При выполнении проектных работ по физике, химии, экологии, биологии для подтверждения или опровержения гипотезы может потребоваться проведение опытов или экспериментов, в таком случае процесс их выполнения и полученные результаты фиксируются в практической части.
Опыты как практическая часть проектной работы
О данном виде исследования
Информация из базы данных
Проведение лабораторных или полевых экспериментов для проверки гипотез, изучения свойств веществ и материалов.
Подходит для:
Характеристики:
По каким дисциплинам (предметам) могут быть проведены опыты
Опыты при выполнении проектной работы в качестве практического исследования могут быть проведены не по всем дисциплинам, ниже представлены предметы, по которым могут быть проведены опыты.
Примеры конкретных опытов для разных предметов
Чтобы было понятнее, какие именно опыты можно провести в проектной работе, приведем несколько примеров для разных дисциплин. Конечно, это лишь примеры, в вашей работе опыты должны соответствовать выбранной теме.
🧪 Химия
Тема: «Влияние кислотности среды на скорость коррозии металлов»
Опыт: Взяли три одинаковых железных гвоздя, поместили в три пробирки: с водой (нейтральная среда), с раствором лимонной кислоты (кислая среда), с раствором соды (щелочная среда). Наблюдали в течение 7 дней, фиксируя появление ржавчины.
Что исследовали: в какой среде коррозия протекает быстрее.
⚡ Физика
Тема: «Зависимость силы тока от напряжения в проводнике»
Опыт: Собрали электрическую цепь из источника тока, амперметра, вольтметра и резистора. Меняли напряжение (2В, 4В, 6В, 8В), фиксировали показания амперметра. Построили график зависимости.
Что исследовали: выполняется ли закон Ома для данного проводника.
🌱 Биология
Тема: «Влияние света на рост и развитие плесневых грибов»
Опыт: Взяли два кусочка хлеба, увлажнили, поместили в закрытые контейнеры. Один контейнер поставили на свет, другой — в темное место. Наблюдали 5 дней, фотографировали появление плесени.
Что исследовали: влияет ли освещенность на скорость роста плесени.
🌍 Экология
Тема: «Оценка загрязнения воздуха по состоянию снежного покрова»
Опыт: Взяли пробы снега в трех точках: у дороги, в парке, во дворе школы. Растопили снег, профильтровали, измерили pH полученной воды, оценили количество осадка на фильтре.
Что исследовали: где воздух чище, а где больше загрязнений.
Этапы подготовки практической части проектной работы, описывающей проведенные опыты
Подготовку практической главы проектной работы, в которой описываются опыты, можно условно разбить на 3 части:
- Подготовительная.
- Проведение опытов (экспериментов).
- Подготовка выводов по проведенному опытно-экспериментальному исследованию.
Этапы опытно-экспериментальной работы:
- Подготовительная часть (инструментарий исследования) - может быть, как выделена в отдельный параграф, так и объединена с ходом выполнения опыта (опытов) и выводами, в тексте проекта следует указать, какие материалы были использованы при проведении опытов.
- какие были использованы приборы;
- какие ингредиенты применялись;
- если опыты проводились на какой-либо территории, следует отметить, где именно;
- методы, которые были применены при исследовании.
- Проведение опытов - данный раздел может выступать, как отдельным параграфом, так и быть объединённым с инструментарием (подготовительной частью) и выводами.
- Подготовка выводов. Данная часть в проектной работе является обязательной, при этом выделять в отдельный параграф ее следует только в том случае, если делаются не просто выводы по проведенным опытам (экспериментам), а проводится детальный анализ каждого из опытов или их результаты сравниваются между собой, во всех остальных случаях данную часть выполнения практической главы проектной работы следует объединить с описанием опытов (экспериментов).
Указать следует:
Фотографии инструментария можно приложить к проектной работе в качестве приложений.
Зачем в проектной работе приложения - можно почитать здесь, как правильно оформить приложения - здесь.
Данная часть практической работы является основной, так как не только выполняется самостоятельно, отражает уровень знаний по выбранной дисциплине и теме исследования, но и служит для подтверждения или опровержения гипотезы.
Во время подготовки практической части проекта следует в начале раздела указать перечень опытов, которые будут проведены, с их краткой характеристикой, также можно отметить, какой инструментарий, для какого опыта применяется.
