Fullkomin leiðbeiningar um vísindarannsóknarstofu í skólanum

Vísindarannsóknarstofa í skólanum eru meira en bara herbergi með búnað; Þeir eru miðstöðvar virkrar náms. Í þessu umhverfi „læra nemendur betur með því að gera nám skemmtilegt og grípandi“ og beita því sem þeir hafa lesið í raunverulegar tilraunir.

Mikilvægi vísindarannsóknarstofu í skólanum

Hefðbundin kennslustofu í kennslustofunni treystir oft á fyrirlestra og kennslubækur. Aftur á móti, rannsóknarstofuvinnu gerir nemendum kleift að framkvæma tilraunir og vinna með efni og gera nám áþreifanleg. Rannsóknir sýna að virkt, handavinnan nám umbreytir óvirkum nemendum í virkan þátttakendur. Með því að snerta, fylgjast með og gera tilraunir, innra nemendur hugtök á skilvirkari hátt og halda þekkingu lengur. Sem dæmi má nefna að sannað hefur verið að handavinnu auka áhuga nemenda og námsárangur.

• Aukin þátttaka og áhugi:Gagnvirkt rannsóknarstofuverk töfrar athygli nemenda. Ein rannsókn kom í ljós að nemendur sýna meiri áhuga þegar hann tók virkan þátt.
• Dýpri skilningur:Að gera tilraunir breytir abstrakt hugmyndum í steypta reynslu. Nemendur sem taka þátt í vísindum þróa „dýpri, steypta skilning á vísindalegum hugtökum“.
• Betri varðveisla þekkingar:Að beita hugtökum í tilraunum hjálpar nemendum að muna og skilja efni betur.
• Gagnrýnin hugsun og lausn vandamála:Rannsóknarstofur krefjast þess að nemendur móta tilgátur, safna gögnum og greina niðurstöður, byggja upp nauðsynlega gagnrýna hugsunarhæfileika.
• Raunveruleg mikilvægi:Hagnýtar tilraunir láta nemendur beita kennslubókþekkingu á raunverulegar atburðarásir og styrkja hvers vegna vísindin skiptir máli umfram skólastofuna.

Grunnaðgerðir vísindarannsóknarstofu

Skólavísindarannsóknarstofa þjónar nokkrum lykilaðgerðum sem styðja bæði markmið námskrár og þróun nemenda.

Í fyrsta lagi þaðstyður vísindanámskránaMeð því að veita rými fyrir tilraunir í takt við kennslustundir. Rannsóknarstofur láta kennara vekja vísindastaðla til lífsins: Líffræðikennsla um frumur verður þýðingarmikil þegar nemendur gægjast í smásjá við raunveruleg sýni. Þannig styrkir rannsóknarstofan og dýpkar það sem nemendur læra í kennslubókum.

Í öðru lagi, rannsóknarstofurAuka hagnýta færni og vísindalega fyrirspurn. Í rannsóknarstofunni læra nemendur að nota verkfæri og búnað og fylgja vísindalegri aðferð. Rannsóknarstofuvinnu heiðrar athugun, mælingu og gagnagreiningarhæfileika. Nemendur æfa sig í að móta spurningar, hanna verklag og draga gagnreynda ályktanir.

Að lokum, rannsóknarstofurÞróa teymisvinnu og samvinnu. Flestar tilraunir fela í sér nemendur sem starfa í hópum. Hóp rannsóknarstofu vinnur samskipti, ábyrgð og hvernig á að meta fjölbreytt sjónarmið. Vísindamenn benda á að margar athafnir þurfa teymisvinnu, hjálpa nemendum að „þróa mannleg færni“ og læra hver af öðrum. Í stillingum í rannsóknarstofuhópnum æfa nemendur einnig að skrifa skýrslur um rannsóknarstofu og kynna niðurstöður fyrir jafnaldra og byggja upp vísindalega samskiptahæfileika.

