3 قواعد لنجاح المواطن العلم - 💡 Fix My Ideas

3 قواعد لنجاح المواطن العلم

3 قواعد لنجاح المواطن العلم


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

يستخدم مدرس وايلد وود ليفي سيمونز وطلابه مجموعات اختبار المؤشرات الكيميائية لرسم خريطة لنوعية مياه لوس أنجلوس.

كتب خورخي لويس بورخيس ذات مرة ، في القصة القصيرة جدًا "على الدقة في العلم" ، عن إمبراطورية عظيمة سعت إلى إنشاء خريطة تفصيلية بدقة بحيث نمت لتصبح كبيرة مثل الإمبراطورية نفسها. في بداية مسيرتي التعليمية ، وفي الآونة الأخيرة خارج المدرسة ، فكرت (بطريقة مماثلة ، وإن كانت أقل شعرية ، من السيد بورخيس) حول كيف كنت أمثل العلم كمدرس في مدرسة ثانوية.

تصارعت مع نفس القلق ، إن لم يكن كل ذلك ، يشعر مدرسي العلوم بعدم تغطية محتوى كافٍ. شعرت باستمرار بالاندفاع لتجاوز ما يكفي من "الأفكار الكبيرة" ، ومع ذلك شعرت أن معظم ما كنت أفعله موجود فقط في الفصل الدراسي واختفت اللحظة التي غادر فيها طلابي لهذا اليوم.

شعرت كأنني أحاول جذب طلابي إلى العلم من الخريطة التي كنت أعملها ، عندما يجب أن آخذهم إلى البلد نفسه.

التعليم والعلوم والعلوم والتعليم

حدثت أول تجربة لي في تدريس العلوم عن طريق ممارسة العلوم في أواخر عام 2009 عندما كنت أنهي الفصل الدراسي الأول لتدريس دورة في العلوم البيئية في مدرسة وايلد وود في لوس أنجلوس ، كاليفورنيا ، وقد أخبرني عدد من تلاميذي كيف شعرت العلوم البيئية بالاكتئاب الشديد. هل كان المسار كله يدور حول كيفية انهيار حضارتنا في كارثة بيئية؟

لقد كان سؤالًا صالحًا ، وبعد قضاء تلك العطلة الشتوية في التفكير في كيفية تدريس العلوم البيئية دون إلهام مشاعر العجز المكتسب ، اقترحت على صفي أن نكتشف لأنفسنا صحة بيئتنا المحلية.

لقد بدأنا مشروع رسم خرائط بيئي يسمى TIGER (أبحاث بيئية متكاملة ذات علامات جغرافية). بدأنا في قياس ورصد نوعية المياه في عدد من المواقع في لوس أنجلوس ، وسرعان ما بدأنا في قياس جودة الهواء ومستويات الإشعاع على طول ساحل كاليفورنيا.

خلال هذا الوقت بدأنا التواصل مع مجموعات أخرى تقوم بعلم المواطن ، بدءاً من دراسة مجموعات الطيور إلى تصنيف المجرات. نحن نرى كيف أصبح علم المواطن أداة مفيدة بشكل متزايد في البحث حيث يدرك العلماء أنه يمكنهم الحصول على مساعدة من دائرة أكبر بكثير من الأوساط الأكاديمية التقليدية فقط.

من تجربتنا مع مشروع TIGER (scienceland.wikispaces.com/tiger) ، توصلنا إلى ثلاث قواعد لمساعدة الفصول الدراسية (وأي شخص آخر) على إنشاء وإدارة وتعاون في مشاريع العلوم للمواطنين.

القاعدة رقم 1: اجعلها قابلة للقياس.

نظرًا لأن أي عالم أنثروبولوجيا به دفتر ملاحظات مليء بالملاحظات الميدانية سوف يشهد ، فإن العلم لا يحتاج دائمًا إلى أن يكون كميًا ليكون فعالًا. ومع ذلك ، فقد تعثرنا مع البيانات العددية مع مشروع TIGER لسببين. أولاً ، يسهل مقارنة البيانات بين مواقع المراقبة المختلفة وبين التواريخ المختلفة في نفس الموقع. ثانيًا ، يمنح مجموعتنا لغة مشتركة للتواصل مع المدارس الأخرى المشاركة في مشروع TIGER ، وأي مجموعات خارجية قد ترغب في استخدام بياناتنا.

