барабашова за 1924 рік

С. Сторінка із щоденника Марії Склодовської-Кюрі, лауреатки Нобелівської премії з фізики

D. Записки морської біологині та екологині Рейчел Карсон (Rachel Carson)

4.2. Проведіть спостереження за методом SCUMPS (наявного об’єкта за власним вибором):

Size — Розмір ___________________________________________________________________________
Colour — Колір __________________________________________________________________________
Use — Використання (Як працює? Що робить?)

Material — Матеріал (Із чого виготовлений?)

Parts — Будова (Із чого складається?)

Shape — Форма _________________________________________________________________________

5. Попрактикуймо самостійно

5.1. Прочитай опис експерименту та запишіть змінні:

Незалежна змінна:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Залежні змінні:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Константи:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Незалежна змінна:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Залежні змінні:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Константи:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Незалежна змінна:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Залежні змінні:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Константи:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.2. Щоденник науковця.

Завдяки такому щоденнику ви:

тренуєте вміння помічати деталі в повсякденних ситуаціях;
усвідомлюєте, що саме привертає вашу увагу;
навчаєтеся вчитися із власного досвіду завдяки структурованому спостереженню, формуванню власних запитань та висновків;
розвиваєте навичку рефлексії та критичного мислення, яка сприяє більш свідомому підходу до будь-яких завдань та самоусвідомленню.

“Ведення «Щоденника науковця» — це не лише про великі відкриття. Це насамперед про вміння уважно дивитися на світ, ставити запитання й цінувати навіть найменші деталі, які в підсумку можуть призвести до важливих висновків”.

Порада від ChatGPT

Шаблон для заповнення:

1. Дата: __________________________

2. Що мене дивує / зацікавлює ? (фото та опис):

Місце для фото чи малюнку

Додаєте світлину та коротко описуєте те, що привертає Вашу увагу (подія, предмет, ситуація).

3. Проведіть спостереження за методом SCUMPS:

Size — Розмір ___________________________________________________________________________
Colour — Колір __________________________________________________________________________
Use — Використання (Як працює? Що робить?)

Material — Матеріал (Із чого виготовлений?)

Parts — Будова (Із чого складається?)

Shape — Форма _________________________________________________________________________

4. Запитання та протиріччя:

Запишіть три запитання, що виникли у вас протягом дня.

Що залишається незрозумілим?

Чому це суперечить із того, що ви вже знаєте? Які протиріччя?

5. Рефлексія (наприкінці дня):

Що нового про себе дізналися сьогодні?

Що в сьогоднішніх спостереженнях мене радує? Що було корисним?

Що можна було зробити по-іншому та чому?

У яких ситуаціях може знадобитися отриманий сьогодні досвід?

Про що вам було б цікаво дізнатися більше?

Рефлексія

Відео

Які критерії успіху для гіпотези?
Що необхідно записувати в спостереження?
Для чого люди ведуть нотатки чи записники?

У вільний від відпочинку час:

Leonardo da Vinci. Notebooks

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе