ინფორმაცია

SS1_2018_Pre_Lecture_01_Reading - ბიოლოგია

SS1_2018_Pre_Lecture_01_Reading - ბიოლოგია



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

აქტიური სწავლა BIS2A-ში

ყველა ლექციაზე მოგთხოვთ კითხვებზე პასუხის გაცემას, როგორც მცირე ჯგუფში, ასევე ინდივიდუალურად. ეს კითხვები რამდენიმე მიზანს ემსახურება:

საკლასო კითხვების ფუნქციები

  • კითხვები ასტიმულირებს სტუდენტებს, განიხილონ თემა განსხვავებული პერსპექტივიდან, რომელსაც ინსტრუქტორი მიიჩნევს მათ სწავლასთან შესაბამისობაში.

  • კითხვები მოქმედებს როგორც მინი „თვითტესტი“ სტუდენტებისთვის. თუ არ ხართ დარწმუნებული, თუ რა კითხვას სვამენ ან როგორ უპასუხოთ მას, ეს კარგი დროა, რომ (ა) სთხოვოთ ინსტრუქტორს განმარტება და/ან (ბ) გაითვალისწინოთ, რომ ეს დაუყოვნებლივ გადახედოთ გაკვეთილის შემდეგ TA-ს, ინსტრუქტორს. , კლასელები ან ინტერნეტი. თუ ინსტრუქტორმა დრო დაუთმო კლასში კითხვის დასმას, ეს არის დიდი მინიშნება იმისა, რომ ის ფიქრობს, რომ კითხვაც და პასუხიც მნიშვნელოვანია.

  • ზოგიერთი საკლასო შეკითხვა სთხოვს მოსწავლეებს თავად ჩამოაყალიბონ კითხვები. ეს, როგორც წესი, სავარჯიშოა, რომელიც შექმნილია იმისათვის, რომ აიძულოს მოსწავლე დაფიქრდეს და შეეცადოს გამოხატოს გაკვეთილის აზრი. ეს არის კრიტიკული სავარჯიშოები, რომლებიც გაიძულებთ უფრო ღრმად იფიქროთ თემაზე და მოათავსოთ იგი კურსის უფრო ფართო კონტექსტში.

  • ზოგიერთმა შეკითხვამ შეიძლება სთხოვოს მოსწავლეს მონაცემების ინტერპრეტაცია ან მოდელის შექმნა (მაგ., შესაძლოა სურათი) და კლასს მიაწოდოს ის, რასაც ხედავს. ეს სავარჯიშო სთხოვს მოსწავლეს ივარჯიშოს რაღაცის ხმამაღლა ახსნაში. ეს შეიძლება იყოს შესანიშნავი თვითშემოწმება და სწავლის გამოცდილება, როგორც პასუხისმგებელი პირისთვის, ასევე თანაკლასელებისთვის, რომლებიც ასევე უნდა გამოიყენონ დრო იმის შესამოწმებლად, თუ როგორ უპასუხებდნენ კითხვას და როგორ შეედრება ეს ინსტრუქტორის გამოხმაურებას.

  • კითხვები შემდეგ დისკუსიაში და აზროვნების პროცესი, რომელიც დაკავშირებულია პრობლემის გადაჭრასთან ან კითხვებზე პასუხის გაცემასთან, ინსტრუქტორისთვის არის შესაძლებლობა მოახდინოს ექსპერტის ქცევის მოდელირება ინტერაქტიული გზით - ზოგჯერ თანაბრად მნიშვნელოვანია იმის გაგება, თუ როგორ მივაღწიოთ პასუხს. პასუხის გაგება.

ზოგიერთი შეკითხვა შექმნილია აზროვნებისა და დისკუსიის გასააქტიურებლად, ვიდრე დისკრეტული პასუხის მისაღებად. დარეკვის შემთხვევაში არ უნდა იგრძნოთ თავი იძულებით გქონდეთ ერთი "სწორი" პასუხი!! ამის გაგება ძალიან მნიშვნელოვანია. როგორც კი გააცნობიერებთ, რომ სავსებით მისაღებია (და ხანდახან სასურველია) არ იცოდე ყველა პასუხი (თუ იცოდი, რა აზრი ექნებოდა კლასში მისვლას?), ამან შეიძლება გაათავისუფლოს ბევრი შფოთვა დარეკვის გამო. . მიუხედავად იმისა, რომ კარგია, რომ არ იცოდე "პასუხი", შენთვის მაინც მნიშვნელოვანია დისკუსიაში წვლილი შეიტანო. სხვა მნიშვნელოვანი წვლილის მაგალითები შეიძლება მოიცავდეს: განმარტების მოთხოვნას; კითხვის ასოცირება სხვა საკლასო თემასთან (კავშირების დამყარების მცდელობა); და გამოხატეთ ის, რითაც კომფორტულად გრძნობთ თავს და რა გაწუხებთ კითხვაში. არ შეგეშინდეთ თქვათ "არ ვიცი". ეს სრულიად ნორმალურია და ზოგჯერ მოსალოდნელიც კი არის. მოემზადეთ იმისთვის, რომ ინსტრუქტორმა მოჰყვეს სხვა შეკითხვა, თუმცა ის შეეცდება ან ხაზი გაუსვას იმას, რაც თქვენ, სავარაუდოდ, იცით, ან მოითხოვოს თქვენი დახმარება დაბნეულობის წერტილის იდენტიფიცირებაში.

ემზადება ლექციისთვის

იმისათვის, რომ დაგეხმაროთ მოემზადოთ თითოეული ლექციისთვის, ჩვენ გთავაზობთ სასწავლო სახელმძღვანელოს, რომელიც მოიცავს ინსტრუქციებს, თუ როგორ უნდა მოემზადოთ გაკვეთილისთვის. გაკვეთილზე მოსვლამდე ყველაფერი უნდა გააკეთოთ იმისათვის, რომ დაასრულოთ დავალებული კითხვა და შემოთავაზებული „თვითშეფასებები“. ეს უზრუნველყოფს, რომ მზად ხართ დისკუსიებისთვის და შეგიძლიათ მაქსიმალურად გამოიყენოთ თქვენი დრო გაკვეთილზე. ჩვენ არ ველით, რომ თქვენ იქნებით ექსპერტი ლექციის დაწყებამდე, მაგრამ ჩვენ ველით, რომ თქვენ გააკეთებთ წინასწარ კითხვას და ამით გაეცანით საჭირო ლექსიკას და გაატარეთ გარკვეული დრო იმ ცნებებზე, რომლებიც განხილული იქნება. ჩვენ ამ საბაზისო ცოდნას ავაშენებთ ლექციაზე. თუ წინასწარ არ გაქვთ რამდენიმე ძირითადი სამშენებლო ბლოკი, ნაკლებად ეფექტურად გამოიყენებთ თქვენს დროს გაკვეთილზე.

ჩვენ არ შეგვიძლია ამის ზედმეტად ხაზგასმა თქვენ გაქვთ ძირითადი პასუხისმგებლობა ამ (ან სხვა) კურსზე მასალის შესწავლაზე. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ინვესტიციას ვაკეთებთ თქვენს წარმატებაში, თქვენს ინსტრუქტორებს და TA-ებს არ შეუძლიათ მაგიურად ჩაუნერგონ ცოდნა. ნებისმიერი სხვა დისციპლინის მსგავსად, რომელიც მოითხოვს ოსტატობას (მაგ., სპორტი, მუსიკა, ცეკვა და ა.შ.), ჩვენ შეგვიძლია დაგეხმაროთ გაგიწიოთ და გააკრიტიკოთ თქვენი შესრულება, მაგრამ ჩვენ ვერ შევცვლით პრაქტიკის საათებს, რაც საჭიროა რაიმეში კარგი გახდომისთვის. თქვენ ვერასდროს ელოდებით, რომ გახდებით გამოცდილი პიანისტი კვირაში ერთხელ ან ორჯერ გაკვეთილებზე სიარულით და არასოდეს ივარჯიშებთ. უმეტეს ჩვენგანს, როგორც ჩანს, თავისთავად ცხადია, რომ გჭირდებათ პრაქტიკა, რომ გახდეთ კარგი რაღაცაში, როგორიცაა მუსიკა, ხელოვნება ან სპორტი. გასაკვირი არ უნდა იყოს, რომ იგივე წესი მოქმედებს ბიოლოგიის ან სხვა აკადემიური საგნის შესწავლაზე.

ჩვენ ვხედავთ საკუთარ თავს, როგორც თქვენს მწვრთნელებს ამ კლასისთვის; ჩვენ გვსურს, რომ ყველამ წარმატებას მიაღწიოს. თუმცა, იმისათვის, რომ ეს მოხდეს, სერიოზულად უნდა მოეკიდოთ თქვენს პრაქტიკას. ეს ნიშნავს კლასში მომზადებულ მისვლას, კლასში მონაწილეობას, კლასში გაშუქებული მასალის რაც შეიძლება მალე შესწავლას, იმის დადგენას, თუ სად ხართ გაურკვეველი და მიიღეთ დახმარება ამ თემების რაც შეიძლება მალე გარკვევაში და მცდელობა შეიტანოთ გააზრებული წვლილი ონლაინ დისკუსიებში ( არა მხოლოდ "ქულების მისაღებად" საჭირო მინიმალური).

დედააზრი: თქვენ უნდა იყოთ თქვენი სწავლის აქტიური მონაწილეები.

ცოდნა და სწავლა

სწავლება და სწავლა მეცნიერება

მეცნიერების სწავლება და სწავლა ორივე რთული მცდელობაა. როგორც ინსტრუქტორებს, ჩვენ გვჭირდება კომუნიკაცია რთული, უაღრესად ურთიერთდაკავშირებული ცნებები, რომლებიც საფუძვლად დაედება თქვენი მომავალი კვლევებისთვის. ჩვენ ასევე გვინდა, რომ ჩვენმა სტუდენტებმა აჩვენონ ამ იდეების ოსტატობა მაღალ დონეზე. როგორც სტუდენტებმა, თქვენ უნდა ისწავლოთ დიდი ახალი ლექსიკა, შექმნათ გონებრივი მოდელები, რომლებზეც შეგიძლიათ „დაკიდოთ“ ახალი კონცეპტუალური ცოდნა და აჩვენოთ, რომ რეალურად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს ახალი ცოდნა. პროცესი იწვევს როგორც ინსტრუქტორს, ასევე სტუდენტს. მიუხედავად იმისა, რომ პროცესი მოიცავს შრომისმოყვარეობას, ის ასევე შეიძლება იყოს წარმოუდგენლად მომგებიანი. არაფერია უფრო დამაკმაყოფილებელი ინსტრუქტორისთვის, ვიდრე ეს "აჰა!" მომენტები, როდესაც სტუდენტს მოულოდნელად ესმის მნიშვნელოვანი კონცეფცია.

