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1.讓學生在需要時能有材料自學/預習/複習
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感謝台中二中葉婉儀老師、台南二中李宜欣老師、平鎮高中蔣佑明老師、嘉義高中林芳妃老師、旗美高中蔡佳娟老師融入校內課程
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2021年10月14日 星期四

110探究實作A第七週-提問與實驗規劃part2


上周的課程紀錄

 本周要根據上周的提問,開始進行實驗。

但是這個主題要學習的是流程規劃、收集數據與處理。

真正要學的並不是科學實驗的規劃流程與數據分析,而是

  • 為什麼規劃的流程要嚴謹?什麼樣的嚴謹?怎麼樣才算夠嚴謹?怎麼找到自己不嚴謹的地方?
  • 為什麼要數據處理?數據有處理就好嗎?處理時,有哪些可能誤導的事情呢?
  • 為什麼要用各種數學工具找出數據的趨勢?我找到的趨勢真的存在嗎?有哪些可能造成我誤判趨勢?

也就是
我怎麼提高我的答案的有效與可信度?
我的答案是無效的可能有哪些?

這兩點其實就是論證的重要精神

既然我(總是)教的是社會學群的學生,當然分享今年的諾貝爾經濟學獎囉。
因為應用了自然科學的量化與因果推論方法學,讓社會學領域的研究進展到社會科學。


因為社會學的問題實在太錯綜複雜, 要處理多數人行為的總和因果,如果沒有掌握紮實的因果分析法則,是很容易誤判或是自以為正確的。
但是大部分的系統都太過複雜,只有物理化學實驗的系統較單純,能控制許多條件,所以我們總是從物理化學實驗開始訓練收集資料與分析推論。

這也是為什麼我們前幾周讓大家練習將問題轉為包含操縱變因與應變變因的問句。
因為這樣才能開始規劃實驗,收集數據。
接著讓他們看之前同學的提問
大多是完整的問句。
而第三組只是一個句子,而沒有讓人了解想要探究的層次(是否、如何、為什麼)
第五組則是提出了想法,卻不知道想解決甚麼問題

藍色框框的應變變因要思考如何用我們手邊有的儀器去量化。

黃色框框的應變變因則要想我們如何用收集到的兩個pm2.5濃度去算出來(但這邊學生應該都還不會去想的啦)

所以接著就看上周大家的提問結果。

在這邊我主要紀錄第二個班的進展。(因為也發展出新的方法)


這個班上周的結尾很令我擔心。
九組裡面只有三組有將想探究的方向改成含有兩種變因的提問(而且還有一組其實是要思考製程)

上週最後的結尾是還沒寫的組,要在這周跟大家分享他們的題目。

有分享的壓力果然有差。

這周來就寫成這個。
所以就用這個來看看是否都有操縱變因與應變變因。

其實第七組一開始補寫的是"醫療口罩是否真的能過濾pm2.5?",剛好讓我示範如何處理。
我的處理如下
有的時候我們的提問本身就隱含了一些資訊,而這些資訊如果已經可以回答時,就可以節省時間,往更深入的問題去研究,將時間花在值得的問題上。
以這個例子來說,合格的醫療口罩是經過檢驗要能過濾pm2.5,而且還要達到一定的比例(上節課有呈現表格給學生看),因此光是提到的主詞就有足夠的資訊回答這個問題了,答案是可以。
所以第七組還要想想看,如果已經知道答案,那還可以進一步探討什麼呢?

