『ICT融入科學實驗』應用發想

      最近整理一些關於『ICT融入科學實驗』的資料,針對資訊科技工具應用於科學實驗活動的應用,進行一些探討,以下是我發想的邏輯開展考量。
*現場脈絡紀錄、實況再現~數位相機與攝影機
      影像(包含相片、影片)媒體可以呈現事物的表面全貌,做為科學實徵的展現與傳播,有其便利與重要性。現今教學現場,數位相機與攝影機,已非常普及。拜其價位便宜、與電腦結合的應用軟體與網路功能多元之賜,無論是師生自行拍攝紀錄的影像資料,或者從網路公開的影像資料庫可取得的資源,都非常豐富便利。

      加上軟體與網路的應用,在編輯、後製、播放與分享、傳播的應用上,也為科學實驗提供更多助力。利用相片、影片,還可以做為觸發討論、訓練觀察力、替代經驗傳遞等應用。

*實驗變項數據收集、記錄與分析~Probeware(探針軟體)
      操作性科學實驗,最重要的就是原始數據的收集,才能建立實驗操弄與各變項之間的因果關係,找出合理的模型,印證假設的正確性。藉由硬體與軟體、和電腦連結的機會,可以協助實驗變項的數據紀錄與分析。
      探針軟體的組成,具有針對各種科學實驗變項的感測介面,與連結到電腦(包含各種常見載具)後的軟體應用,增加紀錄的精確、效率與即時分析的功能。雖然目前的探針軟體價位仍不低,可以依實際實驗需要選用;不過,有些實驗的創新設計與深入,也可能因為特殊的探針軟體工具與用法而獲得啟發喔!

*戶外、行動研究環境~mobile、GPS應用
      戶外的情境對於特定研究主題(尤其在生命科學、地球科學領域)具有重要的實驗研究價值,如何設計與進行實驗、調查,相對就顯得重要。然而,環境條件並不像實驗室中可以控制掌握,對於研究工具的應用也帶來挑戰。
      相機與攝影機仍是好幫手,再與時間、GPS地理資訊結合,就是很珍貴的研究數據集合。而行動載具的輕便、手持與多功能(結合適合的APP或Probeware),加上無線網路的傳輸應用,都可以在此發揮助力。

*真實世界資料庫~資料庫、公民科學家
      如同上面三類ICT應用於科學實驗的介紹可以發現:科學實驗的收集資料過程往往耗時費事。而若是在無法進行實驗的情況下,可以利用既有資料庫的資源,由教師設計活動來進行。並且在應用資料過程中,提昇相關的資訊素養與技能。
      藉網路普及之便,可以找到許多科學研究機構公開的科學研究資料,有些研究主題的規模是個人無法進行的,或是實驗數據資料具有時空限制的專屬性,都能藉由這類的『真實世界資料庫』提供合適的資訊。老師也可以引導學生,搭配資料庫,設計可行的小實驗,進行印證與補充。
      此外,還有『公民科學家』概念~參與研究專案,利用個人可貢獻之心力參與研究,集結多人(網友)之力,可以促成研究進展、積累更好的研究資料與成果。

*無法實驗或原理的可視化~電腦模擬
      在現今教學現場的實驗環境、主題與活動中,仍有無法真實進行實驗的部份。藉科學研究資料的完整、電腦科技與網路便利性,目前已有相當豐富的電腦模擬的應用軟體或網站,可以補足這樣的缺憾。
      藉由模擬可以:將科學原理與模型簡化展示、可操弄觀察因果演變、可多元表徵呈現,這些都有助於在實驗活動中應用,與既有實做活動結合或互補。甚至,還可以藉由這樣的模擬系統,進行實驗設計、資料蒐集活動。
      雖然電腦模擬具有很高的便利性,但必須強調不能用來替代原有可以真實進行的實驗喔!此外,教師必須設計與善用這些資源、安排活動,也變得更加重要。

      我們可以針對特定科學實驗議題的特殊性,深入思考ICT設備的軟硬體應用,如何扮演『提供特定功能』與『協助實驗進行』的角色,並且,藉此也有機會發現更適切與創新的實驗設計。當然,各類科技還可以混搭應用,端看教師與學生的實驗設計與過程中的動手做、行動智慧喔!

標籤: 自然
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