大學(xué)生體驗(yàn)海洋數(shù)據(jù)收集和分析
概要：
華盛頓州安吉利斯港的一所小型社區(qū)學(xué)院利用可承受的數(shù)據(jù)記錄技術(shù)來實(shí)現(xiàn)多種學(xué)習(xí)目標(biāo)，包括提高學(xué)生的積極性，提高整體成績，鼓勵對海洋科學(xué)和技術(shù)職業(yè)感興趣的學(xué)生。
概述
介紹性科學(xué)課程通常是講座和“數(shù)字化”實(shí)驗(yàn)室的組合，學(xué)生通過一系列步驟達(dá)到預(yù)定的結(jié)論。從傳遞內(nèi)容和信息的角度來看，這種方法具有優(yōu)點(diǎn)。然而，它并不反映實(shí)際的研究過程，其涉及質(zhì)疑和提出觀察和假設(shè)，以及收集和分析數(shù)據(jù)。
在華盛頓州安吉利斯港的一所小型社區(qū)學(xué)院半島學(xué)院半島學(xué)院簡介海洋學(xué)課程中，一個目標(biāo)是結(jié)合一個健康的基于查詢的數(shù)據(jù)收集和分析，理想的是使用研究級儀器，以完成四目標(biāo)：
讓課程吸引學(xué)生，以增加動機(jī)和提高總分。
鼓勵看起來特別感興趣的學(xué)生考慮海洋科學(xué)和技術(shù)的職業(yè)。
將那些將進(jìn)入海洋科學(xué)或技術(shù)職業(yè)的學(xué)生暴露于一些潛在有用的技術(shù)和技能。
通過與現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集相關(guān)的小組問題解決，以及在常見軟件包（如Excel）中組織和分析數(shù)據(jù)，教授幾乎任何職業(yè)的技能。
為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，為該類制定了一個活動：設(shè)計，構(gòu)建，部署和恢復(fù)海洋學(xué)“系泊設(shè)備”，每個都有一個儀器“包”，由設(shè)計用于收集時間序列數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄器組成。
在社區(qū)學(xué)院購買設(shè)備的資源通常很少，因此教師采取了創(chuàng)造性和保守的方法來使這些介紹級學(xué)生與研究級測量設(shè)備接觸。正如發(fā)生的一樣，在華盛頓胡安·德�？ê{的一個小型研究項(xiàng)目（Rubin，Miller等人，2011）最近開始使用來自馬薩諸塞州Onset的HOBOPendant®溫度/光數(shù)據(jù)記錄儀。這項(xiàng)努力清楚地表明，社區(qū)學(xué)院數(shù)據(jù)記錄器是魯棒和可靠的，每個記錄器42美元，負(fù)擔(dān)得起。
在當(dāng)?shù)睾Ｑ笊镏行牡男☆~贈款的幫助下，半島能夠獲得十臺HOBO數(shù)據(jù)記錄器。然后，該類一起刮了幾個浮標(biāo)，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(xué)生建立他們的系泊在淺水（通常小于20'）在社區(qū)碼頭使用和部署數(shù)據(jù)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(xué)生幾乎完全自由地為他們的記錄器設(shè)計安裝 - 這是用昂貴或精致的儀器不可能實(shí)現(xiàn)的。建造系泊的行為成為海洋學(xué)導(dǎo)論學(xué)生所接受的工程挑戰(zhàn)，有些人熱衷于與其他班級分享他們的系泊的照片。
系泊設(shè)備在2012年10月部署了兩個星期，HOBO設(shè)置為每30分鐘記錄一次溫度和光照數(shù)據(jù)。部署后，學(xué)生恢復(fù)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(shù)據(jù)。最后，該類的最后作業(yè)分配是對收集的數(shù)據(jù)的開放式分析。學(xué)生被要求提出一個簡單的問題和假設(shè)，然后探討HOBO數(shù)據(jù)中的關(guān)系，以基本的方式，“測試”他們的假設(shè)。
結(jié)果很明顯，這項(xiàng)活動符合課程的許多目標(biāo)和目標(biāo)。類別利益顯然作為學(xué)生一起參與收集海洋時間序列數(shù)據(jù)。原來，這些數(shù)據(jù)還包括一些有趣的模式，借以自己加強(qiáng)在類中涵蓋的概念。
例如，一個學(xué)生假設(shè)潮汐階段和水溫之間可能存在關(guān)系，然后使用來自附近的NOAA潮汐站的數(shù)據(jù)和部署在其中一個系泊處的HOBO的水溫數(shù)據(jù)來視覺地探索關(guān)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(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)中提取了空氣溫度數(shù)據(jù)。她的調(diào)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(huán)境中產(chǎn)生超長時間高水的條件 - 可能促進(jìn)額外的變暖水。學(xué)生的調(diào)查雖然沒有定論，但顯然使她不僅在Excel中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，而且還在潮汐，混合和大氣熱交換在塑造海洋環(huán)境中發(fā)揮的作用。
海洋學(xué)導(dǎo)論課程的一些要素使其特別適合這種學(xué)習(xí)活動，包括便于進(jìn)入海洋水域和當(dāng)?shù)爻鲑Y者的慷慨。然而，這項(xiàng)活動仍然可以高度轉(zhuǎn)移到其他教室。例如，雖然在海洋水域中收集數(shù)據(jù)是這個海洋學(xué)類的理想情況，但在池塘，湖泊或校園噴泉中收集數(shù)據(jù)仍然可以實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生作為一個群體應(yīng)付工程挑戰(zhàn)的目標(biāo)，以及收集和分析數(shù)據(jù)時間序列。
這與數(shù)據(jù)記錄器的低成本相結(jié)合意味著這種類型的活動可由許多教師訪問并且可轉(zhuǎn)移到許多其它教室。半島的海洋學(xué)導(dǎo)論肯定受到了它的積極影響。季度結(jié)束時的調(diào)查表明，76％的班級將數(shù)據(jù)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。
