Узнаем чем наблюдение отличается от эксперимента в школе
Попробуем выяснить, чем наблюдение отличается от эксперимента. В настоящее время оба варианта познания природы применяются в рамках проектной и исследовательской деятельности в школе.
Чем наблюдение отличается от эксперимента? Основные различия состоят в том, что эксперимент сложно представить без серии опытов. Впервые философское осмысление он получил в работах Ф. Бэкона. Развитие экспериментальной работы сопровождалось борьбой эмпиризма и рационализма.
Эксперимент
Это метод познания, благодаря которому в управляемых и контролируемых условиях анализируются явления действительности. Рассуждая над тем, чем наблюдение отличается от эксперимента, отметим активное оперирование исследуемым объектом при проведении эксперимента. Проводится он на базе теории, которая определяется постановкой задач, интерпретацией полученных результатов. Часто основной задачей эксперимента становится проверка гипотезы и предсказаний теории, которые имеют важнейшее значение (решающий эксперимент).
Виды экспериментов
Рассуждая о том, чем наблюдение отличается от эксперимента, отметим многообразие видов исследований. В современной науке применяют различные варианты экспериментов. В частности, в биологии проводят качественный эксперимент. Его целью является установление наличия (отсутствия) явления, предполагаемого теорией. Такие задания в настоящее время предлагаются школьникам в рамках преподавания биологии по ФГОС.
Измерительный эксперимент позволяет устанавливать количественные характеристики изучаемого объекта. Мысленный эксперимент позволяет моделировать различные ситуации, характерные для живой природы.
Технические средства
Пытаясь понять, чем метод эксперимента отличается от метода наблюдения, отметим, что полноценное исследование невозможно представить без применения различных технических средств, инструментов, приборов, экспериментальных установок.
Благодаря микроскопу, телевизору, компьютеру, рентгеновским аппаратам биологи проводят многочисленные опыты, анализируют получаемые результаты, используют их для сохранения живых существ.
Первые закономерности, происходящие в природе, были установлены посредством наблюдений, которые люди проводили невооруженным глазом. В настоящее время биолога трудно представить без микроскопа.
Техника современного научного эксперимента состоит из сложнейших экспериментальных установок. В частности, для того чтобы на молекулярном уровне понять биологические процессы, ученый вооружается новейшим микроскопом.
Метод преподавания
Рассуждая над тем, чем отличается наблюдение от эксперимента в биологии, отметим, что после внедрения в школьный курс новых образовательных стандартов существенно изменилась и методика работы преподавателя. Развивающее и воспитывающее обучение выстраивается на основе экспериментальной деятельности школьников. Подобный подход способствует формированию прочных умений и навыков у школьников, позволяет воспитывать бережное отношение к живой природе.
В качестве передающей стороны выступает учитель, а воспринимающей выступает ученик. Педагог управляет логикой, мышлением и ходом наблюдений, уточняет непонятные моменты.
Школьники, осмысливая факты, делают выводы, приобретают новые знания, учатся ставить собственные эксперименты, готовить микропрепараты. Если в начальных классах чаще применяется наблюдение, то в средней и старшей школе приоритет отдается экспериментальной деятельности. Это в полной мере соответствует личностно-ориентированному подходу в обучении, реализуемому в настоящее время в российских школах.
НАБЛЮДЕНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ | это… Что такое НАБЛЮДЕНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ?
(от лат. experimentum — проба, опыт) — важнейшие методы эмпирического познания.
Научным наблюдением (Н.) называют восприятие предметов и явлений действительности, осуществляемое с целью их познания. В акте Н. можно выделить:
1) объект;
2) субъект;
3) средства;
4) условия;
5) систему знания, исходя из которой задают цель Н. и интерпретируют его результаты.
Все эти компоненты следует учитывать при сообщении результатов Н. для того, чтобы его мог повторить любой др. наблюдатель.
Важнейшим требованием к научному Н. является соблюдение интерсубъективности. Оно подразумевает, что Н. может повторить каждый наблюдатель с одинаковым результатом. Лишь в таком случае результат Н. будет включен в науку. Поэтому, напр., наблюдения НЛО или разнообразных парапсихических феноменов, не удовлетворяющие требованию интерсубъективности, до сих пор остаются вне науки.
Следует заметить, что между непосредственным и косвенным Н. нельзя провести резкой границы. В современной науке косвенные Н. получают все большее распространен ие по мере того, как увеличивается число и совершенство приборов, используемых при Н., И расширяется сфера научного исследования. Наблюдаемый предмет воздействует на прибор, а ученый непосредственно наблюдает лишь результат взаимодействия предмета с прибором. Эксперимент (Э.) есть непосредственное материальное воздействие на реальный объект или окружающие его условия, производимое с целью познания этого объекта.
В Э. обычно выделяют следующие элементы:
1) цель;
2) объект экспериментирования;
3) условия, в которых находится или в которые помещается объект;
4) средства Э.;
5) материальное воздействие на объект.
Каждый из этих элементов может быть положен в основу классификации Э., их можно разделять на физические, химические, биологические и т.д. в зависимости от различия объектов экспериментирования.
Одна из наиболее простых классификаций основывается на различиях в целях Э.: напр., установление к.-л. закономерности или обнаружение фактов. Э., проводимые с такой целью, называются «поисковыми». Результатом поискового Э. является новая информация об изучаемой области. Однако чаще всего эксперимент проводится с целью проверки некоторой гипотезы или теории. Такой Э. называется «проверочным». Ясно, что невозможно провести резкой границы между этими двумя видами Э. Один и тот же Э. может быть поставлен для проверки гипотезы и в то же время дать неожиданную информацию об изучаемых объектах. Точно так же и результат поискового Э. может заставить нас отказаться от принятой гипотезы или, напротив, даст эмпирическое обоснование нашим теоретическим рассуждениям. В современной науке один и тот же Э. все чаще обслуживает разные цели. 
Это знание и дает теория, и именно теория ставит тот вопрос, ради ответа на который ставится Э. Поэтому Э. не может принести правильного результата без теории. Первоначально вопрос формулируется в языке теории, т.е. в теоретических терминах, обозначающих абстрактные, идеализированные объекты. Чтобы Э. мог ответить на вопрос теории, этот вопрос нужно переформулировать в эмпирических терминах, значениями которых являются чувственно воспринимаемые объекты. Следует, однако, подчеркнуть, что, осуществляя Н. и Э., мы выходим за рамки чисто логических рассуждений и вступаем в непосредственный контакт с реальными вещами. В конечном итоге только через посредство такого контакта получают подтверждение или опровергаются наши представления о действительности. В эмпирических познавательных процедурах наука вступает в непосредственное столкновение с описываемой ею действительностью — именно в этом заключается громадное значение Н. и Э. для научного познания.
Философия: Энциклопедический словарь.
— М.: Гардарики.
Под редакцией А.А. Ивина.
2004.
Observations vs Experiments – Общественная научная лаборатория
Перейти к содержимомуНаблюдения и экспериментыnlmccoy2020-05-13T11:55:31-04:00
Как мы НАУКА?Сводка урока
Сводка урока: Сравнение различных способов сбора данных учеными.
Основные вопросы: В чем разница между экспериментом и обсервационным исследованием? Что мы делаем для этого проекта Citizen Science?
Поставленные цели/задачи: По завершении этого урока учащиеся смогут:
- Понимать разницу между наблюдательным исследованием и экспериментом
Материалы: В зависимости от выбранного эксперимента материалы будут различаться. Для оценки вам может понадобиться плакатная бумага или графические органайзеры.
Навыки 21 века – критическое мышление, сотрудничество (распределенные роли), технологическая грамотность
Справочная информация учителя: «Эксперимент» определяется как проверка, испытание или процедура, используемая для обнаружения чего-то неизвестного. «Обсервационное исследование» — это измерение или опрос членов выборки (без попытки повлиять на них). Иногда (например, в случае выяснения, какие насекомые водятся в классе или школе) наблюдательные исследования — единственный способ, с помощью которого исследователи могут исследовать определенные вопросы.
Подготовка к уроку: Выберите эксперимент, связанный с насекомыми. Некоторые предложения и ссылки приведены ниже.
- Предложено: Эксперимент по сбору данных Ant Picnic
- Или: Сверчки дешевы и легко доступны в зоомагазинах, они большие и за ними легко следить, поэтому они хорошо подойдут для школьных занятий. Я имею в виду что-то вроде первой части эксперимента
- Или: Для еще более бюджетной версии первая часть эксперимента по поведению крикета
Задание/исследование: После завершения выбранного эксперимента попросите учащихся сравнить различия между этим экспериментом и сбором изображений для страницы iNaturalist Never Home Alone. Учащиеся могут работать в отдельных группах над созданием плакатов, которые помогут определить плюсы и минусы каждого метода научного исследования. Другая идея состоит в том, чтобы учащиеся создали пьесу, в которой описывается, как каждый метод помогает им лучше понять насекомых в школе и вокруг нее.
Оценивание: В качестве формирующего оценивания может использоваться постановка, органайзер или пьеса для учащихся. Кроме того, вы можете включить личное размышление учащегося о том, какой тип исследования используется в проекте «Никогда не один дома» iNaturalist и чем он отличается от других форм научных исследований. Эта формирующая оценка может быть заметкой в их научных или инженерных записных книжках или быстрым видеоразмышлением с использованием такой платформы, как Flipgrid.
Ресурсы:
- Microsoft Flipgrid
- Поведение крикета проект
- Мир сверчков
- Пикник с муравьями
Научные стандарты следующего поколения
- 2-LS4-1: Проводите наблюдения за растениями и животными, чтобы сравнить разнообразие жизни в разных средах обитания.
- K-LS-1: Используйте наблюдения для описания закономерностей того, что нужно растениям и животным для выживания.
