数据科学过程简介 - 面向未来的俱乐部和Microsoft黑客 STEM 协作
Hacking STEM 很高兴与 Blue Origin 的非营利组织“未来俱乐部”合作，强调如何使用数据科学过程来帮助确定“蓝色起源新谢泼德火箭”的发射/否。
用数据科学摇摆
数据科学 已经上升到了高度的重要性。 现在，数据比以往任何时候都更加被利用来更好地了解我们周围的世界。 技术的进步使我们能够更高效地收集大量数据，并采用新方式使用它，这增加了学生更好地了解 数据科学 应用方式的需求。
让学生在了解 Excel 和数据科学过程时，让他们沉浸在有趣的交互式活动中，为他们创造未来做好准备。
交互式Microsoft Excel 工作簿指导学生了解数据科学家如何参与称为 数据科学过程的方法。 在 Excel 中使用这些活动来探索数据科学家用来提出良好问题、组织和可视化数据，然后使用数据做出重要决策的过程。
Excel 是一种在世界各地用于处理数据的工具。 在这些活动中，学生通过参与数据科学过程了解如何使用 Excel 并完成任务的所有步骤。
在此任务中，学生分析关键天气数据，以确定新型谢泼德火箭的飞行安全参数，并最终做出发射的去/不走决定。 学生了解如何在参与此动态数据科学处理活动时使用 Excel。
在体验期间，学生首先提出并提出与影响火箭在大气层中运行稳定性的因素相关的问题。 然后，使用大气数据集，学生使用 Excel 工具组织数据，以获取有意义的见解。 接下来，学生了解如何在 Excel 中使用 AI 增强功能创建图表和图形。
在最后一步中，学生解释可视化数据，以便确定火箭发射的 Go/No-Go。 这些团队在向飞行控制部门提交的简短报告中报告了他们的发现。
成功完成所有任务步骤后，学生将获得空间数据徽章，完成体验后即可获得证书。
步骤 1 - 提问
在数据科学过程的步骤 1 中，学生会提问。 这些问题与影响火箭在地球大气层中的稳定性的因素直接相关。 然后，将 焦点缩小到可通过调查数据回答的单个问题。
年龄： 11-15岁
长度： 60 分钟
课程重点：
- 关于可能影响火箭发射稳定性的因素的集思广益的问题。
- 对与稳定火箭发射相关的视觉、定性和定量数据进行分类。
- 制定侧重于特定数据集的问题。
- 确定回答焦点问题所需的数据。
学习标准：
- NGSS MS-ESS1-3。 分析和解释数据以确定发现结果的相似性和差异。
- ISTE 5b。 学生收集数据或标识相关数据集，使用数字工具对其进行分析，并以各种方式表示数据，以促进问题解决和决策制定。
- CSTA 2-DA-09 使用计算工具收集数据并转换数据，使其更有用、更可靠。
资源：
- Excel ITDS 工作簿
- 步骤 1-4 课程计划 PDF
- 视频： 面向学生的概述
- 视频： 蓝色起源科学家
- 视频： 蓝色起源团队简介视频
步骤 2 - 组织数据
组织数据是数据科学过程的下一步。 收集的数据集可能非常大。 作为数据科学家，你必须 通过使用数字工具的强大功能来 更好地了解风对火箭发射的影响，使数据易于管理。
年龄： 11-15岁
长度： 60 分钟
课程重点：
- 在 Excel 单元格中键入、复制和粘贴数据
- 读取传感器数据并操作数据列
- 将数据组织到结构化表中
- 使用表中的公式计算数据
学习标准：
- NGSS MS-ESS1-3。 分析和解释数据以确定发现结果的相似性和差异。
- ISTE 5b。 学生收集数据或标识相关数据集，使用数字工具对其进行分析，并以各种方式表示数据，以促进问题解决和决策制定。
- CSTA 2-DA-09 使用计算工具收集数据并转换数据，使其更有用、更可靠。
资源：
- Excel ITDS 工作簿 (步骤 1) 中使用的相同工作簿
- 可选的 Excel Learning & Skills Practice 工作簿
- 步骤 1-4 课程计划 PDF
- 视频： 蓝色起源科学家
- 视频： 蓝色起源视频故事
步骤 3 - 可视化数据
此数据科学过程中的步骤 3 是创建数据的可视化解释，例如图表和图形。 它们允许数据科学家以数字和文本无法提供的方式查看数据。 任务是使用步骤 2 中的有序数据，并创建一个图表，显示不同海拔处的最大允许风速。
年龄： 11-15岁
长度： 60 分钟
课程重点：
- 使用柱形图和散点图可视化数据
- 使用“分析数据”功能并了解如何移动图表和调整图表大小
- 从“插入”菜单中查找不同的图表
- 编辑图表中的标题和标签
学习标准：
