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2021年12月22日 星期三

探究實作第十五週-形成問題+規劃嚴謹的實驗設計

日曆週是第十六週喔

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這週是(老師)不插電的一週。沒有投影片~而且環繞教室一百八十度!

首先在教室左前方的白板寫下接下來到期末的四周規劃,最重要的就是帶著學生看期末報告的檢核方向。

就是教室前方黑板上四張海報紙所貼的項目,這些項目都是我們從學期開始一起發展出來的(每個班都會換上屬於該班的四張喔)

這時候要帶學生在海報上找到幾個老師想強調的,通常就是他們會忘記的。

例如「重複測試」!!!

另外就是要認真思考有沒有哪些控制變因是疏忽的。

最後就是測量值如何整理與分析成應變變因的圖表。


然後走到教室右方的大白板。

帶著學生從原理一起思考變因。
例如:原理中提到速度、線圈、磁力及「總量」的概念。從上週操作的經驗來回想,改變哪些事情會影響這四大方向呢?

請大家寫在自己的筆記本上,然後小組彙整後,寫到大白板上。

接著我會帶著學生看各組的變因



(第一個班的)

(第二個班的)兩個班的指導語幾乎一模一樣,但是結果有超大的不同。


然後彙整到教室後方的第一個小白板
接著說明我們準備的器材數量可以提供大家做哪些變因的影響
扇葉的部分是沒有限制的,因為大家可以用紙板做自己的風扇葉
但是線圈的部分,我們的器材只能提供兩組做「3、4、6、8個線圈」
磁鐵的部分,我們的數量只能提供兩組做到最多六層磁鐵(再多其實也轉不動)
好處是機器是現成的,只要裝上自己做的那一套扇葉就好
然後就讓學生討論自己的小組要選擇什麼變因
(第一個班的)

(第二個班的)



接下來小組就要討論如何依據選定的變因提問



(第一個班的)



(第二個班的)


接下來就要放學生開始規劃實驗了。
跟之前一樣不能放學生自由活動。
要避免他們想到什麼就胡亂做一通,這樣後面會一直發現自己的數據有問題,一直重做。


前面提到的這張白板很關鍵。
因為接下來就要說明如何評估自己設計的實驗有「嚴謹的規劃」
這個應該是很多老師會遇到困難與挫折的。
因為總是覺得學生想的不夠周全。

但這通常是因為老師對實驗的主題有很多的了解,所以會覺得學生應當要想到這個、那個變因要控制好。沒想到就是想得不夠仔細。

不過呢,我們自己面臨到陌生問題時,也沒有辦法一下子就想到很多應該考慮的因素。
因此,我們也無法知道到底要想到多仔細才叫做「盡量嚴謹」

我們這邊用的方法就是把大家一起想到的變因變成一張檢核表。
一旦挑其中一個作為操縱變因,那麼其他的就要想辦法控制到盡量一樣。

這也是我們當初選擇這個題材的原因之一。
因為這個題材超級容易改變A但也同時改變B。
例如改磁鐵數量,同時也改到重量。改扇葉大小也會改到重量。大家必須要想很多方法克服。
這個白板上的變因就會提供給大家在期末報告時檢核各組有好好控制的變因佔多大的比例。
這是很具體可以評估「嚴謹程度」的方法,可以減少憑同學評分時感覺的程度。
更重要的,是給老師「對學生合理的期待」。


接下來就是請學生在筆記上先規劃好
  1. 「操縱變因有幾個變化」
  2. 「控制變因有哪些?如何控制?」
  3. 「紀錄的表格長什麼樣子」
第三個尤其重要。
因為這個實驗讀取的數據(隨著時間的電壓或電流變化)必須要經過處理才會變成應變變因(例如不同線圈數的電壓或電流)。
但學生常常沒發現。
這個時候讓他們先畫一下表格,下週取數據才會赫然發現無法填入(老師好壞)


不過講歸講,學生還是會一股腦開始就做實驗,或是花很多時間在等其中一個人完成某個步驟(線性操作)。
這時候老師下去每一組確認上面三點都有人在做就非常重要。
另外就是提供更有效率的方式給線性操作的小組。


我們有預留下一週作為正式收數據,這週是讓學生有機會發現自己很多變因沒辦法控制。
另外就是要讓每組負責收數據的同學有點心理準備。





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