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公民科学不稀奇!参与真正的科学项目,为STEM课堂助力

小未 STEM未来计划 2021-12-23


作者:[美] ANNE JOLLY

本文由STEM未来计划整理翻译



STEM教育强调关注真实情境,解决现实问题。很显然,仅仅在课堂上进行教学不能够满足学生的实际需求,他们需要结合真实的科学问题和科学项目来提升自己的STEM技能。


让学生参与公民科学,是一种提升STEM教学的好方法,为学生参与真实的科研项目提供了机会。它可以有效提高学生STEM技能的熟练程度,如观察、提问、计划、分析和沟通技巧。用这种方法让学生观察现实世界中发生的事情,然后向科学家和工程师报告他们的观测结果。公民科学让孩子们在解决有意义的社区、地域、国家问题方面发挥了真正的作用。


悄悄告诉你——什么是公民科学?


“公民科学”一词最早出现在20世纪90年代中期,有时也被称为“公众参与科学研究”、“参与式监测”或“参与行动研究”。哥本哈根商学院的社会学家艾伦·欧文将其定义为“公民参与他们关注的科学项目”和“一种由公民自己发展和制定的科学形式”


公民科学的特征


1.规模日益扩大


公民科学是未来的浪潮,我们正处在一个大数据时代,仅靠专业研究者无法获取研究所需的所有数据。


英国剑桥大学今年发表在美国《公共科学图书馆·综合》上的一项研究显示,在线数据库、数字相机和智能手机的普及让公民科学项目日益火热。



过去22年间,全世界54个国家和地区的生态旅行者拍摄了6000头鲸鲨的近3万张图片,使海洋生物研究人员得以确认了20个鲸鲨聚集点,比以前知道的多了7个。美国佐治亚水族馆的布拉德·诺曼说,这些信息增加了研究人员对鲸鲨数量、活动范围和栖息地忠诚度的了解,对确定保护区至关重要。


2.水平“不业余”


美国犹他大学生物学博士研究生约书亚·霍恩斯研究了某鸟类公众科学网站上超过1100万条数据,发现业余鸟类爱好者发现的鸟类数量与政府调查结果相差在0.4%以内。加利福尼亚大学伯克利分校环境科学系的马泰奥·伽贝洛托分析了一个大型公民科学项目收集的数据后说,受过训练的志愿者可以像专业人士一样工作



除了关心身边事物,“公民科学家”的“触角”还延伸到广袤的宇宙。2017年,耶鲁大学主持的“行星猎手”公民科学计划参与者、就业咨询师托马斯·雅各布首次通过“凌日法”,即行星经过恒星时恒星暂时变暗的现象,发现一颗彗星围绕着一颗遥远的恒星旋转。



3.科研不再“高不可攀”


公民科学项目帮着科学家干了“苦活累活”,这些研究有望为人类发展作出贡献,同时对公众而言,也不乏教育意义。



美国芝加哥菲尔德自然史博物馆通过网站招募了超过1万名普通公民,让他们通过观察大量苔藓类植物的照片,分析植物叶子的形状,这可以帮助科学家研究植物如何对气候变化作出反应。


如何开展公民科学


以下是一些国内外处于进行当中的公民科学项目,立刻收藏并参与其中吧!


NOL生物记

(http://nol.especies.cn/)中国科学院动物研究所生物多样性信息学研究组开发的APP与网络平台。公民可通过观测笔记和观测记录等形式记录我们身边的生物,探索地球的生物多样性。此外,NOL还提供物种识别、物种分布、物种记录等功能,学生在这里可以学习大量的生物知识。


友树(UTrees)

(https://www.bv2008.cn/app/opp/view.php?id=2788665)

这是一个由全球各地公民科学家参与的公众科学项目。它由清华大学城市生态研究团队于2019年发起,用于收集中国及其他国家城市木本植物图片及分布的长期数据。


GLOBE计划

(https://globescistarter.org/)一个众所周知的公民科学项目。公民可以帮助美国宇航局(NASA)的科学家收集当地气候和天气模式信息。


学生成为一名GLOBE观测员后,可以获取免费的设备来收集数据,例如当地的云、地表温度、降水和土壤湿度等信息,并与科学家分享。


公民收集的数据


康奈尔鸟类学实验室

(http://www.birds.cornell.edu/k12/citizen-science-for-educators/),如果学生对鸟类感兴趣,他们可以收集有关当地鸟类的数据,并发送给康奈尔鸟类学实验室的科学家。


康奈尔还提供免费课程资源及补充材料,帮助学生了解更多鸟类知识!


National Geographic(国家地理)

(https://www.nationalgeographic.org/idea/connect-your-community/?page=4)可以让学生参与当地合适的社区项目,通过收集、提交数据来帮助科学家和工程师做出决策。这里有很多STEM学习项目,例如,调查水、改善社区、垃圾回收等等。


公民提供的数据将被科研人员使用,用于保护城市木本植物多样性及城市生态研究。与此同时,该网站还提供了一些有用的工具便于上传自己的数据和下载别人分享的数据,这能让那些对城市树木感兴趣的人或群体分享都更多的信息,也能够在需要收集距离很远的数据时节省精力。


无论学生在参与什么类型的公民科学项目,都要有意识地与STEM建立联系。公民科学项目可能不是完整的STEM项目,但可以提高学生在未来学习中用到的STEM技能。


自己设计公民科学项目


也许,老师和学生想要设计自己的公民科学项目,并希望其他人来帮助收集和提交数据。Citizen Science Central(公民科学中心)的在线工具包可以帮助做到这一点。


在这里可以获取建议选择自己的公民科学项目。如果找不到想要的,只需在搜索框里键入“设计自己的公民科学项目”,就会有各种“惊喜”在等待。


每年的4月13日是公民科学日,公民科学中心提供免费的下载资源促进教师和学生参与公民科学项目,如徽标、视频和新闻稿等。


真正的科学培养真正的STEM技能


总之,公民科学项目为STEM学习者提供了良好环境。因为他们在真正的科学项目中承担了部分角色,与真正的科学家一起工作,他们的观察和报告也将发挥着实际作用。


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