BIS2A-ში ჩვენ ვხვდებით რამდენიმე საინტერესო სწავლებისა და სწავლის გამოწვევებს. ერთ-ერთი მთავარი გამოწვევა არის ის, რომ ჩვენ განვიხილავთ ფიზიკურ საგნებსა და იდეებს, რომლებიც არსებობს ან ხდება დროულად და/ან ზომის მასშტაბები, რომლებიც არ არის ნაცნობი სტუდენტების უმეტესობისთვის. Რას ნიშნავს ეს? განვიხილოთ შემდეგი მაგალითი:

მაგალითი: ზოგიერთი გამოწვევა დაკავშირებულია გონებრივი მოდელების შექმნასთან

ინსტრუქტორს, რომელიც ასწავლის ველური ბუნების ბიოლოგიას, შეიძლება სურდეს ისაუბროს ევოლუციის კონცეფციებზე, ფრინველის წვერის გამოყენებით, როგორც დისკუსიის საწყისი წერტილი. ამ შემთხვევაში, ინსტრუქტორს არ სჭირდება დროის დახარჯვა სხვადასხვა ფორმის ფრინველის წვერის გონებრივი სურათების შესაქმნელად (ან სულ მცირე, მხოლოდ ერთი სურათის ჩვენება სჭირდება); სტუდენტების უმეტესობა ადვილად გამოიყენებს თავის წარსულ ცოდნას და ყოველდღიურ ცხოვრებას, რათა შექმნას იხვის, არწივის ან ხის წიპწის წვერის გონებრივი სურათები და გამოიკვლიოს სხვადასხვა ფუნქციური მიზეზები, რის გამოც ბუნებას შესაძლოა განსხვავებული ფორმები შეერჩია. შედეგად, მოსწავლეებს არ დასჭირდებათ გონებრივი ძალისხმევის დახარჯვა იმის წარმოდგენაზე, თუ როგორ გამოიყურებიან ნისკარტები და სანაცვლოდ შეუძლიათ მთელი თავიანთი ენერგია ევოლუციური გაკვეთილის ძირითად გაკვეთილზე გაამახვილონ.

უფრო სასაუბრო: თუ გთხოვენ იფიქრო რაიმე ახალზე, რომელიც მჭიდროდ არის დაკავშირებული იმასთან, რაც უკვე კარგად იცი, არც ისე რთულია ახალ მასალაზე ფოკუსირება.

ამის საპირისპიროდ, BIS2A-ში ვთხოვთ სტუდენტებს დაფიქრდნენ და განიხილონ ის, რაც ხდება ატომურ, მოლეკულურ და ფიჭურ მასშტაბებზე და სიჩქარით, რომელიც მიკროწამებიდან ათასწლეულებამდე ვრცელდება. სტუდენტების უმეტესობას, ჩვენ გამოვიცნობთ, არ უცხოვრიათ მიკრო-ნანომეტრის მასშტაბით. მიუხედავად ამისა, სიგრძის ეს მასშტაბი არის ადგილი, სადაც ხდება ყველა ბიოლოგიური სისტემისთვის საერთო მოვლენების უმეტესობა. დამწყებ სტუდენტებს, რომლებსაც ბევრი არ უფიქრიათ იმაზე, თუ როგორ ხდება მოვლენები მოლეკულური მასშტაბით, არ აქვთ გონებრივი მოდელები, რომლებზეც დაემატება ახალი ინფორმაცია. ეს საწყისი წერტილი ამძიმებს როგორც სტუდენტს, ასევე ინსტრუქტორებს, რომ შექმნან და გააძლიერონ ახალი გონებრივი მოდელები ბევრი რამის შესახებ, რაზეც კლასში ვსაუბრობთ. მაგალითად, იმისთვის, რომ რეალურად ვისაუბროთ იმაზე, თუ როგორ ფუნქციონირებს ცილები, ჩვენ ჯერ უნდა შევიმუშაოთ მოდელებისა და ლექსიკის საერთო ნაკრები ატომურ და მოლეკულურ დონეზე მოლეკულების წარმოსადგენად. ამ მოდელებს არა მხოლოდ სჭირდებათ მოლეკულის სტრუქტურის წარმოდგენის გზების პოვნა, არამედ მოდელები ასევე უნდა შეიცავდეს აბსტრაქტულ იდეებს მოლეკულების ქიმიური თვისებების შესახებ და როგორ ურთიერთქმედებენ ეს მოლეკულები. ამიტომ, BIS2A-ს სტუდენტებმა გარკვეული ძალისხმევა უნდა გააკეთონ გონებრივი მოდელების შესაქმნელად, თუ როგორი "გამოიყურება" ცილები და როგორ იქცევიან ისინი მოლეკულური მასშტაბით. ვინაიდან მთელი კურსი ორიენტირებულია ბიომოლეკულებზე და პროცესებზე, რომლებიც ხდება მიკროსკოპული მასშტაბით, მსგავსი არგუმენტი შეიძლება კლასის თითქმის ყველა თემისთვის.

შენიშვნა: შესაძლო დისკუსია

როგორ განმარტავთ ტერმინს გონებრივი მოდელი და რატომ ფიქრობთ, რომ ის მნიშვნელოვანია სწავლისთვის?

ზოგიერთი საკლასო და სასწავლო სახელმძღვანელო სავარჯიშოები შექმნილია ამ გამოწვევის დასაძლევად; სტუდენტების უმეტესობამ ისინი ძალიან სასარგებლო აღმოაჩინა. თუმცა, ზოგიერთი სტუდენტი უფრო მეტად სჩვევია გამოცდებზე სწავლას ინფორმაციის დამახსოვრებით და არა მისი გაგებით. (ეს მათი ბრალი არ არის; წარსულში სწორედ ამას სთხოვდნენ). შედეგად, თუ პრობლემებს მივუდგეთ „დაიმახსოვრეთ-ყველა ფასად“ დამოკიდებულებით

ზოგიერთი

BIS2A სავარჯიშოები თავდაპირველად შეიძლება უაზრო ჩანდეს. მაგალითად, რატომ გთხოვენ თქვენი ინსტრუქტორები კლასში აღწერილი ზოგიერთი კონცეფციის განმეორებით დახატვას? რა მრავალჯერადი კითხვისთვის შეიძლება მოგამზადოთ ეს ვარჯიში? მართალია, ზოგიერთი თქვენი ინსტრუქტორი არ მოგთხოვთ რთული ფიგურების დახატვას გამოცდაზე, ეს სავარჯიშოები არ ცდილობს სტუდენტების მომზადებას ერთი კონკრეტული კითხვისთვის. უფრო მეტიც, ინსტრუქტორი ცდილობს წაახალისოს თქვენ, რომ დაიწყოთ გონებრივი მოდელის შექმნა თქვენთვის და ივარჯიშოთ მის გამოყენებაში. ხატვის აქტი ასევე შეიძლება იყოს "თვითტესტი". როდესაც საკუთარ თავს აიძულებთ დაწეროთ რაიმე ან შექმნათ სურათი, რომელიც აღწერს პროცესს ქაღალდზე, თქვენ შეძლებთ დამოუკიდებლად შეაფასოთ, რამდენად ძლიერია თქვენი კონცეპტუალური აღქმა ამ თემის მიმართ, იმის დანახვით, თუ რამდენად ადვილი ან რთული იყო თქვენი გონებრივი სურათის დახატვა. რაღაც ქაღალდზე. თუ თქვენთვის რთულია ძირითადი კონცეფციის ან პროცესის დახატვა კლასიდან გარე დახმარების გარეშე, სავარაუდოა, რომ დაგჭირდებათ მეტი პრაქტიკა. თუ ეს მარტივია, თქვენ მზად ხართ დაამატოთ ახალი ინფორმაცია თქვენს მოდელს. კურსის განმავლობაში თქვენ გააგრძელებთ ახალი ინფორმაციის დამატებას თქვენს მენტალურ მოდელში ან გამოიყენებთ კონცეფციას, რომელიც წარმოდგენილია თქვენს მენტალურ მოდელში ახალ კონტექსტში. შეინახეთ თქვენი ნახატები - ან სხვა თვითშემოწმების მექანიზმები - მიმდინარე. ნუ ჩამორჩებით.

სხვათა შორის, კურსის კონცეფციის პრეზენტაცია გამოცდაზე კონტექსტში, რომელიც სტუდენტს აქამდე არასდროს უნახავს, ​​არ არის ინსტრუქტორის ბოროტი შეთქმულება. ეს არის გზა ინსტრუქტორისა და სტუდენტისთვის, რათა შეაფასონ, ისწავლეს თუ არა ცნება და შეიძლება თუ არა ამ ცოდნის გამოყენება/გადაცემა სტუდენტის მიერ კლასში მოცემული კონკრეტული მაგალითის მიღმა ან კითხვაში. ამ უკანასკნელის გამეორების მოსწავლის თხოვნა წარმოადგენს დამახსოვრების სავარჯიშოს და არ იქნება ღირებული სწავლისა და დამოუკიდებელი აზროვნების შეფასება ან წარმოდგენა იმისა, თუ რა ხდება რეალურ ცხოვრებაში.

მნიშვნელოვანია: იდეა, რომ სტუდენტები BIS2A-ში გამოცდიან მათ უნარზე გამოყენება ცნებები კონკრეტულ კონტექსტში, რომელიც მათ აქამდე არ უნახავთ, მნიშვნელოვანია გასაგებად! განსაკუთრებული ყურადღება მიაქციეთ ამ ცოდნას. გამოსაყენებელი კონცეპტუალური ცოდნის განვითარებას უფრო მეტი დისციპლინა და შრომა სჭირდება, ვიდრე დამახსოვრება. კვარტალი ასევე ძალიან სწრაფად მოძრაობს და ცნებები ერთმანეთზეა გადაფენილი. თუ ძალიან ჩამორჩებით, გამოცდამდე ორი-სამი დღით ადრე დაკარგული დროის ანაზღაურება ძალიან, ძალიან რთულია. იყავით მაქსიმალურად მოწესრიგებული და შეინარჩუნეთ კურსის მასალები.

