3 כללים למדעי האזרחים המוצלחים - 💡 Fix My Ideas

3 כללים למדעי האזרחים המוצלחים

3 כללים למדעי האזרחים המוצלחים


המחבר: Ethan Holmes, 2019

המורה Wildwood לוי סימונס ותלמידיו להשתמש בערכות בדיקה כימית למפות כדי למפות את איכות המים של לוס אנג'לס.

חורחה לואיס בורחס כתב פעם, בסיפור קצר מאוד על "מדע במדע", של אימפריה גדולה, שביקשה ליצור מפה כה מפורטת ומדויקת, עד שהיא גדלה כמו האימפריה עצמה. בתחילת הקריירה שלי בהוראה, ולאחרונה מחוץ לבית הספר, חשבתי (באופן דומה, אם כי פחות פואטי, מאשר במר בורחס) על האופן שבו אני מייצג את המדע כמורה בתיכון.

נאבקתי באותה חרדה שרוב המורים למדעים, אם לא כולם, מרגישים שאינם מכסים מספיק תוכן. כל הזמן הרגשתי דחף לעבור מספיק "הרעיונות הגדולים", ובכל זאת עדיין הרגשתי שרוב מה שאני עושה היה קיים רק בכיתה ונעלמו ברגע שהתלמידים שלי עזבו את היום.

הרגשתי כאילו אני מנסה לגרום לתלמידים שלי להתעניין במדע מהמפה שעשיתי, כשאני צריכה לקחת אותם לארץ עצמה.

חינוך כמדע, מדע כחינוך

הניסיון הראשון שלי בהוראת המדע על ידי עושה המדע קרה בסוף 2009, כאשר סיימתי את הסמסטר הראשון שלי ללמד קורס מדעי הסביבה בבית הספר ווילדווד בלוס אנג 'לס, קליפורניה מספר סטודנטים שלי סיפר לי איך מרגיש מדע הסביבה מדכא ללא הרף. האם הקורס כולו יהיה על איך הציוויליזציה שלנו עומד להתמוטט באסון אקולוגי?

זו היתה שאלה תקפה, ואחרי שבילה את החורף בחורף לחשוב איך ללמד מדע הסביבה בלי רגשות מעוררי השראה של חוסר אונים מלומד, הצעתי לכיתה שלי, כי אנחנו מגלים לעצמנו את הבריאות של הסביבה המקומית שלנו.

התחלנו פרויקט מיפוי סביבתי בשם TIGER (משולב מבחינה טכנולוגית Geotagged הסביבה מחקר). התחלנו למדוד ולמיין את איכות המים במספר אתרים בלוס אנג'לס ועד מהרה החלנו למדוד את איכות האוויר ואת רמות הקרינה לאורך החוף בקליפורניה.

במהלך תקופה זו התחלנו להתחבר עם קבוצות אחרות העוסקות במדעי המדינה, החל מניתוח אוכלוסיות ציפורים ועד גלקסיות מסווגות. אנו רואים כיצד המדע האזרחי הופך להיות כלי שימושי יותר ויותר במחקר כמו מדענים מבינים שהם יכולים לקבל עזרה מעיגול הרבה יותר גדול מאשר האקדמיה המסורתית.

מהניסיון שלנו עם פרויקט TIGER (scienceland.wikispaces.com/tiger), הגענו לשלושה כללים שיעזרו לכיתות לימוד (ולכל אדם אחר) ליצור, לנהל ולשתף פעולה על פרויקטים של מדע המדינה.

כלל מס '1: הפוך אותו למדידה.

כמו כל אנתרופולוג עם מחברת מלא הערות שדה יעיד, המדע לא תמיד צריך להיות כמותי כדי להיות יעיל. עם זאת, יש לנו תקוע עם נתונים מספריים עם פרויקט טיגר משתי סיבות. ראשית, הוא מאפשר השוואת נתונים בין אתרי ניטור שונים ובין תאריכים שונים באותו אתר. שנית, זה נותן לקבוצה שלנו שפה משותפת לתקשר עם בתי ספר אחרים המשתתפים בפרויקט TIGER, ועם כל הקבוצות החיצוניות שאולי תרצה להשתמש בנתונים שלנו.

