Introdução ao processo de Ciência de Dados – uma colaboração STEM do Club for the Future e do Microsoft Hacking
Hacking STEM está animado para fazer parceria com a organização sem fins lucrativos da 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.
Arrase com Ciência de Dados
A ciência de dados subiu a um alto nível de importância. Agora, mais do que nunca, os dados são usados para obter uma melhor compreensão do mundo ao nosso redor. Os avanços na tecnologia nos permitem coletar quantidades maiores de dados de forma mais eficiente e usá-los de novas maneiras, aumentando a necessidade de os alunos entenderem melhor como a ciência de dados pode ser aplicada.
Prepare os alunos para criar o futuro imergindo-os em atividades divertidas e interativas à medida que aprendem sobre o Excel e o processo de ciência de dados.
A pasta de trabalho interativa do Microsoft Excel orienta os alunos sobre como os cientistas de dados se envolvem em um método chamado processo de ciência de dados. Use essas atividades no Excel para explorar o processo que os cientistas usam para fazer boas perguntas, organizar e visualizar dados e, em seguida, usar os dados para tomar decisões importantes.
O Excel é uma ferramenta usada em todo o mundo para trabalhar com dados. Nessas atividades, os alunos aprendem a usar o Excel e a concluir todas as etapas de uma missão, engajando-se no processo de ciência de dados.
Nesta missão, os alunos analisam os principais dados meteorológicos para determinar parâmetros de segurança de voo para um foguete New Shepard e, finalmente, tomar uma decisão go/No-Go para lançamento. Os alunos aprendem a usar o Excel enquanto se envolvem nessa atividade dinâmica do processo de Ciência de Dados.
Durante a experiência, os alunos primeiro formulam e fazem perguntas relacionadas a fatores que influenciam a estabilidade de um foguete à medida que ele viaja pela atmosfera. Em seguida, usando um conjunto de dados atmosférico, os alunos organizam os dados usando ferramentas do Excel para obter insights significativos. Em seguida, os alunos aprendem a criar gráficos e gráficos usando um recurso aprimorado de IA no Excel.
Na etapa final, os alunos interpretam os dados visualizados para criar uma determinação go/no-go para um lançamento de foguete. As equipes relatam suas descobertas em um breve relatório para o controle de voo.
Com a conclusão bem-sucedida de todas as etapas da missão, os alunos ganham um selo de Dados Espaciais e, depois de concluir a experiência, ganham um certificado.
Etapa 1 – Fazer perguntas
Na Etapa 1 do processo de ciência de dados, os alunos fazem perguntas. As perguntas estão diretamente relacionadas a fatores que afetam a estabilidade de um foguete à medida que ele viaja pela atmosfera terrestre. Em seguida, reduza o foco a uma única pergunta que pode ser respondida investigando dados.
Idade: 11 a 15 anos
Comprimento: 60 minutos
Destaques da lição:
- Perguntas sobre fatores que podem afetar a estabilidade do lançamento de foguetes.
- Categorize dados visuais, qualitativos e quantitativos relacionados a um lançamento de foguete estável.
- Desenvolva uma pergunta que se concentre em um conjunto de dados específico.
- Determine quais 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 Colete dados usando ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e confiáveis.
Recursos
- Pasta de trabalho do Excel ITDS
- Etapa 1-4 de planos de aula PDF
- Inverter prompts
- Vídeo: Visão geral dos alunos
- Vídeo: Cientista da Origem Azul
- Vídeo: Vídeo de introdução à Team Blue Origin
Etapa 2 – Organização de dados
Organizar dados é a próxima etapa do processo de ciência de dados. Os conjuntos de dados coletados podem ser extremamente grandes. Na função de cientista de dados, você deve tornar os dados gerenciáveis usando o poder das ferramentas digitais para entender melhor o impacto do vento em nosso lançamento de foguetes.
Idade: 11 a 15 anos
Comprimento: 60 minutos
Destaques da lição:
- Digitar, copiar e colar dados em células do Excel
- Ler dados do sensor e manipular colunas de dados
- Organizar dados em uma tabela estruturada
- Calcular dados com fórmulas em uma 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 Colete dados usando ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e confiáveis.
Recursos
- Pasta de trabalho do Excel ITDS (mesma pasta de trabalho usada na Etapa 1)
- Pasta de trabalho opcional do Excel Learning & Skills Practice
- Etapa 1-4 de planos de aula PDF
- Inverter prompts
- Vídeo: Cientista da Origem Azul
- Vídeo: Histórias de vídeo da Origem Azul
Etapa 3 – Visualizar dados
A etapa 3 nesse processo de ciência de dados é a criação de interpretações visuais de nossos dados, como gráficos e grafos. Eles permitem que os cientistas de dados vejam os dados de maneiras que números e texto simplesmente não podem fornecer. A tarefa é usar nossos dados organizados da Etapa 2 e criar um gráfico mostrando nossas velocidades máximas permitidas de vento em diferentes elevações.
Idade: 11 a 15 anos
Comprimento: 60 minutos
Destaques da lição:
- Visualizar dados com gráficos de coluna e dispersão
- Use o recurso Analisar Dados e saiba como mover e redimensionar o gráfico
- Localizar gráficos diferentes do menu Inserir
- Editar títulos e rótulos em um 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 Colete dados usando ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e confiáveis.