ასე რომ, ზოგიერთი ცნების სწავლება და გაგება რთულია. რა ვქნათ? რასაც ინსტრუქტორები და სტუდენტები აკეთებენ არის სხვადასხვა საკომუნიკაციო ხრიკების გამოყენება, რათა გაამარტივონ ან გახადონ აბსტრაქტული იდეები უფრო ხელმისაწვდომი. ჩვენ ვიყენებთ ინსტრუმენტებს, როგორიცაა ანალოგიები ან გამარტივებული მოდელები (დაწვრილებით ამის მნიშვნელობის შესახებ მოკლედ) რთული იდეების აღსაწერად. ნივთების უფრო მეტად დაკავშირება შეიძლება სხვადასხვა ფორმით მიიღოს. ინსტრუქტორები შეიძლება ცდილობდნენ გამოიყენონ სხვადასხვა სიმულაციები ან მეტაფორები, რათა ისარგებლონ გონებრივი სურათებით ან კონცეპტუალური მოდელებით, რომლებიც სტუდენტებს უკვე აქვთ (გამოტანილი ყოველდღიური ცხოვრებიდან) ახლის ასახსნელად. მაგალითად, X, რაც თქვენ არ გესმით, მუშაობს ცოტათი ისევე, როგორც Y, რომელიც თქვენ გესმით. ზოგჯერ ეს ხელს უწყობს დისკუსიის დასაბუთებას. კიდევ ერთი რამ, რასაც ინსტრუქტორი ან სტუდენტი აკეთებს, არის ანთროპომორფიზაცია ფიზიკური ნივთების ქცევები, რომლებიც უცნობია. მაგალითად, შეიძლება ვთქვათ მოლეკულა AსურსB მოლეკულასთან ურთიერთქმედება A და B მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედებაში ჩართული ქიმიური ენერგეტიკის უფრო სწორი, მაგრამ უფრო რთული აღწერის გასამარტივებლად. ანთროპომორფიზმი შეიძლება სასარგებლო იყოს, რადგან, როგორც მსგავსებისა და მეტაფორების, ისინი ცდილობენ დააკავშირონ ახალი იდეების შექმნა და გონებრივი მოდელები ცნებებისთვის, რომლებიც უკვე არსებობს მოსწავლის ტვინში.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს ხელსაწყოები შეიძლება იყოს შესანიშნავი და ეფექტური, ისინი მაინც უნდა გამოიყენონ ფრთხილად - როგორც ინსტრუქტორმა, ასევე სტუდენტმა. ამ გამარტივების ინსტრუმენტებთან დაკავშირებული მთავარი რისკი არის ის, რომ მათ შეუძლიათ შექმნან კონცეპტუალური კავშირები, რომლებიც არ უნდა არსებობდეს, რაც იწვევს გაუთვალისწინებელ მცდარ წარმოდგენებს, ან რაც ართულებს ახალი კონცეფციის დაკავშირებას. ასე რომ, სანამ ეს ინსტრუმენტები მოქმედებს, ჩვენ - სტუდენტები და ინსტრუქტორები - ასევე უნდა ვიყოთ ფხიზლად იმის გაგება, თუ რა საზღვრები აქვს ამ ინსტრუმენტებს ახალი იდეების შესწავლის უნარში. თუ ეს პედაგოგიური საშუალებები სასარგებლოა, მაგრამ მათი გამოყენება ასევე შეიცავს რისკს, როგორ მოვიქცეთ?

წამალი ორი ნაწილისგან შედგება:

1. აღიარეთ, როდის გამოიყენება ერთ-ერთი ამ „გამარტივების“ ინსტრუმენტი და

2. შეეცადეთ დაადგინოთ, სად მუშაობს კონკრეტული ანალოგი, მეტაფორა და ა.შ. და სად ცდება კონცეპტუალურად.

მეორე ინსტრუქცია ყველაზე რთულია და შეიძლება გამოწვევად აღმოჩნდეს მოსწავლეებისთვის, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ისინი პირველად ეცნობიან ახალ კონცეფციას. თუმცა, ანალოგთან ან მოდელთან დაკავშირებულ პოტენციურ პრობლემებზე უბრალოდ ფიქრის აქტი არის მნიშვნელოვანი მეტაკოგნიტური სავარჯიშო, რომელიც დაეხმარება სტუდენტებს სწავლაში. BIS2A-ში თქვენი ინსტრუქტორები ხანდახან მოელიან, რომ თქვენ მკაფიოდ აღიარებთ ამ პედაგოგიური ინსტრუმენტების გამოყენებას და აგიხსნით მათ გამოყენებასთან დაკავშირებულ კომპეტენციებს. თქვენი ინსტრუქტორები ასევე დაგეხმარებიან ამაში, აშკარად მიუთითებენ მაგალითებზე ან გიბიძგებენ პოტენციური პრობლემის ამოცნობაში.

შენიშვნა: შესაძლო დისკუსია

შეგიძლიათ მოიყვანოთ მაგალითი თქვენი წინა გაკვეთილებიდან, სადაც ინსტრუქტორმა გამოიყენა ანთროპომორფიზმი არაადამიანური ნივთის აღსაწერად? რა იყო/არის აღწერილობის კომპრომისები (ანუ, რატომ მუშაობდა აღწერა და რა იყო მისი შეზღუდვები)?

ლექსიკის გამოყენება

ასევე აღსანიშნავია კიდევ ერთი პრობლემური საკითხი, რამაც შეიძლება ზედმეტად დააბნია დისციპლინაში დაწყებული სტუდენტები - ლექსიკური ტერმინების გამოყენება, რომლებსაც პოტენციურად აქვთ მრავალი განმარტება და/ან ლექსიკური ტერმინების არასწორი გამოყენება, რომლებსაც აქვთ მკაცრი განმარტებები. მიუხედავად იმისა, რომ ეს არ არის მხოლოდ ბიოლოგიის პრობლემა, მაგრამ მაინც მნიშვნელოვანია იმის აღიარება, რომ ის ხდება. ჩვენ შეგვიძლია გამოვიტანოთ რეალური მაგალითებიდან, რომ უკეთ გავიგოთ ეს საკითხი. მაგალითად, როდესაც ჩვენ ვამბობთ რაღაცას „მაღაზიისკენ წავედი“, გონივრულად მოსალოდნელია, რომ რამდენიმე რამ დაუყოვნებლივ გაიგოს. ჩვენ არ გვჭირდება იმის თქმა: „მე ვიჯექი და ვაკონტროლებდი ოთხბორბლიან, დახურულ პლატფორმას, რომელიც იკვებება წიაღისეული საწვავის წვით შენობაში, რომელიც აგროვებს საქონელს, რომლის მოპოვებაც მსურს და შემიძლია ამის გაკეთება ხსენებული ვალუტის გაცვლით. საქონელი“ ჩვენი გზავნილის არსის გადმოსაცემად. ტერმინების „მანქანა“ და „მაღაზია“ გამოყენების მინუსი არის ის, რომ ჩვენ პოტენციურად დავკარგეთ მნიშვნელოვანი დეტალები იმის შესახებ, თუ რა მოხდა სინამდვილეში. შესაძლოა, მანქანა ბატარეით იკვებება და ეს მნიშვნელოვანია შემდგომი ისტორიის ზოგიერთი დეტალის გასაგებად (განსაკუთრებით თუ სიუჟეტის ეს ნაწილი გულისხმობს ბუქსირების მძღოლის გამოძახებას, რომ წაგიყვანოთ მანქანის გაფუჭების შემდეგ). შესაძლოა, კონკრეტული მაღაზიის ცოდნა მნიშვნელოვანია კონტექსტის გასაგებად. ზოგჯერ ამ დეტალებს მნიშვნელობა არ აქვს, მაგრამ ხანდახან, თუ ისინი არ არის ცნობილი, ეს შეიძლება გამოიწვიოს დაბნეულობა. მნიშვნელოვანია ლექსიკის სწორად გამოყენება და სიტყვის არჩევისას სიფრთხილე. ასევე მნიშვნელოვანია იცოდეთ როდის გამარტივდეს და როდის მივცეთ დამატებითი დეტალები.

განზე:

ლაბორატორიაში, ბიოლოგიის ბაკალავრიატის სტუდენტები ხშირად უპასუხებენ თავიანთ მენტორებს, რომ "ჩემმა ექსპერიმენტმა იმუშავა" მნიშვნელოვანი დეტალების გაზიარების გარეშე, თუ რას ნიშნავს "მუშაობა", რა არის მტკიცებულება, რამდენად ძლიერია მტკიცებულება ან რა საფუძველი აქვს. არის მათი განსჯისთვის - ყველა დეტალი, რომელიც გადამწყვეტია იმის გასაგებად, თუ რა მოხდა ზუსტად. თუ და/ან როდესაც იწყებთ კვლევით ლაბორატორიაში მუშაობას, გააკეთეთ საკუთარი თავი და თქვენი მრჩეველი, დეტალურად აღწეროთ რის მიღწევას ცდილობდით (არ იფიქროთ, რომ ისინი დაიმახსოვრებენ დეტალებს), როგორ გადაწყვიტეთ თქვენი მიზნის მიღწევა ( ექსპერიმენტული დიზაინი), როგორი იყო ზუსტი შედეგები (რეკომენდებულია სათანადო ეტიკეტირებული მონაცემების ჩვენება) და თქვენი ინტერპრეტაციის მიწოდება. თუ გსურთ დაასრულოთ თქვენი აღწერა თქვით "ამიტომ, იმუშავა!" ეს ასევე შესანიშნავია.

შენიშვნა: შესაძლო დისკუსია

შეგიძლიათ მოიფიქროთ მაგალითი, როდესაც ლექსიკის არაზუსტმა ან არასწორმა გამოყენებამ გამოიწვია უაზრო დაბნეულობა რეალურ ცხოვრებაში? აღწერეთ მაგალითი და განიხილეთ როგორ შეიძლებოდა თავიდან აეცილებინათ დაბნეულობა.

მოდელები და გამარტივებული ვარაუდები

რეალური ნივთების მოდელების შექმნა

ცხოვრება რთულია. იმისათვის, რომ დაგვეხმაროს გავიგოთ, რას ვხედავთ ჩვენს ირგვლივ - როგორც ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ასევე მეცნიერებაში ან ინჟინერიაში - ჩვენ ხშირად ვაშენებთ მოდელებს. საერთო აფორიზმი ამბობს: ყველა მოდელი არასწორია, მაგრამ ზოგიერთი სასარგებლო. ანუ, რაც არ უნდა დახვეწილი იყოს, ყველა მოდელი რაღაც რეალურის მიახლოებაა. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი არ არიან „ნამდვილი ნივთები“ (და, შესაბამისად, არასწორია), მოდელები სასარგებლოა, როდესაც ისინი საშუალებას გვაძლევს გავაკეთოთ პროგნოზები რეალურ ცხოვრებაზე, რომელთა გამოყენებაც შეგვიძლია. მოდელები მოდის სხვადასხვა ფორმით, რომელიც მოიცავს, მაგრამ არ შემოიფარგლება მხოლოდ:

მოდელების ტიპები

  • ფიზიკური მოდელები: ეს არის 3-D ობიექტები, რომლებსაც შეგვიძლია შევეხოთ.
  • ნახატები: ეს შეიძლება იყოს ქაღალდზე ან კომპიუტერზე და 2-D ან ვირტუალურ 3-D. ჩვენ ძირითადად მათ ვუყურებთ.
  • მათემატიკური მოდელები: ეს აღწერს რაღაცას რეალურ ცხოვრებაში მათემატიკური თვალსაზრისით. ჩვენ ვიყენებთ მათ იმ ნივთის ან პროცესის ქცევის გამოსათვლელად, რომლის გაგებაც გვინდა.
  • ვერბალური ან წერილობითი მოდელები: ეს მოდელები წერილობით ან სალაპარაკო ენაზეა გადმოცემული.
  • გონებრივი მოდელები: ეს მოდელები აგებულია ჩვენს გონებაში და მათ ვიყენებთ სხვა ტიპის მოდელების შესაქმნელად და ჩვენს გარშემო არსებული საგნების გასაგებად.

