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Introdução ao Processo de Ciência de Dados – uma colaboração Club for the Future e Microsoft Hacking STEM

  • Artigo

Hacking STEM está entusiasmado com a parceria com a organização sem fins lucrativos Blue Origin, Club for the Future, para destacar como um processo de ciência de dados é usado para ajudar a determinar um Go/No-Go para o lançamento de um Blue Origin New Shepard Rocket.

Rock-it com Ciência de Dados

A ciência de dados subiu para um nível elevado de importância. Agora, mais do que nunca, os dados são utilizados para compreender melhor o mundo que nos rodeia. Os avanços tecnológicos permitem-nos recolher maiores quantidades de dados de forma mais eficiente e utilizá-los de novas formas, aumentando a necessidade de os estudantes compreenderem melhor como a ciência de dados pode ser aplicada.

Prepare os estudantes para criarem o futuro, envolvendo-os em atividades divertidas e interativas à medida que aprendem sobre o Excel e o processo de ciência de dados.

O livro interativo do Microsoft Excel orienta os estudantes sobre a forma como os cientistas de dados se envolvem num método chamado processo de ciência de dados. Utilize estas atividades no Excel para explorar o processo que os cientistas utilizam para fazer boas perguntas, organizar e visualizar dados e, em seguida, utilizar os dados para tomar decisões importantes.

O Excel é uma ferramenta utilizada em todo o mundo para trabalhar com dados. Nestas atividades, os estudantes aprendem a utilizar o Excel e a concluir todos os passos de uma missão ao participar no processo de ciência de dados.

Nesta missão, os estudantes analisam os principais dados meteorológicos na determinação dos parâmetros de segurança dos voos para um foguetão New Shepard e, em última análise, tomam uma decisão Go/No-Go para o lançamento. Os estudantes aprendem a utilizar o Excel enquanto participam nesta atividade dinâmica Ciência de Dados Processo.

Durante a experiência, os alunos formulam e fazem perguntas relacionadas com fatores que influenciam a estabilidade de um foguetão à medida que viaja pela atmosfera. Em seguida, através de um conjunto de dados atmosféricos, os estudantes organizam os dados com as ferramentas do Excel para obter informações significativas. Em seguida, os estudantes aprenderão a criar gráficos com uma funcionalidade melhorada de IA no Excel.

No passo final, os estudantes interpretam os dados visualizados para fazer uma determinação Go/No-Go para um lançamento de foguetão. As equipas reportam as suas descobertas num breve relatório sobre o controlo de voos.

Com a conclusão bem-sucedida de todos os passos da missão, os estudantes ganham um distintivo dados espaciais e, após completarem a experiência, obtêm um certificado.

Imagem de cabeçalho com um ponto de interrogação num deslocamento e o texto: fazer perguntas.

Passo 1 – Fazer perguntas

No Passo 1 do processo de ciência de dados, os estudantes fazem perguntas. As perguntas estão diretamente relacionadas com fatores que afetam a estabilidade de um foguetão à medida que viaja pela atmosfera terrestre. Em seguida, reduza o foco a uma única pergunta que pode ser respondida através da investigação de dados.

Idade: 11-15 anos

Comprimento: 60 minutos

Destaques da lição:

  • Debate de ideias sobre fatores que podem afetar a estabilidade do lançamento de foguetões.
  • Categorize dados visuais, qualitativos e quantitativos relacionados com um lançamento de foguetão estável.
  • Desenvolva uma pergunta focada num conjunto de dados específico.
  • Determine que dados são necessários para responder à pergunta de foco.

Padrões de aprendizado:

  • NGSS MS-ESS1-3. Analisar e interpretar dados para determinar semelhanças e diferenças nas descobertas.
  • ISTE 5b. Os alunos coletam dados ou identificam conjuntos de dados relevantes, usam ferramentas digitais para analisá-los e representam dados de várias maneiras para facilitar a resolução de problemas e a tomada de decisões.
  • CSTA 2-DA-09 Recolha dados com ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e fiáveis.

Recursos:

Imagem de cabeçalho com folhas de cálculo e o texto: organizar dados.

Passo 2 – Organizar dados

Organizar dados é o passo seguinte no processo de ciência de dados. Os conjuntos de dados recolhidos podem ser extremamente grandes. Na função de cientista de dados, tem de tornar os dados geríveis com o poder das ferramentas digitais para compreender melhor o impacto do vento no lançamento do foguetão.

Idade: 11-15 anos

Comprimento: 60 minutos

Destaques da lição:

  • Escrever, copiar e colar dados em células do Excel
  • Ler dados do sensor e manipular colunas de dados
  • Organizar dados numa tabela estruturada
  • Calcular dados com fórmulas numa tabela

Padrões de aprendizado:

  • NGSS MS-ESS1-3. Analisar e interpretar dados para determinar semelhanças e diferenças nas descobertas.
  • ISTE 5b. Os alunos coletam dados ou identificam conjuntos de dados relevantes, usam ferramentas digitais para analisá-los e representam dados de várias maneiras para facilitar a resolução de problemas e a tomada de decisões.
  • CSTA 2-DA-09 Recolha dados com ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e fiáveis.

Recursos

Imagem de cabeçalho com um gráfico de linhas e o texto: visualizar dados.

Passo 3 – Visualizar dados

O passo 3 neste processo de ciência de dados é a criação de interpretações visuais dos nossos dados, como gráficos e gráficos. Permitem que os cientistas de dados vejam os dados de formas que os números e o texto simplesmente não conseguem fornecer. A tarefa consiste em utilizar os nossos dados organizados do Passo 2 e criar um gráfico que mostre as nossas velocidades máximas de vento permitidos em elevações diferentes.