Далее подробно описывается ход выполнения каждого опыта, после каждого проведенного опыта (эксперимента) делается небольшой вывод.
Желательно производить фотофиксацию процесса выполнения опытов, это позволит приложить фотографии к проектной работе, а также фотографии проведения опытов необходимо вставить в презентацию, на слайды описывающие опыты (если презентация требуется для защиты проектной работы).
Полученные во время выполнения опытов результаты можно свести в таблицу, так данные будут более наглядными. При оформлении результатов опытов (экспериментов) в таблице ее также желательно включить в презентацию.
Советы по подготовке и описанию опытов
Чтобы практическая часть с опытами получилась качественной и не вызвала вопросов у руководителя, воспользуйтесь следующими советами. Они основаны на опыте защиты проектных работ и типичных ошибках, которые допускают школьники.
1. Начинайте с гипотезы
Перед тем как проводить опыты, четко сформулируйте, что вы хотите доказать или опровергнуть. Гипотеза должна быть во введении, но в практической части вы к ней возвращаетесь. Например: «Мы предполагаем, что скорость коррозии металла зависит от кислотности среды». Тогда опыты будут направлены на проверку именно этого утверждения.
2. Описывайте методику так, чтобы опыт можно было повторить
Представьте, что ваш проект читает другой школьник, который хочет провести такой же опыт. Сможет ли он это сделать по вашему описанию? Если нет — описание недостаточно подробное. Указывайте:
- какие именно приборы использовались (с марками, если важно);
- концентрации растворов;
- температуру, освещенность, время проведения;
- последовательность действий.
3. Фиксируйте всё в таблицах
Результаты опытов лучше всего представлять в виде таблиц. Это наглядно и позволяет быстро увидеть закономерности. Например, если вы измеряли рост растений, таблица может выглядеть так:
| День | Растение 1 (свет) | Растение 2 (темнота) |
|---|---|---|
| 1 | 2 см | 2 см |
| 3 | 3.5 см | 2.8 см |
| 5 | 5 см | 3.2 см |
4. Делайте выводы после каждого опыта
Не надо копить всё в кучу и писать один большой вывод в конце главы. Лучше после каждого опыта написать 2-3 предложения: что получилось, совпадает ли с ожиданиями, есть ли отклонения. В конце главы делаете общий вывод, суммируя всё.
5. Фотографируйте процесс
Фотографии — лучшее доказательство того, что вы действительно проводили опыты. Не поленитесь сделать фото на каждом этапе: подготовка материалов, начало опыта, промежуточные результаты, итог. Но не вставляйте все фото в текст — это перегружает работу. Лучше 2-3 ключевых фото оставить в тексте, а остальные вынести в приложение.
6. Проверяйте безопасность
Если опыты связаны с химическими реактивами, огнем, высоким напряжением — обязательно укажите, какие меры безопасности вы соблюдали. Это покажет вашу ответственность. Например: «Опыты проводились в вытяжном шкафу с использованием защитных перчаток и очков».
Правильно и неправильно: таблица ошибок при описании опытов
Чтобы вам было проще избежать типичных ошибок при описании опытов, мы составили сравнительную таблицу. Посмотрите, как не надо писать, и как надо.