ვარაუდების გამარტივება


ჩვეულებრივ, მეცნიერებაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში, მარტივი მოდელები უპირატესობას ანიჭებენ რთულს. რთული რეალური ნივთების მარტივი მოდელების შექმნა მოითხოვს ჩვენგან გავაკეთოთ ის, რაც ცნობილია როგორც ვარაუდების გამარტივება. როგორც მათი სახელი გულისხმობს, ვარაუდების გამარტივება არის ვარაუდები, რომლებიც მოდელში შედის ანალიზის მაქსიმალურად გასამარტივებლად. როდესაც გამარტივებული მოდელი აღარ პროგნოზირებს რეალური ნივთის ქცევას მისაღებ საზღვრებში, გაკეთდა ძალიან ბევრი გამარტივების დაშვება. როდესაც მცირე პროგნოზირებადი მნიშვნელობა მიიღება მოდელზე მეტი დეტალის დამატების შედეგად, ეს სავარაუდოდ ზედმეტად რთულია. მოდით გადავხედოთ სხვადასხვა ტიპის მოდელებს სხვადასხვა დისციპლინიდან და აღვნიშნოთ მათი გამარტივებული ვარაუდები.

მაგალითი ფიზიკიდან: ბლოკი უხახუნის სიბრტყეზე

ფიგურა 1. ხაზოვანი ნახაზი, რომელიც აყალიბებს ბლოკს (ნებისმიერი მასალისგან), რომელიც ზის ზოგად დახრილ სიბრტყეზე. ამ მაგალითში ზოგიერთი გამარტივება ვარაუდები მზადდება. მაგალითად, ბლოკისა და თვითმფრინავის მასალების დეტალები იგნორირებულია. ხშირად, ჩვენ ასევე, მოხერხებულობისთვის, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ თვითმფრინავი ხახუნის გარეშეა. The ვარაუდების გამარტივება მიეცით საშუალება მოსწავლეს ივარჯიშოს იფიქროს იმაზე, თუ როგორ დააბალანსოს ბლოკზე მოქმედი ძალები, როდესაც ის ამაღლებულია გრავიტაციულ ველში და დაინახოს, რომ ზედაპირი, რომელზეც ის ზის, არ არის პერპენდიკულარული გრავიტაციის ვექტორზე (მგ). ეს ამარტივებს მათემატიკას და საშუალებას აძლევს სტუდენტს ყურადღება გაამახვილოს მოდელის გეომეტრიაზე და როგორ წარმოადგინოს ეს მათემატიკურად. მოდელი და მისი ვარაუდების გამარტივება, შეიძლება საკმაოდ კარგად იწინასწარმეტყველოს ყინულის კუბის ქცევა, რომელიც სრიალებს შუშის დახრილ სიბრტყეში, მაგრამ, სავარაუდოდ, ცუდი იქნება სველი ღრუბლის ქცევის პროგნოზირება ქვიშის ქაღალდით დაფარულ დახრილ სიბრტყეზე. მოდელი იქნება ზედმეტად გამარტივებული უკანასკნელი სცენარისთვის.

წყარო: შექმნილია Marc T. Facciotti (საკუთარი ნამუშევარი)

მაგალითი ბიოლოგიიდან: ცილის ლენტი დიაგრამა- ტის ტრანსმემბრანული ცილა ბაქტერიოროდოფსინი

სურათი 2. ეს არის ტრანსმემბრანული ცილის ბაქტერიოროდოპსინის მულტფილმის მოდელი. ცილა წარმოდგენილია ღია ცისფერი და მეწამული ლენტის სახით (სხვადასხვა ფერები ხაზს უსვამს ალფა სპირალის და ბეტა ფურცელს, შესაბამისად), ქლორიდის იონი წარმოდგენილია ყვითელი სფეროს სახით, წითელი სფეროები წარმოადგენს წყლის მოლეკულებს, ვარდისფერი ბურთები და ჩხირები წარმოადგენს ბადურის მოლეკულას. ცილის "შიგნიდან" და ფორთოხლის ბურთულები წარმოადგენს სხვა ლიპიდურ მოლეკულებს, რომლებიც მდებარეობს ცილის "გარე" ზედაპირზე. მოდელი ნაჩვენებია ორ ხედში. მარცხნივ მოდელი ჩანს „გვერდით“, ხოლო მარჯვნივ მისი გრძელი ღერძის გასწვრივ ცილის უჯრედგარე მხრიდან (გვერდიდან 90 გრადუსით შემობრუნებული მარცხენა ხედიდან). ეს მოდელი ამარტივებს ცილის ატომური დონის ბევრ დეტალს. ის ასევე ვერ ასახავს ცილის დინამიკას. The ვარაუდების გამარტივება ეს ნიშნავს, რომ მოდელი არ გააკეთებს კარგ საქმეს იმის პროგნოზირებაში, თუ რამდენი დრო სჭირდება ცილის მუშაობას ან რამდენი პროტონი შეიძლება გადაიტანოს მემბრანაში წამში. მეორეს მხრივ, ეს მოდელი ძალიან კარგ საქმეს აკეთებს იმის პროგნოზირებისთვის, თუ რამდენ ადგილს დაიკავებს ცილა უჯრედულ მემბრანაში, რამდენ მანძილზე ზის ბადურა მემბრანაში, ან შეიძლება თუ არა გარკვეულმა ნაერთებმა გონივრულად „გაჟონოს“ შიდა არხში.

წყარო: შექმნილია Marc T. Facciotti (საკუთარი ნამუშევარი), კალიფორნიის უნივერსიტეტი, დევისი
მიღებულია PDBID:4FPD-დან

მაგალითი ქიმიიდან: გლუკოზის მოლეკულური ხაზის მოდელი

სურათი 3. გლუკოზის მოლეკულის ხაზის ნახაზი. კონვენციით, წერტილები, სადაც სწორი ხაზები ხვდება, ნახშირბადის ატომებს წარმოადგენენ, ხოლო სხვა ატომები აშკარად არის ნაჩვენები. ზოგიერთი დამატებითი ინფორმაციის გათვალისწინებით ატომების ბუნების შესახებ, რომლებიც აქ ფიგურალურად არის წარმოდგენილი, ეს მოდელი შეიძლება სასარგებლო იყოს ამ მოლეკულის ზოგიერთი ქიმიური თვისების პროგნოზირებისთვის, მათ შორის ხსნადობის ან პოტენციური რეაქციების შესახებ, რომლებიც შეიძლება შევიდეს სხვა მოლეკულებთან. The ვარაუდების გამარტივებათუმცა, მალავს მოლეკულების დინამიკას.

წყარო: შექმნილია Marc T. Facciotti (საკუთარი ნამუშევარი)

მაგალითი ყოველდღიური ცხოვრებიდან: ფერარის მასშტაბური მოდელი

სურათი 4. ფერარის მასშტაბური მოდელი. ბევრი გამარტივებაა და უმეტესობა ამას მხოლოდ გამოსადეგია რეალური ნივთის ზოგადი ფორმისა და ფარდობითი პროპორციების პროგნოზირებისთვის. მაგალითად, ეს მოდელი არ გვაძლევს წინასწარმეტყველების ძალას იმის შესახებ, თუ რამდენად კარგად მართავს მანქანა ან რამდენად სწრაფად ჩერდება ის 70 კმ/წმ სიჩქარიდან.

წყარო: შექმნილია Marc T. Facciotti (საკუთარი ნამუშევარი)

შენიშვნა: შესაძლო დისკუსია

აღწერეთ ფიზიკური მოდელი, რომელსაც იყენებთ ყოველდღიურ ცხოვრებაში. რას ამარტივებს მოდელი რეალურს?

შენიშვნა: შესაძლო დისკუსია

აღწერეთ ნახატი, რომელსაც იყენებთ მეცნიერების გაკვეთილზე რაიმე რეალურის მოდელირებისთვის. რას ამარტივებს მოდელი რეალურს? რა არის გამარტივების დადებითი და უარყოფითი მხარეები?

სფერული ძროხა

სფერული ძროხა არის ცნობილი მეტაფორა ფიზიკაში, რომელიც დასცინის ფიზიკოსების ტენდენციებს შექმნან უკიდურესად გამარტივებული მოდელები ძალიან რთული საგნებისთვის. მრავალი ხუმრობა უკავშირდება ამ მეტაფორას და ისინი ასე გამოიყურება:

„რძის ფერმაში რძის წარმოება დაბალი იყო, ამიტომ ფერმერმა მისწერა ადგილობრივ უნივერსიტეტს და დახმარება სთხოვა აკადემიას. შეიკრიბა პროფესორთა მულტიდისციპლინური ჯგუფი, თეორიული ფიზიკოსის ხელმძღვანელობით და ჩატარდა ადგილზე ორკვირიანი ინტენსიური გამოკვლევა. შემდეგ მეცნიერები დაბრუნდნენ უნივერსიტეტში, რვეულებით სავსე მონაცემებით, სადაც მოხსენების დაწერა ჯგუფის ხელმძღვანელს დაევალა. ცოტა ხანში ფიზიკოსი დაბრუნდა ფერმაში და უთხრა ფერმერს: "მე მაქვს გამოსავალი, მაგრამ ის. მუშაობს მხოლოდ სფერული ძროხების შემთხვევაში ვაკუუმში."

წყარო: ვიკიპედიის გვერდი სფერული ძროხის შესახებ - წვდომა 2015 წლის 23 ნოემბერს.

სურათი 5. სფერული ძროხის მულტფილმი წარმოდგენა.
წყარო: https://upload.wikimedia.org/wikiped.../d2/Sphcow.jpg
ინგრიდ კალიკის (საკუთარი ნამუშევარი) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ან CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], Wikimedia Commons-ით

სფერული ძროხა არის სახალისო გზა მარტივი მოდელების შექმნის პროცესის დაცინვის მიზნით და სავსებით სავარაუდოა, რომ თქვენს BIS2A ინსტრუქტორს მოუწოდებს სფერულ ძროხაზე მითითებას, როდესაც განიხილება რაღაცის ზედმეტად გამარტივებული მოდელი ბიოლოგიაში. მზად იყავი ამისთვის!