Idade: 11-15 anos

Comprimento: 60 minutos

Destaques da lição:

  • Visualizar dados com gráficos de colunas e de dispersão
  • Utilizar a funcionalidade Analisar Dados e aprender a mover e redimensionar o gráfico
  • Localizar gráficos diferentes a partir do menu Inserir
  • Editar títulos e etiquetas num gráfico

Padrões de aprendizado:

  • NGSS MS-ESS1-3. Analisar e interpretar dados para determinar semelhanças e diferenças nas descobertas.
  • ISTE 5b. Os alunos coletam dados ou identificam conjuntos de dados relevantes, usam ferramentas digitais para analisá-los e representam dados de várias maneiras para facilitar a resolução de problemas e a tomada de decisões.
  • CSTA 2-DA-09 Recolha dados com ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e fiáveis.

Recursos

Imagem de cabeçalho com um foguetão e o texto: interpretar dados.

Passo 4 – Interpretar dados

No Passo 4 do processo de ciência de dados, a sua equipa interpreta os dados visualizados do Passo 3 para fazer uma determinação Go/No-Go para um lançamento de foguetão. A equipa reporta as suas descobertas num breve relatório sobre o controlo de voos.

Idade: 11-15 anos

Comprimento: 60 minutos

Destaques da lição:

  • Saiba mais sobre a visualização com dois tipos de gráficos
  • Examinar um gráfico de dados de velocidade do vento a partir de um balão meteorológico
  • Utilize os dados disponíveis para determinar se o foguetão é um Go/No-Go para lançamento

Padrões de aprendizado:

  • NGSS MS-ESS1-3. Analisar e interpretar dados para determinar semelhanças e diferenças nas descobertas.
  • ISTE 5b. Os alunos coletam dados ou identificam conjuntos de dados relevantes, usam ferramentas digitais para analisá-los e representam dados de várias maneiras para facilitar a resolução de problemas e a tomada de decisões.
  • CSTA 2-DA-09 Recolha dados com ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e fiáveis.

Recursos:

Princípios do plano de aulas

Relevância. Ciência de Dados é uma das profissões que mais crescem, de acordo com o Gabinete de Estatísticas do Trabalho. Todas as indústrias precisam de análise de dados, incluindo negócios em todos os setores, cuidados de saúde, educação e todas as formações de programação social. Inspirar o avanço das competências de análise de dados da NextGen é estimular o raciocínio, o discurso e a tomada de decisões, criando, em última análise, um mundo mais inteligente para todos nós.

Equidade para Todos. Instruções multimodais, dinâmicas e estruturadas apoiam os alunos em vários níveis de prontidão e de diversas origens.

Acessibilidade. Projetadas para abrir as portas para a participação dos alunos na revolução da ciência de dados, essas aulas são suportadas em qualquer dispositivo habilitado para internet. Use uma tela maior (laptop ou desktop) para a melhor experiência.

Alinhado aos padrões. Todas as atividades estão alinhadas com as principais normas de Ciência da Próxima Geração (NGSS), normas da International Society for Technology in Education (ISTE) e normas CSTA (Computer Science Teacher Association Standards).

Continue a sua aprendizagem

Misture e combine com estas atividades suplementares para que os seus alunos se entusiasmem com o STEM, o espaço e a ciência de dados!

  • Analise as fotos dos astronautas da Terra para prever as alterações climáticas com esta atividade hacking STEM + NASA.
  • Crie meias astro para proteger os pés dos astronautas em microgravidade enquanto estiver na Estação Espacial Internacional com esta atividade Hacking STEM + NASA.
  • Ignite APRENDIZAGEM STEM para todos os estudantes com Minecraft Education. Com as Missões Artemis, os formandos exploram as Leis de Newton para conceber e lançar um foguetão, usar código para navegar na cápsula espacial orion e trabalhar como uma equipa para construir uma base de sobrevivência na Lua.
  • Envie um postal para o espaço com o Blue Origin's Club for the Future. Este currículo está alinhado com padrões e encoraja os alunos a pensar em um futuro de vida no espaço para beneficiar a Terra. Depois de concluir esta atividade, os estudantes recebem uma lembrança especial com fluxo de espaço.
  • Traga espaço para a sala de aula com o Club for the Future. Explore estas atividades de sala de aula e o currículo para educadores e encarregados de educação do K-12.
  • Pesquisar comida espacial astronauta com Coach de pesquisa em Microsoft Teams para Educação. Obtenha orientações para fazer perguntas eficazes e descobrir origens fiáveis.
  • Saiba mais sobre foguetes e ciência de foguetões com a NASA. Com uma variedade de atividades de sala de aula que vão desde a construção de um foguetão de papel até à aprendizagem sobre cargas de foguetes, as atividades da NASA são adequadas para estudantes dos 5 aos 18 anos.
  • Descubra as suas próprias informações com um conjunto de dados baseado em foguetões de grandes dimensões no Excel. Explorar, visualizar e analisar macrodados.

Sugestões para professores

Utilizar o livro do Excel no Microsoft Teams Crie uma tarefa (Introdução ao Processo de Ciência de Dados) no Microsoft Teams para Educação e atribua o livro do Excel a grupos individuais ou pequenos de estudantes numa turma. Grupos entregar uma cópia da tarefa que pode ser classificada separadamente ou em conjunto. Saiba como aqui.

Quer mais?

Você pode integrar outros projetos STEM práticos em sua sala de aula! Experimente projetos como construir uma mão robótica, fazer uma bateria com um limão ou medir a qualidade da água. Visite aka.ms/HackingSTEM para saber mais.

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