| Критерий | ✅ Правильно | ❌ Неправильно |
|---|---|---|
| Описание методики | «Для опыта мы взяли 3 пробирки, в каждую налили по 10 мл раствора соляной кислоты концентрацией 5%. В первую пробирку добавили кусочек цинка, во вторую – железный гвоздь, в третью – медную проволоку». | «Взяли металлы и опустили в кислоту» (непонятно, какие металлы, какая кислота, сколько). |
| Фиксация результатов | «Через 5 минут в первой пробирке началось бурное выделение пузырьков, во второй – медленное, в третьей – признаков реакции не наблюдалось. Через 30 минут во второй пробирке раствор помутнел, на гвозде появился осадок». | «Цинк прореагировал быстро, железо медленнее, а медь не реагирует» (нет конкретики по времени и наблюдениям). |
| Выводы | «Проведенный опыт подтверждает, что скорость реакции металлов с кислотой зависит от их положения в ряду активности: цинк (самый активный) реагирует наиболее интенсивно, железо – медленнее, медь (наименее активная) не реагирует с соляной кислотой в данных условиях». | «Цинк самый активный, медь не реагирует» (вывод есть, но он слишком короткий и не привязан к результатам опыта). |
| Использование таблиц | «Результаты измерений представлены в таблице 1. Как видно из таблицы, на 5-й день растение на свету достигло высоты 5 см, а в темноте – только 3,2 см». | Таблица есть, но в тексте нет ссылки на неё и нет анализа данных из таблицы. |
| Ссылки на литературу | Ссылок в практической части нет (или есть только на используемые приборы или ГОСТы). | «Как показано в учебнике [5], при нагревании...» (ссылки на литературу в практической части недопустимы – это ваше собственное исследование). |
Особенности проведения опытов и безопасность
При проведении опытов в качестве практического исследования в проектной (исследовательской) работе следует учитывать ряд особенностей данного практического исследования:
- Проводимые опыты должны соответствовать теме исследования и способствовать подтверждению или опровержению гипотезы (если она была выдвинута).
- Опыты должны соответствовать классу/группе (возрасту автора работы).
- Опыт(ы) – это всегда самостоятельно практическое исследование, поэтому оно должно выполняться автором работы самостоятельно, т.е. нельзя копировать опыты, проведённые кем-либо, и выдавать за собственное исследование.
- Проведение опытов следует сопровождать фото или видеофиксацией, для того чтобы приложить итоги проведения опыта(ов) к проектной (исследовательской) работе, а также добавить их в презентацию (если она требуется), тем самым можно не только показать результат проведения опытов, но и доказать их самостоятельное выполнение.
- Фото или видеофиксация может быть заменена проведением опытов в классе, во время защиты проектной (исследовательской) работы, такое проведение опытов позволит расширить знание учащихся присутствующих на защите, а также положительно отразиться на итоговой оценке за работу.
- При проведении опытов необходимо строго соблюдать технику безопасности, особенно если проведение опытов связано с:
- необходимостью открытого огня;
- использованием кислот;
- применением токсичных реагентов.
Возможно выполнение группой обучающихся, а также при участии руководителя (преподавателя) или иного человека, который будет осуществлять помощь или наблюдение за выполнением опыта.
Возможность проведения опытов на защите следует уточнить у руководителя (куратора).
Кроме того, запрещено проводить опыты на животных подразумевающие физическое воздействие (за исключением простейших), суть проводимых опытов не имеет значения! При этом, например, можно провести опыты по дрессировке животного, т.е. такие опыты, которые не угрожают жизни животного.
Пример оформления параграфа с описанием опыта
Ниже приведен пример того, как может выглядеть описание опыта в практической главе проектной работы. В данном примере описывается опыт по биологии на тему «Влияние света на рост плесени».
2.1 Исследование влияния освещенности на рост плесневых грибов
Цель опыта: определить, влияет ли освещенность на скорость роста плесени на хлебе.
Гипотеза: предполагается, что в темноте плесень будет развиваться быстрее, так как многие грибы не любят прямого солнечного света.
Материалы и оборудование: два ломтика белого хлеба (одинакового размера), два пластиковых контейнера с крышками, пипетка, вода, темный шкаф, подоконник.
Методика проведения:
- Два ломтика хлеба смочили одинаковым количеством воды (по 10 капель).
- Поместили каждый ломтик в отдельный контейнер, закрыли крышками (чтобы сохранить влажность).
- Один контейнер поставили на подоконник (естественное освещение), другой – в темный шкаф.
- Ежедневно в одно и то же время фотографировали оба образца и оценивали площадь поражения плесенью по шкале: 0 – нет плесени, 1 – единичные точки, 2 – плесень покрывает до 25% поверхности, 3 – до 50%, 4 – более 50%.
- Опыт проводили в течение 7 дней.
Результаты опыта: полученные данные занесены в таблицу 1.
| День наблюдения | Образец на свету (баллы) | Образец в темноте (баллы) |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 |
| 3 | 1 | 1 |
| 4 | 1 | 2 |
| 5 | 2 | 3 |
| 6 | 2 | 4 |
| 7 | 3 | 4 |
На рисунке 1 представлены фотографии образцов на 7-й день эксперимента.
