Οργάνωση Α! τριμήνου - 10 ώρες (Εισαγωγή στην ερευνητική διαδικασία)

Transcript

1

2 Οργάνωση Α! τριμήνου - 10 ώρες (Εισαγωγή στην ερευνητική διαδικασία) Σεπτέμβριος *Παρουσίαση ετήσιου προγράμματος - Παρουσίαση ερευνών από προηγούμενα έτη *Ορολογία τεχνολογίας Οκτώβριος *Ορισμός, είδη και σημασία της έρευνας. *1 ο σεμινάριο ομάδας *Μεθοδολογία έρευνας *Mεθοδολογία έρευνας. Νοέμβριος *Επίδειξη πειραματικών έρευνών. *Επίδειξη πειραματικών ερευνών. *Χωρισμός ομάδων και ανάθεση ρόλων στα μέλη της. *Εκλογή θέματος έρευνας. Διατύπωση τίτλου.

3 Χρήσιμα έγγραφα 1 ου τριμήνου Επιστολή προς γονείς Επιστολή για εκπαιδευτική επίσκεψη Φύλλα εργασίας Φύλλα ανάθεσης εργασίας Οργάνωση σεμιναρίων Δημιουργία παρουσιάσεων Εκπαιδευτικά βίντεο

4 Οργάνωση Β! τριμήνου (10 ώρες) Οργάνωση ομάδων- Προετοιμασία και έναρξη ερευνών Δεκέμβριος *Νοητικός χάρτης Αναζήτηση πληροφοριακού υλικού. Προσδιορισμός Σταθερών μεταβλητών *Χρονοδιάγραμμα και σχεδίαση κατασκευής * Επιλογή υλικών συσκευών εργαλείων και λοιπών μέσων. Προϋπολογισμός προμηθειών Ιανουάριος * Σκοπός και κοινωνικές ανάγκες έρευνας *Ξεκίνημα γραφής της γραπτής εργασίας * Σεμινάριο 2 ου τριμήνου Φεβρουάριος *Ολοκλήρωση γραφής του θεωρητικού μέρους της εργασίας * Προετοιμασία και αξιολόγηση ετοιμότητας κάθε ομάδας για την διεξαγωγή του πειράματος * Διεξαγωγή πειραμάτων * Διεξαγωγή πειραμάτων

5 Χρήσιμα έγγραφα 2 ου τριμήνου Εξώφυλλο γραπτής εργασίας Πίνακας Περιεχομένων Οδηγίες για την μορφή της γραπτής εργασίας Χρονοδιάγραμμα εργασιών Πίνακας υλικών-εργαλείων συσκευών και μηχανών που χρησιμοποιήθηκαν

6 Οργάνωση Γ! τριμήνου(8 ώρες) Ολοκλήρωση δραστηριοτήτων -Έκθεση Μάρτιος *Διεξαγωγή πειραμάτων * Διεξαγωγή πειραμάτων * Γραφήματα- διάγραμμα ροής έρευνας *Ολοκλήρωση γραπτής εργασίας Απρίλιος *Συμπεράσματα προτάσεις έρευνας *Σεμινάριο παρουσίασης ερευνών *Σεμινάριο παρουσίασης ερευνών * Έκθεση έργων (20/4) Μάιος * Πιθανή παρουσίαση 3 ης ομάδας ή απολογισμός του μαθήματος

7 Στάδια επιστημονικής έρευνας

8 Μεθοδολογία έρευνας Χρονοδιάγραμμα εργασιών ``````` ΕΒΔΟΜΑΔΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΕΚΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ 3 4 ΣΥΛΛΟΓΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΥΛΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ-ΣΥΣΚΕΥΩΝ- ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ 5 ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ 6 ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ 7 ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 8 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 9 ΣΥΓΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 10 ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ 11 ΑΥΤΟ-ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ 1o τρίμηνο 2o τρίμηνο 3o τρίμηνο

9 Ε Β Δ Ο Μ Α Δ Ε Σ ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΚΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΟΣ ΣΥΛΛΟΓΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΥΛΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΓΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

