谈述技术发展让学生与技术进展同步，做大数据时代数字科学家
最后更新时间：2024-01-26
作者：用户投稿
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论文导读：都能选用适当的、科学的方法开展研究的“自由的研究者”。该课程特别关注帮助学生品味信息技术和科学的魅力，在探究与快乐之中播下未来科学家的种子。“数字科学家”结合学生的知识基础和认知发展水平，在突出趣味性和有益性的同时，突出数码设备及数字科学家课程理念的渗透，具体教学内容为：第一课：数字科学家概述（1课时）；
编者按：“信息技术课程何去何从”，近年来成为大家热议的话题。当专家们用各自的理论与思考给出自己的解读时，一些一线教师中的先行者也在用自己的实践与行动默默探索着自己的答案。本栏目将持续关注这些课程的民间探索者、实践者，展现他们课程建设的心路历程、设计思路和典型案例。
随着信息时代的进一步发展，海量数据已经呈现，数码产品的应用随处可见，人类社会进入了大数据时代。大数据时代中人们运用的教学工具已经落后于教育技术本身的发展，学生爱玩计算机，不愿上信息技术课，这是信息技术教师面临的共性问题。有人说，学生对数码产品和计算机比教师还熟悉呢，信息技术教师教技术比不过IT企业的产品培训师，教创意比不过美术教师，信息技术课已经没有存在的必要了。这样的观点、这样的言论，给我们提出了严峻的问题：信息技术课程应该教什么？应该怎么教，才能做一名合格的信息技术教师呢？探讨新的技术环境下有效课程与教学问题具有理论和现实意义。数字科学家这门课程就是在大数据背景下诞生的。
● 数据素养与数据探究
美国《新闻周刊》资深记者斯蒂芬·贝克在《当我们变成一堆数字》（英文版为《Numerati》）一书中指出：每一天，我们的身后都拖着一条由组成的长长的“尾巴”，当我们点击网页、切换电视频道、驾车穿过自动收费站、用信用卡购物、使用手机时信息已经产生。而雅虎、Google这样的公司，正在以平均每人、每月2500条信息的速度，捕获我们的详细数据。一群新兴的数学精英，正千方百计地以惊人的准确性，剖析我们的每个举动，预测我们的行动计划。他们神不知鬼不觉地，将我们买了什么、对什么感兴趣、与谁坠入爱河的人间风光尽收眼底，就是为了巧妙地操控我们的行为。当今或许最为重要的文化趋势是：在数据爆炸的世界里，懂得利用数据、运用数学的人们地位蹿升。
此外，印度学者西蒙（Soman）在“数据挖掘基础教程”中写道：一方面实验或实践会产生巨大的数据，另一方面模拟也会产生大量的数据。面对庞杂的数据，研究结论对数据分析方法的依赖性空前增强，数据挖掘和知识发现随之产生。这些数据就像一个金矿，可以从中提取信息，还可以通过数据挖掘，将信息转化成为有价值的知识。数据挖掘从2005年开始已经成为热门的研究领域，同时也影响着科学研究的方式发生变化，具体案例涉及物理学、环境科学、经济学、生命科学、管理科学、计算机科学等几乎所有的科学领域。
数据从来没有像今天这样受到如此广泛的关注，因此大数据时代的数据挖掘是我们信息时代教师课程创新面临的重大机遇与挑战。鉴于此，北京师范大学物理系项华教授提出了数据素养的概念及其观测的指标体系。
项华教授（2010年）认为，数据素养是一种利用数码设备和相应软件探索未知世界的科学素养，提高学生数据素养水平乃至科学素养水平的有效途径是数据探究。科学探究包括实物实验探究、理论探究和数据探究三种方式。
● 数据探究理念下的一种课程——数字科学家
2010年9月，在北京师范大学物理系项华教授主持的北京市教育科学“十一五”规划课题“数字科学家计划——基于数据探究的选修课程设计与试验”指导下，我们体会到：数据探究是以计算机、网络、传感器等现代科学技术为载体，以数据为核心概念的探究活动，让学生体验数据探究的过程，提高学生的数据探究能力和科学素养水平。由此设计了景山学校“数字科学家”课程。
“数字科学家”定位成校本课程或校本选修课程，是一门将科学、技术、工程学和数学这4个领域以融合的方式整合而成的课程，是通过一个个具体的探究性学习案例，让学生在摘自：毕业论文工作总结www.7ctime.com
掌握信息技术（技术）的基础上，设计、开发和制作实验装置（工程），进行实践活动，获取数据，应用其中的数学原理，得到一个科学的结论，并尝试用多种不同的方式表达科学结论。该课程期望培养能够对任何一个感兴趣的问题都能选用适当的、科学的方法开展研究的“自由的研究者”。该课程特别关注帮助学生品味信息技术和科学的魅力，在探究与快乐之中播下未来科学家的种子。
