كيفية القيام بمشروع استقصائي علمي

تنزيل المقال

تنزيل المقال

المشروع الاستقصائي العلمي يستخدم الطريقة العلمية لدراسة واختبار فكرة بشأن كيفية عمل شيء ما، ويتضمن البحث في موضوع ما وتكوين فرضية (نظرية مبدئية) قابلة للاختبار وإجراء التجربة وتسجيل النتائج والإبلاغ عنها. من المرجح أنك ستحتاج لاتباع هذه الإجراءات إن كنت تخطط لدخول مشروع في معرض العلوم المدرسي مثلًا، ولكن يمكنك كذلك الاستفادة من معرفة كيفية القيام بمشروع استقصائي علمي طالما أنك مهتم بالعلوم أو إذا كنت ترغب في تحسين مهاراتك في حل المشكلات.

الخطوات

جزء 1

جزء 1 من 2:

استعمال الطريقة العلمية

تنزيل المقال

1. 
   1
   اطرح سؤالًا. عادة ما يكون أكثر جزء صعب في المشروع الاستقصائي العلمي هو معرفة ما تريد الاستقصاء عنه؛ خذ وقتك في الاختيار لأن كل الخطوات التالية ستكون مبنية على الفكرة التي تختارها.

   • فكر في شيء يثير اهتمامك أو يفاجئك أو يربكك وضع في اعتبارك ما إن كان شيئًا يمكنك التحقيق فيه بشكل منطقي لمشروع علمي. كون سؤالًا واحدًا يلخص ما تود فحصه.
   • لنفترض مثلًا أنك سمعت أنه يمكنك صنع فرن شمسي بسيط من صندوق (علبة) بيتزا. قد تكون مثلًا متشككًا في إمكانية تحقيق ذلك أو تحقيقه بشكل متسق. بهذا قد يكون السؤال "هل يمكن صنع فرن شمسي بسيط يعمل بشكل متسق في ظروف مختلفة؟"
   • تأكد من أن الموضوع الذي تختاره قابلٌ للتنفيذ خلال الفترة الزمنية المتاحة وبالميزانية الموجودة ومستوى المهارة، وكذلك ألا يتضمن خرقًا لقواعد المنافسة أو المعرض أو الواجب المدرسي (بدون اختبارات على الحيوانات مثلًا). يمكنك البحث عن أفكار على الإنترنت إن احتجت لمساعدة، ولكن لا تقم ببساطة بنسخ مشروع تجده هناك، فذلك ضد القواعد والأخلاقيات العلمية.
   • يمكنك رغم ذلك تعديل مشروع حالي لاختبار فرضيات مختلفة أو تصفح سؤال لم تتم إجابته في تجارب سابقة. لا يعد هذا خرقًا أخلاقيًا، بل كثيرًا ما ينتج عنه نتائج ونقاشات مثيرة للاهتمام.
2. 
   2
   ابحث في موضوعك. يمكنك البحث من خلال قراءة المراجع والكتب العلمية أو البحث عبر الإنترنت أو مناقشته مع خبراء، فمعرفة موضوعك بتعمق سيساعدك في بناء مشروعك.

   • انتبه لمتطلبات المشروع. تتطلب العديد من معارض العلوم أن تتضمن مراجعك على الأقل ثلاث مصادر أكاديمية موثوقة، مثل: منشورات معتمدة من قبل خبراء أو زملاء في نفس المجال.
   • يجب أن تكون مصادرك غير متحيزة (ليست مرتبطة بمنتج مثلًا) وحديثة (ليست موسوعة من عام 1965) وموثوقة (ليست تعليقًا مجهول المصدر على مدونة). يمكنك في المقابل الاعتماد على مصادر الويب، شرط أن تكون مدعومة من قبل منظمة علمية. اطلب النصح من مدرسك أو مدير المشروع إن كنت بحاجة إليه.
   • على سبيل المثال، البحث عن "كيفية صنع فرن شمسي من صندوق بيتزا" سينتج عنه الكثير من المصادر بعضها أكثر التزامًا بالقواعد العلمية (وبالتالي أكثر موثوقية) من غيره. يمكنك الاعتماد على مقال يختص بالموضوع بطريقة منظمة وموثوقة وحديثة كمرجع جيد.
   • على الجانب الآخر، لا يُعتد بمنشورات المدونات والمقالات مجهولة المصدر والمواد المجمعة من قبل الجمهور، ولا يُقبل بها كمراجع موثوقة. رغم أن ويكي هاو مصدر قيم فقد لا يُعتد به كمصدر جيد لمشروعك، ولكن يمكنه إفادتك في تعريفك على تجربتك المختارة وتوجيهك نحو مصادر أكاديمية. إن اختيار مقالات منظمة ذات مراجع متعددة (تربط بمصادر قيمة هي الأخرى) سيحسن فرص قبوله، لذا ناقش الأمر جيدًا مع مسؤولك أو منظمي المعرض أو غيرهم من المشرفين.
3. 
   3
   كوّن فرضية. الفرضية هي نظريتك المبدئية أو توقعك بناء على السؤال الذي طرحته وما تلاه من بحث. يجب أن تكون دقيقة وواضحة ولكن ليس بالضرورة أن تثبت صحتها كي ينجح مشروعك (التجارب الفاشلة لها نفس قدر أهمية التجارب الناجحة في العلم).

