公民科学意味着公众收集的真实数据会直接汇入全国性科学数据集——一名 KS3 学生为一项全国性鸟类调查统计花园鸟类,贡献的正是专业生态学家分析的那份数据集,而不是在做一场科学模拟。 与本系列中的其他项目不同,这些项目不是从零开始设计出来的:它们是本学期就能加入的现成英国计划,而每一个都只需把学生自己的观测结果与更广泛的全国情况进行比较,就能变成一个独立项目。
公民科学为什么能构成一个扎实的独立项目
大多数学校科学项目产生的数据,一旦评分完毕就再无用处。公民科学计划恰恰相反:这些观测数据会被实际使用,常常发布在年度报告中,而且往往横跨长达数十年的英国持续记录——这意味着学生一周或一个月的观测,可以直接对照一个真正悠久的历史基准来考察。「我家花园 vs. 全国趋势」这样的比较,正是把简单计数变成真正分析的关键。
关于查找当前报名信息:按机构和计划的名称搜索(它们的网站和报名窗口会变,但计划本身是长期运行且已建立成熟的),而不要依赖任何可能已经失效的链接。
1. 花园鸟类计数
是什么: 在设定时间段内,统计到访花园、公园或校园的鸟类物种——RSPB 的「Big Garden Birdwatch」是英国最知名的例子,通常在每年一月的某个周末举行,此外还有多项持续进行的花园鸟类调查。
学生要做什么: 在设定的时间窗口内观察一处花园或户外空间,识别并统计所见到的每一个物种,再按照该计划的方式提交计数结果。
训练的科学技能: 物种识别与系统化计数——克制住只写「很多鸟」的冲动,转而在固定时间窗口内准确记录每个物种的具体数量。
如何变成一个项目: 在一个月内的不同日子、相同时间重复计数,然后把学生自己的统计结果与上一年针对同一物种发布的全国结果进行比较——本地的模式是与全国趋势吻合,还是有所偏离?原因可能是什么?
2. 物候与季节变化记录
是什么: 记录本地季节性自然事件发生的时间——第一片新叶、第一朵花开、第一团蛙卵、第一次看到燕子——按其在本地实际发生的时间进行记录。Woodland Trust 的「Nature's Calendar」是英国这方面运行时间最长的计划,某些形式的记录可追溯一个多世纪。
学生要做什么: 选定两三个具体、容易识别的事件(例如第一朵水仙花开、第一片橡树新叶),在整个季节里定期检查,记录每个事件首次被观察到的日期。
训练的科学技能: 精确、有日期的观测——养成记录确切日期、而不是笼统说「大概三月的某个时候」的习惯。
如何变成一个项目: 把记录到的日期与该事件公开发布的英国平均日期进行比较,并研究今年偏早或偏晚是否与某种特定的天气模式有关——这是一次真正、可评分的科学推理。
3. 空气质量监测
是什么: 记录本地空气污染水平,通常是二氧化氮,使用一些英国社区和学校型空气质量计划提供或低价出售的简单扩散管或低成本传感器。
学生要做什么: 在计划规定的时间段内,把监测管或传感器放置在一个固定位置(例如靠近马路,或在学校),然后提交或记录读数。
训练的科学技能: 受控测量——保持位置、高度和持续时间的一致,正是让读数具有意义的关键,而做到这种严谨性正是这里真正的科学工作所在。
如何变成一个项目: 在同一时间段内比较两个地点(一条繁忙的马路 vs. 一条较安静的街道)的读数,并把任何差异与交通模式或一天中的时段联系起来。
4. 河流蜉蝣与水质监测
是什么: 对本地河流或溪流进行无脊椎动物采样——河流蜉蝣幼虫、淡水虾及类似物种——作为水质的一项指标,这类计划通常由本地河流信托机构,或钓鱼、保育团体运作。
学生要做什么: 在有人监督的情况下,从河床进行一次定时踢网采样,分类并统计发现的无脊椎动物类群,提交计数结果,由该计划将其换算成水质评分。
训练的科学技能: 正确使用指示物种——理解为什么某些对污染敏感的物种的存在与否,能揭示水体本身无法直接展示的信息。
如何变成一个项目: 在本学期内的两个时间点对同一段河流采样,比较评分,并研究是否有本地因素(近期降雨、附近的排放口)能解释变化。
5. 星空计数与光污染调查
是什么: 统计在某个特定星座(英国冬季调查中通常是猎户座)中能看到的最暗淡的星星数量,作为衡量本地光污染的一种简单、低技术含量的方法——由英国天文和乡村组织定期开展。
学生要做什么: 在一个晴朗的夜晚,统计在指定星座范围内能看到多少颗星星,并把结果对照该计划提供的简单参考图表。
训练的科学技能: 在多变条件下进行受控、可比较的观测——在解读结果时要考虑云量、月相和观测时间。
如何变成一个项目: 从两个不同地点(例如一处花园与一处更暗的乡村地点,如果可以到达的话)重复计数,并把差异直接与距离人工照明的远近联系起来。
6. 生物多样性与植物识别记录应用
是什么: 通过一款智能手机识别应用记录植物和野生动物的观测结果,汇入一个共享的生物多样性数据库——这类免费的英国及国际应用有多个,被业余爱好者和研究人员广泛使用。
学生要做什么: 在数周内的日常散步中拍摄并记录看到的植物或野生动物,为某个具体的本地区域建立一份个人物种清单。
训练的科学技能: 在重复观测中发现规律——留意哪些物种持续出现、哪些很少出现,并开始思考背后的原因。
如何变成一个项目: 比较一个季节初和季节末各自建立的物种清单,展示本地植物或野生动物群落随时间发生的变化。
把以上任何一项变成一个可评分的项目
这六个项目全都遵循贯穿整个项目式学习系列的同一套基本方法——关于其整体架构,参见项目式学习到底是什么。让一个公民科学计划从一项不错的活动变成一个真正独立项目的关键步骤,始终是同一个:不要止步于收集数据——把它与已发布的基准或第二组观测数据进行比较,并解释其中的差异。如果目标是争取 CREST Award 或类似的荣誉,这种「计划加比较」的项目模式,正好对应项目式学习与 CREST Award以及更广泛的KS3 生物项目创意列表。
FAQ
公民科学到底是什么?
它指的是公众参与真实的科学数据收集——由普通人而非专业研究人员,收集能够汇入真正的全国性或国际性数据集的观测数据。一名学生为 RSPB 的「Big Garden Birdwatch」花园鸟类计数活动统计鸟类,贡献的是生态学家真正会使用的真实数据,而不是在做一场科学模拟。
怎样才能找到这些计划当前的报名信息?
按机构和计划的名称搜索——例如「RSPB Big Garden Birdwatch」或「Woodland Trust Nature's Calendar」——而不要依赖可能已经过期的链接。这些都是英国长期运行的年度或持续性计划,搜索当前的名称通常能可靠地找到实时报名页面。
参加这些活动需要专门的设备吗?
大多数计划所需要的,无非是一个家庭本来就有的东西:一双眼睛、一本笔记本或一部手机,有时再加上一个免费的识别应用。少数计划(空气质量和河流蜉蝣监测)会用到一些简单的工具包,通常由主办方出借或以低价出售——在假定需要设备之前,先查看具体计划的要求。