Hönnun og staðbundið skipulag

A Vel hönnuð Lab skipulagBætir öryggi, skilvirkni og nám. Vinnustöðvum ætti að raða með nægu gangi í gangi svo nemendur og kennarar geti hreyft sig frjálslega og nálgast búnað auðveldlega. Til dæmis mæla viðmiðunarreglur með nægu bil milli hvers bekkjar, hurða, veggja og sæti. Val á húsgögnum hjálpar líka: Blanda af föstum teljara og færanlegum töflum gefur sveigjanleika fyrir mismunandi athafnir. Helst eru bolir á bekknum skýrar og mát, sem gerir hópum kleift að mynda þyrpingu eða endurstilla fyrir sýnikennslu.

• Rannsóknarbekkir og vinnusvæði:Staðurrannsóknarstofubekkirmeð breiðar göngur á alla hliðina til að forðast fjölgun. Hugleiddu bogadregnar eða sexhyrndar eyjar svo að hver nemandi hafi skýrt vinnusvæði og sjónlínu að framan.
• Geymsla og aðgangur:HaltuEfnaskáparog afhenda skápa meðfram veggjum eða í aðliggjandi undirbúningsherbergjum. Öll hættuleg efni ættu að vera geymd á öruggan hátt frá námsmannasvæðum. Auðveldar leiðir ættu að leiða frá geymslu til vinnustöðva svo hægt sé að dreifa efnum á öruggan hátt.
• Fjölvirk svæði:Láttu sérstaka sýningarstöð kennara framan af, helst með tölvutengingu og myndavél. Búðu til Whiteboard eða Digital Display rými fyrir hópumræður. Sumar rannsóknarstofur innihalda einnig litla setustofu eða „framleiðanda“ skot með mjúkum sætum og verkfærum (3D prentarar, föndur birgðir). Þessi óformlegu svæði geta vakið sköpunargáfu og gefið nemendum stað til að vinna hljóðlega. Að hanna svæði með færanlegum borðum og sætum gerir flokkum að laga pláss fyrir rannsóknarstofur, kynningar eða hópastarf.

Öryggisreglur og stjórnun

Öryggi er í fyrirrúmi í hvaða vísindarannsóknarstofu sem er. Skýr skilti, neyðarbúnað og strangar aðferðir halda nemendum og starfsfólki verndað.Rannsóknarstofa ætti að setja fram viðvörunarmerki fyrir allar mögulegar hættur. Notaðu viðeigandi merkimiða eins og „hættu - eldfim“ eða hættu á myndritum fyrir efnafræðilega áhættu. Svæðismerki ættu að innihalda lífhættu tákn ef smitandi efni eru notuð, svo og „háspenna“ eða „rafmagns hættu“ viðvaranir þar sem þess er þörf. Jafnvel almennar áminningar (hlífðargleraugu krafist, enginn matur eða drykkur) hjálpa til við að viðhalda meðvitund.

• Neyðarbúnaður:Sérhver rannsóknarstofa verður að hafa aðgengilegt skyndihjálparbúnað, slökkvitæki, eld teppi ogNeyðarsturtu\/augnþvottastöð. Þessir hlutir ættu að vera skýrt merktir með stöðluðum merkjum. Senda skal við slökkviliðsleiðir með hverri hurð og skal slökkva á gasi, vatni og rafmagni. Skoðaðu og viðhalda þessum búnaði reglulega samkvæmt áætlun.
• Hefðbundnar verklagsreglur og þjálfun:Kennarar ættu að hafa skrifað staðlaða rekstraraðferðir (SOP) fyrir rannsóknarstofuvinnu. Þetta felur í sér reglur um að klæðast persónulegum hlífðarbúnaði (hlífðargleraugu, hanska, rannsóknarhafnir) og samskiptareglur til að meðhöndla leka eða brot. Bæði starfsfólk og nemendur þurfaÖryggisþjálfun rannsóknarstofuí byrjun ársins. Öryggisæfingar (fyrir eld, jarðskjálfta eða efnafræðilega leka) og reglubundnar endurnærðar hjálpa til við að tryggja að allir man eftir neyðarútgangi og viðbragðsskrefum. Að hafa skýra efnafræðilega hreinlætisáætlun (eins og OSHA mælir með) og birta neyðarnúmer í rannsóknarstofunni stuðlar að öryggismenningu.

