處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人

科學素養的內涵總是隨著時代的發展而進化著。如何在信息技術環境下有效地提升青少年的科學素養水平是科學教育新問題。北京市東城區少年科學研究院引進了北京師范大學項華的“數字科學家計劃（ESP）”項目，開設了“數字科學家”課程，同時舉辦了“數碼探科學”比賽。實踐表明，這種科學教育與傳播方案深受學生、教師和家長的歡迎，參賽作品的選題面廣，科學探究過程有趣而規范，是一種有效的大數據環境下科學素養水平提升方案。

80年前，人民教育家陶行知提出了“處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人”的教育理想。今天，隨著進入信息時代，這個教育理想不僅成為可能，而且成為現代社會對于公民核心素質的必然要求。北京市東城區的“少年科學研究院”特色科學教育模式與筆者的“數字科學家計劃（ESP）”項目不謀而合，在創新科學教育方面有著天然的聯系。大家都關注著有效提升青少年科學素養水平，并于2013年9月和2014年9月，在“少年科學研究院”中開設了兩屆“數字科學家”課程。為了推進課程的實施，在開設課程的同時舉辦了兩屆“數碼探科學”比賽。課程和比賽的全過程很好地詮釋了“處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人”的理念。

“數字科學家”課程的概念

“數字科學家”課程是一種在大數據環境下，培養學生利用數碼相機、手機、網絡搜索引擎等手段解決科學問題潛能的課程。它的目標是在快樂與探究之中播種未來科學家種子，提高每位學生的科學素養水平。

“數字科學家”課程可以深化對于科學素養的認識?？茖W素養的概念總是隨著時代變化而發展的，信息時代人的信息素養成分的重要性日趨凸顯，有必要在科學素養中引入科學信息素養的概念。所謂科學信息素養，是人們利用信息技術解決科學問題的潛能。提高科學信息素養水平是信息時代科學教育的必然要求。因為今天人們探索未知世界奧秘的方式不僅僅是采取實驗歸納和理論推演，還出現了基于計算機或者數碼設備的科研方式?！皵底挚茖W家”課程正是在這樣的背景之下應運而生的。在“數字科學家”教學中，手機、網絡、數碼攝像機等技術手段拓展了科學探究的范圍，打破了以往探究的局限。師生們探究的主題可以是“人面探秘”，也可以是“探究月球環形山”。學生們可以探索任何一個感興趣的科學問題。

“數字科學家”課程還可以提高人們利用信息技術解決科學問題的意識。意識是素養的重要內容。過去，人們用身邊的“瓶瓶罐罐”學習與探究科學。這種“瓶瓶罐罐”在增強科學探究意識和提高科學能力的過程中曾經發揮著重要的作用。今天，計算機、數碼相機等智能化設備隨處可得，它們就是我們今天的數碼“瓶瓶罐罐”。利用它們學習與探究科學，對于提高科學信息素養水平具有現實意義。

“數字科學家”課程還提供了一種幾乎零起點的教師現代信息技術培訓途徑。現代信息技術發展非?？欤藗儗Υ舜笥袘硬幌局小＝裉斓慕處熑后w尚存在著或大或小的數字鴻溝。有效縮短教師群體的數字鴻溝，特別是縮短幾乎是零起點技術水準的教師的數字鴻溝尤為重要。由于“數字科學家”課程倡導利用當代的“瓶瓶罐罐”探究科學，因此這種課程能夠樹立教師運用身邊常見的信息技術解決科學問題的意識。教師有了這種意識，就能夠不斷地接觸各種現代信息技術，從而提升自身的信息技術應用能力。隨著“數字科學家”課程理念得到廣泛傳播，師生的科學信息素養不斷得到提升。陶行知先生提出的“處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人”的教育理想將得到實現。

“數字科學家”課程與教學設計

探究式學習是實施素質教育的重要抓手。鑒于科學的形態在實物實驗與數學邏輯之后，出現了基于計算機手段的第三種形態——計算，筆者認為，探究式學習不僅存在于實驗教學之中，也存在于習題教學之中，還存在于信息技術教學之中，并據此提出了數據探究的概念。所謂數據探究，就是一種基于手機、數碼相機、網絡搜索引擎等信息技術的探究式學習?！皵底挚茖W家”課程與教學應該體現數據探究。

1.課程目標設計

根據“數字科學家”課程的概念，“數字科學家”課程目標的設定應該遵循：

1）經歷科學探究過程

2）掌握數據探究的基本知識與技能

3）體會科學思想與方法

4）體驗數據交流與傳播的價值

5）養成數據探究的意識和習慣

2.課程內容設計

根據不同的教學對象和不同的教學條件，可以開發出不同的“數字科學家”課程內容。比如筆者已經開發出了小學高年級的“數字科學家”課程，其目錄如表1所示。

3.教學模式

根據“數字科學家”課程目標，筆者設計與試驗了一種“數字科學家”教學模式，如圖1所示。

需要說明的是，圖1中“數字科學家”教學模式需要在網絡教學條件中進行。

“數碼探科學比賽”助力“數字科學家”課程

考慮到目前教育信息化的現狀，特別是考慮到“數字鴻溝”現象的存在，筆者設計了一種“數字科學家”課程的推廣方案，即所謂“數字科學家計劃（E-scientist Project，ESP）”。該方案的要點是在開設“數字科學家”課程的同時舉辦“數碼探科學”比賽。學生在課程結束時提交一個體現數據探究理念、具備科學探究過程的數碼探究故事作品。作品的呈現方式可以是PPT形式，也可以是數碼視頻形式?！皵底挚茖W家”課程與“數碼探科學”比賽相輔相成，前者是后者的基礎，后者是前者的動力。

如今，依托“數字科學家”課程，我們已經在北京東城區少年科學研究院成功地舉辦了兩屆“數碼探科學”比賽。大賽選題面廣泛，比賽過程中學生、家長和輔導老師熱情高漲，享受著自由探索的樂趣；參賽題材廣泛，產生了一大批運用數碼設備研究科學問題的優秀案例。表2給出了第一屆一等獎獲獎同學的作品名稱，從中可以看出“數字科學家計劃”的成功實施。

特別值得一提的是，此次“數字科學家計劃”活動不僅提高了學生和老師的數據探究能力，還帶動提高了部分家長的數碼探究意識和能力。家長們在總結中寫下了感言：“為素質教育點個贊”“小實驗，大道理”“與孩子一同成長，幸福并快樂著”“嚴謹與細致的開始”“放手、陪伴與信任的力量”“科學不再遙遠”……

著名教育家顧明遠先生在首屆“數碼探科學”比賽的頒獎儀式上，看到獲獎學生們的作品展示之后，熱情洋溢地稱贊這些“小小數字科學家”們在數碼探究過程中有模有樣，對“數碼探科學”比賽和“數字科學家”課程給予了充分的肯定。