10 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 1 ο Παραδείγματα διατύπωσης τίτλων έρευνας Για να εξοικειωθούν οι μαθητές/τριες με την διατύπωση τίτλων, προτείνεται στο παρακάτω υπόδειγμα να διατηρήσουν τις παρακάτω σκούρες λέξεις σταθερές και να αντικαταστήσουν τις λέξεις που είναι γραμμένες με μικρά γράμματα με δικά τους. Υπόδειγμα διατύπωσης τίτλων: Ποια είναι η επίδραση του/της υγρασίας στο(ν) / στη (ν) Σε ποιο βαθμό ο/η/το χρώμα ενός υλικού επηρεάζει Ποια/ποιες/ποιοι οικιακοί ηλεκτρικοί λαμπτήρες Πως/ με ποιο τρόπο ο προσανατολισμός μιας κατοικίας επιδρά ανάπτυξη της ντομάτας την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας (ρήμα) ακτινοβολούν περισσότερο φως στην ενέργεια που καταναλώνει Προσοχή χρειάζεται στην διατύπωση γενικών τίτλων, όπως π.χ. «Ποια είναι η επίδραση του φωτός στην ανάπτυξη ενός φυτού» είναι ευρύς και αόριστος. Είναι καλύτερα να περιορίσουμε και να συγκεκριμενοποιήσουμε τον σκοπό της έρευνας Π.χ. «Σε ποιο βαθμό η βλάστηση και ανάπτυξη σπόρων σταριού επηρεάζεται από την έκθεσή τους σε πράσινο και κόκκινο φως»

11 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 1 ο Μεταβλητές καθορισμός μεταβλητών στις πειραματικές έρευνες Όλες οι έρευνες, όπως έχουμε προαναφέρει αναφέρονται σε «μεταβλητές» και περιγράφουν τη σχέση που υπάρχει μεταξύ των μεταβλητών αυτών. Τι είναι οι σταθερές και οι μεταβλητές στην ερευνητική ορολογία; Ανεξάρτητη μεταβλητή: Στην Πειραματική έρευνα ο ερευνητής μπορεί να την αλλάξει, (να διαφοροποιήσει τις τιμές της) ενώ παρατηρεί τις αλλαγές που συμβαίνουν στην εξαρτημένη μεταβλητή. Εξαρτημένη μεταβλητή: Είναι εκείνη στην οποία εστιάζουμε την προσοχή μας και στην οποία παρατηρούμε τις μεταβολές που συμβαίνουν από την επενέργεια της ανεξάρτητης μεταβλητής. Η εξαρτημένη μεταβλητή δεν επηρεάζεται άμεσα από τον ερευνητή. Ελεγχόμενες (σταθερές ) μεταβλητές: Είναι εκείνες που ο ερευνητής αποφασίζει να διατηρήσει σταθερές σ όλη τη διάρκεια της έρευνας. Μπορούμε να τις βρούμε αν απαντήσουμε στο ερώτημα: «Εκτός από την ανεξάρτητη μεταβλητή, ποιοι άλλοι παράγοντες μπορεί να επηρεάζουν την εξαρτημένη μεταβλητή;»

12 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 1 ο Μεταβλητές καθορισμός μεταβλητών στις περιγραφικές έρευνες Στη περιγραφική έρευνα υπενθυμίζουμε ότι μελετάται η ποσοτική σχέση μεταξύ μεταβλητών σε περιπτώσεις που καμία μεταβλητή δεν επηρεάζεται από τον ερευνητή δηλ. μεταβολή στην ανεξάρτητη μεταβλητή γίνεται ανεξάρτητα από τη θέληση του ερευνητή Η περιγραφική έρευνα έχει σκοπό να περιγράψει τη σχέση που υπάρχει μεταξύ μεταβλητών, αλλά είναι πολύ δύσκολο να αποδοθεί αιτιώδης σχέση μεταξύ των μεταβλητών. Το βασικό πρόβλημα ερευνών της μορφής αυτής είναι η έλλειψη δυνατότητας ελέγχου από τον ερευνητή και άλλων μεταβλητών, επιπλέον της ανεξάρτητης μεταβλητής που πιθανόν να δημιουργούν τις διαφορές στην εξαρτημένη μεταβλητή. Π.χ. Στην έρευνα «Η μεταβολή της ατμοσφαιρικής πίεσης και θερμοκρασίας στην περιοχή του Ρέντη την περίοδο του χειμώνα» ο ερευνητής δεν επηρεάζει καμία μεταβλητή και τα όποια αποτελέσματα εξαρτώνται και από άλλους μετεωρολογικούς παράγοντες. Σε περίπτωση επιλογής από τους μαθητές περιγραφικών ερευνών, χρειάζεται προσεκτική επιλογή του θέματος και απαραίτητα η δημιουργία δοκιμίου αντιπροσωπευτικού της έρευνας. ( στο παράδειγμα μας δημιουργία μακέτας μετεωρολογικού σταθμού ) Συμπερασματικά η πειραματική μέθοδος είναι απαιτητικότερη διαδικασία (σε χρόνο, μέσα κ.λ.π.), όμως εξασφαλίζει εγκυρότερη γνώση.

