Projekti Podnebnih detektivov 2019-2020

Naslov projekta: Roboti v očesu ciklona: Dijaki se ukvarjajo z robotskim inženirstvom in meteorologijo, da bi zaščitili grške otoke pred podnebnimi spremembami.

Ekipa: Eksperimentalni detektivi

2019-2020   Eksperimentalna šola Univerze v Solunu   Solun   Grčija   30 Starost učenca: 8-9, 10-11

Pojav sredozemskega ciklona v Grčiji lansko poletje in nesreče so naše učence spodbudile, da so pripravili ta projekt, ki vključuje vidike okoljske vzgoje in meteorologije. Pristop je temeljil na filozofiji STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) ter združuje znanje in informacije z različnih področij. Zasnova programa, natančneje metodologija učnega pristopa, je temeljila na metodi reševanja problemov, zaradi česar je hkrati tudi scenarij za ustvarjanje vsebin. Učenci so morali z uporabo zbranih podatkov meteorološke postaje, ki so jih naložili na šolsko spletno stran, najti način, nato pa nadaljevati tako z napovedovanjem nevarnih pojavov, kot je ciklon, kot tudi s preprečevanjem težav, ki jih ti povzročajo.

V letošnjem šolskem letu smo se odločili za izvedbo tega projekta, ki je novost v smislu vrste dejavnosti in tematske vsebine. V tem okviru smo poskušali in uspeli povezati štiri znanstvena področja: a) izobraževalno robotiko, b) okoljsko izobraževanje, c) meteorologijo ter d) algoritmično in računalniško mišljenje s poudarkom na sodelovalnem učenju. Učenci so izboljšali razumevanje in sposobnost napovedovanja aktivnosti ciklonov v Evropi - natančneje z vplivom na Grčijo. Razvili so vremensko postajo in 3D-model za pomoč pri diagnosticiranju meteoroloških in klimatoloških vzrokov hudih neviht. Učenci so preučevali podatke, ki so jih zbrali na meteorološki postaji, ki je bila postavljena na strehi šole. Te podatke so posredovali oddelkoma za meteorologijo in klimatologijo na Fakulteti za naravoslovje Univerze Aristotel v Solunu, da bi jih preučili. Učenci so opazili, da sta temperatura in veter dve spremenljivki, ki vplivata na nastanek močnih neviht. Iskali in našli so načine zgodnjega opozarjanja, da bi bili prebivalci obalnih območij in otokov varni. Učenci, učitelji in znanstveniki so sodelovali, načrtovali, izvajali in sodelovali.

Ta projekt ni koristil le naši lokalni skupnosti, ampak tudi mednarodni skupnosti. Raziskovalni proces je bil razdeljen na šest (6) raziskovalnih faz. V prvi fazi so učenci raziskovali okoljske posledice podnebnih sprememb in njihove učinke na otoško Grčijo (opazovanje položaja problema). Izboljšali so svoje razumevanje atmosferskih spremenljivk, kot so temperatura, veter, padavine in vlažnost. To je bilo pomembno za razvoj projekta. Poleg tega so poudarili različna merila, s katerimi se pogosto obravnavata meteorologija in podnebje: Mikroklima (1 km), mezoskala (1-1000 km), sinoptična (1000 km +) in globalna. Pomembna razlika med srednjim in zbirnim merilom je, da za zbirno velja Coriolisova sila (zaradi vrtenja Zemlje je prisiljena krožiti). Pomembno je razumevanje vpliva meteoroloških dogodkov na skupnosti. V Grčiji je najbolj znan sistem opozoril ΕΜΥ (http://www.hnms.gr/emy/el/), pri katerem s paleto barv opozarjajo na nevarnost za civiliste glede na resnost in verjetnost. V drugi fazi so bili raziskani načini ravnanja in opozarjanja na ekstremne vremenske razmere (Early Affairs). Raziskovali so osnovna načela meteorologije in njena orodja za beleženje in napovedovanje pojavov. V tretji raziskovalni fazi (na hipoteze osredotočena ideja) in v sodelovanju z oddelkoma za meteorologijo in klimatologijo Šole za naravoslovje Univerze Aristotel v Solunu so preučevali in izdelali meteorološko postajo za beleženje določenih kazalnikov (višina in smer padavin, temperatura in hitrost, zrak, relativna vlažnost in barometrski tlak) z uporabo kompleta Raspberry Pi Oracle Weather Station. Učenci so določali meteorološke parametre v realnem času in čez dan opazovali temperaturo, vlažnost, smer in jakost vetra, količino dežja (https://thingspeak.com/channels/1010145).. To so pomembni elementi za razumevanje meteorologije. Pri preučevanju temperature čez dan so na primer ugotovili, da je ta povezana z rojstvom neviht. V četrti raziskovalni fazi (Izkoriščanje in izvajanje rešitev) so se odločili, na kateri problem se bodo osredotočili (sprožanje velikih ciklonskih valov), in bili napeljani na načrtovanje robotike (z ustrezno avtomatizacijo) za obvladovanje ekstremnih pojavov, pri čemer so kot vir informacij uporabili standardno vremensko postajo, ki so jo že izdelali. Ker je ta shema osredotočena na opazovanje Zemlje, so učenci uporabili tudi odlično orodje (https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser/) . V peti fazi raziskovalnega procesa so učenci s pomočjo 3D-tiskalnika zasnovali in izdelali model, ki je predstavljal otoško okolje, v katerem so robotske konstrukcije sodelovale z vremensko postajo. Nazadnje, v šesti fazi (primeri - ponovna ocena) je bila simulacija postavljena v delovanje in preverjena za morebitne napake ali opustitve. Hkrati je ta faza ponudila priložnost za ovrednotenje celotne zasnove, preoblikovanje in iskanje razširitev za njeno izvajanje v drugih primerih.

https://thingspeak.com/channels/1010145