- NGSS MS-ESS1-3。 分析和解释数据以确定发现结果的相似性和差异。
- ISTE 5b。 学生收集数据或标识相关数据集，使用数字工具对其进行分析，并以各种方式表示数据，以促进问题解决和决策制定。
- CSTA 2-DA-09 使用计算工具收集数据并转换数据，使其更有用、更可靠。
资源：
- Excel ITDS 工作簿 (步骤 1-2) 中使用的相同工作簿
- 可选的 Excel Learning & Skills Practice 工作簿
- 步骤 1-4 课程计划 PDF
- 视频： 蓝色起源科学家
- 视频： 新谢泼德人类飞行历史
步骤 4 - 解释数据
在 数据科学过程 的步骤 4 中，你的团队解释步骤 3 中的可视化数据，以便确定火箭发射的 Go/No-Go。 该团队在向飞行控制部门报告的简短报告中报告了他们的发现。
年龄： 11-15岁
长度： 60 分钟
课程重点：
- 了解如何使用两种类型的图表进行可视化
- 从天气气球中检查风速数据图表
- 使用可用的数据来确定火箭飞行是否为发射的 Go/No-Go
学习标准：
- NGSS MS-ESS1-3。 分析和解释数据以确定发现结果的相似性和差异。
- ISTE 5b。 学生收集数据或标识相关数据集，使用数字工具对其进行分析，并以各种方式表示数据，以促进问题解决和决策制定。
- CSTA 2-DA-09 使用计算工具收集数据并转换数据，使其更有用、更可靠。
资源：
- Excel ITDS 工作簿 (步骤 1-3) 中使用的相同工作簿
- 可选的 Excel Learning & Skills Practice 工作簿
- 步骤 1-4 课程计划 PDF
- 视频： 蓝色起源科学家
- 视频： 与 NS 21 船员一起返回太空
课程计划原则
相关性。 根据劳工统计局的数据，数据科学是增长最快的职业之一。 每个行业都需要数据分析- 包括所有行业的业务、医疗保健、教育和各种形式的社交编程。 激励 NextGen 数据分析技能的进步是激发推理、话语和决策，最终为我们所有人创造一个更智能的世界。
人人享有公平。 多模式、动态化、鹰架式教学支持不同储备级别和不同背景的学习者。
辅助功能。 这些课程旨在向学生打开参与数据科学革命的大门，任何具有 Internet 功能的设备都支持这些课程。 使用更大屏幕（例如笔记本电脑或台式机）获得最佳体验。
符合标准。 所有活动都符合关键下一代科学标准 (NGSS) 、国际教育技术学会 (ISTE) 标准，以及计算机科学教师协会标准 (CSTA) 标准。
继续学习
与这些补充活动混合和匹配，让学生对 STEM、空间和数据科学感到兴奋！
- 分析宇航员的地球照片， 以通过黑客攻击 STEM + 美国宇航局的活动来预测气候变化。
- 设计天文袜， 以保护宇航员的脚在微重力，而在国际空间站与黑客STEM + 美国宇航局的活动。
- 使用 Minecraft Education 为所有学生提供 Ignite STEM 学习。 通过Artemis任务，学习者探索牛顿定律来设计和发射火箭，使用代码在“Orion”太空舱导航，并作为一个团队在月球上建立生存基础。
- 与蓝色起源的未来俱乐部一起将明信片送入太空。 本课程符合标准，鼓励学生思考太空生活的未来，造福于地球。 完成此活动后，学生将获得一个特殊的太空飞行纪念品。
- 使用未来俱乐部为教室带来空间。 探索这些面向 K-12 教师和家长的课堂活动和课程。
- 在Microsoft Teams 教育版用搜索指导研究宇航员的太空食物。 获取有关提出有效问题和发现可靠来源的指导。
- 通过美国宇航局了解火箭和火箭科学。 通过各种课堂活动，从建造纸火箭到学习火箭有效负载，美国宇航局的活动适合5至18岁的学生。
- 在 Excel 中使用基于火箭的大型数据集发现自己的见解。 浏览、可视化和分析大数据。
教师提示
在 Microsoft Teams 中使用 Excel 工作簿在 Microsoft Teams 教育版 中创建作业 (数据科学过程) 简介，并将 Excel 工作簿分配给课堂中的单个或小组学生。 组交一份作业副本，该作业可以单独评分或一起评分。 在此处了解操作方法。
要了解更多信息？
你可以将其他动手 STEM 项目集成到课堂中！ 尝试一些项目，比如做机械手，用柠檬做电池，或者测量水质。 请访问 aka.ms/HackingSTEM 了解详细信息。
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