應用科學 BTEC 國家/科學調查
完成本單元后，學習者應該
- 1. 能夠規劃與學習領域相關的調查
- 2. 能夠運用適當的科學原理進行計劃的調查
- 3. 能夠收集、整理和分析調查結果
- 4. 能夠從調查中得出結論。
場景
過氧化氫酶是一種催化過氧化氫分解為水和氧氣的酶。它存在於大多數生物體中。不同的生物體具有不同的酶版本。我們可以使用酵母細胞懸浮液作為“酶”，儘管顯然它不是很純。或者，我們可以使用勻漿的肝臟、香菜等。
作為一堂課，我們將研究這種酶的各個方面。我們將編纂一本全面描述過氧化氫酶的書籍。您將為本書提供一個章節。
注意：以這種方式進行作業涵蓋了多個關鍵技能。特別是，作業旨在涵蓋 2 級的外層關鍵技能（與他人合作、解決問題和改進自身的學習和表現）——因此，經常會有團隊合作的指示以及包含會議（學生預計會自行組織）。如果關鍵技能不是優先事項，那麼這些方面可以以不那麼複雜的方式處理。
我們可以包含的方面
- 跟蹤反應的方法 - 氧氣體積、質量損失等。
- 比較同一樣本中不同時間的酶水平：用作死亡時間的分析方法
- 比較不同物種的酶水平和特性（例如酵母、肝臟、香菜）
- 比較同一物種在生命週期的不同階段的酶水平（例如青椒、黃椒、紅椒）
- 比較同一生物體不同部位的酶水平
- 從勻漿的生物材料中提取酶
- 溫度的影響
- pH 值的影響
- 抑制劑的影響
- 過氧化氫濃度的影響
決定您要研究酶的哪個方面。與班上的其他人分享此資訊。班級是否有任何未解決的領域？誰將處理這些領域？
調查的性質是什麼？
說明您的目標和假設
描述您需要進行哪種型別的實驗研究（例如實驗室）
有很多基礎研究要做，這些研究對許多研究主題來說是通用的。列出您需要進行的研究。與其他同學分享這些資訊。還有誰在尋找同樣的資訊？安排公平地分擔研究任務。
您需要為完成共享研究設定什麼截止日期？這將需要在本次作業的截止日期之前！
將您的研究目標細分為短期截止日期。您將如何找到這些資訊？您是否需要幫助使用這些資源中的任何一個？
資訊資源
您需要哪些資訊來源？
- 考慮教科書、網際網路來源、學院的訂閱來源、BRENDA 資料庫、與相關學術界的聯絡。
您將如何從中提取資訊？
- 根據您需要了解的內容建立標題，並在進行研究時將資訊分類到這些類別中。
您將如何記錄來源？
- 使用哈佛參考文獻系統。在進行的過程中記錄相關資訊：作者、日期、標題、出版物/網頁地址
評估資訊是否可靠以及是否適用於您的調查。
- 維基百科以其不可靠性而聞名 - 您將如何檢查其內容是否正確？
符合標準 P1
收集所有相關的研究材料——您的和學生的。
列出您需要解決的問題以回答您的研究目標。
您現在擁有所有需要的資訊了嗎？到目前為止完成的研究有多大價值？（評估每條資訊）
您是否需要更多資訊？如果是，您將如何以及何時獲取？
符合標準 M1
列出您的調查目標 - 您將如何知道調查是否成功？您的假設是什麼？
考慮解決研究問題的方案。給出優點和缺點。考慮需要哪些資源以及任何成本。
描述實驗設計和控制的細節、擬議使用的分析技術、您對實踐工作中可能出現的誤差的評估。
為選擇的假設、實驗程式和記錄方法提供理由。與講師確認您的決定。
為您的調查制定詳細計劃，包括健康和安全評估。
健康和安全風險評估應包括您將如何消除/最小化任何已識別風險的描述；
符合標準 P1 和 D1
場景
在研究和計劃了對過氧化氫酶一個方面的調查後，您現在有機會進行實踐工作。您的初步調查結果將在科學會議上向其他同學彙報。您的最終報告將構成班級關於過氧化氫酶的書籍的一個章節。
在科學地計劃了您的調查後，現在是時候透過進行實驗工作來應用這些原則了。
您需要證明您能夠
- 組裝相關的裝置和材料；
- 遵守健康和安全要求；
- 熟練地操作和觀察實驗
- 恰當地使用儀器和技術進行測量；
- 以準確性、完整性和精確性記錄結果；
- 維護一個工作實驗室記錄本
您的記錄應包括
- 健康和安全問題
- 您依靠哪些支援
- 您如何與他人合作
- 您如何在進行過程中修訂計劃
實驗將在會議結束後繼續進行，會議是作業 3 的主要重點。會議結束後，將有時間根據會議上的想法和建議調整您的工作。
符合標準 P2 和 P3（“實踐”部分）
在完成作業 2 的過程中，你需要參加一個科學會議來評估你的進度。
科學家經常會面討論他們的最新進展。會議比發表研究論文更加非正式。論文需要在發表之前經過同行評審。會議上的演講事先不會被評審，預期聽眾會提供建設性的批評和建議。
你需要向其他同學展示你目前的研究成果。他們將幫助你評估你的進度，並可能將你的一些想法運用到他們自己的研究中。
會議上的演講形式有兩種：
簡短的講座
簡要描述研究的進展，並邀請聽眾發表意見。
海報
將有關研究的資訊整理成一個展示。其他研究人員可以隨時閱讀研究內容，並就研究內容向研究人員提問。