“数字科学家”结合学生的知识基础和认知发展水平，在突出趣味性和有益性的同时，突出数码设备及数字科学家课程理念的渗透，具体教学内容为：第一课：数字科学家概述（1课时）；第二课：Scratch程序设计初步论文导读：Facetoface，EyetoEye（人面探秘）（2课时）；第五课：键盘的研究（4课时）；第六课：血滴的研究（2课时）；第七课：足迹的研究（2课时）；第八课：指纹的研究（2课时）；第九课：汽车超速了吗（2课时）。本课程采用基于问题的小组探究式学习，即“教师主导，学生主体”探究型的学习模式。教师的作用是：创设情况，引出问题，引导学生提炼出核心问
（1课时）；第三课：反应时间及测定（4课时）；第四课：Face to face， Eye to Eye（人面探秘）（2课时）；第五课：键盘的研究（4课时）；第六课：血滴的研究（2课时）；第七课：足迹的研究（2课时）；第八课：指纹的研究（2课时）；第九课：汽车超速了吗（2课时）。
本课程采用基于问题的小组探究式学习，即“教师主导，学生主体”探究型的学习模式。教师的作用是：创设情况，引出问题，引导学生提炼出核心问题—指导学生设计研究方案—点评学生研究方案，提出改进意见—指导学生实施。学生的活动流程为：在教师创设的情境或现实情境中，提出问题—根据问题提出解决办法，设计探究方案—根据教师建议，修改探究—进行数据探究，获取数据—处理分析数据，撰写研究报告—评价反思、展示交流。“数字科学家”的教学模式如下图。
此外，“数字科学家”是在计算机教室的网络环境下实施的，以学生发展为本，初步培养学生的科学思维方式、数据探究意识，介绍简单可操作性强的科学分析方法，使学生能带着兴趣进行科学研究活动。因此，在课程资源和环境的设计上，采用一种基于WebQuest的组织形式，以主题探究的形式，融入软件工具学习、网络搜索、合作探究，制作成了数字科学家主题网站。
每一个探究任务包括：核心问题、任务指南、海量资源、做中学、交流与评价。
● “数字科学家”的实施及其效果分析
2011年3月，我们开始在初中一年级对“数字科学家”进行了两轮试验，本课程数据采集数据分析的方式基本是利用现场实际实验采集的有效数据，在Excel软件中对数据进行拟合，将数据以图像和关系方程的形式展现出来，更直观，便于比较，也能为进一步的数据挖掘、课堂内容的延伸和发展打下基础。 摘自：学报论文格式www.7ctime.com
编者按：“信息技术课程何去何从”，近年来成为大家热议的话题。当专家们用各自的理论与思考给出自己的解读时，一些一线教师中的先行者也在用自己的实践与行动默默探索着自己的答案。本栏目将持续关注这些课程的民间探索者、实践者，展现他们课程建设的心路历程、设计思路和典型案例。
随着信息时代的进一步发展，海量数据已经呈现，数码产品的应用随处可见，人类社会进入了大数据时代。大数据时代中人们运用的教学工具已经落后于教育技术本身的发展，学生爱玩计算机，不愿上信息技术课，这是信息技术教师面临的共性问题。有人说，学生对数码产品和计算机比教师还熟悉呢，信息技术教师教技术比不过IT企业的产品培训师，教创意比不过美术教师，信息技术课已经没有存在的必要了。这样的观点、这样的言论，给我们提出了严峻的问题：信息技术课程应该教什么？应该怎么教，才能做一名合格的信息技术教师呢？探讨新的技术环境下有效课程与教学问题具有理论和现实意义。数字科学家这门课程就是在大数据背景下诞生的。
● 数据素养与数据探究
美国《新闻周刊》资深记者斯蒂芬·贝克在《当我们变成一堆数字》（英文版为《Numerati》）一书中指出：每一天，我们的身后都拖着一条由组成的长长的“尾巴”，当我们点击网页、切换电视频道、驾车穿过自动收费站、用信用卡购物、使用手机时信息已经产生。而雅虎、Google这样的公司，正在以平均每人、每月2500条信息的速度，捕获我们的详细数据。一群新兴的数学精英，正千方百计地以惊人的准确性，剖析我们的每个举动，预测我们的行动计划。他们神不知鬼不觉地，将我们买了什么、对什么感兴趣、与谁坠入爱河的人间风光尽收眼底，就是为了巧妙地操控我们的行为。当今或许最为重要的文化趋势是：在数据爆炸的世界里，懂得利用数据、运用数学的人们地位蹿升。