في هذا المجال ، كان هذا يعني استخدام المعدات التي تعطي نتائج رقمية سريعة. على سبيل المثال ، يتم التقاط بيانات جودة المياه لدينا باستخدام مجموعة متنوعة من الأقراص الكيميائية التي تذوب بسرعة في قارورة الاختبار ، وتغيير اللون للإشارة إلى تركيز كل شيء من الأكسجين المذاب إلى البكتيريا. في نفس الوقت الذي نختبر فيه الماء ، نستخدم أيضًا زوجًا من المستشعرات الإلكترونية: واحد لقياس تركيز الغازات مثل الأكسجين والأبخرة البتروكيماوية ، والآخر لقياس الأحوال الجوية.

كان هدفنا في أخذ هذه البيانات في وقت واحد هو البحث عن علاقات محتملة بين الجو ومياه بيئتنا المحلية. بالفعل يمكننا أن نرى انحطاطات وتدفقات دورية ، مثل الاختلافات في الملوحة التي تسببها المد والجزر.

يكتسب الطلاب أيضًا تجربة مباشرة مع رؤية كيف تظهر التخمينات المتعلّقة والأخطاء والقيود التجريبية في كل مشروع بحثي. هذا يجيب على الشكوى ، "متى سأستخدم هذا؟"

القاعدة رقم 2: اجعلها رخيصة.

علم المواطن هو علم مقتصد. إذا كنت بحاجة إلى نفقات بملايين الدولارات ، فلن يتمكن أي شخص ، باستثناء بعض المعامل الكبيرة ، من إجراء البحث. لقد سعينا للحفاظ على تكاليف معداتنا منخفضة ، في حدود مئات الدولارات لكل مدرسة ، وذلك لجعل مشروعنا في متناول ممكن. على سبيل المثال ، تبلغ تكلفة مجموعات جودة المياه التي نستخدمها حوالي 40 دولارًا لعشرة اختبارات كاملة. تعد إمكانية الوصول أساسية في إنشاء وإدارة مشروع يغطي عددًا كبيرًا من الطلاب في منطقة جغرافية واسعة.

مع مشروع TIGER ، كانت تكاليفنا الرئيسية شراء معدات المراقبة. يتم الاحتفاظ بتكاليف النقل منخفضة من خلال قيام كل مجموعة بمراقبة بيئتها المحلية ثم تحميل البيانات على موقع ويب مركزي. نستخدم أيضًا برنامج تعاون متوفر مجانًا على الويب لتخزين البيانات وتحليلها.

القاعدة رقم 3: اجعلها مفتوحة.

العلم ، سواء كان في مختبر وطني أو مع مشروع علوم المواطن ، لا يزدهر فقط على التواصل المفتوح ، ولكن على المعايير المفتوحة. نتعامل مع إجراءات مشروع TIGER كبرنامج لمنصة مفتوحة.

يعني المعيار المفتوح تخزين البيانات وتحليلها باستخدام برامج متوفرة مجانًا ، ولكن يعني أيضًا استخدام مجموعة من الإجراءات التجريبية العامة والعامة. لقد وضعنا إجراءاتنا على الويكي ، لضمان التوحيد في نوع البيانات التي تم جمعها ، وترك منهجياتنا مفتوحة للنقد ، وهذا هو كيفية تقدم العلم.

وبالمثل ، يجب أن يكون أي مشروع لعلوم المواطنين مثل TIGER مفتوحًا بسهولة للتوسع. على الرغم من أننا بدأنا بنوعية المياه فقط في لوس أنجلوس ، فقد استخدمنا دائمًا إطارًا للبيانات يمكن أن يتضمن أي مقياس بيئي طالما تم تسجيله بختم GPS فريد من نوعه. نتيجةً لذلك ، تمكنا من إضافة المزيد من المدارس والمزيد من أنواع البيانات ، مثل جودة الهواء ومستويات الإشعاع ، إلى مشروعنا.

سمح انفتاحنا أيضًا لـ TIGER بالاتصال بمشروعات علوم المواطن الأخرى ذات الصلة ، مثل مشروع مراقبة الإشعاع المجتمعي ، Safecast (انظر صفحة 52 ، "علوم القيادة"). نظرًا لأن Safecast كان حريصًا على نشر جميع بياناتهم وطرقهم بتنسيق عام ومفتوح ، فقد أمضينا في TIGER وقتًا سهلًا نسبيًا في جمع وتحليل مستويات الإشعاع لمواقع اختبار كلا المشروعين.

كما أتاح تعاوننا مع Safecast لطلاب TIGER الفرصة لاستكشاف أخطاء عداد جيجر. لم يكن عملهم مهمًا فقط بالنسبة لوثائق Safecast الخاصة ، ولتحديث أجهزة استشعار الإشعاع في المستقبل ، ولكن عملية محاولة العثور على مصدر القراءات الخبيثة كانت تجربة تعليمية أصيلة في كيفية إجراء العلم فعليًا.