13 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 1 ο Παραδείγματα σχέσης μεταβλητών 1.Μεταβολή ειδικής αντίστασης υλικού αγωγών ( 2.4 βιβλίο Φυσικής γ γυμνασίου) Δοκίμια και διατάξεις που βρίσκει εφαρμογή

14 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Διαδικασίες συλλογής δεδομένων Η συλλογή δεδομένων (αποτελεσμάτων μετρήσεων) είναι σημαντικότατο μέρος της διαδικασίας έρευνας, διότι τα συμπεράσματα μας θα βασιστούν στα δεδομένα αυτά. Μέσο συλλογής δεδομένων στις πειραματικές διατάξεις αποτελεί η σωστή σχεδίαση προετοιμασία και εκτέλεση του πειράματος. 3 4 Κατάλογος υλικών, εργαλείων και συσκευών 5 Εκτέλεση πειράματος. Μετρήσεις τιμές μεταβλητών 2 Πορεία εργασίας της ερευνητικής διαδικασίας 1 Σχεδιασμός και κατασκευή δοκιμίων, μοντέλων και λοιπών κατασκευών Προσδιορισμός και έλεγχος των σταθερών μεταβλητών

15 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο - 1o βήμα Παρ.1 ο : Διάταξη ανεμογεννήτριας ή ανεμιστήρα Χρήσιμη παρατήρηση : Κάποιο από τα μέλη της ομάδας φωτογραφίζει κάθε στάδιο της κατασκευής της πειραματικής διάταξης και καταγράφει και βήμα-βήμα την διαδικασία κατασκευής της.

16 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο - 1o βήμα Παρ.2 ο :Αλλαγή χρώματος σε ορτανσίες Ξεκινώντας απ' την άνοιξη, δίνουμε στις ορτανσίες μας ειδικό λίπασμα που περιέχει αλουμίνιο. Αυτό μειώνει το ph του εδάφους, δηλαδή το κάνει πιο όξινο και το φυτό «αντιδρά» αλλάζοντας το χρώμα των λουλουδιών του. Στην ελληνική αγορά κυκλοφορούν τουλάχιστον δύο σκευάσματα που κάνουν αυτή τη δουλειά. Για να τα βρείτε ζητήστε, «λίπασμα που κάνει μπλε τα άνθη της ορτανσίας». Ρύθμιση του ph του εδάφους : Σχολικό βιβλίο Χημείας σελ. 29

17 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο - 1o βήμα Κατασκευή δοκιμίου από μαθήτρια ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΞΕΝΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΤΑ ΤΡΟΦΙΜΑ Αναπαράσταση μηχανήματος ανίχνευσης ξένων αντικειμένων στα τρόφιμα με την χρήση των ακτίνων -Χ, πριν αυτά διατεθούν προς κατανάλωση. Υλικά κατασκευής (ανακυκλώσιμα ) 1. Ξύλινη βάση 2. Ανοξείδωτο περίβλημα 3. Ράουλα 4. Ιμάντας 5. Μανιβέλα inox 6. Μπαταρία 7. Λαμπάκι (led) 8. Καλώδια 9. Συνδετήρες καλωδίων 10. Βίδες και παξιμάδια 11. Βάσεις για τα ράουλα

18 «Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗΣ Η ΜΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ ΣΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΥ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ, ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΕΝΔΥΝΑΜΩΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΜΙΑΣ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ Στο Α.Π.Θ κατασκευάστηκαν στο εργαστήριο του Πανεπιστημίου, πρισματικά δοκίμια τετραγωνικής διατομής. Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο - 1o βήμα Αξιοποίηση γειτονικού Πανεπιστημίου Τα δοκίμια τοποθετήθηκαν στις ειδικές θέσεις της σεισμικής τράπεζας, μηχάνημα το οποίο προκαλεί ταλαντώσεις οι οποίες κυμαίνονται από 4-8 βαθμοί της κλίμακας ρίχτερ, διαπιστώνοντας έτσι την αντοχή των δοκιμίων.

