數字工具在科學課中的價值

越來越多地鼓勵教育工作者更新其教室中的學習經驗。這包括對STEM學習的更多關注，例如促進將技術和科學教學整合到日常課堂經驗中，并實施諸如開放式探究學習和基于問題的學習之類的教學框架，以反映真實專業人員所從事的工作，這些框架可指導讓學生“ 在初級階段玩整個游戲。”

這些注意事項對于指導學生準備好迎接高度科學和技術的世界非常重要。不過，僅實施更多開放式科學指導或在筆記本電腦或iPad上使用應用程序并不一定會改善學生的學習。這是我們在學校設計和使用技術的方法，可以真正改善學生的學習成果。

幸運的是，技術中的支架和支撐可以為科學學習服務。

作為科學家的角色扮演

通過讓學生有機會練習科學家每天使用的技能，讓學生專心研究科學家的工作并反映他們所做的工作是一種強大的技術，可以激發學生對科學領域的興趣。這可以提高學生對科學的認同感，科學工作的自我效能感以及對科學的普遍影響。

數字結構使學生能夠進入科學家的視野，包括第一人稱敘事和角色扮演場景，例如由哈佛教育學院開發的數字學習環境EcoMUVE。這是針對中學生的課程，他們在其中進入虛擬世界，必須弄清楚為什么當地的生態系統正在下降。在這樣的程序中，學生可以扮演虛擬角色，探索引人入勝的虛擬世界，與科學家的非玩家角色對話，使用科學工具并進行真實的實驗。

通過處理這些數字場景，學生可以練習與科學相關的技能和過程，最終有助于科學理解的傳遞。

問題化學習任務

問題化是一種教學技術，它使學習任務的某些部分以某種方式成為問題，目的是提高學生的解決問題的能力。問題化通常被用來邀請學生對特定的過程和想法感到困惑。在EcoXPT(哈佛大學即將發布的程序)中，隨著程序的進行，新的科學信息得到了分配，這意味著學生必須重新考慮其最初的假設。

提供這種即時信息的數字結構包括幫助按鈕和教程。在數字化開放式和基于問題的學習場景中，在令人困惑的工作中提醒學生有關可用的自動幫助和教程按鈕的知識，使他們有機會在自己的學習邊緣上加深理解。教程可以幫助解釋學生在這些數字學習環境中使用的困難概念或工具，最終加深他們的科學理解。

說明復雜過程

在科學學習中，學生必須推理許多復雜的過程。通常，這些過程是我們希望學生能獲得的科學理解的核心。例如，考慮遺傳過程，這對于學生來說可能很難理解。 康科德財團(Concord Consortium)的“ 用龍傳授遺傳學”有三個程序，可為中學生和高中生提供一種有趣的方式，使其在一個有趣的數字學習平臺上學習一些復雜的遺傳學錯綜復雜的現象。

這種經驗可以幫助學生通過高度復雜和科學的過程進行推理。

互動的價值

數字學習的關鍵好處是交互性。技術還可以為學生和教師提供許多合作的機會，例如，當學生在較大的小組中進行在線同伴學習互動時。Numedeon的 Whyville是在線社區的一個很好的例子，在這里，未成年學生可以創建角色，在線與朋友互動以及參加科學，數學和歷史活動。老師可以幫助學生思考他們在在線社區中的角色，以及在整個此類在線活動中學習的進展情況。

在這些互動中，教師扮演著不可或缺的角色，導師通過提供額外的支持并推動學生進行更深入的學習來支持他們發展理解。

協助教師進行評估

評估學生對科學學習的理解對教師很重要，教師必須確定學生在哪里，并弄清楚如何設計學習體驗以進一步加深他們的知識。數字學習環境允許教師進行不同類型的評估，以定期評估學生的理解。這些評估可以是形成性和診斷性的，也可以是總結性的。

這些評估可以包括為了評估學生對科學內容的理解而出現的典型測驗或多項選擇題。數字測驗可以快速反饋給學生，幫助他們評估自己的學習方式，這對于學習復雜的科學概念和過程特別有幫助。教師也可以看到數字測驗的結果，突出顯示學生的進步，并讓他們看到每個學生在學習中所處的位置，而不必擔心紙張和鉛筆的分級。數字評估還可以采用概念圖的形式，這種概念圖可以讓學生直觀地表達自己的理解。