בשדה, זה אומר שימוש בציוד שנותן תוצאות מספריות מהירות. לדוגמה, נתוני איכות המים שלנו הוא שנתפסו באמצעות מגוון של לוחות כימיים כי במהירות להמיס בקבוקונים הבדיקה, שינוי צבע כדי לציין את הריכוז של כל דבר, החל חמצן מומס על חיידקים. באותו הזמן אנחנו בודקים את המים, אנחנו גם משתמשים זוג של חיישנים אלקטרוניים: אחד כדי למדוד את ריכוז של גזים כגון חמצן ואדים פטרוכימיים, ועוד למדוד את תנאי מזג האוויר.

המטרה שלנו לקחת את הנתונים בו זמנית היא לחפש קשרים פוטנציאליים בין האטמוספירה לבין המים של הסביבה המקומית שלנו. כבר עכשיו אנו יכולים לראות ebbs וזרמים תקופתיים, כגון שינויים במליחות הנגרמת על ידי הגאות והשפל.

התלמידים גם לרכוש ניסיון ממקור ראשון עם לראות כיצד ניחושים משכילים, טעויות, ומגבלות ניסיוני להופיע בכל פרויקט מחקר. זה עונה על התלונה, "מתי אני הולך להשתמש בזה?"

כלל מס '2: הפוך אותו לזול.

מדע האזרח הוא מדע חסכני. אם אתה צריך הוצאה של מיליוני דולרים, אף אחד, למעט כמה מעבדות גדולות, יוכלו לנהל את המחקר שלך. ניסינו לשמור על עלויות ציוד נמוכות, בסדר גודל של מאות דולרים לבית הספר, כדי להפוך את הפרויקט שלנו לנגיש ככל האפשר. לדוגמה, את איכות המים ערכות אנו משתמשים עלות כ 40 $ עבור עשר בדיקות מלא. נגישות היא המפתח ביצירת וניהול פרויקט המכסה מספר גדול של תלמידים על פני שטח גיאוגרפי רחב.

עם פרויקט נמר העלויות העיקריות שלנו כבר קונה את ציוד הניטור. עלויות התחבורה נשמרות על ידי כך שכל קבוצה עוקבת אחר הסביבה המקומית שלה ולאחר מכן מעלים את הנתונים לאתר מרכזי. כמו כן, אנו משתמשים בתוכנות שיתוף פעולה מבוססות אינטרנט באופן חופשי כדי לאחסן ולנתח נתונים.

כלל מס '3: הפוך אותו פתוח.

המדע, אם במעבדה הלאומית או עם פרויקט מדעי המדינה, משגשג לא רק על תקשורת פתוחה, אלא על סטנדרטים פתוחים. אנו מתייחסים לנהלים של פרויקט TIGER כתוכנה לפלטפורמה פתוחה.

תקן פתוח פירושו אחסון וניתוח נתונים באמצעות תוכנה זמינה באופן חופשי, אבל זה גם אומר באמצעות סדרה של נהלים ניסיוניים משותפים וציבוריים. שמנו את ההליכים שלנו על ויקי, הן כדי להבטיח אחידות בסוג הנתונים שנאספו, ולהשאיר את המתודולוגיות שלנו פתוח לביקורת, כך המדע התקדמות.

באופן דומה, כל פרויקט מדעי האזרח כמו TIGER צריך גם להיות פתוח בקלות להתרחבות. למרות שהתחלנו עם איכות המים רק בלוס אנג'לס, השתמשנו תמיד מסגרת נתונים שיכולים לשלב כל ערך סביבתי כל עוד זה נרשם עם חותמת GPS ייחודית. כתוצאה מכך, הצלחנו להוסיף עוד בתי ספר ועוד סוגי נתונים, כגון איכות האוויר ורמות הקרינה, לפרויקט שלנו.

הפתיחות שלנו אפשרה גם ל- TIGER להתחבר לפרויקטים מדעיים אחרים הקשורים לאזרח, כגון פרויקט ניטור הקרינה הקהילתי, Safecast (ראה עמוד 52, "Drive-By Science"). כמו Safecast יש גם להוטים לפרסם את כל הנתונים והשיטות שלהם בפורמט ציבורי ופתוח, אנחנו ב TIGER היה קל יחסית זמן איסוף וניתוח רמות קרינה עבור שני אתרי הבדיקה של הפרויקטים.

שיתוף הפעולה שלנו עם Safecast נתן גם לתלמידי TIGER את ההזדמנות לפתור את החומרה הנגדית של Geiger. לא זו בלבד שעבודתם היתה חשובה לתיעוד של Safecast עצמו, וגם לעדכון חיישני קרינה עתידיים, אבל תהליך הניסיון למצוא את המקור של קריאות אנו-מאליות היה חוויית למידה אותנטית כיצד המדע נעשה בפועל.

