3 Sėkmingų piliečių mokslo taisyklės - 💡 Fix My Ideas

3 Sėkmingų piliečių mokslo taisyklės

3 Sėkmingų piliečių mokslo taisyklės


Autorius: Ethan Holmes, 2019

„Wildwood“ mokytojas Levi Simons ir jo studentai naudoja cheminių indikatorių testavimo rinkinius Los Andželo vandens kokybei nustatyti.

Jorge Luisas Borgesas labai trumpoje istorijoje „Apie mokslo tikslumą“ parašė didelę imperiją, siekiančią sukurti tokį tiksliai detalizuotą žemėlapį, kad jis išaugo taip, kaip pati imperija. Mano karjeros pradžioje ir neseniai iš mokyklos, aš maniau (panašioje, nors ir mažiau poetiškoje madoje nei p. Borges) apie tai, kaip atstovavau mokslą kaip vidurinės mokyklos mokytoją.

Labiausiai, jei ne visi, moksleiviai patyrė tą patį nerimą, kad jaučiasi nepakankamai turinio. Nuolat jaučiau, kad skubėjau per daug „didelių idėjų“, tačiau vis dar jaučiau, kad dauguma to, ką darau, egzistavo tik klasėje ir išnyko, kai mano studentai liko dieną.

Jaučiau, kad bandžiau savo mokinius domėtis mokslu iš mano žemėlapio, kai turėčiau juos paimti į šalį.

Švietimas kaip mokslas, mokslas kaip švietimas

Mano pirmoji patirtis gamtos mokslų srityje mokydama mokslą įvyko 2009 m. Pabaigoje, kai baigiau savo pirmąjį semestrą mokant aplinkos mokslų kursą Wildwood mokykloje Los Andžele, Kalifornijoje. Kai kurie mano mokiniai man pasakė, kaip jausmas negailestingai slegiantis aplinkos mokslas. Ar visa eiga būtų apie tai, kaip mūsų civilizacija žlugo ekologinėje katastrofoje?

Tai buvo tinkamas klausimas, ir po to, kai praleido šią žiemos atostogų mąstymą, kaip mokyti aplinkos mokslą be įkvėpimo išmokti bejėgiškumo jausmus, pasiūliau savo klasei, kad išsiaiškiname savo vietos aplinkos sveikatą.

Pradėjome aplinkosaugos žemėlapių projektą, pavadintą „TIGER“ („Technologiškai integruotas geotaginis aplinkos tyrimas“). Mes pradėjome matuoti ir atvaizduoti vandens kokybę daugelyje Los Andželo vietų ir netrukus pradėjo matuoti oro kokybę ir spinduliuotės lygį Kalifornijos pakrantėje.

Per šį laikotarpį pradėjome jungtis su kitomis piliečių mokslo grupėmis, pradedant paukščių populiacijų studijavimu ir galaktikų klasifikavimu. Mes matome, kaip piliečių mokslas tampa vis naudingesne mokslinių tyrimų priemone, nes mokslininkai supranta, kad jie gali gauti pagalbą iš daug didesnio rato nei tik tradicinė akademinė bendruomenė.

Iš TIGER projekto (scienceland.wikispaces.com/tiger) sukauptos patirties mes parengėme tris taisykles, kurios padėtų klasėms (ir visiems kitiems) kurti, valdyti ir bendradarbiauti su piliečių moksliniais projektais.

1 taisyklė: Padarykite jį išmatuojamą.

Kadangi bet kuris antropologas, turintis užrašų užpildytą nešiojamąjį kompiuterį, patvirtins, mokslas ne visada turi būti kiekybinis, kad būtų veiksmingas. Vis dėlto su TIGER projektu susiejome su skaitmeniniais duomenimis dėl dviejų priežasčių. Pirma, tai palengvina skirtingų stebėjimo vietų ir skirtingų datų palyginimą toje pačioje vietoje. Antra, tai leidžia mūsų grupei bendra kalba bendrauti su kitomis mokyklomis, dalyvaujančiomis TIGER projekte, ir su visomis išorinėmis grupėmis, kurios gali norėti naudoti mūsų duomenis.

