الاختبار العادل – تخطيط تجربة وضبط المتغيرات

العلومالمهارات العلمية والقياس11–12 سنةمختبر افتراضي

جارٍ التحميل…

استخدمها مع صفي ✨ خصّصها بالذكاء الاصطناعي الإبلاغ عن مشكلة

اختر استقصاءً (ذوبان السكر، أو سيارة لعبة تنحدر على منحدر، أو نمو البادرات)، وحدّد العامل الذي ستغيّره (المتغير المستقل)، والعوامل التي ستبقيها ثابتة (المتغيرات المضبوطة)، وما الذي ستقيسه (المتغير التابع). تُجري المحاكاة كل محاولة مع تفاوت عشوائي، وتحسب المتوسطات، وتميّز النتائج الشاذة، وتنبّه عند تغيير عاملين معًا. ثم يستخلص الطلاب استنتاجًا من جدول النتائج.

الدرس: الاستقصاء العلمي: تخطيط اختبار عادل؛ المتغيرات المستقلة والتابعة والمضبوطة

ماذا تعرض

يغيّر الاختبار العادل عاملًا واحدًا فقط هو المتغير المستقل، ويبقي كل العوامل الأخرى ثابتة بوصفها متغيرات مضبوطة، ويقيس كمية واحدة بعدد هي المتغير التابع. تقدم هذه المحاكاة ثلاثة استقصاءات مبنية على نماذج تجريبية بسيطة: الزمن اللازم لذوبان السكر، والمسافة التي تقطعها سيارة لعبة على الأرض، والكتلة التي تكتسبها بادرة في 14 يومًا. وتتضمن كل محاولة تفاوتًا عشوائيًا كما في التجربة الحقيقية، وتظهر أحيانًا نتيجة شاذة. ويعطي تكرار المحاولات وحساب المتوسط، مع استبعاد النتائج الشاذة، بيانات أكثر موثوقية.

طريقة الاستخدام

اختر «الاستقصاء»، ثم اضبط «الدور» لكل عامل على «تغيير» أو «ثابت»، واختر القيمة التي ستبقيها. اختر ما ستقيسه في «القياس» وعدد «التكرارات لكل مستوى»، ثم اضغط «أجرِ التجربة». يمتلئ جدول النتائج محاولةً بعد محاولة، ويعرض الرسم البياني كل نتيجة والمتوسط. جرّب تغيير عاملين لترى اختبارًا غير عادل. وأخيرًا اختر اتجاهًا في «الاستنتاج» واضغط «تحقّق».

المعاملات القابلة للتغيير

  • الاستقصاء سرعة ذوبان السكر, سيارة لعبة تنحدر على منحدر, نمو البادرات
  • التكرارات لكل مستوى 1–5 مرات
  • التفاوت العشوائي 0–25 %
  • إظهار قائمة التحقق من الخطة

أسئلة للاستكشاف

  1. لماذا يجب تغيير عامل واحد فقط في كل تجربة؟
  2. لماذا يُفضَّل تكرار كل قياس ثلاث مرات على الأقل وحساب المتوسط؟
  3. هل تؤثر كتلة السيارة في المسافة التي تقطعها؟ وكيف يمكنك التأكد من ذلك؟

أفكار للتدريس

كل الأدلة