يستخدم مشروع استقصائي علمي الطريقة العلمية لدراسة واختبار فكرة عن كيفية عمل شيء ما. يتضمن البحث عن موضوع، وتشكيل فرضية قابلة للاختبار (النظرية الأولية)، وإجراء تجربة، وتسجيل النتائج والإبلاغ عنها. ستحتاج على الأرجح إلى اتباع هذه الإجراءات إذا كنت تخطط لمشروع لمعرض العلوم بالمدرسة، على سبيل المثال، ولكن معرفة كيفية القيام بمشروع علمي استقصائي يمكن أن تستفيد أيضًا طالما أنك مهتم بالعلوم أو إذا كنت تريد لتحسين مهاراتك في حل المشكلات.
خطوات
باستخدام المنهج العلمي
1 اطرح سؤالاً. غالبًا ما يكون أصعب جزء في مشروع الاستقصاء العلمي هو اكتشاف ما تريد التحقيق فيه ؛ خذ وقتك في الاختيار لأن جميع الخطوات التالية ستعتمد على الفكرة التي تختارها.
- فكر في شيء يثير اهتمامك، أو يفاجئك، أو يربكك، وفكر فيما إذا كان هذا شيئًا يمكنك التحقيق فيه بشكل معقول لمشروع علمي. قم بإعداد سؤال واحد يلخص ما تريد فحصه. X Science Buddies
- على سبيل المثال، افترض أنك سمعت أنه يمكنك صنع فرن شمسي بسيط من علبة بيتزا. X مصدر البحث قد تكون، على سبيل المثال، متشككًا في إمكانية تحقيق ذلك أو تحقيقه باستمرار. وبالتالي، قد يكون السؤال، “هل يمكن صنع فرن شمسي بسيط يعمل باستمرار في ظروف مختلفة”
- تأكد من أن الموضوع الذي تختاره قابل للتنفيذ في الوقت المتاح والميزانية ومستوى المهارة المتاح، وأنه لا ينطوي على خرق للمنافسة أو قواعد عادلة أو واجبات منزلية (على سبيل المثال، عدم إجراء اختبار على الحيوانات). يمكنك البحث عن أفكار عبر الإنترنت إذا كنت بحاجة إلى مساعدة، ولكن لا تقم ببساطة بنسخ مشروع تجده هناك، فهذا مخالف للقواعد والأخلاق العلمية.
- ومع ذلك، يمكنك تعديل مشروع موجود لاختبار فرضيات مختلفة، أو تصفح سؤال لم تتم الإجابة عليه في التجارب السابقة. هذا ليس خرقًا أخلاقيًا، ولكنه غالبًا ما يؤدي إلى نتائج ومناقشات مثيرة للاهتمام.
2 ابحث عن موضوعك. يمكنك البحث من خلال قراءة المراجع والكتب العلمية أو البحث عبر الإنترنت أو مناقشتها مع الخبراء. ستساعدك معرفة موضوعك بعمق على بناء مشروعك. X موارد البحث
- انتبه لمتطلبات المشروع. تتطلب العديد من معارض العلوم أن تتضمن مراجعك ثلاثة مصادر أكاديمية موثوقة على الأقل، مثل المنشورات المعتمدة من قبل الخبراء أو الزملاء في نفس المجال. X Science Buddies
- يجب أن تكون مصادرك غير متحيزة (على سبيل المثال لا تتعلق بمنتج)، حديثة (ليست موسوعة من عام 1965)، وموثوقة (وليس تعليق مدونة مجهول). بدلاً من ذلك، يمكنك الاعتماد على موارد الويب، بشرط أن تكون مدعومة من قبل منظمة علمية. اسأل معلمك أو مدير المشروع للحصول على المشورة إذا كنت في حاجة إليها.
- على سبيل المثال، سيؤدي البحث عن “كيفية صنع فرن شمسي من علبة بيتزا” إلى إنتاج الكثير من الموارد، بعضها أكثر علمية (وبالتالي أكثر موثوقية) من غيرها. يمكنك الاعتماد على مقال عن الموضوع بطريقة منظمة وموثوقة وحديثة كمرجع جيد. X موارد البحث
- من ناحية أخرى، لا يتم قبول منشورات المدونة والمقالات المجهولة والمواد التي تم جمعها من قبل الجمهور كمراجع موثوقة. على الرغم من أن wikiHow مصدر قيم، إلا أنه قد لا يكون مصدرًا جيدًا لمشروعك، ولكنه قد يكون مفيدًا في تعريفك بالخبرة التي اخترتها وتوجيهك إلى الموارد الأكاديمية. سيؤدي اختيار المقالات المنظمة ذات المراجع المتعددة (والتي ترتبط أيضًا بمصادر قيمة) إلى تحسين فرص قبولك، لذا ناقشها بدقة مع المسؤول أو منظمي المعرض أو غيرهم من الوسطاء.