Šioje srityje reikėjo naudoti įrangą, kuri duoda greitus skaitinius rezultatus. Pavyzdžiui, mūsų vandens kokybės duomenys yra užfiksuojami naudojant įvairias chemines tabletes, kurios greitai ištirpsta bandymo buteliukuose ir keičia spalvą, nurodydamos visko koncentraciją nuo ištirpusio deguonies iki bakterijų. Tuo pačiu metu bandome vandenį, taip pat naudojame elektroninių jutiklių porą: vieną - matuoti dujų, pvz., Deguonies ir naftos chemijos garų, koncentraciją, o kitą - oro sąlygų matavimui.

Mūsų tikslas vienu metu gauti šiuos duomenis buvo ieškoti galimų santykių tarp vietinės aplinkos atmosferos ir vandens. Jau matome periodines ebbas ir srautus, tokius kaip druskingumo pokyčiai, kuriuos sukelia potvyniai.

Studentai taip pat įgyja patirties, kaip kiekviename mokslinių tyrimų projekte matyti, kaip išsilavinę atspėti, klaidos ir eksperimentiniai apribojimai. Tai atsako į skundą: „Kada aš kada nors naudosiu tai?“

2 taisyklė: Padarykite jį pigiai.

Pilietinis mokslas yra taupus mokslas. Jei jums reikia milijonų dolerių, niekas, išskyrus keletą didelių laboratorijų, galės atlikti savo tyrimus. Siekdami, kad mūsų projektas būtų kuo prieinamesnis, stengėmės išlaikyti mažą mūsų įrangos kainą šimtų dolerių už mokyklą tvarka. Pavyzdžiui, vandens kokybės rinkiniai, kuriuos mes naudojame, kainuoja apie 40 dolerių už dešimt pilnų testų. Prieinamumas yra labai svarbus kuriant ir valdant projektą, apimantį didelį skaičių studentų visoje geografinėje vietovėje.

Su „TIGER“ projektu mūsų pagrindinės išlaidos buvo stebėjimo įrangos pirkimas. Transportavimo išlaidos yra mažos, nes kiekviena grupė stebi savo vietinę aplinką ir tada įkelia duomenis į centrinę svetainę. Mes taip pat naudojame laisvai prieinamą interneto bendradarbiavimo programinę įrangą duomenims saugoti ir analizuoti.

3 taisyklė: Padarykite ją atvirą.

Mokslas, tiek nacionalinėje laboratorijoje, tiek su pilietinio mokslo projektu, klesti ne tik atviro bendravimo, bet ir atvirų standartų. TIGER projekto procedūras vertiname kaip atviros platformos programinę įrangą.

Atviras standartas reiškia duomenų saugojimą ir analizę naudojant laisvai prieinamą programinę įrangą, tačiau tai taip pat reiškia bendrų ir viešų eksperimentinių procedūrų rinkinį. Mes įdiegėme savo procedūras wiki, siekiant užtikrinti vienodą surinktų duomenų rūšį ir palikti mūsų metodiką kritikuotai, o tai yra mokslo progresas.

Be to, bet kuris pilietinio mokslo projektas, pvz., TIGER, taip pat turėtų būti atviras plėtrai. Nors mes pradėjome tik vandens kokybę Los Andžele, mes visada naudojome duomenų bazę, kuri gali apimti bet kokią aplinkosauginę vertę, kiek ji yra įrašyta su unikalia GPS ženklu. Todėl galėjome į savo projektą įtraukti daugiau mokyklų ir daugiau duomenų tipų, pvz., Oro kokybės ir spinduliuotės lygių.

Mūsų atvirumas taip pat leido TIGER susisiekti su kitais susijusiais piliečio mokslo projektais, pvz., Bendruomenės radiacijos stebėsenos projektu, „Safecast“ (žr. 52 psl., „Drive-By Science“). Kadangi „Safecast“ taip pat norėjo viešai ir atvirai skelbti visus savo duomenis ir metodus, mes, „TIGER“, buvo gana lengva surinkti ir analizuoti abiejų projektų bandymų aikštelių spinduliuotės lygius.

Mūsų bendradarbiavimas su „Safecast“ taip pat suteikė TIGER studentams galimybę išspręsti „Geiger“ skaitiklio aparatinę įrangą. Ne tik jų darbas buvo svarbus „Safecast“ dokumentacijai, bet ir atnaujinti būsimus spinduliuotės jutiklius, bet bandymas rasti ano-malous rodmenų šaltinį buvo autentiškas mokymosi patirtis, kaip mokslas iš tikrųjų padaryta.