а) Образец на свету
б) Образец в темноте
Рисунок 1 – Состояние образцов на 7-й день эксперимента
Анализ результатов: как видно из таблицы 1, в первые два дня плесень не появлялась ни на одном образце. На третий день на обоих образцах появились единичные точки – различий пока не было. Начиная с четвертого дня, образец, находившийся в темноте, стал развиваться быстрее: на 4-й день он достиг 2 баллов (против 1 на свету), на 5-й – 3 балла (против 2), а на 6-й день уже покрылся плесенью более чем на 50% (4 балла), тогда как образец на свету достиг 4 баллов только к 7-му дню.
Фотографии на рисунке 1 наглядно демонстрируют разницу: образец, хранившийся в темноте, практически полностью покрыт плесенью, тогда как на свету плесень заняла около половины поверхности.
Вывод по опыту: проведенное исследование подтвердило гипотезу о том, что освещенность влияет на скорость роста плесневых грибов. В темноте плесень развивается значительно быстрее, чем на свету. Вероятно, это связано с тем, что ультрафиолетовые лучи подавляют развитие грибков, либо с тем, что в темноте создаются более благоприятные условия влажности. Полученные результаты могут быть использованы для рекомендаций по хранению хлебобулочных изделий.
Обратите внимание: в примере есть цель, гипотеза, подробное описание методики, таблица с результатами, ссылка на таблицу в тексте, анализ данных, фотографии (обозначено место), вывод. Именно так и должна выглядеть практическая часть с опытами.
Схожие варианты практического исследования
На основе классификаторов (предметы и теги) из базы данных мы построили схему схожести различных методов исследования с опытами. Степень схожести определяется по совпадению предметных областей и характеристик.
Схожесть методов исследования с опытами
Как рассчитывается схожесть:
- 40% - за совпадение типа исследования (общий/специализированный)
- 30% - за общие предметы (чем больше совпадений, тем выше процент)
- 30% - за общие теги/характеристики
- Итоговый процент схожести указан рядом с каждым методом
| Метод исследования | Схожесть | Общие предметы | Общие теги |
|---|---|---|---|
| Наблюдение | 90% | 9 совпадений | 4 совпадений |
| Мониторинг | 80% | 3 совпадений | 3 совпадений |
| Разработка памятки безопасности | 75% | 1 совпадений | 2 совпадений |
| Исследование физической подготовки | 70% | 1 совпадений | 2 совпадений |
| Изготовление изделия | 65% | 6 совпадений | 1 совпадений |
Схема структуры описания опыта
Для наглядного представления структуры описания опыта и взаимосвязей между его элементами можно использовать следующую схему. На ней показаны основные части, которые должны быть в параграфе с описанием опыта.
Структура описания опыта
Как придумать опытное исследование (какие опыты провести в работе)
При выполнении проектной (исследовательской) работы наиболее сложным является проведение полноценного практического исследования, которое бы раскрывало темы и показывало насколько усвоен теоретический материал, при этом придумать самостоятельно опыты не всегда возможно, в таком случае источниками информации могут выступать:
- Книги – при подготовке теоретической части следует обращать внимания на те опыты, которые описываются в книгах и которые есть возможность провести.
- Статьи в интернете – найти описание опытов по исследуемой теме можно в статьях представленных в интернете.
- Работы по схожей теме, которые были ранее выполнены – в интернете также можно найти работы, которые выполнялись по схожим темам.
- Руководитель (куратор) или преподаватель-предметник – узнать какие опыты можно провести по исследуемой теме можно у руководителя (учителя/преподавателя по предмету, к которому относится выполняемая работа).
- Телепрограммы – примеры проведения опытов по теме проектной (исследовательской) работы можно посмотреть в научных телепрограммах, наиболее известной телепередачей является «Галилео».
Не желательно полностью копировать ход проведения, материалы и ингредиенты опытов, которые были взяты из каких-либо источников, если возможно, следует внести изменения в опыты, которые были заимствованы.
Примеры того, как можно изменить опыты, которые были проведены
Изменить опыты, которые уже были проведены можно:
- расширив исследование (добавив новые компоненты);
- проведя сравнение;
- исследовав другие материалы.