3. الفرضية هي نظريتك الأولية أو تنبؤك بناءً على السؤال الذي طرحته والبحث اللاحق. يجب أن يكون دقيقًا وواضحًا، ولكن ليس من الضروري إثبات صحته حتى ينجح مشروعك (التجارب الفاشلة لا تقل أهمية عن التجارب الناجحة في العلوم). X Science Buddies
- من المفيد عادةً تحويل سؤالك إلى فرضية باستخدام طريقة التفكير “if / then”. يجدر بك تكوين فرضيتك (على الأقل في البداية) وفقًا للصيغة اللغوية [فعلت كذا]لذا [سيحدث كذا]. “
- على سبيل المثال، يمكن أن تكون الفرضية “If [صنعت فرنًا شمسيًا من صندوق بيتزا]لذا [يمكنه تسخين الأطعمة بشكل متسق، في أي وقت يوجد به أشعة شمس كافية]. “
4 صمم تجربتك. بعد تشكيل فرضيتك، حان الوقت لاختبارها. يجب أن تركز تجربتك بالكامل على تأكيد فرضيتك أو دحضها، دون التفرع في أي جانب آخر. تذكر أنه ليس من المهم أن تكون على صواب بل أن تفعل الشيء الصحيح. X موارد البحث
- من المهم جدًا أن تضع المتغيرات في الاعتبار. تحتوي التجارب العلمية على ثلاثة متغيرات المتغير المستقل (الذي تغيره)، والمتغير التابع (الذي يتغير استجابة للمتغير المستقل)، والمتغير (الذي يظل كما هو). X Science Buddies
- عندما تخطط لتجربتك، فكر في المواد التي ستحتاجها. تأكد من أن لديك جاهزًا وبأسعار معقولة، أو حتى استخدم المواد الموجودة لديك بالفعل في المنزل.
- بالنسبة لفرن علبة البيتزا بالطاقة الشمسية، فإن مواده سهلة التجميع والتركيب. سيكون الفرن والمواد المطبوخة فيه وضوء الشمس متغيرات التحكم، بينما قد تكون الظروف البيئية الأخرى (مثل الوقت من اليوم أو السنة) مستقلة، وفي النهاية ستكون درجة نضج الطعام هي المتغير التابع.
5 قم بالتجربة. بعد الانتهاء من التخطيط والإعداد، حان الوقت لاختبار صحة فرضيتك. X موارد البحث
- اتبع الخطوات التي خططت لها لتجربة الاختبار الخاصة بك عن كثب، ولكن إذا تعذر إجراء الاختبار كما هو مخطط له، فيجب عليك إعادة تكوين خطواتك أو تجربة مواد مختلفة. إذا كنت تريد حقًا الفوز بجائزة science fair، فهذه خطوة مهمة.
- من الشائع في المعارض العلمية أن تحتاج إلى إجراء تجربتك ثلاث مرات على الأقل لضمان حصولك على نتيجة صحيحة علميًا. X Science Buddies
- بالنسبة لفرن صندوق البيتزا، سنفترض أنك قررت اختبار الفرن الشمسي بوضعه في ضوء الشمس المباشر خلال ثلاثة أيام متقاربة بدرجة 32 درجة مئوية في يوليو، ثلاث مرات كل يوم (10 صباحًا، 2 مساءً، 6 مساءً ).
6 قم بتسجيل وتحليل نتائجك. ستكون جميع الاختبارات التي تجريها عديمة الفائدة، مهما كانت ممتعة، إذا لم تقم بتسجيل النتائج وتحليلها بدقة.
- قد يكون من الأفضل أحيانًا تسجيل البيانات في شكل مخططات أو رسوم بيانية أو مدخلات بسيطة، ولكن مهما كانت الطريقة التي تسجل بها البيانات، فأنت بحاجة إلى التأكد من سهولة التحليل والمراجعة. احتفظ بسجلات دقيقة لجميع النتائج حتى لو لم تكن كما كنت تأمل أو تخطط لذلك، فهذا أيضًا جزء من العلم. X موارد البحث
- احصل على نتائج اختبارات الفرن الشمسي في الساعة 10 صباحًا و 2 ظهرًا و 6 مساءً في ثلاثة أيام مشمسة. عند تسجيل درجة نضج الطعام، قد تجد أن وضع الفرن في الشمس لمدة ساعتين فقط كان ناجحًا باستمرار، بينما كانت النتائج مختلطة في ساعات أخرى. X موارد البحث
7 قم بتكوين استنتاجك. بعد إجراء التجربة وتأكيد الفرضية أو دحضها، حان الوقت للكشف عن نتائجك بوضوح ودقة. أنت الآن تجيب على السؤال الذي طرحته في البداية. X موارد البحث
- إذا بدأت بسؤال واضح وبسيط وفرضية مماثلة، فسيكون من السهل الوصول إلى استنتاج.
