النطاق والشروط المسبقة
إطار ACT، تحديث فبراير 2026. حالات الفصل الدراسي هنا ليست نموذج ACT رسمي.
- تفسير البيانات والعلاقات البيانية
- تقييم الطرق التجريبية والمتغيرات
- مقارنة الحجج والتنبؤات العلمية بالأدلة
المتطلبات المسبقة: المتغيرات المستقلة/المعتمدة؛ الضوابط؛ قيود التصميم.
شرح واختيار الطريقة
حدد المتغيرات المستقلة والمعتمدة والمحاور والوحدات. قم بالتداخل فقط ضمن نطاق البيانات المقدمة.
حدد العامل الذي يتغير بين المحاولات والعوامل التي تظل ثابتة. تختبر التكرار قابلية التكرار.
بالنسبة للنظريات المتعارضة، اكتب تنبؤًا واحدًا لكل نموذج وابحث عن ملاحظة تمييزية.
استخدم السياق العلمي المقدم. تتطلب العديد من الأسئلة استدلالات قائمة على الأدلة بدلاً من الحفظ الدقيق للحقائق المتخصصة.
التشابه المحكّم يغير السبب المقترح بينما يُثبّت الأسباب البديلة. يجب أن يلبي التصميم الهندسي جميع القيود المذكورة. لا تُعدّ التكرارات التباين؛ بل لا تلغي أيضًا تغييرًا في كل من المادة والسُمك.
مثال محلول. التجربة 1 تستخدم 10 مل من الحمض وتستغرق 40 ثانية؛ التجربة 2 تستخدم 20 مل وتستغرق 25 ثانية عند نفس درجة الحرارة. يرتبط استخدام حمض أكثر هنا بزمن أقصر. لا يمكن لتجربة ثالثة عند درجة حرارة أعلى عزل تأثير حجم الحمض.
مواد تدريبية
ملخص بحثي افتراضي أصلي — غلاف تبريد
تختبر فريق مختبر أغلفةً مُصممة لخفض درجة حرارة مستشعر صغير أثناء التشغيل. تبدأ جميع المستشعرات عند درجة حرارة 22°C. وتُقاس درجة الحرارة بعد عشر دقائق من الاستخدام بنفس إعداد الطاقة وظروف الغرفة وأداة القياس. يكلف الغلاف A 4 وحدة، والغلاف B يكلف 7 وحدة، ويُعدّ المستشعر بدون غلاف هو مجموعة التحكم. تتطلب وثيقة التصميم أن لا يتجاوز التكلفة 5 وحدة وأن لا تتجاوز درجة الحرارة النهائية 35°C. ولا تُعدّ انخفاض درجة الحرارة وحدها معيار تصميم كافٍ.
تستخدم التجربة 1 مستشعرات متطابقة وتسجل ثلاث تجارب مستقلة لكل غلاف. درجات الحرارة النهائية بوحدة °C هي: مجموعة التحكم 41,42,43؛ A 33,34,35؛ B 30,31,32. يعيد الفريق ضبط درجة الحرارة الأولية ويتحقق من شحنة المستشعر قبل كل تجربة. ويقدمون المتوسطات والمجالات الملاحظة الكاملة. تصف المجالات هذه التجارب وليس كل النتائج المستقبلية. ولم يقم الفريق بعد بقياس متانة الأغلفة.
تستقصي التجربة 2 السُمك لمادة A. لكل غلاف نفس الطول والتركيب؛ وسُموكها 1,2,3 مم. ومتوسطات درجات الحرارة النهائية هي 38,34,32°C على التوالي. تتطابق جميع الشروط المذكورة الأخرى مع التجربة 1. وتغيير السُمك يغير أيضًا كمية المادة، لذا يجب على مراجعة التصميم المستقبلية قياس التكاليف بدلاً من افتراض بقائها عند 4 وحدة. يقترح طالب اختبار غلاف سُمكه 3 مم من مادة B مقابل غلاف سُمكه 1 مم من مادة A لتحديد تأثير السُمك. وهذا المقارنة ستغير عاملين معًا.
