Proiecte pentru detectivii climei 2019-2020

Titlul proiectului: Roboți în ochiul ciclonului: Studenții lucrează în domeniul ingineriei robotice și al meteorologiei, cu scopul de a proteja insulele grecești de schimbările climatice.

Echipa: Detectivi experimentali

2019-2020   Școala experimentală a Universității din Salonic   Salonic   Grecia   30 Vârsta elevului: 8-9, 10-11

Apariția ciclonului mediteranean în Grecia în vara anului trecut și dezastrele provocate de acesta i-au motivat pe elevii noștri să creeze acest proiect, care implică atât aspecte legate de educația de mediu, cât și de știința meteorologiei. Abordarea s-a bazat pe filozofia STEM (Știință, Tehnologie, Inginerie, Matematică) și combină cunoștințe și informații din diferite discipline. Proiectarea programului și, mai exact, metodologia abordării didactice s-a bazat pe metoda de rezolvare a problemelor, ceea ce face din acesta un scenariu de creare de conținut în același timp. Elevilor li s-a cerut să găsească o modalitate de a utiliza datele colectate de la stațiile meteorologice pe care le-au încărcat pe site-ul școlii, iar apoi să procedeze atât la prognozarea fenomenelor periculoase, cum ar fi ciclonul, cât și la prevenirea problemelor pe care acestea le provoacă.

În acest an școlar, s-a decis implementarea acestui proiect, care reprezintă o inovație în ceea ce privește tipul de activități și conținutul tematic. În acest context, am încercat și am reușit să legăm patru domenii științifice: a) Robotică educațională, b) Educație ecologică, c) Meteorologie și d) Gândire algoritmică și computațională, axată pe învățarea colaborativă. Elevii și-au îmbunătățit înțelegerea și capacitatea de a prezice activitatea ciclonilor în Europa - cu impact mai ales asupra Greciei. Ei au dezvoltat o stație meteo și un model 3D pentru a ajuta la diagnosticarea cauzelor meteorologice și climatologice ale furtunilor puternice. Elevii au studiat datele pe care le colectează de la stația meteorologică care a fost instalată pe acoperișul școlii. Aceste date au fost transmise la departamentele de meteorologie și climatologie ale Școlii de Științe a Universității Aristotel din Salonic pentru a fi studiate. Elevii au observat că temperatura și vântul sunt două variabile care influențează crearea de furtuni puternice. Ei au căutat și au găsit modalități de avertizare timpurie, astfel încât locuitorii din zonele de coastă și din insule să fie în siguranță. Elevii, profesorii și oamenii de știință au colaborat, au proiectat, au executat, au interacționat.

De acest proiect a beneficiat nu numai comunitatea noastră locală, ci și comunitatea internațională. În special, procesul de cercetare a fost împărțit în șase (6) etape exploratorii. În prima etapă, elevii au explorat implicațiile de mediu ale schimbărilor climatice și efectele acestora asupra Greciei insulare (Observarea poziției problemei). Ei și-au îmbunătățit înțelegerea variabilelor atmosferice, cum ar fi temperatura, vântul, precipitațiile, umiditatea. Acest lucru a fost important pentru dezvoltarea proiectului. În plus, au fost evidențiate diferitele scări cu care sunt tratate adesea meteorologia și clima: Microclimat (1 km), mezoscală (1-1000 km), sinoptică (1000 km +) și globală. Diferența importantă dintre scara medie și cea sumară este că aceasta din urmă este supusă forței Coriolis (forțată să circule datorită rotației Pământului). Este important să se înțeleagă impactul pe care îl au evenimentele meteorologice asupra comunităților. Sistemul cel mai cunoscut în Grecia este avertizarea ΕΜΥ (http://www.hnms.gr/emy/el/), în care se folosește o gamă de culori pentru a semnala pericolul pentru civili, în funcție de gravitate și probabilitate. A doua etapă a explorat modalitățile de a face față și de a avertiza cu privire la vremea extremă (Early Affairs). Ei explorau principiile de bază ale meteorologiei și instrumentele sale de înregistrare și predicție a fenomenelor. În cea de-a treia etapă exploratorie (idee centrată pe ipoteze) și în colaborare cu departamentele de meteorologie și climatologie ale Școlii de Științe a Universității Aristotel din Salonic, ei au studiat și au construit o stație meteorologică pentru înregistrarea indicatorilor specifici (înălțimea și direcția precipitațiilor, temperatura și viteza aerului, umiditatea relativă și presiunea barometrică), utilizând kitul de stație meteo Raspberry Pi Oracle. Elevii au identificat parametrii meteorologici în timp real și au observat pe parcursul zilei temperatura, umiditatea, direcția și intensitatea vântului, cantitatea de ploaie (https://thingspeak.com/channels/1010145)... Acestea sunt elemente importante pentru înțelegerea meteorologiei. De exemplu, studiind temperatura din timpul zilei, au descoperit că aceasta este legată de nașterea furtunilor. În cea de-a patra etapă exploratorie (Exploatarea și implementarea soluțiilor) au decis asupra cărei probleme se vor concentra (declanșarea valurilor mari de ciclon) și au fost îndrumați spre proiectarea robotică (cu automatizări corespunzătoare) pentru a face față fenomenelor extreme, folosind ca sursă de informații stația meteo standard pe care o construiseră deja. Deoarece acest program este axat pe observarea Pământului, elevii au folosit și un instrument excelent (https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser/) . În cea de-a cincea etapă a procesului de cercetare, elevii au proiectat și construit, cu ajutorul unei imprimante 3D, un model reprezentând un mediu insular, în care construcțiile robotice interacționau cu stația meteo. În cele din urmă, în cea de-a șasea etapă (Cazuri-Re-evaluare), simularea a fost pusă în funcțiune și s-a verificat dacă există erori sau omisiuni. În același timp, această etapă a oferit ocazia de a evalua întregul proiect, de a reproiecta și de a găsi extensii pentru implementarea acestuia în alte cazuri.

https://thingspeak.com/channels/1010145