- تذكر، فقط لأنك استنتجت أن نظريتك خاطئة تمامًا لا يعني أن مشروعك قد فشل. إذا توصلت إلى نتائج علمية واضحة وعرضتها بشكل مناسب، تكون قد نجحت.
- في مثال الفرن الشمسي الخاص بعلبة البيتزا، الفرضية هي “يمكن لفرن البيتزا بوكس الشمسي تسخين الأطعمة باستمرار في أي وقت يكون فيه ضوء الشمس كافٍ”، في حين أن استنتاجنا النهائي هو “يمكن لفرن البيتزا بوكس الشمسي إعادة تسخين الأطعمة بالتساوي في ظهيرة الشمس في الأيام المشمسة فقط.
اشرح وقدم مشروعك
1 تعرف على كيفية تقييم مشروعك. سواء أكان الأمر عبارة عن مهمة دراسية لفصل العلوم أو مشروع science fair، فمن المهم أن تكون على دراية بمعايير تقييم مشروعك.
- في معرض العلوم، على سبيل المثال، قد يعتمد الحكم على المعايير التالية (بإجمالي 100٪) ورقة بحثية (50٪)، عرض تقديمي شفهي (30٪)، ملصق عرض تقديمي (20٪). X موارد البحث
2 إنشاء موجز. من المحتمل أن يُطلب منك كتابة ملخص قصير لمشروعك يُعرف باسم الملخص. يجب أن توضح فكرتك وفرضيتك وكيف اختبرتها والنتيجة التي توصلت إليها.
- عادةً ما تقتصر ملخصات مشروعات البحث العلمي على صفحة واحدة وطولها حوالي 250 كلمة. في هذه المساحة الصغيرة، يجب أن تركز على الغرض من التجربة والإجراءات المتضمنة والنتائج وأي تطبيقات محتملة. X موارد البحث
3 اكتب ورقة بحث. إذا كان الملخص يوفر المعلومات الأساسية، تقدم ورقة البحث التفاصيل الدقيقة وتحليلك للمشروع. من السهل التفكير في أن التجربة نفسها أو الملصق أكثر أهمية من الورقة (ربما لأنها أكثر متعة) ولكن عادةً ما تكون ورقة البحث هي العنصر الأكثر أهمية في تقييم المشروع.
- استخدم المعايير التي وضعها أستاذك أو مدير معرض العلوم لك لمعرفة المعلومات حول كيفية إنشاء ورقتك البحثية.
- على سبيل المثال، قد ترغب في تقسيم ورقتك إلى أقسام مثل 1) صفحة العنوان 2) مقدمة تحديد الموضوع والفرضية 3) المواد والطرق وصف التجربة 4) النتائج والنتائج تقديم النتائج الخاصة بك 5) الخاتمة و التوصيات “أجب” على سؤال الفرضية 5) المراجع تكتب قائمة بمصادرك. X موارد البحث
4 قم بإعداد عرضك الشفوي. يمكن أن يختلف الوقت المخصص ومستوى التفاصيل المتوقع من عرضك التقديمي (إذا لزم الأمر على الإطلاق) بشكل كبير. قد تحتاج إلى التحدث لمدة خمس دقائق أو عشرين دقيقة. تعرف على المتطلبات بوضوح مقدمًا، على سبيل المثال إذا كنت مطالبًا بإنشاء عرض PowerPoint تقديمي. X موارد البحث
- اكتب ورقة البحث أولاً واستخدمها كدليل في إنشاء عرضك التقديمي الشفوي. اتبع مخططًا مشابهًا في تحديد فرضيتك وتجاربك ونتائجك واستنتاجاتك.
- التزم بالوضوح والإيجاز. تأكد من أن الجميع يفهم ما فعلته، ولماذا فعلت، وما اكتشفته بفعلته.
5 ضمن عناصر بصرية معينة. تتطلب معظم المعارض العلمية تقديم ملصق بحثي. سيكون باختصار عرضًا تقديميًا لورقتك البحثية. X Science Buddies
- تستخدم المعارض العلمية عادةً ثلاث لوحات عرض قياسية الحجم تقريبًا 91 × 122 سم.
- يجب أن تقوم بتصميم الملصق الخاص بك مثل صفحة البداية لصحيفة، بحيث يكون العنوان في الأعلى، والفرضية والاستنتاج في المركز، والمواد الداعمة (الأساليب، والمصادر، وما إلى ذلك) بوضوح أسفل العناوين الموجودة على الجانبين.
- استخدم الصور والمخططات وما شابه ذلك لتحسين مظهر الملصق، ولكن لا تضحي بالمحتوى العلمي للحصول على مظهر جذاب.