შეზღუდვის ან ასიმპტომური ანალიზი

BIS2A-ში ჩვენ ხშირად ვიყენებთ მოდელებს. ზოგჯერ ჩვენ ასევე გვსურს წარმოვიდგინოთ ან შევამოწმოთ რამდენად კარგად წარმოადგენენ ჩვენი მოდელები რეალობას და შევადაროთ ის მოლოდინებს, რაც ვიცით, რომ ჭეშმარიტია რეალურ ცხოვრებაში. ამის გაკეთების მრავალი გზა არსებობს იმისდა მიხედვით, თუ რამდენად ზუსტად უნდა იცოდეთ ნივთის ქცევა, რომლის მოდელირებასაც ცდილობთ. თუ ბევრი დეტალის ცოდნა გჭირდებათ, ქმნით დეტალურ მოდელს. თუ თქვენ გსურთ იცხოვროთ ნაკლები დეტალებით, შექმნით უფრო მარტივ მოდელს. განაცხადის გარდა ვარაუდების გამარტივება, ხშირად სასარგებლოა თქვენი მოდელის შეფასება იმ ტექნიკის გამოყენებით, რომელსაც ჩვენ ვუწოდებთ შემოსაზღვრული ან ასიმპტომური ანალიზი. ამ ტექნიკის მთავარი იდეა არის მოდელის გამოყენება, სრული ვარაუდების გამარტივება, იმის გასაგებად, თუ როგორ შეიძლება მოიქცეს რეალური ნივთი ექსტრემალურ პირობებში (მაგ. შეაფასეთ მოდელი ცვლადის მინიმალურ და მაქსიმალურ მნიშვნელობებზე). განვიხილოთ მარტივი რეალური მაგალითი იმისა, თუ როგორ მუშაობს ეს ტექნიკა.

მაგალითი: შეზღუდვა

პრობლემის დაყენება
წარმოიდგინეთ, რომ უნდა დატოვოთ დევისი, კალიფორნია და შაბათ-კვირას სახლში მიხვიდეთ სელმაში, კალიფორნიაში. საღამოს 5 საათია და შენ მშობლებს უთხარი, რომ 6:30-ზე სახლში იქნებოდი. სელმა დევისიდან 200 მილი (322 კმ) არის დაშორებული. თქვენ სულ ღელავთ, რომ სახლში დროულად ვერ მიხვალთ. შეგიძლიათ მიიღოთ გარკვეული შეფასება იმის შესახებ, შესაძლებელია თუ არა ეს ან გაათბეთ თუ არა სადილს მიკროტალღურ ღუმელში?

გამარტივებული მოდელის შექმნა და შეზღუდვის გამოყენება
თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ გამარტივებული მოდელი. ამ შემთხვევაში შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ გზა დევისსა და სელმას შორის არის იდეალურად სწორი. თქვენ ასევე ვარაუდობთ, რომ თქვენს მანქანას აქვს მხოლოდ ორი სიჩქარე: 0 mph და 120 mph. ეს ორი სიჩქარე არის მინიმალური და მაქსიმალური სიჩქარე, რომლითაც შეგიძლიათ იმოგზაუროთ - შეზღუდვის მნიშვნელობები. ახლა შეგიძლიათ შეაფასოთ, რომ თეორიულად „საუკეთესო შემთხვევის“ სცენარის დაშვებითაც კი, როცა იდეალურად სწორ გზაზე დაბრკოლების გარეშე და მაქსიმალური სიჩქარით მოძრაობთ, სახლში დროულად ვერ მიხვალთ. მაქსიმალური სიჩქარით თქვენ გაივლით მხოლოდ 180-ს საჭირო 200 მილიდან 1,5 საათში.

ინტერპრეტაცია
რეალურ ცხოვრებაში ამ მაგალითში იქმნება გამარტივებული მოდელი. ამ შემთხვევაში ერთი ძალიან მნიშვნელოვანია ვარაუდების გამარტივება კეთდება: გზა ითვლება სწორი და თავისუფალი დაბრკოლებისა და მოძრაობის გარეშე. ეს ვარაუდები საშუალებას გაძლევთ გონივრულად ვივარაუდოთ, რომ მთელი სიჩქარით შეგეძლოთ ამ გზის მართვა მთელი მანძილით. The ვარაუდების გამარტივება გაამარტივა ბევრი რამ, რაც თქვენ იცით, რომ რეალურ სამყაროში არსებობს, რაც გავლენას მოახდენს თქვენს მიერ გადაადგილების სიჩქარეზე და გაფართოებულ დროზე, რომელიც დასჭირდება მოგზაურობის განხორციელებას. შეზღუდვის გამოყენება - ან მინიმალური და მაქსიმალური სიჩქარის ქცევის გამოთვლა - არის სწრაფი პროგნოზის გაკეთების საშუალება იმის შესახებ, თუ რა შეიძლება მოხდეს რეალურ სამყაროში.

მსგავს ანალიზებს BIS2A-ში ჩავატარებთ.

ძირითადი მოდელის დაშვებების ცოდნის მნიშვნელობა

იმის ცოდნა, თუ რა გამარტივებული ვარაუდები კეთდება მოდელში, მნიშვნელოვანია ვიმსჯელოთ, რამდენად სასარგებლოა ის რეალური ცხოვრების პროგნოზირებისთვის და იმის გამოსაცნობად, თუ სად სჭირდება მოდელის გაუმჯობესება, თუ ის საკმარისად პროგნოზირებადი არ არის. BIS2A-ში პერიოდულად მოგეთხოვებათ სხვადასხვა ტიპის მოდელების შექმნა და მკაფიოდ განსაზღვრა ვარაუდების გამარტივება და ამ დაშვებების გავლენა მოდელის სარგებლიანობასა და პროგნოზირებულ უნარზე. ჩვენ ასევე გამოვიყენებთ მოდელებს ერთად შემოსაზღვრული სავარჯიშოები სისტემის პოტენციური ქცევის შესახებ რაიმეს შესწავლის მიზნით.

სამეცნიერო მეთოდის მიმოხილვა

ზედმეტად გამარტივების მაგალითი, რომელიც აბნევს ბიოლოგიის ბევრ სტუდენტს (განსაკუთრებით სწავლის დასაწყისში) არის ენის გამოყენება, რომელიც მალავს ცოდნის შესაქმნელად გამოყენებულ ექსპერიმენტულ პროცესს. მიზანშეწონილობისთვის ხშირად ვყვებით ისტორიებს ბიოლოგიურ სისტემებზე, თითქოს უეჭველ ფაქტებს წარმოვადგენთ. თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ხშირად ვწერთ და ვსაუბრობთ ბიოლოგიის თემებზე დარწმუნებით, რაც იძლევა "ფაქტობრივი" ცოდნის იერს, რეალობა ხშირად უფრო ნიუანსირებულია და სავსეა მნიშვნელოვანი გაურკვევლობებით. მასალის „ფაქტობრივი“ წარმოდგენა (როგორც წესი, არ აქვს მტკიცებულებათა განხილვა ან მტკიცებულებებში ნდობა) ჩვენს ბუნებრივ მიდრეკილებას, რომ თავი კარგად ვიგრძნოთ საგნების „ცოდნით“, მაგრამ ცოდნის მდგომარეობაში უსაფრთხოების ცრუ განცდას ქმნის. ცოტა წაახალისოს ფანტაზიის გამოყენება ან კრიტიკული აზროვნების განვითარება.

ბუნებრივი სამყაროს შესახებ ჩვენი ცოდნის აღწერის უკეთესი გზა იქნება ცალსახად კვალიფიკაცია, რომ ის, რაც ვიცით, რომ მეცნიერებაში „ჭეშმარიტია“ წარმოადგენს მხოლოდ ამ თემის ჩვენს ამჟამინდელ საუკეთესო გაგებას; გაგება, რომელიც ჯერ არ არის უარყოფილი ექსპერიმენტით. სამწუხაროდ, განმეორებითი კვალიფიკაცია საკმაოდ რთული ხდება. მთავარია გვახსოვდეს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ შეიძლება ასე ცალსახად არ ვთქვათ, ყველა ცოდნა, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ კლასში, წარმოადგენს მხოლოდ საუკეთესოს ჩვენს ამჟამინდელ გაგებაში. ზოგიერთმა იდეამ გაუძლო განმეორებით და მრავალფეროვან ექსპერიმენტებს, ხოლო სხვა თემები ჯერ კიდევ არ არის შემოწმებული საფუძვლიანად. ასე რომ, თუ ჩვენ არ ვართ ისეთი დარწმუნებულები რაღაცეებში, როგორიც გვსურს გვჯეროდეს ხანდახან, როგორ გავიგოთ, რაში უნდა დავიჯეროთ და რის მიმართ ვიყოთ სკეპტიკურად განწყობილი? სრული პასუხი არა ტრივიალურია, მაგრამ ის იწყება გაგების განვითარებით პროცესი ჩვენ ვიყენებთ მეცნიერებაში ახალი ცოდნის შესაქმნელად. მეცნიერული მეთოდი არის

პროცესი

რომლითაც ვითარდება ახალი ცოდნა. მიუხედავად იმისა, რომ პროცესი შეიძლება აღწერილი იყოს „ნაბიჯების“ გრძელი სიით (ხშირად ჩანს სახელმძღვანელოებში), მისი ძირითადი ელემენტები შეიძლება უფრო მოკლედ იყოს აღწერილი.

მეცნიერული მეთოდის მოკლე აღწერა (ადაპტირებულია ფეინმანიდან)

  1. გააკეთეთ დაკვირვება სამყაროზე.
  2. შესთავაზეთ დაკვირვების შესაძლო ახსნა.
  3. შეამოწმეთ ახსნა ექსპერიმენტით.
  4. თუ ახსნა არ ეთანხმება ექსპერიმენტს, ახსნა არასწორია.

თავის არსში, ეს არის ის! მეცნიერებაში შეიძლება არსებობდეს მრავალი, ერთდროულად შემოთავაზებული ახსნა ან იდეა, რომლებიც შემოწმებულია ექსპერიმენტით. იდეები, რომლებიც ექსპერიმენტებს ვერ ახერხებენ, უკან დარჩა. იდეები, რომლებიც გადარჩნენ ექსპერიმენტებს, წინ მიიწევენ და ხშირად ხელახლა ამოწმებენ ალტერნატიულ ექსპერიმენტებს მანამ, სანამ ისინი ან არ ჩავარდებიან ან არ დარჩებიან.