此外，印度学者西蒙（Soman）在“数据挖掘基础教程”中写道：一方面实验或实践会产生巨大的数据，另一方面模拟也会产生大量的数据。面对庞杂的数据，研究结论对数据分析方法的依赖性空前增强，数据挖掘和知识发现随之产生。这些数据就像一个金矿，可以从中提取信息，还可以通过数据挖掘，将信息转化成为有价值的知识。数据挖掘从2005年开始已经成为热门的研究领域，同时也影响着科学研究的方式发生变化，具体案例涉及物理学、环境科学、经济学、生命科学、管理科学、计算机科学等几乎所有的科学领域。
数据从来没有像今天这样受到如此广泛的关注，因此大数据时代的数据挖掘是我们信息时代教师课程创新面临的重大机遇与挑战。鉴于此，北京师范大学物理系项华教授提出了数据素养的概念及其观测的指标体系。
项华教授（2010年）认为，数据素养是一种利用数码设备和相应软件探索未知世界的科学素养，提高学生数据素养水平乃至科学素养水平的有效途径是数据探究。科学探究包括实物实验探究、理论探究和数据探究三种方式。
● 数据探究理念下的一种课程——数字科学家
2010年9月，在北京师范大学物理系项华教授主持的北京市教育科学“十一五”规划课题“数字科学家计划——基于数据探究的选修课程设计与试验”指导下，我们体会到：数据探究是以计算机、网络、传感器等现代科学技术为载体，以数据为核心概念的探究活动，让学生体验数据探究的过程，提高学生的数据探究能力和科学素养水平。由此设计了景山学校“数字科学家”课程。
“数字科学家”定位成校本课程或校本选修课程，是一门将科学、技术、工程学和数学这4个领域以融合的方式整合而成的课程，是通过一个个具体的探究性学习案例，让学生在摘自：毕业论文工作总结www.7ctime.com
掌握信息技术（技术）的基础上，设计、开发和制作实验装置（工程），进行实践活动，获取数据，应用其中的数学原理，得到一个科学的结论，并尝试用多种不同的方式表达科学结论。该课程期望培养能够对任何一个感兴趣的问题都能选用适当的、科学的方法开展研究的“自由的研究者”。该课程特别关注帮助学生品味信息技术和科学的魅力，在探究与快乐之中播下未来科学家的种子。
“数字科学家”结合学生的知识基础和认知发展水平，在突出趣味性和有益性的同时，突出数码设备及数字科学家课程理念的渗透，具体教学内容为：第一课：数字科学家概述（1课时）；第二课：Scratch程序设计初步论文导读：Facetoface，EyetoEye（人面探秘）（2课时）；第五课：键盘的研究（4课时）；第六课：血滴的研究（2课时）；第七课：足迹的研究（2课时）；第八课：指纹的研究（2课时）；第九课：汽车超速了吗（2课时）。本课程采用基于问题的小组探究式学习，即“教师主导，学生主体”探究型的学习模式。教师的作用是：创设情况，引出问题，引导学生提炼出核心问
（1课时）；第三课：反应时间及测定（4课时）；第四课：Face to face， Eye to Eye（人面探秘）（2课时）；第五课：键盘的研究（4课时）；第六课：血滴的研究（2课时）；第七课：足迹的研究（2课时）；第八课：指纹的研究（2课时）；第九课：汽车超速了吗（2课时）。
本课程采用基于问题的小组探究式学习，即“教师主导，学生主体”探究型的学习模式。教师的作用是：创设情况，引出问题，引导学生提炼出核心问题—指导学生设计研究方案—点评学生研究方案，提出改进意见—指导学生实施。学生的活动流程为：在教师创设的情境或现实情境中，提出问题—根据问题提出解决办法，设计探究方案—根据教师建议，修改探究—进行数据探究，获取数据—处理分析数据，撰写研究报告—评价反思、展示交流。“数字科学家”的教学模式如下图。
此外，“数字科学家”是在计算机教室的网络环境下实施的，以学生发展为本，初步培养学生的科学思维方式、数据探究意识，介绍简单可操作性强的科学分析方法，使学生能带着兴趣进行科学研究活动。因此，在课程资源和环境的设计上，采用一种基于WebQuest的组织形式，以主题探究的形式，融入软件工具学习、网络搜索、合作探究，制作成了数字科学家主题网站。
每一个探究任务包括：核心问题、任务指南、海量资源、做中学、交流与评价。
● “数字科学家”的实施及其效果分析
2011年3月，我们开始在初中一年级对“数字科学家”进行了两轮试验，本课程数据采集数据分析的方式基本是利用现场实际实验采集的有效数据，在Excel软件中对数据进行拟合，将数据以图像和关系方程的形式展现出来，更直观，便于比较，也能为进一步的数据挖掘、课堂内容的延伸和发展打下基础。 摘自：学报论文格式www.7ctime.com