数字工具在科学课中的价值

越来越多地鼓励教育工作者更新其教室中的学习经验。这包括对STEM学习的更多关注，例如促进将技术和科学教学整合到日常课堂经验中，并实施诸如开放式探究学习和基于问题的学习之类的教学框架，以反映真实专业人员所从事的工作，这些框架可指导让学生“ 在初级阶段玩整个游戏。”

这些注意事项对于指导学生准备好迎接高度科学和技术的世界非常重要。不过，仅实施更多开放式科学指导或在笔记本电脑或iPad上使用应用程序并不一定会改善学生的学习。这是我们在学校设计和使用技术的方法，可以真正改善学生的学习成果。

幸运的是，技术中的支架和支撑可以为科学学习服务。

作为科学家的角色扮演

通过让学生有机会练习科学家每天使用的技能，让学生专心研究科学家的工作并反映他们所做的工作是一种强大的技术，可以激发学生对科学领域的兴趣。这可以提高学生对科学的认同感，科学工作的自我效能感以及对科学的普遍影响。

数字结构使学生能够进入科学家的视野，包括第一人称叙事和角色扮演场景，例如由哈佛教育学院开发的数字学习环境EcoMUVE。这是针对中学生的课程，他们在其中进入虚拟世界，必须弄清楚为什么当地的生态系统正在下降。在这样的程序中，学生可以扮演虚拟角色，探索引人入胜的虚拟世界，与科学家的非玩家角色对话，使用科学工具并进行真实的实验。

通过处理这些数字场景，学生可以练习与科学相关的技能和过程，最终有助于科学理解的传递。

问题化学习任务

问题化是一种教学技术，它使学习任务的某些部分以某种方式成为问题，目的是提高学生的解决问题的能力。问题化通常被用来邀请学生对特定的过程和想法感到困惑。在EcoXPT(哈佛大学即将发布的程序)中，随着程序的进行，新的科学信息得到了分配，这意味着学生必须重新考虑其最初的假设。

提供这种即时信息的数字结构包括帮助按钮和教程。在数字化开放式和基于问题的学习场景中，在令人困惑的工作中提醒学生有关可用的自动帮助和教程按钮的知识，使他们有机会在自己的学习边缘上加深理解。教程可以帮助解释学生在这些数字学习环境中使用的困难概念或工具，最终加深他们的科学理解。

说明复杂过程

在科学学习中，学生必须推理许多复杂的过程。通常，这些过程是我们希望学生能获得的科学理解的核心。例如，考虑遗传过程，这对于学生来说可能很难理解。 康科德财团(Concord Consortium)的“ 用龙传授遗传学”有三个程序，可为中学生和高中生提供一种有趣的方式，使其在一个有趣的数字学习平台上学习一些复杂的遗传学错综复杂的现象。

这种经验可以帮助学生通过高度复杂和科学的过程进行推理。

互动的价值

数字学习的关键好处是交互性。技术还可以为学生和教师提供许多合作的机会，例如，当学生在较大的小组中进行在线同伴学习互动时。Numedeon的 Whyville是在线社区的一个很好的例子，在这里，未成年学生可以创建角色，在线与朋友互动以及参加科学，数学和历史活动。老师可以帮助学生思考他们在在线社区中的角色，以及在整个此类在线活动中学习的进展情况。

在这些互动中，教师扮演着不可或缺的角色，导师通过提供额外的支持并推动学生进行更深入的学习来支持他们发展理解。

协助教师进行评估

评估学生对科学学习的理解对教师很重要，教师必须确定学生在哪里，并弄清楚如何设计学习体验以进一步加深他们的知识。数字学习环境允许教师进行不同类型的评估，以定期评估学生的理解。这些评估可以是形成性和诊断性的，也可以是总结性的。

这些评估可以包括为了评估学生对科学内容的理解而出现的典型测验或多项选择题。数字测验可以快速反馈给学生，帮助他们评估自己的学习方式，这对于学习复杂的科学概念和过程特别有帮助。教师也可以看到数字测验的结果，突出显示学生的进步，并让他们看到每个学生在学习中所处的位置，而不必担心纸张和铅笔的分级。数字评估还可以采用概念图的形式，这种概念图可以让学生直观地表达自己的理解。