Итог изменения должен привести к проведению уникального опыта хотя бы по какому-то одному параметру.
Ниже представлены примеры того, как можно изменить исследование (опыты), которые уже ранее проводились.
| Тема | Проведенное исследование | Новое исследование |
|---|---|---|
| Вейп – болезнь XXI века | Исследование химического состава жидкости и её влияние на растения | Провести исследование состава жидкости для вейпа с содержанием никотина и безникотиновой жидкости, провести сравнительный опыт влияния каждой из жидкостей на растения (прорастания семян) |
| Электромагнитное поле бытовых электрических приборов | Определить уровень электромагнитного поля бытовых электрических приборов и определить радиус данного поля у различных электроприборов | Провести измерение уровня электромагнитного поля бытовых электрических приборов, определить его влияние на растения, определить возможность снижения уровня электромагнитного поля |
| Аэродинамика высотных зданий | Определение влияния высотных зданий на скорость ветра в городской черте | Сравнить влияние расположения домов и их формы на скорость ветра на уровне 1 этажа |
| Фитонциды – антибиотики растений | Определение влияния фитонцидов растений на биологическую активность бактерий | Сравнительная характеристика фитонцидов и антибиотиков |
| Бытовая химия: польза и вред | Выявление наличия отрицательного влияния применения моющих средств для посуды | Сравнение различных видов моющих средств для посуды и натуральных моющих средств |
В таблице приведена общее описание, без перечисления конкретных опытов, которые могут быть проведены в исследовательской части, также мы не можем гарантировать, что исследования представленные в таблице ранее не проводились, таблица является примером того, как можно изменить существующее исследование.
Рекомендации по подготовке практической главы проектной работы с описанием опытов
При подготовке практической главы проектной работы, в которой описываются проведенные опыты, рекомендуется:
- Описывать полностью проведение опыта, то есть отражать ход выполнения от начала опыта и до его окончания, для удобства можно разбить проведение опыта на этапы, характеризуя каждый этап.
- Для наглядности следует прикладывать фотографии проведения опыта или получившегося результата, если на каждый опыт прикладывается 1 фотография, она размещается в тексте проектной работы, если более 1 фотографии, то лучше их разместить в приложении, а в тексте проекта дать ссылку на приложение.
- После описания выводов следует сделать выводы.
- На текст опытов ссылки ставятся только в том случае, если необходимо сослаться на какие-то официальные данные, нормативные акты, ГОСТы или дать ссылку на используемые приборы.
В проектной работе, как и в других школьных и студенческих работах, ссылки на список литературы ставятся только на теоретическую часть, практическая часть является собственной разработкой автора, отражает уровень знания темы исследования.
Ошибки при подготовке практической главы проектной работы с описанием опытов
При подготовке практической части проектной работы, в которой проводились опыты (эксперименты), можно допустить ошибки, которые могут отрицательно сказаться на итоговой оценке:
- Опыты не проводились, а их описание было взято из другой работы – это наиболее существенная ошибка при подготовке проекта, так как проектная работа является самостоятельным научным трудом школьника, отражающим уровень знаний по определенной дисциплине и теме, она должна быть полностью выполнена самостоятельно.
- Наличие ссылок на список источников в опытно-экспериментальном исследовании – ссылки ставятся при заимствовании текста, если ссылки находятся в практической главе, описывающей проведение опытов, значит, опыты не проводились самостоятельно, соответственно, проектная работа без опытно-экспериментальной части учителем принята не будет.
- Ошибки при описании опытов – при проведении опытов важно правильно описать ход выполнения эксперимента, чтобы можно было повторить проведенный опыт и получить тот же результат, в том случае, если опыт нельзя повторить, его результаты нельзя считать достоверными.
- Ошибки при подготовке выводов о результатах проведения опытов – неправильно сделанные выводы или их отсутствие свидетельствуют о недостаточном понимании автором работы смысла проведения опытов, правильно подготовленные выводы позволят проверяющему проверить правильность проведения опытов.
Приложение - Чек-лист для самопроверки
Используйте этот чек-лист, чтобы проверить, всё ли учтено при описании опытов в вашей проектной работе.
Чек-лист описания опытов
Проверьте, всё ли учтено в вашей работе