科技论文基于数字科学家课程的“数码探科学”大赛

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发布时间：2014-03-30 10:13:04  更新时间：2014-03-30 10:14:03

　　数字科学家计划产生于北京师范大学项华副教授的北京市教育科学“十一五”规划课题。课题在开始阶段探讨了校本特色选修课程的建设，但是随着课题研究的深入开展，数字科学家计划已经不再局限于校本选修课程，开始运用到常规的物理课堂教学以及小学高年级的科学教学中。那么数字科学家计划能否运用于科普领域呢？这是课题组十分关注的一个问题。

　　【摘要】数字科学家计划（ESP）是大数据时代科学整合的一种解决方案，该计划除了运用于校本选修课程和常态学科教学，还可以运用于科普。本文在总结2013年北京市东城区青少年科技馆“数码探科学”大赛案例的基础之上，探讨了数字科学家计划在科普领域运用的新途径。

　　【关键词】数字科学家,数码探科学,科普

　　首届“数码探科学”大赛的概况

　　1.首届“数码探科学”大赛的由来

　　2013年9月至12月，为贯彻科技部、教育部、中宣部、中国科协、共青团中央等五部委联合颁布的《中国青少年科学技术普及活动指导纲要》精神，落实东城区青少年科学技术学院工作，提升学生现代科学素养水平，东城区青少年科技馆与数字科学家计划课题组联合举办了首届东城区小学生“数码探科学”大赛活动。参赛对象为500名东城区各学校选派上来的六年级学生。

　　2.大赛主题

　　大赛主题为：“在探究与快乐之中播种未来科学家的种子”。

　　3.大赛内容

　　（1）学生利用数码相机、计算机、Internet、iPad、手机等数码手段探究一个科学问题，其中包括：①探究与解决生活中的科学问题；②探究与解决课堂中的科学问题；③探究与解决生产中的科学问题。

　　（2）探究成果以PPT或者DV的作品形式呈现。

　　4.大赛实施过程

　　2013年9月27日，项华副教授在史家胡同小学礼堂进行了“数字科学家”课程和数据探究的综述讲座。他指出，数据探究作为一种出现在大数据时代并逐渐兴起的探究方式，不应该只是具有深厚技术基础的人的专利，也不应该因为仪器设备不够顶级专业，而远离普通人的视线。数据探究可以存在于生活的各个细节中。由于数码工具愈发多样智能，可探究的事情会更加多样化和生活化，而探究的过程也会更简便。这一精彩演讲为接下来的数字科学家课程和“数码探科学”大赛拉开了序幕。

　　在启动“数码探科学”大赛的同时，从2013年10月11日起，用连续10周周五的下午，在10所学校采用“竞赛驱动课程”的方式开展了数字科学家课程。

　　整个大赛的启动、组织、评审是在严格的比赛章程中展开的。评审组专家在选题、数码技术应用和研究成果呈现形式等方面给予了专业的支持。学生、家长、学校教师、科技馆教师和项目组人员在大赛活动之中表现出了高涨的热情。著名教育家顾明远先生在对大赛中学生的表现给出了高度评价。

　　优秀作品赏析

　　本次大赛共收集作品217件，评出一等奖15项，二等奖25项，三等奖45项，优秀指导教师奖15人。获奖作品的水平较高，体现了数码探科学的核心价值。这可以从和平里一小六（2）班一等奖获得者任可晗同学的“顾家庄桥拥堵问题的研究”中窥见一斑。

　　（1）问题提出：爸爸下班总是从东五环开车回来，但经常被堵在顾家庄桥前面。我希望爸爸早点回来，也希望让更多的爸爸下班能早点回家。

　　（2）探究意义：让辛苦工作一天的爸爸早点回家。让更多的家长早点回家。希望能减少交通拥堵，通过减少堵车，降低PM2.5排放。

　　（3）探究过程：图1和图2简略地反映了数码探究的过程。

　　图1数码探究流程图图2用Google地图下载的卫星地图

　　（4）得出结论：造成来广营桥与顾家庄桥之间经常性堵车的原因是三道交汇，大量汽车同时汇入五环主路，造成车间距变短，车速下降，形成流通瓶颈。

　　（5）提出建议：在来广营桥东提前分流一部分去天通苑、北苑的车辆，提前为此区段留出空间；加宽车道，留出缓冲区。

　　任可晗同学的课题源于生活，研究过程规范，数据采集采用亲身观察、因特网、北京市交通委网站的各时段路况图、Google地图。论证采用了多种手段：Google地图的实例、路况图实例、计算论证、动画演示论证。结论明确、建议合理，是典型的大数据环境下的数据探究活动。

　　总结

　　（1）大赛理念新、有高度。“数码探究”与其说是一种能力，不如说是一种生活态度——一种大数据时代必备的科学素质。

　　（2）参赛学生喜欢“数码探科学”大赛。这可以从问卷调研情况中看到，90%的学生和家人、朋友谈论过“数字科学家”课程；98%的学生喜欢用数码摄像头类的器材获取数码信息来进行探究学习；94%的学生有利用Scratch编程工具设计游戏的意向；97%的学生今后还希望参加类似的课程。

　　（3）参赛选题广泛。这可以从下表一等奖作品的名称得到印证。

　　（4）数据探究、实物实验探究、数学逻辑探究的手段有待拓展。有的选手能够将数码手段、实物模拟手段和数学推理结合起来，是一个可喜现象，但是这样的作品数量不够多。

　　（5）有协同与交流。参赛作品有的是个人完成的，也有的是学生、教师和家长合作完成的，在完成过程中锻炼了学生数据探究的重要能力——协作与沟通能力。

　　（6）“数码探科学”作品的生动性有待加强。探索未知世界往往不是一蹴而就的，其过程往往是曲折的，饱含酸甜苦辣，那种愈挫愈勇的科学精神尤其可贵，但是能够体现这种曲折过程的作品数量不够多。

　　总之，首届“数码探科学”大赛实践了数字科学家计划与科普结合的新途径，实现了大赛的预定目标——“在探究与快乐之中播种未来科学家的种子”。这类大赛对于提高公民科学素质水平具有重要意义。