   • من المفيد عادة تحويل سؤالك إلى فرضية بالتفكير بأسلوب "إن / إذًا". يجدر بك تكوين فرضيتك (في البداية على الأقل) وفقًا للصيغة اللغوية: "إن [فعلت كذا]، فإذًا [سيحدث كذا]."
   • يمكن أن تكون الفرضية مثلًا: "إذا [صنعت فرنًا شمسيًا من صندوق بيتزا]، فإذًا [يمكنه تسخين الأطعمة بشكل متسق، في أي وقت يوجد به أشعة شمس كافية]."
4. 
   4
   صمم تجربتك. بعد تكوين فرضيتك حان الوقت لاختبار صحتها. يجب أن تركز تجربتك بشكل كلي على تأكيد أو دحض فرضيتك، دون التفرع في أي جانب آخر. تذكر أنه ليس من المهم أن تكون محقًا بل أن تجري العملية بشكل صحيح.

   • من المهم جدًا أن تضع المتغيرات في اعتبارك. التجارب العلمية بها ثلاث متغيرات: المستقلة (التي تغيرها أنت) والمتغيرات التابعة (التي تتغير كاستجابة للمتغير المستقل) والضابطة (التي تظل على حالها).
   • عندما تخطط لتجربتك ففكر في المواد التي ستحتاجها. تأكد من جاهزيتها وقدرتك على تحمل كلفتها أو استخدم حتى موادًا موجودة في المنزل بالفعل.
   • بالنسبة لفرن صندوق البيتزا الشمسي، فإن مواده يسهل الحصول عليها وتجميعها. سيكون الفرن والمواد المطبوخة فيه وأشعة الشمس متغيرات ضابطة، بينما الظروف البيئية الأخرى (مثل: وقت اليوم أو السنة مثلًا) قد تكون مستقلة، وأخيرًا ستكون درجة طهي الطعام متغيرًا تابعًا.
5. 
   5
   قم بإجراء التجربة. بعد الانتهاء من التخطيط والإعداد، يكون قد حان الوقت لاختبار صحة فرضيتك.

   • اتبع الخطوات التي خططت لها لاختبار تجربتك عن كثب، ولكن إن لم يكن من الممكن إجراء الاختبار كما هو مخطط، فعليك إعادة تهيئة خطواتك أو تجربة مواد مختلفة. إن كنت تريد حقًا الفوز بجائزة المعرض العلمي فهذه خطوة مهمة.
   • من الشائع في المعارض العلمية أن تحتاج لإجراء تجربتك ثلاث مرات على الأقل لضمان الحصول على نتيجة صحيحة علميًا.
   • بالنسبة لفرن صندوق البيتزا، سنفترض أنك قررت اختبار الفرن الشمسي بوضعه في ضوء الشمس المباشر خلال ثلاثة أيام متقاربة بدرجة حرارة 32 درجة مئوية في شهر يوليو، ثلاث مرات كل يوم (10 صباحًا و2 و6 مساء).
6. 
   6
   سجل وحلل نتائجك. ستكون كل الاختبارات التي تجريها عديمة الفائدة مهما كانت مثيرة للاهتمام إن لم تقم بتسجيل وتحليل النتائج بشكل دقيق.

   • قد يكون من الأفضل أحيانًا تسجيل البيانات على هيئة مخططات أو رسومات أو مدخلات بسيطة، ولكن مهما كانت طريقة تسجيلك للبيانات فعليك التأكد من كونها بسيطة التحليل والمراجعة. احتفظ بسجلات دقيقة لكل النتائج حتى إن لم تكن كما كنت تتمنى أو تخطط، فهذا أيضًا جزء من العلم.
   • استفد من النتائج التي تصل إليها وفقًا لاختبارات الفرن الشمسي في العاشرة صباحًا والثانية والسادسة مساء، في ثلاث أيام مشمسة. عندما تسجل درجة طهي الطعام، قد تجد أن وضع الفرن في الشمس في الساعة الثانية فقط كان ناجحًا بشكل متسق، بينما في الساعات الأخرى تفاوتت النتائج.
7. 
   7
   كوّن استنتاجك. بعد إجرائك للتجربة وتأكيد أو دحض الفرضية، يكون الوقت قد حان للكشف عن نتائجك بشكل واضح ودقيق. أنت الآن تجيب على السؤال الذي طرحته في البداية.