დაკვირვება და კითხვის დასმა

სასარგებლო დაკვირვების და/ან მნიშვნელოვანი კითხვების დასმის უნარი მოითხოვს ცნობისმოყვარეობას, კრეატიულობას და წარმოსახვას - ეს არ შეიძლება გადაჭარბებული იყოს. მართლაც, ისტორიულად, უპირველეს ყოვლისა, ამ უნარების გამოყენებამ, შესაძლოა უფრო მეტი, ვიდრე ტექნიკური უნარი, გამოიწვია მეცნიერების დიდი წინსვლა. ბევრი ფიქრობს, რომ მნიშვნელოვანი დაკვირვების გაკეთება და სასარგებლო კითხვების დასმა მეცნიერული მეთოდის ყველაზე მარტივი ნაწილია. ეს ყოველთვის ასე არ არის. რატომ? იმის დანახვა, რაც სხვებს ჯერ არ უკითხავთ და შემოქმედებითობა მოითხოვს შრომას და გააზრებულ რეფლექსიას! გარდა ამისა, ჩვენი დაკვირვების გრძნობები ხშირად მიკერძოებულია ცხოვრებისეული გამოცდილებით, წინა ცოდნით ან თუნდაც ჩვენი საკუთარი ბიოლოგიით. ეს ფუძემდებლური მიკერძოება გავლენას ახდენს იმაზე, თუ როგორ ვხედავთ სამყაროს, როგორ განვიხილავთ იმას, რასაც ვხედავთ და რა გვაინტერესებს საბოლოოდ. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც ჩვენ ვუყურებთ სამყაროს, შეიძლება გამოგვრჩეს ბევრი რამ, რაც სინამდვილეში ჩვენს ცხვირქვეშ არის. დუგლას ადამსი, რომელიც ცნობილია თავისი წიგნით სახელწოდებით ავტოსტოპის გზამკვლევი გალაქტიკაშიერთხელ გაფართოვდა ამ საკითხზე დაწერა:

”ყველაზე მცდარი ვარაუდები არის ის, რასაც თქვენ არც კი იცით, რომ აკეთებთ.”

ამრიგად, მეცნიერებმა უნდა იცოდნენ ნებისმიერი ძირეული მიკერძოება და ნებისმიერი ვარაუდი, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს იმაზე, თუ როგორ ახდენენ მათ ინტერნალიზებას და ინტერპრეტაციას. ეს მოიცავს ჩვენი მიკერძოების მიდგომას, რომ სხვადასხვა ადგილები, რომლებსაც ჩვენ ვიღებთ (მაგ. სახელმძღვანელოები, ინსტრუქტორები, ინტერნეტი) წარმოადგენს აბსოლუტურ სიმართლეს სკეპტიციზმის ჯანსაღი დოზით. ჩვენ უნდა ვისწავლოთ მტკიცებულებების შესწავლა, რომლებიც ემყარება იმ „ფაქტებს“, რომლებიც თითქოს ვიცით და კრიტიკული განსჯის გაკეთება იმის შესახებ, თუ რამდენად ვენდობით ამ ცოდნას. უფრო ზოგადად, ფრთხილი დაკვირვებების გასაკეთებლად და ნებისმიერი ვარაუდისა და მიკერძოების გამოსავლენად დროის დახარჯვა, რომელიც გავლენას მოახდენს მათ ინტერპრეტაციაზე, არის დრო კარგად დახარჯული. ეს უნარი, ისევე როგორც ყველა სხვა, უნდა განვითარდეს და მოითხოვს პრაქტიკას და ჩვენ ვეცდებით ამით დავიწყოთ BIS2A-ში.

გართობისთვის და თქვენი დაკვირვების უნარის შესამოწმებლად Google-ის „დაკვირვების ტესტები“. ძიების მრავალი შედეგი მიგიყვანთ საინტერესო ფსიქოლოგიურ ტესტებსა და/ან ვიდეოებზე, რომლებიც ასახავს რამდენად რთული შეიძლება იყოს ზუსტი დაკვირვება.

შესამოწმებელი ჰიპოთეზის გენერირება

„შესაძლებელ ახსნას“, რომელიც მოხსენიებულია მესამე საფეხურზე ზემოთ, აქვს ოფიციალური სახელი; მას უწოდებენ ა ჰიპოთეზა. ჰიპოთეზა არ არის შემთხვევითი გამოცნობა. ჰიპოთეზა არის მოვლენის ან დაკვირვების განათლებული (წინარე ცოდნაზე ან ახალ შეხედულებაზე დაფუძნებული) ახსნა. ეს, როგორც წესი, ყველაზე სასარგებლოა, თუ შესაძლებელია სამეცნიერო ჰიპოთეზის შემოწმება. ეს მოითხოვს, რომ არსებობდეს ინსტრუმენტები სისტემაზე ინფორმაციული გაზომვების გასაკეთებლად და რომ ექსპერიმენტატორს ჰქონდეს საკმარისი კონტროლი მოცემულ სისტემაზე, რათა გააკეთოს საჭირო დაკვირვებები.

უმეტეს შემთხვევაში, სისტემის ქცევებზე, რომლის გამოცდაც ექსპერიმენტატორს სურს, შეიძლება გავლენა იქონიოს მრავალი ფაქტორით. ქცევებსა და ფაქტორებს, შესაბამისად, დამოკიდებულ და დამოუკიდებელ ცვლადებს ვუწოდებთ. დამოკიდებული ცვლადი არის ქცევა, რომელსაც ახსნა სჭირდება, ხოლო დამოუკიდებელი ცვლადები არის ყველა სხვა რამ, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს და გავლენა მოახდინოს დამოკიდებული ცვლადის ქცევაზე. მაგალითად, ექსპერიმენტატორს, რომელმაც შეიმუშავა ახალი წამალი არტერიული წნევის გასაკონტროლებლად, შეიძლება სურდეს შეამოწმოს, მოქმედებს თუ არა მისი ახალი წამალი არტერიულ წნევაზე. ამ მაგალითში სისტემა არის ადამიანის სხეული, დამოკიდებული ცვლადი შეიძლება იყოს არტერიული წნევა და დამოუკიდებელი ცვლადები შეიძლება იყოს სხვა ფაქტორები, რომლებიც ცვლიან და გავლენას ახდენენ არტერიულ წნევაზე, როგორიცაა ასაკი, სქესი და სხვადასხვა ხსნადი ფაქტორების დონე სისხლში.

შენიშვნა

BIS2A-ში და მის ფარგლებს გარეთ, ჩვენ გვირჩევნია, თავი ავარიდოთ ისეთი ენის გამოყენებას, როგორიც არის „ექსპერიმენტმა დაადასტურა მისი ჰიპოთეზა“, როდესაც ვსაუბრობთ ისეთი შემთხვევისთვის, როგორიცაა სისხლის წნევის ზემოთ მოყვანილი მაგალითი. უფრო სწორად, ჩვენ ვიტყვით, "ექსპერიმენტი შეესაბამება მის ჰიპოთეზას". გაითვალისწინეთ, რომ მოხერხებულობისთვის ალტერნატიულ ჰიპოთეზას უბრალოდ „მისი ჰიპოთეზა“ ვუწოდეთ! უფრო სწორი იქნებოდა იმის თქმა, რომ „ექსპერიმენტმა გააყალბა მისი ნულოვანი ჰიპოთეზა და შეესაბამება მის ალტერნატიულ ჰიპოთეზას“. რატომ ავიღოთ ეს მალსახმობი, რადგან ამის გაკეთება იწვევს დაბნეულობას, როდესაც სტუდენტი ცდილობს ისწავლოს? ამ შემთხვევაში, ეს გაკეთდა ენის მალსახმობების შესახებ ზემოთ მოყვანილი პუნქტის საილუსტრაციოდ და, შესაბამისად, გრძელი ახსნის შესახებ. თუმცა, გაითვალისწინეთ ეს ხშირად გამოყენებული მალსახმობი და ისწავლეთ დარწმუნდეთ, რომ თქვენ თავად შეგიძლიათ წაიკითხოთ სწორი მნიშვნელობა.

შენიშვნა: შესაძლო დისკუსია

რას ნიშნავს განცხადება თქვენივე სიტყვებით ჰიპოთეზების გაყალბების შესახებ? რატომ არის ფალსიფიკაცია კრიტიკული სამეცნიერო მეთოდისთვის?

კონტროლი

იდეალურ შემთხვევაში, ექსპერიმენტი მოიცავს საკონტროლო ჯგუფებს. საკონტროლო ჯგუფები არის ექსპერიმენტული პირობები, რომლებშიც დამოუკიდებელი ცვლადების მნიშვნელობები (შეიძლება იყოს ერთზე მეტი) შენარჩუნებულია ექსპერიმენტულ ჯგუფთან მნიშვნელობებთან ახლოს, გამონაკლისია ტესტირებადი დამოუკიდებელი ცვლადი. არტერიული წნევის მაგალითში, იდეალური სცენარი იქნება ადამიანთა ერთი იდენტური ჯგუფი, რომლებიც იღებენ წამალს და ადამიანთა მეორე ჯგუფი, რომლებიც იდენტურია ექსპერიმენტულ ჯგუფში, რომლებიც იღებენ აბებს, რომლებიც შეიცავს რაღაცას, რომელიც არ ახდენს გავლენას არტერიულ წნევაზე. ამ ზედმეტად გამარტივებულ მაგალითში, ყველა დამოუკიდებელი ცვლადი იდენტურია საკონტროლო და ექსპერიმენტულ ჯგუფში, გარდა ახალი პრეპარატის არსებობისა ან არარსებობისა. ამ გარემოებებში, თუ ექსპერიმენტული ჯგუფის დამოკიდებული ცვლადის (არტერიული წნევა) მნიშვნელობა განსხვავდება საკონტროლო ჯგუფისგან, შეიძლება გონივრულად დავასკვნათ, რომ განსხვავება დამოუკიდებელ ცვლადში განსხვავებულობით უნდა იყოს განპირობებული (არსებობა/არარსებობა წამალი). ეს, რა თქმა უნდა, იდეალურია. რეალურ ცხოვრებაში შეუძლებელია შემოთავაზებული წამლის დოზირების ექსპერიმენტის ჩატარება; პოტენციური პაციენტების ჯგუფში შესაძლო დამოუკიდებელი ცვლადების დიდი რაოდენობა იქნება მაღალი. საბედნიეროდ, მიუხედავად იმისა, რომ სტატისტიკოსები სამაშველოში მოდიან რეალურ ცხოვრებაში, თქვენ არ დაგჭირდებათ BIS2A-ში ამ სტატისტიკური საკითხების ნიუანსების გაგება.