סטודנטים למדוד דגימות מים עבור pH, טמפרטורה, phosphates, חנקות, חמצן מומס, ביקוש חמצן ביולוגי, ברזל, נחושת, כלור, קשיות, חיידקי קוליפורם. הנתונים מקושרים לנקודות במפה מקוונת.

מה הלאה? חיישני DIY

עם הרשת הגדולה והולכת של מדענים אזרחיים, Safecast הוא דוגמה של איפה לקחת פרוייקט כגון טייגר. המטרה שלנו היא לערב יותר בתי ספר, סטודנטים ומתנדבים ולהרחיב את הכיסוי הגיאוגרפי שלנו. עם זאת, צמיחה זו צפויה להיתקל כמה צווארי בקבוק מהר מאוד.

בעוד עלויות הציוד הנוכחי שלנו, בעיקר עבור ערכות בדיקת איכות מים, הם נמוכים, הם כרוכים בשימוש טבליות אינדיקטור כימיים אשר ניתן להשתמש רק חצי תריסר פעמים לפני שהוא מרוקן. בנוסף, ערכות אלו מגבילות את סוגי הנתונים שאנו יכולים לאסוף.

הפתרון, באופנה אמיתית, הוא לבנות את החיישנים הסביבתיים שלנו. פיתוח חיישנים סביבתיים זולים הפך עכשיו אפשרי ככל העלות לכל חיישן ירד ל 1 $, פלטפורמות מעבד סטנדרטי כגון Arduino הפכו זמינים. ישנם מספר יתרונות מיידיים ללכת בדרך זו. ראשית, חיישנים אלקטרוניים ניתן להשתמש אלפי פעמים, הסרת גבול על כמות הנתונים שנאספו כמו גם את העלות.

שנית, פיתוח החיישנים שלנו נותן לנו גמישות רבה יותר בסוג הנתונים

שנאספו. בהתחשב בטכנולוגיה זמינה מסחרית, אנחנו יכולים בקלות לפקח על הכל מפני רמות חד תחמוצת הפחמן מליחות קרקע לקרינה אולטרה סגולה.

טלפונים סלולריים כמו צמתים רשת צמתים - -

בעוד עשרות דולרים לכל מערכת חיישן מייצג הפחתת עלויות משמעותית, יש שיטה אפילו זול יותר לפיתוח פרויקט המדע האזרחי כגון TIGER: טלפונים סלולריים. לא רק טלפונים סלולריים הופכים לטכנולוגיה בכל מקום בעולם, אבל הם מכילים גם סדרה מורכבת יותר ויותר של מעבדים וחיישנים.

מה תלמידים יכולים לעשות, כמו מספר מפתחים אחרים עשו, הוא ליצור יישומים כדי לאסוף נתונים חיישנים כגון יחידת ה- GPS ואת המצלמה כדי להקליט הכל החלוקה הגיאוגרפית של מינים פולשניים לכמות של ערפל אטמוספרי.

הפוך את המדע שלך

טיגר ופרוייקטים דומים מעניקים לתלמידים הזדמנות ללמוד מיומנויות אנליטיות וחשיבה על ידי כניסה לתחום כדי לאסוף ולנתח נתונים לפרויקטים שלהם.

ההתרגשות האמיתית, אם כי, תתחיל כאשר תלמידים ברחבי העולם יתחילו לבנות את עבודתם על פני בתי ספר שונים וקבוצות מעבדה, לעצב ולבנות את הציוד שלהם ולשנות את המכשירים שלהם. בקיצור, העתיד של המדע יגיע למי לעשות מדע משלהם.



אתה עשוי להתעניין

קוד פתוח "שדרוג" תגים עבור הפרויקטים שלך ...

קוד פתוח "שדרוג" תגים עבור הפרויקטים שלך ...


Mothoth מודולרי סינתיסייזר ב MIT מוזיאון

Mothoth מודולרי סינתיסייזר ב MIT מוזיאון


כיצד לבצע: 10 שעון אטומי שעון

כיצד לבצע: 10 שעון אטומי שעון


5, 4, 3, 2, 1 דברים על רובין וולס

5, 4, 3, 2, 1 דברים על רובין וולס






פוסטים אחרונים