   • إن بدأت بسؤال واضح وبسيط وفرضية مماثلة، فسيكون من السهل الوصول إلى الاستنتاج.
   • تذكر أن استنتاج خطأ نظريتك بالكامل لا يعني أن مشروعك قد فشل. إن توصلت إلى نتائج واضحة وعلمية وقدمتها بشكل مناسب، فستكون قد نجحت.
   • في مثال الفرن الشمسي المصنوع من صندوق البيتزا، كانت الفرضية: "الفرن الشمسي المصنوع من صندوق بيتزا يمكنه تسخين الأطعمة بشكل متسق في أي وقت يوجد به أشعة شمس كافية"، بينما نجد أن استنتاجنا النهائي هو: "الفرن الشمسي المصنوع من صندوق بيتزا، يمكنه تسخين الأطعمة بشكل متسق في شمس الظهيرة من الأيام المشمسة فقط."

جزء 2

جزء 2 من 2:

شرح وتقديم مشروعك

تنزيل المقال

1. 
   1
   اعرف كيفية تقييم مشروعك. سواء كانت مهمة في صف العلوم أو مشروع معرض علمي، من المهم أن تكون واعيًا بمعايير تقييم مشروعك.

   • في المعرض العلمي مثلًا يمكن أن يُبنى الحكم على المعايير التالية (مجموعها 100%): الورقة البحثية (50%) والتقديم الشفهي (30%) ومُلصق العرض (20%).
2. 
   2
   أنشئ موجزًا. من المرجح أن يُطلب منك كتابة ملخص مختصر لمشروعك يُعرف باسم الموجز (abstract). يجب أن ينص على فكرتك بشكل واضح وفرضيتك وكيفية اختبارك لها والاستنتاج الذي وصلت إليه.

   • عادة ما يكون موجز مشاريع الاستقصاء العلمية محدودًا بصفحة واحدة في الطول وحوالي 250 كلمة. في هذه المساحة الصغيرة يجب عليك التركيز على الغرض من التجربة والإجراءات المتبعة والنتائج وأي تطبيقات محتملة.
3. 
   3
   اكتب ورقة بحثية. إن قدم الموجز المعلومات الأساسية، فإن الورقة البحثية تقدم التفاصيل دقيقة وتحليلك للمشروع. من السهل التفكير بأن التجربة ذاتها أو الملصق أهم من الورقة (ربما لأنها أكثر متعة في تنفيذها) ولكن في العادة تكون الورقة البحثية هي أهم مكون في تقييم المشروع.

   • استخدم الضوابط التي حددها لك أستاذك أو مدير معرض العلوم لمعرفة المعلومات الخاصة بكيفية إنشاء الورقة البحثية.
   • على سبيل المثال، قد تحتاج لتقسيم ورقتك إلى أقسام مثل : 1)صفحة العنوان 2)المقدمة: يتم فيها تعريف الموضوع والفرضية 3)المواد والطُرق: تصف التجربة 4) النتائج والاكتشافات: لعرض نتائجك 5)الاستنتاج والتوصيات: "تُجيب" على سؤال فرضيتك 5) المراجع: تكتب قائمة مصادرك.
4. 
   4
   جهز عرضك الشفهي. يمكن أن يختلف الوقت المخصص ومستوى التفاصيل المتوقع من عرضك بشكل كبير (إن كان مطلوبًا أصلًا). قد تحتاج للحديث لمدة خمس دقائق أو عشرين دقيقة. اعرف المتطلبات بشكل واضح مسبقًا، كأن تعرف مثلًا إن كان مطلوبًا منك إنشاء عرض باوربوينت.

   • اكتب ورقتك البحثية أولًا واستخدمها كدليل في إنشاء عرضك الشفهي. اتبع مخططًا مشابها في تحديد الخطوط العريضة لفرضيتك وتجاربك ونتائجك واستنتاجاتك.
   • التزم بالوضوح والاختصار. احرص على أن يفهم الجميع ما فعلته ولماذا فعلته وما اكتشفته من خلال فعله.
5. 
   5
   ضمن عناصر بصرية معينة. تطلب معظم معارض العلوم تقديم ملصق للبحث. سيكون باختصار عرضًا لورقتك البحثية.

   • تستخدم معارض العلوم عادة ثلاث لوحات عرض ذات حجم قياسي تقارب في أبعادها 91 × 122 سنتيمترًا.
   • يجدر بك تخطيط الملصق وكأنه صفحة البداية في صحيفة، بحيث يكون العنوان في الأعلى والفرضية والاستنتاج في المركز، بينما المواد الداعمة (الطرق والمصادر وغيرها) أسفل العناوين على الجانبين بشكل واضح.
   • استخدم الصور والمخططات وما شابهها لتدعيم مظهر الملصق، ولكن لا تقم بالتضحية بالمحتوى العلمي مقابل المظهر الجذاب.