19 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο /Βήμα 1 ο : Σχεδιασμός και κατασκευή δοκιμίων, μοντέλων και λοιπών κατασκευών (χωρίς εργαστήριο) Ανιχνευτής ακτινοβολίας ΑΝΩΣΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΣΧΗΜΑ & ΥΛΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ

20 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο /Βήμα 1 ο : Αξιοποίηση παλαιότερων ερευνών - προτάσεις για συμπληρωματικές έρευνες Προτάσεις για νέα συμπληρωματική έρευνα 1.Η επίδραση της θερμοκρασίας του νερού στην απορροφητικότητα της χαρτοπετσέτας. 2.Η επίδραση του χρώματος στην απορροφητικότητα της χαρτοπετσέτας. 3.Η επίδραση της ύλης (ανακυκλώσιμη -μη ανακυκλώσιμη) στην απορροφητικότητα της. Προτάσεις για νέα συμπληρωματική έρευνα 1.Σύγκριση διπλών υαλοπινάκων διαφορετικών εταιριών 2.Σύγκριση μονών και διπλών υαλοπινάκων όταν το υλικό του ομοιώματος αποτελείται από διαφορετικά υλικά 3.Η επίδραση των υαλοπινάκων με διπλό και μονό τζάμι όπου το διπλό τζάμι είναι γεμισμένο με αέριο

21 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 2 ο : Προσδιορισμός ελεγχόμενων Ανεξάρτητη Μεταβλητή : Το διοξείδιο του άνθρακα. Εξαρτημένη Μεταβλητή : Η θερμοκρασία. ( σταθερών) μεταβλητών Τίτλος έρευνας : Η επίδραση του διοξειδίου του άνθρακα CO2 στη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας. Ελεγχόμενες μεταβλητές: Το υλικό του δοχείου μέτρησης Οι διαστάσεις. Η ποσότητα του νερού. Τα θερμόμετρα. Η φωτεινή ηλεκτρική πηγή. Το είδος της φωτεινής ηλεκτρικής πηγής. Η απόσταση της φωτεινής πηγής από τα δοχεία. Χρήσιμο εργαλείο : Χρήση εννοιολογικών χαρτών SvXI

22 Υπόδειγμα εννοιολογικού χάρτη

23 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 3 ο : Πορεία εργασίας ( Διάγραμμα ροής) Έναρξη του πειράματος Τοποθετώ τα δύο θερμόμετρα προσέχοντας να μην ακουμπούν στο νερό. Ανάβω τη λάμπα και καταγράφω τη θερμοκρασία σε κάθε σέϊκερ ανά πέντε λεπτά. Με ένα ογκομετρικό σωλήνα μετρώ από 120 ml νερό της βρύσης και το αδειάζω μέσα σε κάθε σέϊκερ, Στη συνέχεια το βιδώνω. Στο άλλο σέϊκερ τοποθετώ ένα πλαστικό δοχείο που είχα ρίξει μέσα ένα κουταλάκι μαγειρική σόδα. Τοποθετώ τη λάμπα πυρακτώσεως ανάμεσα στα δύο σέϊκερ προσέχοντας να ισαπέχει. Το πλαστικό δοχείο επιπλέει στο σέϊκερ. Με μία σύριγγα παίρνω 10ml ξύδι και το ρίχνω μέσα στο πλαστικό δοχείο ξύδι με τη σόδα δημιουργεί διοξείδιο του άνθρακα Τέλος του πειράματος

24 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Εργαλεία για διάγραμμα ροής drawings.google.com nmnx_pcmyiqluhiqyeg/edit ( oδηγίες χρήσης )

25 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 4 ο :Κατάλογος υλικών, εργαλείων και συσκευών Περιλαμβάνει υλικά (μηχανήματα, υλικά κατασκευής, εργαλεία κ.λπ.) που επινοήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν από τον ερευνητή Α/Α Υλικό συσκευή- εργαλείο- μηχανή ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΚΟΣΤΟΣ ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ

26 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 5 ο : Εκτέλεση πειράματος. Μετρήσεις τιμές μεταβλητών Αφορά την πορεία διεξαγωγής των μετρήσεων της Έρευνας και τη συγκέντρωση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων που έγιναν στις μεταβλητές μέσα από κείμενα, πίνακες, διαγράμματα, κ.λπ. Min Με διοξείδιο του άνθρακα Χωρίς διοξείδιο του άνθρακα 0 23,6 23, , , ,8 28, ,8 29, , ,9 29, ,3 29, ,6 29,8

27 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 2 ο Βήμα 5 ο : Εκτέλεση πειράματος. Επαναλήψεις - φωτογράφηση Τυχόν επανάληψη ή επαναλήψεις του πειράματος βοηθούν στην μείωση των σφαλμάτων των αποτελεσμάτων σας. Όλες οι σημαντικές ενέργειες φωτογραφίζονται για να γίνεται από τους αναγνώστες της έρευνας πιο κατανοητή η διεξαγωγή του πειράματος, αλλά να υπάρχει και βοηθητικό υλικό για μελλοντικούς ερευνητές.

28 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 3 ο Ανάλυση δεδομένων πίνακα 1 Μεταβολή της θερμοκρασίας στα δύο σέϊκερ ανά πέντε λεπτά Με διοξείδιο του άνθρακα 23, ,8 34,8 35,4 35,9 36,3 36,6 36,8 36, ,1 Χωρίς διοξείδιο του άνθρακα 23,6 26,3 27,7 28,7 29, ,6 29,7 29,8 29, ,3 29,9 Παρατηρώ ήδη από τα πρώτα πέντε λεπτά η θερμοκρασία στα δύο σέϊκερ είναι πολύ διαφορετική. Στο σέϊκερ με το διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε 5,4 βαθμούς κελσίου από την αρχική θερμοκρασία. Στο σέϊκερ χωρίς το διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε 2,7 βαθμούς κελσίου από την αρχική θερμοκρασία.το ίδιο συμβαίνει και στα επόμενα λεπτά δηλαδή το σέϊκερ με το διοξείδιο του άνθρακα έχει διπλάσια θερμοκρασία από το σέϊκερ χωρίς το διοξείδιο του άνθρακα

29 θερμοκρασία Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 3 ο Ανάλυση δεδομένων πίνακα 2 Τελική θερμοκρασία μετά από 60 λεπτά στα δύο σέϊκερ με ή χωρίς διοξείδιο του άνθρακα Mε διοξείδιο του άνθρακα Xωρiς διοξείδιο του άνθρακα Αρχική θερμοκρασία 23,6 23,6 Τελική μετα από 60 λεπτά 37,1 29,9 Παρατηρώ ότι μετά από 60 λεπτά η θερμοκρασία στο σέϊκερ με διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε κατά 13,5 βαθμούς ενώ χωρίς διοξείδιο του άνθρακα ανέβηκε στους 6,3 βαθμούς. Η θερμοκρασία στο σέϊκερ με το διοξείδιο του άνθρακα είναι διπλάσια από το σέϊκερ χωρίς το διοξείδιο του άνθρακα Στο πείραμα ήταν αδύνατη η μέτρηση της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα λόγω έλλειψης ειδικών oργάνων. Το πείραμα έγινε μόνο μια φορά λόγο έλλειψης χρόνου. Μικρή διαφορά στα θερμόμετρα θεωρείται αμελητέα στην αξιοπιστία της έρευνας.

30 Μεθοδολογία έρευνας Στάδιο 4 ο Εξαγωγή συμπερασμάτων παραδείγματος Σχέση μεταξύ ανεξάρτητης και εξαρτημένης μεταβλητής Είναι προφανές ότι η παρουσία διοξειδίου του άνθρακα αυξάνει τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας Αποδοχή η απόρριψη της αρχικής υπόθεσης Άρα αποδέχομαι την αρχική μου υπόθεση ότι η παρουσία του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνει τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας. Προτάσεις για νέα συμπληρωματική έρευνα. 1. Η επίδραση του μονοξείδιου και διοξειδίου του αζώτου στην θερμοκρασίας της ατμοσφαίρας. 2. Η επίδραση του μεθανίου στην αύξηση της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας.

31 Μην ξεχνάμε ότι.