გაზომვის სიზუსტე, გაურკვევლობა და გამეორება

და ბოლოს, ჩვენ აღვნიშნავთ ინტუიციურ ცნებას, რომ ექსპერიმენტში გაზომვების გასაკეთებლად გამოყენებული ხელსაწყოები უნდა იყოს გონივრულად ზუსტი. რამდენად ზუსტი? ისინი საკმარისად ზუსტი უნდა იყვნენ, რათა გაზომვები გააკეთონ საკმარისი დარწმუნებით, რათა გამოიტანონ დასკვნები იმის შესახებ, რეალურად მოქმედებს თუ არა დამოუკიდებელ ცვლადებში ცვლილებები დამოკიდებული ცვლადის მნიშვნელობაზე. თუ კიდევ ერთხელ ავიღებთ სისხლის წნევის ზემოთ მოცემულ მაგალითს. ამ ექსპერიმენტში ჩვენ გამოვთქვით მნიშვნელოვანი ვარაუდი, რომ ექსპერიმენტატორს ჰქონდა ხელსაწყოები, რომლებიც მას საშუალებას აძლევდა ზუსტი გაზომოს არტერიული წნევის ცვლილებები, რომლებიც დაკავშირებულია წამლის ეფექტთან. მაგალითად, თუ პრეპარატთან დაკავშირებული ცვლილებები მერყეობდა 0-დან 3 მმჰგ-მდე და მისი მრიცხველი ახერხებდა არტერიული წნევის ცვლილებას +/- 5 მმ.ვწყ.სვ. ხედავს წამლის ეფექტს. მაგალითის გულისთვის, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ მას ჰქონდა უკეთესი ინსტრუმენტი და რომ მას შეეძლო დარწმუნებული იყო, რომ მის მიერ გაზომილი ცვლილებები ნამდვილად იყო განსხვავებები წამლის მკურნალობის გამო და რომ ისინი არ იყო გამოწვეული გაზომვის შეცდომით, ნიმუშიდან ნიმუშის ცვალებადობით. , ან ვარიაციის სხვა წყაროები, რომლებიც აქვეითებენ ექსპერიმენტიდან გამოტანილი დასკვნების ნდობას.

გაზომვის შეცდომის თემა გვაიძულებს აღვნიშნოთ, რომ ექსპერიმენტულ მონაცემებში არსებობს გაურკვევლობის მრავალი სხვა შესაძლო წყარო, რომელთა შესახებაც თქვენ, როგორც სტუდენტებს, საბოლოოდ უნდა გაეცნოთ. შეცდომის ეს წყაროები დიდ კავშირშია იმის დადგენასთან, თუ რამდენად დარწმუნებული ვართ, რომ ექსპერიმენტებმა უარყო ჰიპოთეზა, რამდენად უნდა ვენდოთ ექსპერიმენტული შედეგების ინტერპრეტაციას და, შესაბამისად, ჩვენი ცოდნის ამჟამინდელ მდგომარეობას. ამ ეტაპზეც კი, თქვენ ამოიცნობთ ზოგიერთ ექსპერიმენტულ სტრატეგიას, რომელიც გამოიყენება გაურკვევლობის ამ წყაროებთან გამკლავებისთვის (მაგ., გაზომვების გაკეთება მრავალ ნიმუშზე, განმეორებითი ექსპერიმენტების შექმნა). ამის შესახებ უფრო მეტს შეიტყობთ სტატისტიკის კურსებში მოგვიანებით.

თუმცა, ახლა თქვენ უნდა იცოდეთ, რომ ექსპერიმენტებს აქვთ გარკვეული ხარისხის ნდობა შედეგებში და რომ შედეგების ნდობის ხარისხზე შეიძლება გავლენა იქონიოს ბევრმა ფაქტორმა. ჯანსაღი სკეპტიციზმის განვითარება, სხვა საკითხებთან ერთად, გულისხმობს ექსპერიმენტის ხარისხის შეფასების და დასკვნების ინტერპრეტაციას და მსგავს საკითხებზე კითხვების დასმის სწავლას.

შენიშვნა: შესაძლო დისკუსია

კალიფორნიაში გადასვლის შემდეგ UC Davis-ში დასასწრებად, თქვენ შეგიყვარდათ ახალი პომიდორი. თქვენ გადაწყვიტეთ, რომ მაღაზიებში პომიდორი უბრალოდ არ არის სწორი გემო და გადაწყვეტთ, რომ გაიზარდოთ საკუთარი.

თქვენ დარგავთ პომიდვრის მცენარეებს მთელ თქვენს უკანა ეზოში; ახლა ყველა თავისუფალ სივრცეში არის იგივე ჯიშის ახალდარგული პომიდვრის ნერგი. თქვენ დარგეთ პომიდორი მიწაში მზის შუქზე და სახლის გვერდით ჩრდილში.

დაკვირვება: მოსავლის აღების პირველი წლის შემდეგ თქვენ აკეთებთ დაკვირვება რომ სრულ ჩრდილში მზარდი მცენარეები თითქმის ყოველთვის უფრო მოკლეა ვიდრე მზეზე. თქვენ ფიქრობთ, რომ გაქვთ გონივრული ახსნა (ჰიპოთეზა) ამ დაკვირვებისთვის.

ზემოთ მოყვანილი ინფორმაციის საფუძველზე, თქვენ ქმნით შემდეგ ჰიპოთეზას, რათა ახსნათ სიმაღლეში განსხვავება, რომელიც შენიშნეთ პომიდორში:

ჰიპოთეზა: სიმაღლე, რომელსაც აღწევს ჩემი პომიდვრის მცენარეები, დადებითად არის დაკავშირებული მზის შუქის რაოდენობასთან, რომელსაც ისინი ექვემდებარებიან (მაგ., რაც უფრო მეტი მზე ხვდება მცენარე, მით უფრო მაღალი იქნება იგი).

ეს ჰიპოთეზა ტესტირებადი და ფალსიფიცირებადია. ასე რომ, მომავალ ზაფხულს გადაწყვეტთ შეამოწმოთ თქვენი ჰიპოთეზა.

ეს ჰიპოთეზა პროგნოზის გაკეთების საშუალებასაც გაძლევთ. ამ შემთხვევაში შეიძლება იწინასწარმეტყველოთ, რომ თუ ეზოს მზიან ნაწილში პომიდვრის ნაკრების დაჩრდილვას აპირებთ, მაშინ ეს მცენარეები უფრო მოკლე იქნება, ვიდრე მათი სრული მზეზე მეზობლები.

თქვენ შექმნით ექსპერიმენტს თქვენი ჰიპოთეზის შესამოწმებლად იმავე ჯიშის პომიდვრის ყიდვით, რომელიც წინა წელს დათესეთ და ისევ დარგეთ მთელი თქვენი ეზო. თუმცა, წელს თქვენ გადაწყვიტეთ გააკეთოთ ორი განსხვავებული რამ:

  1. თქვენ ქმნით ჩრდილის სტრუქტურას, რომელსაც ათავსებთ მცენარეების მცირე ქვეჯგუფზე თქვენი ეზოს მზიან ნაწილში.
  2. თქვენ აშენებთ კონტრაპტს სარკეებით, რომელიც გადამისამართებს მზის შუქს მცენარეთა მცირე ნაწილზე, რომლებიც ეზოს დაჩრდილულ ნაწილშია.

Კითხვა 1: ჩვენ გამოვიყენეთ მალსახმობი ზემოთ. შეგიძლიათ შექმნათ განცხადებები როგორც ნულოვანი, ასევე ალტერნატიული ჰიპოთეზისთვის? ამისათვის იმუშავეთ კლასელებთან ერთად.

კითხვა 2: რატომ ქმნით ჩრდილის სტრუქტურას? რა არის ეს ტესტირება? თქვენი ჰიპოთეზის საფუძველზე, რას პროგნოზირებთ, რა მოუვა მცენარეებს ჩრდილის სტრუქტურის ქვეშ?

კითხვა 3: რატომ ქმნით სარკის კონტრაპტს? რატომ გჭირდებათ პოტენციურად ეს კონტრაქცია, თუ უკვე გაქვთ ჩრდილის სტრუქტურა?

ახალი მონაცემები: ზაფხულის ბოლოს გაზომავთ თქვენი პომიდვრის მცენარის სიმაღლეს და კიდევ ერთხელ აღმოაჩენთ, რომ ეზოს მზიან ნაწილში მცენარეები მართლაც უფრო მაღალია, ვიდრე ეზოს დაჩრდილულ ნაწილში. თუმცა, თქვენ შეამჩნევთ, რომ არ არის განსხვავება სიმაღლეში თქვენს ჩრდილის სტრუქტურის ქვეშ მყოფ მცენარეებსა და მზეზე მდებარე სტრუქტურის გვერდით. გარდა ამისა, თქვენ შეამჩნევთ, რომ ეზოს დაჩრდილულ ნაწილში მცენარეები თითქმის ერთნაირი სიმაღლისაა, მათ შორის ისეთებიც, რომლებსაც დამატებითი შუქი ანათებდა მათზე თქვენი სარკის კონტრაქტის საშუალებით.

კითხვა 4: რა დასკვნამდე მიგყავს ეს ექსპერიმენტი? რის გაკეთებას შეეცდებით შემდეგში?

კითხვა 5: წარმოიდგინეთ ალტერნატიული სცენარი, რომელშიც აღმოაჩინეთ, როგორც ადრე, რომ ეზოს მზიან ნაწილში მცენარეები ერთნაირი სიმაღლის იყო (თუნდაც თქვენი ჩრდილის სტრუქტურის ქვეშ), მაგრამ ეზოს დაჩრდილულ ნაწილში მდებარე მცენარეები „დამატებითი“ იყვნენ. ”თქვენი სარკის ჭურჭლის შუქი უფრო მაღალი იყო, ვიდრე მათი უშუალო მეზობლები. რას იტყვის ეს თქვენს ალტერნატიულ ჰიპოთეზაზე? Ნულოვანი ჰიპოთეზა? რას გააკეთებდი შემდეგში?

კითხვა 6: რა ვარაუდებს აკეთებთ ამ ექსპერიმენტში გაზომვების უნარზე? რა გავლენა შეიძლება იქონიოს ამ ვარაუდებმა შედეგების თქვენს ინტერპრეტაციაზე?

ამ კლასში დროდადრო მოგთხოვთ ჰიპოთეზების შექმნას, მონაცემების ინტერპრეტაციას და ექსპერიმენტების შემუშავებას სათანადო კონტროლით. ყველა ამ უნარების დაუფლებას პრაქტიკა სჭირდება - ჩვენ შეგვიძლია დავიწყოთ მათი პრაქტიკა BIS2A-ში. ისევ და ისევ, მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ ველით, რომ თქვენ იქნებით ოსტატები ამ ტექსტის წაკითხვის შემდეგ, ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ თქვენ წაიკითხეთ ეს ტექსტი პირველი კვირის განმავლობაში და რომ დაკავშირებული ცნებები თქვენთვის სრულიად ახალი არ არის. თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ დაუბრუნდეთ ამ ტექსტს, როგორც რესურსს საკუთარი თავის განახლებისთვის.

