التصميم التجريبي هو وسيلة للتخطيط للتجارب حتى نتمكن من الإجابة على الأسئلة وفهم العالم من حولنا. يستخدم العلماء التصميم التجريبي لاختبار الأفكار ومعرفة ما إذا كانت صحيحة. سيساعدك هذا الدرس على فهم كيفية تصميم تجربة باستخدام الطريقة العلمية.
الطريقة العلمية هي عملية تدريجية يستخدمها العلماء للتعرف على العالم. وهي تساعدهم على التأكد من نزاهة تجاربهم وموثوقية نتائجهم. خطوات الطريقة العلمية هي:
الخطوة الأولى في المنهج العلمي هي طرح سؤال. يجب أن يكون هذا السؤال شيئًا يثير فضولك وترغب في معرفة المزيد عنه. على سبيل المثال، قد تسأل، "هل تنمو النباتات بشكل أسرع في ضوء الشمس أم في الظل؟"
قبل أن تبدأ تجربتك، من المهم أن تتعرف على ما يعرفه الآخرون بالفعل عن موضوعك. وهذا ما يسمى بالبحث الخلفي. يمكنك قراءة الكتب أو البحث عبر الإنترنت أو سؤال الخبراء لمعرفة المزيد من المعلومات. سيساعدك هذا في وضع فرضية أفضل وتصميم تجربة أفضل.
الفرضية هي تخمين لما تعتقد أنه سيحدث في تجربتك. يجب أن تكون شيئًا يمكنك اختباره. على سبيل المثال، قد تخمن، "أعتقد أن النباتات ستنمو بشكل أسرع في ضوء الشمس مقارنة بالظل". هذه هي فرضيتك.
الآن حان الوقت لاختبار فرضيتك من خلال إجراء تجربة. التجربة هي وسيلة لمعرفة ما إذا كانت فرضيتك صحيحة. فيما يلي بعض الأجزاء المهمة من التجربة:
بعد إجراء تجربتك، عليك إلقاء نظرة على البيانات التي جمعتها. البيانات هي المعلومات التي جمعتها أثناء تجربتك. يمكنك استخدام المخططات أو الرسوم البيانية أو الجداول لمساعدتك على رؤية الأنماط في بياناتك. على سبيل المثال، يمكنك عمل مخطط يوضح ارتفاع النباتات كل يوم.
بمجرد تحليل بياناتك، يمكنك التوصل إلى استنتاج. وهذا يعني أنك تقرر ما إذا كانت فرضيتك صحيحة. على سبيل المثال، إذا نمت النباتات في ضوء الشمس بشكل أسرع من النباتات في الظل، فإن فرضيتك صحيحة. وإذا لم يحدث ذلك، فإن فرضيتك غير صحيحة.
الخطوة الأخيرة في المنهج العلمي هي توصيل نتائجك. وهذا يعني مشاركة ما تعلمته مع الآخرين. يمكنك كتابة تقرير أو تقديم عرض تقديمي أو إنشاء ملصق لعرض النتائج التي توصلت إليها. وهذا يساعد الآخرين على التعلم من تجربتك ويمكن أن يمنحهم أفكارًا لتجاربهم الخاصة.
يُستخدم التصميم التجريبي في العديد من المجالات المختلفة لحل المشكلات والإجابة على الأسئلة. وفيما يلي بعض الأمثلة:
دعونا نلقي نظرة على تجربة بسيطة يمكنك القيام بها في المنزل لفهم التصميم التجريبي بشكل أفضل.
السؤال: هل يؤثر نوع السائل على سرعة ذوبان الجليد؟
الفرضية: أعتقد أن الجليد يذوب بشكل أسرع في الماء الدافئ منه في الماء البارد.
مواد:
إجراء:
البيانات: اكتب الوقت الذي استغرقه الثلج ليذوب في كل وعاء.
الاستنتاج: قارن بين الأوقات وقرر ما إذا كانت فرضيتك صحيحة. هل ذاب الجليد بشكل أسرع في الماء الدافئ؟
في هذا الدرس، تعلمنا عن التصميم التجريبي والمنهج العلمي. تناولنا خطوات المنهج العلمي: طرح سؤال، وإجراء بحث خلفي، ووضع فرضية، وإجراء تجربة، وتحليل البيانات، واستخلاص استنتاجات، وتوصيل النتائج. كما ناقشنا أهمية المتغيرات ومجموعات التحكم والمجموعات التجريبية في التجربة. وأخيرًا، نظرنا إلى التطبيقات الواقعية للتصميم التجريبي ومثال بسيط للتجربة. تذكر أن التصميم التجريبي يساعدنا في الإجابة على الأسئلة وفهم العالم من حولنا بطريقة عادلة وموثوقة.
