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作者：Hobojunkai 發布時間：16/12/23 瀏覽次數： 次 本頁關鍵詞： 類別： 所屬類別： 解決方案 技術文章

 大學生體驗海洋數據收集和分析


概要：
     華盛頓州安吉利斯港的一所小型社區學院利用可承受的數據記錄技術來實現多種學習目標，包括提高學生的積極性，提高整體成績，鼓勵對海洋科學和技術職業感興趣的學生。

概述

     介紹性科學課程通常是講座和“數字化”實驗室的組合，學生通過一系列步驟達到預定的結論。從傳遞內容和信息的角度來看，這種方法具有優點。然而，它并不反映實際的研究過程，其涉及質疑和提出觀察和假設，以及收集和分析數據。


     在華盛頓州安吉利斯港的一所小型社區學院半島學院半島學院簡介海洋學課程中，一個目標是結合一個健康的基于查詢的數據收集和分析，理想的是使用研究級儀器，以完成四目標：

讓課程吸引學生，以增加動機和提高總分。
鼓勵看起來特別感興趣的學生考慮海洋科學和技術的職業。
將那些將進入海洋科學或技術職業的學生暴露于一些潛在有用的技術和技能。
通過與現場數據收集相關的小組問題解決，以及在常見軟件包（如Excel）中組織和分析數據，教授幾乎任何職業的技能。
為了實現這些目標，為該類制定了一個活動：設計，構建，部署和恢復海洋學“系泊設備”，每個都有一個儀器“包”，由設計用于收集時間序列數據的數據記錄器組成。

     在社區學院購買設備的資源通常很少，因此教師采取了創造性和保守的方法來使這些介紹級學生與研究級測量設備接觸。正如發生的一樣，在華盛頓胡安·德福卡海峽的一個小型研究項目（Rubin，Miller等人，2011）最近開始使用來自馬薩諸塞州這項努力清楚地表明，社區學院數據記錄器是魯棒和可靠的，每個記錄器42美元，負擔得起。


     在當地海洋生物中心的小額贈款的幫助下，半島能夠獲得十臺HOBO數據記錄器。然后，該類一起刮了幾個浮標，一些線，膠帶，舊塑料瓶和橡皮筋，并用工具組裝，工作。分為三組，學生建立他們的系泊在淺水（通常小于20'）在社區碼頭使用和部署數據記錄器在系泊處測量溫度和光在各種深度。 HOBO的堅固性允許學生幾乎完全自由地為他們的記錄器設計安裝 - 這是用昂貴或精致的儀器不可能實現的。建造系泊的行為成為海洋學導論學生所接受的工程挑戰，有些人熱衷于與其他班級分享他們的系泊的照片。

      系泊設備在2012年10月部署了兩個星期，HOBO設置為每30分鐘記錄一次溫度和光照數據。部署后，學生恢復了系泊，拆卸和清理組件，并使用附帶的HOBOware®Pro圖形和分析軟件下載和組織數據。最后，該類的最后作業分配是對收集的數據的開放式分析。學生被要求提出一個簡單的問題和假設，然后探討HOBO數據中的關系，以基本的方式，“測試”他們的假設。

       結果很明顯，這項活動符合課程的許多目標和目標。類別利益顯然作為學生一起參與收集海洋時間序列數據。原來，這些數據還包括一些有趣的模式，借以自己加強在類中涵蓋的概念。

      例如，一個學生假設潮汐階段和水溫之間可能存在關系，然后使用來自附近的NOAA潮汐站的數據和部署在其中一個系泊處的HOBO的水溫數據來視覺地探索關系。為了檢查空氣溫度變化的潛在混雜作用，她還從大約一公里外的環境監測浮標中提取了空氣溫度數據。她的調查表明，一天中最高潮和一天中最高低的相位收斂 - 在混合半日潮汐環境中產生超長時間高水的條件 - 可能促進額外的變暖水。學生的調查雖然沒有定論，但顯然使她不僅在Excel中進行數據分析，而且還在潮汐，混合和大氣熱交換在塑造海洋環境中發揮的作用。

      海洋學導論課程的一些要素使其特別適合這種學習活動，包括便于進入海洋水域和當地出資者的慷慨。然而，這項活動仍然可以高度轉移到其他教室。例如，雖然在海洋水域中收集數據是這個海洋學類的理想情況，但在池塘，湖泊或校園噴泉中收集數據仍然可以實現讓學生作為一個群體應付工程挑戰的目標，以及收集和分析數據時間序列。

     這與數據記錄器的低成本相結合意味著這種類型的活動可由許多教師訪問并且可轉移到許多其它教室。半島的海洋學導論肯定受到了它的積極影響。季度結束時的調查表明，76％的班級將數據收集和分析活動視為課程中最具影響力和價值的單一活動。