- 3-LS3-2: Используйте доказательства (например, наблюдения, закономерности) в поддержку объяснения.
- 3-LS4-2: Используйте доказательства (например, наблюдения, закономерности) для построения объяснения.
- 3-LS3-1: Сходства и различия в закономерностях можно использовать для сортировки и классификации природных явлений.
Анализ и интерпретация данных: Анализ данных в 3–5 основывается на опыте K–2 и продвигается к внедрению количественных подходов к сбору данных и проведению многочисленных испытаний качественных наблюдений.
Когда это возможно и осуществимо, следует использовать цифровые инструменты.
Стандарты НЗ
| 5.L.2.3 | Сделайте вывод о последствиях, которые могут возникнуть в результате взаимосвязанных отношений растений и животных с их экосистемой. |
| 4.Л.1 | Понимать последствия изменений окружающей среды, адаптации и поведения, которые позволяют животным (включая людей) выживать в изменяющихся средах обитания. |
| 1.Л.1.1 | Осознайте, что растениям и животным нужны воздух, вода, свет (только растениям), пространство, пища и убежище, и что все это можно найти в окружающей их среде. |
Этот урок был подготовлен Грегори Эйманом , K-5 STEM, Начальная инженерная школа Brentwood Magnet.
Перейти к началу
Наблюдательные и экспериментальные исследования
Когда люди читают об исследовании, они могут не обращать внимания на то, как оно было разработано.
Но чтобы понять качество результатов, важно немного знать о дизайне исследования.
В соответствии с общепринятой иерархией доказательств, самые надежные данные получены из систематических обзоров, за которыми следуют данные рандомизированных контролируемых испытаний, когортных исследований и затем исследований случай-контроль.
Последние три являются исследованиями, которые попадают в одну из двух основных категорий: обсервационные исследования или экспериментальные исследования.
Обсервационные исследования
Обсервационные исследования — это исследования, в которых исследователи наблюдают за действием фактора риска, диагностического теста, лечения или другого вмешательства, не пытаясь изменить того, кто подвергается или не подвергается их воздействию. Когортные исследования и исследования случай-контроль представляют собой два типа обсервационных исследований.
Когортное исследование: В исследовательских целях когорта — это любая группа людей, которые каким-либо образом связаны между собой.
Например, когорта рождения включает всех людей, родившихся в течение определенного периода времени. Исследователи сравнивают то, что происходит с членами когорты, которые подвергались воздействию определенной переменной, с тем, что происходит с другими членами, которые не подвергались воздействию.
Исследование случай-контроль: Здесь исследователи определяют людей с существующими проблемами со здоровьем («случаи») и аналогичную группу без проблем («контроль»), а затем сравнивают их с точки зрения воздействия или воздействий.
Экспериментальные исследования
Экспериментальные исследования — это исследования, в которых исследователи внедряют вмешательство и изучают его эффекты. Экспериментальные исследования обычно рандомизированы, то есть испытуемые группируются случайно.
Рандомизированное контролируемое исследование (РКИ): Подходящие люди случайным образом распределяются в одну из двух или более групп. Одна группа получает вмешательство (например, новое лекарство), в то время как контрольная группа не получает ничего или неактивного плацебо.
Затем исследователи изучают, что происходит с людьми в каждой группе. Любая разница в результатах может быть связана с вмешательством.
Сильные и слабые стороны
Сильные и слабые стороны плана исследования следует рассматривать в свете типа вопроса, на который должно ответить исследование. Иногда наблюдательные исследования — единственный способ исследовать определенные вопросы. Например, было бы неэтично планировать рандомизированное контролируемое испытание, преднамеренно подвергая работников потенциально опасной ситуации. Если проблема со здоровьем является редким состоянием, исследование случай-контроль (которое начинается с существующих случаев) может быть наиболее эффективным способом выявления потенциальных причин. Или, если мало что известно о том, как проблема развивается с течением времени, лучшим вариантом может быть когортное исследование.
Однако результаты наблюдательных исследований по своему характеру могут быть оспорены. Они рискуют содержать смешанные предубеждения.
Пример: когортное исследование может обнаружить, что люди, которые регулярно медитируют, менее склонны к сердечным заболеваниям, чем те, кто этого не делает. Но эту связь можно объяснить тем фактом, что люди, которые медитируют, также больше занимаются спортом и придерживаются более здоровой диеты. Другими словами, хотя когорта определяется одной общей характеристикой или воздействием, они также могут иметь общие характеристики, влияющие на результат.
РКИ по-прежнему считается «золотым стандартом» для получения надежных доказательств, потому что мало что оставлено на волю случая. Но растет осознание того, что такие исследования несовершенны, и что многие вопросы просто невозможно изучить с помощью такого подхода. Такие исследования требуют много времени и средств — могут пройти годы, прежде чем будут получены результаты. Кроме того, интервенционное исследование часто ограничено тем, сколько участников могут контролировать исследователи или как долго участники могут жить в контролируемых условиях.