يقوم الطلاب بقياس عينات المياه من أجل الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والفوسفات والنترات والأكسجين المذاب والطلب البيولوجي على الأكسجين والحديد والنحاس والكلور والصلابة والبكتيريا القولونية. ترتبط البيانات بنقاط على خريطة على الإنترنت.

ماذا بعد؟ مجسات DIY

من خلال شبكتها الكبيرة والمتنامية من العلماء المواطنين ، يعد Safecast مثالًا على المكان الذي يجب أن يأخذ فيه مشروعًا مثل TIGER. هدفنا هو إشراك المزيد من المدارس والطلاب والمتطوعين وتوسيع تغطيتنا الجغرافية. ومع ذلك ، فإن هذا النمو سيواجه على الأرجح بعض الاختناقات بسرعة كبيرة.

في حين أن تكاليف معداتنا الحالية ، في المقام الأول بالنسبة لمجموعات اختبار جودة المياه ، منخفضة ، فإنها تنطوي على استخدام أقراص المؤشرات الكيميائية التي لا يمكن استخدامها سوى نصف دزينة من المرات قبل نفادها. بالإضافة إلى ذلك ، تحد هذه المجموعات من أنواع البيانات التي يمكننا جمعها.

الحل ، بطريقة الموضة الحقيقية ، هو بناء مستشعراتنا البيئية. أصبح تطوير مستشعرات بيئية رخيصة أمرًا ممكنًا نظرًا لأن التكلفة لكل جهاز استشعار قد انخفضت إلى ما يقرب من 1 دولار ، وأصبحت منصات المعالجات القياسية مثل Arduino متاحة بسهولة. هناك عدد من الفوائد الفورية للذهاب إلى هذا الطريق. أولاً ، يمكن استخدام المستشعرات الإلكترونية آلاف المرات ، مما يؤدي إلى إزالة حد لكمية البيانات التي يتم جمعها بالإضافة إلى التكلفة.

ثانياً ، تطوير أجهزة الاستشعار الخاصة بنا يمنحنا مرونة أكبر بكثير في نوع البيانات

التي تم جمعها. نظرًا للتكنولوجيا المتاحة تجاريًا ، يمكننا مراقبة كل شيء بسهولة بدءًا من مستويات أول أكسيد الكربون إلى ملوحة التربة إلى الأشعة فوق البنفسجية.

الهواتف المحمولة كعقد شبكة الاستشعار

في حين أن عشرات الدولارات لكل جهاز استشعار تمثل تخفيضًا كبيرًا في التكلفة ، إلا أن هناك طريقة أرخص لتطوير مشروع علمي للمواطنين مثل TIGER: الهواتف المحمولة. ليس فقط أن تصبح الهواتف المحمولة تقنية شاملة في جميع أنحاء العالم ، ولكنها تحتوي أيضًا على مجموعة متزايدة التعقيد من المعالجات وأجهزة الاستشعار.

ما يمكن للطلاب في TIGER فعله ، كما فعل عدد من المطورين الآخرين ، هو إنشاء تطبيقات لجمع البيانات من أجهزة استشعار مثل وحدة GPS والكاميرا من أجل تسجيل كل شيء من التوزيع الجغرافي للأنواع الغازية إلى كمية الضباب الجوي.

اصنع العلم الخاص بك

TIGER والمشاريع المماثلة تعطي الطلاب الفرصة لتعلم مهارات التحليل والتفكير من خلال الذهاب إلى الميدان لجمع وتحليل البيانات لمشاريعهم البحثية الخاصة.

ومع ذلك ، سيبدأ الإثارة الحقيقية عندما يبدأ الطلاب في جميع أنحاء العالم في تجميع أعمالهم عبر مختلف المدارس ومجموعات المختبرات ، وتصميم وبناء معداتهم الخاصة ، وتعديل أجهزتهم الخاصة. باختصار ، سوف يأتي مستقبل العلم لأولئك الذين يصنعون العلم الخاص بهم.



قد تكون مهتمة

رسائل من العالم الافتراضي إلى ساعة يد حقيقية في العالم ...

رسائل من العالم الافتراضي إلى ساعة يد حقيقية في العالم ...


التصويت لمفضلتك #PSoCMaker

التصويت لمفضلتك #PSoCMaker


يلقي بلوميير الضوء اللطيف أو يزهر في الظل

يلقي بلوميير الضوء اللطيف أو يزهر في الظل


Skywalker vs. Stormtrooper: معركة Endor Speeder Bike Quadcopter

Skywalker vs. Stormtrooper: معركة Endor Speeder Bike Quadcopter