პასუხისმგებლობის უარყოფა

მიუხედავად იმისა, რომ ექსპერიმენტული მეთოდის წინა დამუშავება ძალზე საბაზისოა - თქვენ უდავოდ დაამატებთ დახვეწილობის მრავალ ფენას ამ ძირითად იდეებს სწავლის გაგრძელებისას - ის საკმარისი შესავალი უნდა იყოს BIS2A-სთვის. ყველაზე მნიშვნელოვანი პუნქტი, რომელიც უნდა გვახსოვდეს ამ განყოფილებიდან, არის ის, რომ ამ კურსში წარმოდგენილი ცოდნა, თუმცა ზოგჯერ უნებლიედ წარმოდგენილია როგორც უტყუარი ფაქტი, სინამდვილეში არის ყველაზე აქტუალური ჰიპოთეზა იმის შესახებ, თუ როგორ ხდება გარკვეული რამ ბიოლოგიაში, რომელიც ჯერ კიდევ არ არის გაყალბებული ექსპერიმენტის საშუალებით.

დიზაინის გამოწვევა

თქვენმა BIS2A ინსტრუქტორებმა შეიმუშავეს რაღაც, რასაც ჩვენ ვუწოდებთ "დიზაინის გამოწვევას", რათა დაგვეხმაროს მივუდგეთ თემებს, რომლებსაც განვიხილავთ კურსში პრობლემის გადაჭრის და/ან დიზაინის პერსპექტივიდან. ეს სასწავლო ინსტრუმენტი გვეხმარება:

• შეიმუშაოს აზროვნების ჩარჩო ან მასალასთან მიახლოების გზა და
• შეიმუშავეთ თანმიმდევრული საფეხურების ნაკრები, რომელიც დაეხმარება კურსის თემებზე აზროვნების სტრუქტურირებას პრობლემის გადაჭრის კონტექსტში.

როგორ არის დაგეგმილი მუშაობა? როდესაც კლასში ვხვდებით თემას, „დიზაინის გამოწვევა“ მოგვიწოდებს ვიფიქროთ მასზე პრობლემის გადაჭრის შემდეგ ცენტრალური გზით:

  1. პრობლემის (პრობლემების) იდენტიფიცირება - ეს შეიძლება მოიცავდეს "დიდი" პრობლემების იდენტიფიცირებას და ასევე მათ "პატარა" ჩადგმულ ქვეპრობლემებად დაშლას.
  2. განსაზღვრეთ წარმატებული გადაწყვეტილებების კრიტერიუმები
  3. იდენტიფიცირება და/ან წარმოიდგინეთ შესაძლო გადაწყვეტილებები
  4. შეაფასეთ შემოთავაზებული გადაწყვეტილებები წარმატების კრიტერიუმების მიხედვით
  5. აირჩიეთ გამოსავალი

დიზაინის გამოწვევის სტრუქტურის გამოყენებით, თემები, რომლებიც, როგორც წესი, წარმოდგენილია ფაქტებისა და ისტორიების სიების სახით, გარდაიქმნება თავსატეხებად ან პრობლემებად, რომელთა გადაჭრაც საჭიროა. მაგალითად, უჯრედების გაყოფის თემაზე დისკუსია მოტივირებულია პრობლემით. პრობლემის განცხადება შეიძლება იყოს: "უჯრედს უნდა გაყოფა". წარმატების ზოგიერთი კრიტერიუმი შეიძლება მოიცავდეს თითოეულ ქალიშვილ უჯრედში დნმ-ის თითქმის იდენტური ასლის ქონას, ორგანელების განაწილებას ქალიშვილ უჯრედებს შორის ისე, რომ თითოეული დარჩეს სიცოცხლისუნარიანი და ა.შ. გაყოფა“ პრობლემა. ამის შემდეგ შეგიძლიათ გააგრძელოთ გამოწვევების შესწავლა და შეეცადოთ გამოიყენოთ არსებული ცოდნა და ფანტაზია თითოეული ამ პრობლემის გადაწყვეტის შემოთავაზებისთვის. შეიძლება შეფასდეს სხვადასხვა გადაწყვეტილებები და შემდეგ შევადაროთ ის, რაც ბუნებამ გააკეთა (ყოველ შემთხვევაში, კარგად შესწავლილ შემთხვევებში).

ეს სავარჯიშო მოითხოვს ჩვენგან გამოვიყენოთ ფანტაზია და კრიტიკული აზროვნება. ის ასევე ხელს უწყობს სტუდენტს და ინსტრუქტორს, იფიქრონ კრიტიკულად რატომ კონკრეტული თემა მნიშვნელოვანია შესასწავლად. ბიოლოგიის სწავლების დიზაინის გამოწვევის მიდგომა ცდილობს გააკეთოს სტუდენტი და ინსტრუქტორი ყურადღებას ამახვილებენ იმ მნიშვნელოვან ძირითად კითხვებზე, რომლებიც უპირველეს ყოვლისა განაპირობებს ცოდნის განვითარებას! ის ასევე წაახალისებს სტუდენტებს იოცნებონ ახალი იდეები და დაუკავშირდნენ მასალას ისე, რომ იყოს კითხვებზე/პრობლემაზე ორიენტირებული და არა „ფაქტებზე“ ორიენტირებული. კითხვაზე/პრობლემზე ორიენტირებული მიდგომა განსხვავდება იმისგან, რასაც ადამიანების უმეტესობა სჩვევია, მაგრამ საბოლოო ჯამში ის უფრო სასარგებლოა უნარების, გონებრივი ჩარჩოებისა და ცოდნის გასავითარებლად, რაც გადადის სხვა პრობლემებზე, რომლებსაც ისინი წააწყდებიან სწავლის დროს და მის შემდგომ.

მაგალითი

მაგალითად, მთავარი პრობლემა BIS2A-ში არის „როგორ ავაშენოთ უჯრედი“. ეს საკმაოდ რთული პრობლემა დაიშლება რამდენიმე მცირე ქვეპრობლემად, რომლებიც მოიცავს:

  • გარემოდან ფიჭური ნაწილების ასაგებად სამშენებლო ბლოკების შეძენა
  • ენერგიის მოპოვება გარემოდან უჯრედული ნაწილების შესაქმნელად
  • უჯრედის სამშენებლო ბლოკების გარდაქმნა სხვადასხვა ფორმებს შორის
  • ენერგიის გადაცემა სხვადასხვა შენახვის ფორმებს შორის
  • ძველი უჯრედისგან ახალი უჯრედის შექმნა
  • პრობლემები, რომლებსაც კლასში ამოვიცნობთ

ამ ქვეპრობლემების შესწავლისას, ჩვენ დროდადრო შევისწავლით იმ განსხვავებულ გზებს, რომლითაც ბიოლოგია განიხილავს თითოეულ საკითხს. როგორც დეტალებს შევეხებით, მოდით დავრწმუნდეთ, რომ ვიყოთ ფოკუსირებული და არ დავივიწყოთ ყოველთვის დაკავშირებული ვიყოთ იმ კითხვებთან/პრობლემებთან, რამაც მოტივაცია მოგვცა, გვესაუბრა სპეციფიკაზე პირველ რიგში.

სამეცნიერო მეთოდი დიზაინის გამოწვევის წინააღმდეგ

ამ დროს შეიძლება იფიქროთ: "რა განსხვავებაა სამეცნიერო მეთოდსა და დიზაინის გამოწვევის რუბრიკას შორის და რატომ მჭირდება ორივე?" ეს არ არის იშვიათი კითხვა, ამიტომ ვნახოთ, შეგვიძლია თუ არა ამის გარკვევა ახლა.

დიზაინის გამოწვევა და სამეცნიერო მეთოდი ორივე პროცესია, რომელიც იზიარებს მსგავს თვისებებს. თუმცა, კრიტიკული განმასხვავებელი მახასიათებელი არის თითოეული პროცესის მიზანს. სამეცნიერო მეთოდი არის პროცესი, რომელიც გამოიყენება კითხვებზე შესაძლო პასუხების აღმოსაფხვრელად. ტიპიური სცენარი, სადაც შეიძლება გამოიყენო მეცნიერული მეთოდი, გულისხმობს ვინმეს დაკვირვებას, რამდენიმე ახსნა-განმარტების შეთავაზებას, ექსპერიმენტის შემუშავებას, რომელიც შეიძლება დაეხმაროს ერთი ან რამდენიმე ახსნა-განმარტების აღმოფხვრას და შედეგზე ასახვას. ამის საპირისპიროდ, დიზაინის პროცესი გამოიყენება პრობლემების გადაწყვეტის შესაქმნელად. დიზაინის გამოწვევის ტიპიური სცენარი დაიწყება პრობლემის გადაჭრით, წარმატებული გადაწყვეტის კრიტერიუმების განსაზღვრით, მრავალი შესაძლო გადაწყვეტის შემუშავებით, რომელიც დააკმაყოფილებს წარმატების კრიტერიუმებს და ან გადაწყვეტის არჩევით ან ცვლილებების ასახვით, რომლებიც შეიძლება განხორციელდეს დიზაინში. აკმაყოფილებს წარმატების კრიტერიუმებს. ძირითადი ოპერაციული განსხვავება ისაა, რომ დიზაინის გამოწვევა მოითხოვს წარმატების კრიტერიუმების განსაზღვრას, ხოლო სამეცნიერო მეთოდი არა.

მიუხედავად იმისა, რომ ორივე მსგავსია, განსხვავებები მაინც რეალურია და ჩვენ გვჭირდება ორივე პროცესის პრაქტიკა. ჩვენ ვამტკიცებთ, რომ ჩვენ ვიყენებთ ორივე პროცესს "რეალურ ცხოვრებაში" მუდმივად. მაგალითად, ექიმი გამოიყენებს ორივე პროცესს ინტერაქტიულად, რადგან ის აყალიბებს ჰიპოთეზებს, რომლებიც ცდილობენ დაადგინონ რა შეიძლება გამოიწვიოს მისი პაციენტის დაავადებები. ის შემობრუნდება და გამოიყენებს დიზაინის პროცესს მკურნალობის კურსის შესაქმნელად, რომელიც აკმაყოფილებს წარმატების გარკვეულ კრიტერიუმებს. მეცნიერი შეიძლება ღრმად იყოს ჰიპოთეზების გენერირებაში, მაგრამ საბოლოოდ მას დასჭირდება გამოიყენოს დიზაინის პროცესი ექსპერიმენტის შესაქმნელად, რომელიც წარმატების განსაზღვრული კრიტერიუმების ფარგლებში დაეხმარება მას კითხვაზე პასუხის გაცემაში.

ორივე პროცესი, მიუხედავად იმისა, რომ მსგავსია, მნიშვნელოვანია სხვადასხვა სიტუაციებში გამოსაყენებლად და ჩვენ გვინდა, რომ ორივეში უკეთესი გავხდეთ.