Studentai matuoja vandens mėginius pH, temperatūros, fosfatų, nitratų, ištirpusio deguonies, biologinio deguonies poreikio, geležies, vario, chloro, kietumo ir koliforminių bakterijų atžvilgiu. Duomenys yra susieti su interneto žemėlapio taškais.

Kas toliau? DIY jutikliai

Su savo dideliu ir augančiu piliečių mokslininkų tinklu, „Safecast“ yra pavyzdys, kur priimti tokį projektą kaip „TIGER“. Mūsų tikslas - įtraukti daugiau mokyklų, studentų ir savanorių ir išplėsti geografinę aprėptį. Vis dėlto šis augimas greičiausiai bus labai mažas.

Nors mūsų dabartinės įrangos išlaidos, visų pirma vandens kokybės bandymų rinkiniai, yra mažos, jos apima cheminių indikatorių tabletes, kurios gali būti naudojamos tik pusę kartų prieš išeikvojant. Be to, šie rinkiniai apriboja duomenų, kuriuos galime surinkti, tipus.

Sprendimas, sukurtas iš tikrųjų, yra sukurti savo aplinkos jutiklius. Šiuo metu tapo įmanoma sukurti pigius aplinkos jutiklius, nes vienam jutikliui tenkančios išlaidos sumažėjo iki beveik 1 $, o standartinės procesoriaus platformos, tokios kaip „Arduino“, tapo lengvai prieinamos. Yra daug neatidėliotinos naudos einant šiuo maršrutu. Pirma, elektroninius jutiklius galima naudoti tūkstančius kartų, pašalinant surinktų duomenų kiekį ir išlaidas.

Antra, savo jutiklių kūrimas suteikia mums daug daugiau lankstumo duomenų tipui

surinkti. Atsižvelgiant į komerciškai prieinamas technologijas, mes galime lengvai stebėti viską nuo anglies monoksido iki dirvožemio druskingumo iki ultravioletinės spinduliuotės.

Mobilieji telefonai - jutiklio tinklo mazgai

Nors dešimtys dolerių už jutiklio sistemą sudaro didelį sąnaudų mažinimą, yra dar pigesnis būdas sukurti pilietiškumo mokslo projektą, pvz., TIGER: mobilieji telefonai. Mobilieji telefonai ne tik tapo visuotine visuotine technologija, bet ir vis sudėtingesniu procesorių ir jutiklių rinkiniu.

Kaip daugelis kitų kūrėjų padarė, „TIGER“ studentai gali sukurti programas, skirtas rinkti duomenis iš tokių jutiklių kaip GPS įrenginys ir fotoaparatas, kad būtų galima įrašyti viską nuo invazinių rūšių geografinio pasiskirstymo iki atmosferos rūko.

Padarykite savo mokslą

TIGER ir panašūs projektai suteikia studentams galimybę mokytis analitinių ir motyvavimo įgūdžių, einant į lauką rinkti ir analizuoti savo pačių mokslinių tyrimų projektus.

Tačiau realus įspūdis prasidės, kai mokiniai visame pasaulyje pradės kaupti savo darbą įvairiose mokyklose ir laboratorijų grupėse, projektuoja ir kuria savo įrangą ir modifikuoja savo prietaisus. Trumpai tariant, mokslo ateitis ateis tiems, kurie kuria savo mokslą.



Jums Gali Būti Įdomu

Užblokuokite automobilio durų relę su Faradėjaus narve

Užblokuokite automobilio durų relę su Faradėjaus narve


„Maker Pro News“: vietinės gamybos atgaivinimas, gedulo „TechShop“ ir kt

„Maker Pro News“: vietinės gamybos atgaivinimas, gedulo „TechShop“ ir kt


Valgomosios inovacijos: „ViRiDi“ yra kaip mėlynas prijuostė sodininkystei

Valgomosios inovacijos: „ViRiDi“ yra kaip mėlynas prijuostė sodininkystei


Atviras pasaulis: „Vigyan Ashram“ skatina augančio augintojo judėjimą Indijoje

Atviras pasaulis: „Vigyan Ashram“ skatina augančio augintojo judėjimą Indijoje






Naujausios Žinutės