然後我就繼續往下講了,但後面發生一些事情讓我特別花了將近十分鐘跟他們討論一些事情。



所以在這邊介紹今天要做的事情,也解釋了為什麼要有重複測試與什麼是應變變因的計算方式(大約在這邊有一半的學生會想一下)

順手給他們看一下再下一次要跟大家分享的內容,這樣一來,就比較有任務感,操作時也會不一樣。

然後就是讓學生開始討論與操作。

其中,第七組也去寫上了他們的新題目

這一組的狀況一直不好,常常過去時發現他們不知道要做哪些事情,繳交出來的東西也跟其他同學差異很大。

後來去白板上改寫的問題是"用過的口罩是否過濾pm2.5的效率會下降"

我過去跟他們說,如果用過的口罩在過濾上不會變差,那為什麼我們要換新口罩呢?
這也是問題本身所隱含的資訊就可以回答的問題。

在講的過程中,發現他們根本沒有在處理用手機讀app的事情
這件事與題目改的方向讓我必須要處理這個組隱含的學習狀況

因此我在小組討論時間時,特別跟他們用十分鐘處理這件事情。(還好有協作老師處理其他組)

包含我發現小組常常不知道當下的事件,做出來的東西也跟其他組不同。一個可能是我講的不夠清楚,如果是這樣,我希望他們跟我討論如何讓他們了解。因為我不可能每次都跟在他們旁邊協助他們。
另一個可能是他們並不覺得在這堂課有值得學的東西,如果是這樣,我也很希望有機會聽他們的想法,看看如何修正這堂課的內容。也舉了上屆有學生直接跟我反映為何社會組也要修自然探究,所以我就做了些微的調整,慢慢讓體會。所以我也需要他們思考後跟我說。

所以我就交代他們三個任務,一個是再想想題目、二是討論一下怎麼讓每次活動時,都跟得上其他組,第三就是把他們對這堂課的想法告訴我,好讓我能調整上課方式。


在進實驗室操作前,當然有說明實驗室守則。
也在組間巡迴,確保用火與排煙設備、排除讀取數據的問題。

更重要的是觀察學生讀數據的方式,如果有幾個特定概念的組,我會特別下去跟他們討論,確保他們會分享給同學聽。
例如取平均值、刪除極值、用不同時間長度的數據等等。

因為我們用這個主題的一個重點就是當數據會一直跳動時怎麼辦。

也會提供其他組的取數據方式,問學生覺得不同的取數據方式有那些好處與隱憂。
就是用這樣的技巧來錨定後面課程需要的歸納方向,

有的組(因為沒有重複測試)會比較快結束,回到生物教室。
這個時候一定要讓他們有(重要的)事情可以做。所以我就在白板上畫表格。
(第一個班幾乎都做到下課,所以沒有這個活動)

表格是請各組分享
數據一直跳動,他們如何決定數據
怎麼用兩個PM2.5濃度的數據計算他們的應變變因(穿透力、阻隔力、過濾力)

當然學生陸續回來也是邀請他們去寫白板。

一開始應該比較不知道如何將概念轉化為公式。
這邊用的技巧是當某一組來問我的時候,我會問他們想表達什麼,然後在小白板上用他們的數據問他們,他們會怎麼算。
根據他們說的計算過程寫成數學公式,然後再將數字的來源(口罩前的PM2.5濃度、口罩後的PM2.5濃度)放在公式中,請他們寫到白板上。

最後請其他組觀察這一組的寫法,將自己想寫的東西轉化為運算公式。

(大家好愛xx力,真是被教壞。因為大人太常用,所以我這邊還沒有要改,下次再帶他們看其實這都是比例與比率的概念,到時候在調整成"率"就好)





此時距離下課五分鐘,帶著學生看不同的讀取數據方式有那些類型,例如
  • 取單一時間點vs一段時間的數據平均
  • 取不同時間長度的數據平均
  • 取一段時間的數據平均vs去除極值後去平均
  • 還有一組是取間隔十秒的平均共六次後平均
請大家在筆記本上寫下覺得自己取數據的方式有哪些好處,而別人的又有那些好處。
下次要請各組comment大家的方法。
然後就下課惹。

我觀察學生離開時其實還是在討論不同取法的優缺點,所以應該是真的有讓他們覺得這是重要的。

下周我會先用海報紙寫好上面四種取數據方式,對照上面白板的表格,讓大家想一下畫完海報要上台報告時,如何說明自己取數據的優缺點。


我想我應該下周最後才會看不同的應變變因計算方式。(我猜第四組可能不是測口罩前後,但其他組都是,所以沒什麼好講的哈哈)












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