Recursos
- Pasta de trabalho do Excel ITDS (mesma pasta de trabalho usada na Etapa 1-2)
- Pasta de trabalho opcional do Excel Learning & Skills Practice
- Etapa 1-4 de planos de aula PDF
- Inverter prompts
- Vídeo: Cientista da Origem Azul
- Vídeo: Novo histórico de voos humanos do Shepard
Etapa 4 – Interpretação de dados
Na Etapa 4 do processo de ciência de dados, sua equipe interpreta os dados visualizados da Etapa 3 para criar uma determinação go/no-go para um lançamento de foguete. A equipe relata suas descobertas em um breve relatório para o controle de voo.
Idade: 11 a 15 anos
Comprimento: 60 minutos
Destaques da lição:
- Saiba mais sobre como visualizar com dois tipos de gráficos
- Examinar um gráfico de dados de velocidade do vento de um balão meteorológico
- Use os dados disponíveis para determinar se o voo de foguete 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 Colete dados usando ferramentas computacionais e transforme os dados para torná-los mais úteis e confiáveis.
Recursos
- Pasta de trabalho do Excel ITDS (mesma pasta de trabalho usada na Etapa 1-3)
- Pasta de trabalho opcional do Excel Learning & Skills Practice
- Etapa 1-4 de planos de aula PDF
- Inverter prompts
- Vídeo: Cientista da Origem Azul
- Vídeo: Para Espaço e Voltar com o NS 21 Crew
Princípios do plano de lição
Relevância. Ciência de Dados é uma das profissões que mais cresce, de acordo com o Bureau of Labor Statistics. Todo setor precisa de análise de dados – incluindo negócios em todos os setores, saúde, educação e todas as formas de programação social. Inspirar o avanço das habilidades de análise de dados da NextGen é estimular o raciocínio, o discurso e a tomada de decisões, criando 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 aos principais padrões de ciência de próxima geração (NGSS), padrões da Sociedade Internacional para Tecnologia em Educação (ISTE) e padrões CSTA (Computer Science Teacher Association Standards).
Continuar seu aprendizado
Misture e combine com essas atividades suplementares para deixar seus alunos animados com STEM, espaço e ciência de dados!
- Analise as fotos dos astronautas da Terra para prever as mudanças climáticas com essa 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.
- Engage em uma experiência de discussão em vídeo com a Flip. Confira a página Do Clube do Futuro no Flip para explorar tópicos relacionados ao espaço.
- Inflamar o aprendizado STEM para todos os alunos com o Minecraft Education. Com a Artemis Missions, os alunos exploram as Leis de Newton para projetar e lançar um foguete, usar código para navegar na cápsula espacial Orion e trabalhar como uma equipe para construir uma base de sobrevivência na lua.
- Envie um cartão postal para o espaço com o Blue Origin's Club for the Future. Este currículo é alinhado aos padrões e incentiva os alunos a pensar em um futuro de vida no espaço para beneficiar a Terra. Depois de concluir essa atividade, os alunos recebem uma lembrança especial com voo espacial.
- Traga espaço para a sala de aula com o Club for the Future. Explore essas atividades em sala de aula e currículo para educadores e pais do K-12.
- Pesquise comida espacial de astronauta com Coach de pesquisa em Microsoft Teams para Educação. Obtenha diretrizes para fazer perguntas efetivas e descobrir fontes confiáveis.
- Saiba mais sobre foguetes e ciência de foguetes com a NASA. Com uma variedade de atividades em sala de aula que vão desde a construção de um foguete de papel até o aprendizado sobre cargas de foguetes, as atividades da NASA são apropriadas para alunos de 5 a 18 anos.
- Descubra seus próprios insights com um grande conjunto de dados baseado em foguetes no Excel. Explore, visualize e analise big data.
Dicas para professores
Usar a pasta de trabalho do Excel no Microsoft Teams Crie uma atribuição (Introdução ao Processo de Ciência de Dados) no Microsoft Teams para Educação e atribua a pasta de trabalho do Excel a grupos individuais ou pequenos de alunos em uma classe. Os grupos ativam uma cópia da atribuição que pode ser classificada separadamente ou em conjunto. Saiba como aqui.
Usando o Flip na sala de aula O Flip é um aplicativo gratuito da Microsoft em que os educadores criam grupos online seguros para que os alunos expressem suas ideias de forma assíncrona em mensagens curtas de vídeo, texto e áudio. Promova o aprendizado ponto a ponto em sua sala de aula ao usar o currículo Introdução ao processo de Ciência de Dados. Saiba como começar aqui.
Canto da carreira
Os dados são usados em todas as carreiras, de maneiras novas e inesperadas! Ouça as pessoas que trabalham com dados nesta galeria de vídeos curtos no Flip. Eles discutem seu caminho de carreira e a função que os dados desempenham em seu trabalho.
Visite o Canto de Carreira do Flip.
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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Gostaríamos de ouvir seus pensamentos sobre a Introdução aos materiais do processo de Ciência de Dados! Deixe-nos saber o que funciona bem para você, o que poderia ser melhor e o que você gostaria de ver no futuro.