本作業主要基於會議上交換的資訊。
準備一個關於你目前工作的海報和/或簡報。
描述你如何確保工作中的準確性和精確性。
評估這些措施在使你的工作準確和精確方面的有效性。
符合標準 M2 和 D2（“評估”部分）
寫一份關於你在會議中學到了什麼東西的總結。
- 你對自己的工作學到了什麼？你可以改進技術，或者你是否需要重複相同的步驟？
- 其他同學的進展如何？如果有人在某些方面做得比你更好，你如何學習他們的方法？如果有人無法達到目標，你有什麼辦法可以幫助他們（不影響自己的工作）？
- 討論合作進展如何，以及出現了什麼問題。描述工作如何達到或將達到其目標。包括你的貢獻。建議並商定改進方法。
符合標準 M3
討論可能改進方法準確性和精確性的方法。
分析每項改進的有效性。
說明你是否採納或拒絕每項改進。
符合標準 D2（“改進”部分）
場景
隨著你收集越來越多的原始資料，分析結果變得很重要。你可能會發現某個測量結果明顯錯誤，需要重新進行。你可以將你的結果與其他同學的結果以及你在作業 1 中研究的文獻進行比對，但你需要將你的結果轉換為與其他值相同的格式。
這項工作最好是邊做邊分析，但在研究結束時，你需要確保你可以理解所有收集到的資料。
將你的資料收集到表格和圖表中。注意要顯示以下內容：
- 資料的組織，例如，組距，記號；
- 使用的實驗量的正確單位；
- 使用的方法是否適合目的；
- 重複性；
- 讀取時的誤差來源和大小
- 實驗準確性和精度的評估；
你的資料顯示了什麼？你需要處理和分析原始資料，例如，均值，標準差，學生 t 檢驗。建立兩個結果顯著不同的方法尤其有用。確保你的計算準確無誤。
將你的結果與你在已發表的研究中找到的任何值進行比較將很有用。評估你使用的資訊來源
- 來源是否相關？
- 如果是，它是否支援或與你的結果相矛盾？
符合標準 P3（“分析”部分）和 D3
場景
現在開始寫你關於過氧化氫酶的班級書籍的章節。
你已經可以寫很多東西了，這基於你最初的文獻研究。
隨著你收集和分析更多資料，你的結論和貢獻會變得越來越重要。
完成所有艱苦的工作後，讓你的努力得到應有的報告！
編寫你對該研究的科學報告
- 使用正確的科學規範，即結構，格式；
- 使用正確的科學語言和術語，即過去被動語態；
- 包括相關參考文獻和書目部分；
- 以適當的格式、精確度和單位呈現你的資料。
符合標準 P4
再次閱讀你的結論。
- 它們是如何被證明的？
- 哪些實驗資料支援你的結論？你的任何實驗是否與你的結論相矛盾？如果是，你為什麼忽略了這些結果？
- 你的結論與你在作業 1 中研究的報告有什麼關係？
符合標準 M4
總之，你的報告應包括以下內容：
- 對結果的評估。
- 對誤差來源及其最小化方法的討論。
- 對你結論的評估 - 它們有多確定？
- 將你的實驗方法與文獻研究進行比較。
- 考慮你的假設 - 它是否成立？
符合標準 D4
Edexcel 推薦以下資源，除 * 外，這些資源已新增到 Edexcel 的列表中。
Coyne G S — 實驗室指南：材料、裝置和技術的實用指南（John Wiley & Sons，2005）ISBN 0471780863
Dean J R et al. — 化學實踐技能（Prentice Hall，2001）ISBN 013028002X
Dean J R et al. — 法醫科學實踐技能（Prentice Hall，2005）ISBN 0131144006
Derenzo S E — 實驗室中的實用介面：使用個人電腦進行儀器控制、資料分析和控制（劍橋大學出版社，2003）ISBN 0521815274
Hutchings K — 經典化學實驗（英國皇家化學學會，2000）ISBN 0854049193
Jones A et al. — 生物學實踐技能，第三版（Prentice Hall，2002）ISBN 013045141X
Lintern M — 科學和醫學的實驗室技能：入門（Radcliffe 醫學出版社，2006）ISBN 1846190169
Morgan S — 生物學高階實踐工作（Hodder Murray，2002）ISBN 0340847123
Prichard E 和 Lawn R — 實用實驗室技能培訓指南：pH 值測量（英國皇家化學學會，2003）ISBN 0854044736
Prichard E 和 Lawn R — 實用實驗室技能培訓指南：體積測量（英國皇家化學學會，2003）ISBN 085404468X
Reed R 等人 — 生物分子科學的實用技能（培生，2003）ISBN 0130451428
自然
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