Hljóðfæri og tækniuppsetning

Vísindastofa inniheldur úrval af verkfærum, allt frá grunnbúnaði til háþróaðra hljóðfæra.GrunnbúnaðurVerður að vera aðgengilegur: Samsett smásjá, stafrænt jafnvægi, glervörur, Bunsen brennur eða heitar plötur og einfaldir skynjarar. Smásjársett fyrir líffræði, berg- og steinefni og vog fyrir efnafræðitíma eru dæmigerð nauðsynleg.

• Háþróaður búnaður:Margir skóli kynna einnig flóknari hljóðfæri eins og fjárveitingar leyfa. Sem dæmi má nefna litrófsmælir til að greina ljós frásog, skilvindur, háknún rafeindasmásjá eða 3D prentara og leysirskúra til frumgerðar. Að hafa að minnsta kosti eina gerð af nútímatækni í rannsóknarstofunni sýnir nemendum að vísindi þróast stöðugt.
• Stafræn og snjall kerfi:Nútíma rannsóknarstofur nota í auknum mæli stafrænar rannsaka og gagnaöflunartæki. Viðmót gera nemendum kleift að festa skynjara við spjaldtölvu eða fartölvu og safna rauntíma gögnum. Tölvutæk smásjá láta nemendur taka upp myndir til greiningar. Jafnvel sýndarveruleiki eða uppgerð hugbúnaður getur bætt við líkamlegar tilraunir.

Sameining við námskrá og kennslu.

Til að hámarka nám verður að vera ofinn á rannsóknarstofu í námskrár og kennsluaðferðir. Kennarar hanna tilraunir og kennslustundir sem bæta við einingar sínar. Sem dæmi má nefna að eðlisfræðitími á hreyfingu gæti falið í sér rannsóknarstofu þar sem nemendur mæla hröðun með stafrænu hreyfiskynjara. Einfaldar kennsluáætlanir gera grein fyrir markmiðum, nauðsynlegum efnum og skref-fyrir-skref verklagsreglur, ásamt íhugunarspurningum.

• Dæmi um kennslustundaplan:Kennarar búa oft til rannsóknarstofur sem byggðar eru á fyrirspurnum: nemendur spyrja spurninga, framkvæma tilraunir í litlum hópum og deila síðan niðurstöðum sínum. Að skrifa skýrt rannsóknarstofuuppskrift eða vinnublað hjálpar til við að leiðbeina þessu ferli. Leiðbeiningar kennara gætu bundið hverja tilraun við staðla eða landsvísinda staðla.
• Verkefnisbundið þverfaglegt nám:Margir skólar ættleiðaSteam (vísindi, tækni, verkfræði, list, stærðfræði) nálgast. Þetta þýðir að fella rannsóknarstofur í lengri verkefni sem fara yfir efnislínur. Til dæmis gæti bekkur tekist á við raunverulegan áskorun sem krefst eðlisfræði (vald), stærðfræði (mælingar), myndlist (líkan) og verkfræði (smíði). Slík gufuverkefni taka nemendur í „strangt nám og lausn vandamála“ umfram hefðbundið efni. Þeir færa sköpunargáfu og mikilvægi í vísindamenntun.
• Mat og íhugun:Í staðinn fyrir aðeins spurningakerfi er árangur rannsóknarstofu metinn með skýrslum rannsóknarstofu, kynningum og færni. Kennarar kunna að nota rusl sem meta hversu vel nemendur vinna saman, greina gögn og leysa vandamál. Íhugun er innbyggð með því að láta nemendur skrifa samantektir eða ræða hvað virkaði, hvað mistókst og hvers vegna. Þetta hjálpar þeim að hugsa metacogritively. Sumir kennarar taka einnig þátt í því að hanna rúmið og veita þeim eignarhald á námsmarkmiðunum.

Þátttöku nemenda og nýsköpun

Vísindarannsóknarstofur geta kveikt forvitni nemenda löngu eftir skólatíma. Skóli styður oftVísindaklúbbar og keppnir, svo sem vísindasýningar, vélmenni teymi, Ólympíuleikar og verkfræðikeppnir. Þessar áætlanir láta áhugasama nemendur stunda dýpri tilraunir eða uppfinningar. Að taka þátt í vísindamessu, til dæmis, kennir nemendum hvernig á að skipuleggja sjálfstæða rannsókn, kynna niðurstöður og jafnvel takast á við bilun ef tilraun virkar ekki.