نموجان أصيلان يفسران نمط درجة الحرارة الملاحظ. النموذج P يقول إن درجة الحرارة النهائية تعتمد فقط على السُمك بغض النظر عن المادة. والنموذج Q يقول إن كلاً من السُمك والمادة مهمان؛ وعند تساوي السُمك يتوقع أن ينتج material B درجة حرارة نهائية أقل من A تحت نفس الظروف. يتنبأ كلا النموذجين بانخفاض درجات الحرارة النهائية مع زيادة السُمك خلال الفترة المختبرة 1–3 مم. وبالتالي لا يمكن للمنهج النازل وحده أن يفصل بينهما.
يختبر التجربة 3 أكمام A وB الجديدة، حيث يبلغ سمك كل منها 2 مم في ظروف مطابقة. متوسط درجات الحرارة النهائية هو A 34°C وB 31°C. دقة القياس المعلن للجهاز هي 0.1°C، والتحقق من معايرته بواسطة مرجع. ستظل التجارب المتكررة ضرورية لتوصيف التباين واستبعاد فروقات أخرى في التصنيع. يتعارض النتيجة مع تنبؤ P باستقلالية المادة ويتوافق مع اتجاه Q؛ وهو ليس دليلاً على أن Q هو التفسير الوحيد الممكن.
سلسلة زمنية منفصلة لمستشعر واحد مع كمامة A تسجل درجات حرارة 22,28,32,34°C عند 0,2,4,6 دقائق. تُظهر هذه الملاحظات ارتفاعاً في درجة الحرارة مع زيادات متتالية ثنائية الدقيقة أصغر فأصغر. لا يتم تقديم قياسات تتجاوز ست دقائق في هذه السلسلة. اقتراح استمرار ميل الفترة الأولى حتى GUIDED minutes هو افتراض نموذجي قد تناقضه القياسات اللاحقة، وليس قراءة من الجدول.
تدريب مع الاستدلال
يقدم هذا نظرة عامة على المهارات. لكل منها ورقة عمل ورقي وممارسة: 26، 27 و28. اعمل عليها بالترتيب ذلك.
تدريب 1
Find mean and observed range for control, A and B in Experiment 1. Which sleeve satisfies both design constraints in these trials?
Reasoning. Control mean 42°C, range 41–43°C; A mean 34°C, range 33–35°C; B mean 31°C, range 30–32°C. A costs 4≤5 and reaches at most 35°C, so it meets both in these trials. B's lower temperatures do not overcome cost 7>5. This does not guarantee future durability or temperatures.
تدريب 2
حدد المتغيرات المعدلة والمقاسة في التجربة 2. لماذا يفشل مقترح الطالب بـ A مقابل B في عزل السمك؟
التبرير. السمك هو المتغير المعدل ودرجة الحرارة النهائية هي المقاسة. المادة والطول والتركيب ودرجة الحرارة الأولية وظروف التشغيل مُتحكَم فيها في التجربة 2. يغير المقترح المادة والسمك معاً، لذا يمكن لأي منهما تفسير الفرق؛ لن تزيل التكرارات هذا الخلط.
تدريب 3
Propose a follow-up for the 3-mm A design that addresses a previously unmeasured requirement and preserves a fair temperature comparison.
استنتاج. قسّم تكلفته الفعلية ومتانته، مع تكرار اختبارات درجة الحرارة النهائية في ظروف متطابقة بنفس المادة والطول والملاءمة والقوة ودرجة الحرارة الابتدائية والمدة. لا يمكن افتراض بقاء تكلفة الكوخ الأثقل دون تغيير. حدد حدود القبول قبل الاختيار، بدلاً من اتخاذ القرار بناءً على التبريد وحده.
الحدود والاستخدام التالي
علم العلوم اختياري للتسجيل الفردي في اختبار ACT، لكن عقد المدرسة أو المؤسسة المستهدفة قد يتطلبونه. وهو ليس جزءًا من المركب المعزز EMR.
هذه مهام تدريبية أصلية كُتبت لهذا الكورس، وليست أسئلة امتحانات رسمية.