• Framleiðandi rými og opnar rannsóknarstofur:Margir skólar settu upp sérstök framleiðandi rými við hlið vísindarannsóknarstofunnar, búin verkfærum eins og 3D prentara, lóða stöðvum, handverksbirgðir og tilvísunarbækur. Þessi rými hvetja nemendur til að finna upp og fikta. Með því að taka hugmyndir í kennslustofunni (rafrás, brúhönnun osfrv.) Og byggja upp raunverulegar frumgerðir fara nemendur frá „abstrakt hugtak til raunverulegs skilnings“. Í framleiðandaumhverfi kenna prufur og villu seiglu og sköpunargáfu.
• Rannsóknar- og kynningartækifæri:Skólinn ætti að hvetja nemendur til að deila starfi sínu. Þetta gæti þýtt að skrifa upp tilraunir fyrir dagbók nemendavísinda, kynnt á skólaþingi eða keppa á Regional Science Fair. Þegar nemendur kynna gögn um veggspjöld eða í myndböndum læra þeir að koma árangri á áhrifaríkan hátt. Slík reynsla eykur einnig sjálfstraust og tilfinningu fyrir eignarhaldi vegna náms.
• 21. aldar færniþróun:Að vinna að opnum verkefnum byggir gagnrýna hugsun, samvinnu og lausn vandamála. Þessi færni „er grundvallaratriði í og ​​aukin af námsreynslunum“ sem nemendur hafa þegar þeir finna upp lausnir. Að taka þátt í nýsköpunarstarfsemi rannsóknarstofu undirbýr þannig nemendur fyrir framtíðar STEM starfsferil með því að gefa þeim smekk á raunverulegum vísindarannsóknum og hönnun.

Dagleg stjórnun og viðhald

Árangursrík aðgerðaraðgerð krefst áframhaldandi umönnunar. Þetta felur í sér viðhald búnaðar, stjórnun og hreinlæti.

• Kvörðun búnaðar og viðhald:Lab tæki verða að vera nákvæm. Starfsfólk skólans ætti reglulega að kvarða hljóðfæri (jafnvægi, pH metrar osfrv.) Samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda. „Kvörðun er mikilvæg til að tryggja nákvæmni, endurtekningarhæfni og stöðlun“. Til dæmis ætti að prófa jafnvægi með stöðluðum lóðum og hitamælirinn skoðaður í ísvatni. Öryggisbúnaður (Fume Hoods, slökkvitæki) þarf einnig reglulega skoðun. Þegar vandamál koma upp (brotinn skilvindu snúningur, slitinn hitaplata), ætti viðgerðir eða skipti að gerast strax til að forðast niður í miðbæ.
• Innkaup og birgðir:Haltu áfram að keyra birgðir af rekstrarvörum eins og efnum, skyggnum, glervörum og öryggisvörum. Merktu öll efni og hvarfefni skýrt og viðhalda uppfærðri birgðalista. Pantaðu skipti vel áður en hlutir klárast. Margir skólar nota einfaldan birgðahugbúnað eða töflureikna, en jafnvel greinilega merktur hlutabréf með gátlistum getur komið í veg fyrir skort.
• Hreinlæti og umhverfi:Hreinar rannsóknarstofur auðvelda nám. Nemendur ættu að þurrka niður bekki og skila búnaði eftir hverja lotu. Kennarar mæla með því að skrá við hreinsunarvenjur til að tryggja að ekkert gleymist. Fylgja skal strax eftir að hreinsa hreinsun. Fullnægjandi loftræsting og rétt förgun úrgangs eru nauðsynleg. Mengunarlausar aðstæður halda nemendum ekki aðeins öruggum heldur tryggja einnig að niðurstöður tilrauna séu gildar.

Niðurstaða

Vísindarannsóknarstofa eru ómetanleg fyrir skólanám. Þeir breyta vísindum frá kenningum í framkvæmd, byggja upp skilning, færni og eldmóð. Vel útbúin rannsóknarstofur verða„Deigur af innblæstri og nýsköpun“.