Programm gibt Studenten praktische Fertigkeiten und mehr Sinn

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

In bestimmte Klassen landesweit Studenten Löten Drähte und befestigen Sie die Komponenten um Wasser Qualität Sensoren bauen. Andere Studenten verwenden Laptops schreiben Computerprogramme entwickelt, um die Sensoren kalibrieren, die eingehenden Daten protokollieren und verbinden Mikroprozessoren in einem drahtlosen Sensor-Netzwerk in der Nähe bereitgestellt werden.

Diese Klassen sind nicht graduate Forschungslabors oder sogar fortgeschrittene grundständige Studiengänge, aber High School und Mittelschule Klassenräume.

Das Programm heißt es Sinn steht für Schüler aktiviert Netzwerk von Sensoren für die Umwelt mit innovativer Technik. In den letzten vier Jahren brachte diese National Science Foundation finanzierte Initiative Umwelt Sensor-Technologie in Schulen Studenten praktische gemeinsame Erfahrungen, die zu nachhaltigen Untersuchung führen und die Beherrschung der Stamm Grundsätze geben.

Seit Sinn haben etwa 2.000 Studenten gebaut, kalibriert und geprüft, Sensoren und Schaltkreise zur Maßnahme Wassertemperatur, Leitfähigkeit, Trübung und Tiefe.

So funktioniert das Programm:

Sinn es bietet berufliche Weiterbildung Workshops während, die Lehrer lernen zu konstruieren und Kalibrieren der Sensoren mit Multimeter, Thermistoren und anderen elektrischen Materialien. Sie lernen, verschiedene Arten von Sensoren machen – Temperatur, Leitfähigkeit, Trübung und Tiefe – und ein drahtloses Sensornetzwerk zu schaffen.

Dann erhalten sie Lieferungen und Anweisungen zum Erstellen von Sensoren mit Studenten zurück in ihren Klassenzimmern. Das Ziel ist es, Studenten Design, erstellen, bereitstellen und Interpretation von Daten aus ihren eigenen Wasser-Qualität-Sensoren haben.

Studenten bauen ihre Sensoren aus dem nichts, mit standard handelsüblicher Elektronikkomponenten. Lehrer führt sie durch die Prinzipien der Physik, Schaltung und mathematische Analyse erforderlich, um jedem Sensor bauen. Dieser Ansatz vermeidet "Black-Box-Effekt" Verwendung von im Handel erhältlichen Sonden (womit nicht Studenten Einblick in die zugrunde liegende Funktionsweise der Technologie gewinnen) zugeordnet. Die Studenten Schnittstelle dann ihre Sensoren mit kleine Computer, die sie programmieren zu sammeln und Aufzeichnen von Daten. Schließlich verwenden sie drahtlose Kommunikations-Protokolle zwischen mehreren Computern, eigene Funksensor verteilten Netzwerk zu schaffen.

All dies macht Studenten zu einer Vielzahl von Kernwissen Mathematik und Physik und praktische Hands-on-Technologie Fähigkeiten wie das Löten und Debuggen von Schaltungen.

"Es meinen Horizont erweitert, soweit mir erfahren, über welche Studenten gerne tun geholfen, was getan werden kann, und fördert den Einsatz von mehr Elektronik in der Zukunft", sagte ein Lehrer Teilnehmer. "Es machte Elektronik weniger einschüchternd."

Hohes Maß an Zufriedenheit Teachers and Students, fanden die Forscher am Projekt während Änderungen von pre-Test, nach dem test zeigte, dass die Schüler ihr Wissen über elektrische Schaltkreise und ihre algebraischen Denkens verbessert hatte. Die Ergebnisse waren besonders stark für Studenten in den niedrigen sozio-ökonomischen Schulen und für die schwächeren Schüler in allen Schulen.

Sinn es Teilnehmer haben ihre Kenntnisse über Sensoren und Sensornetze auf regionalen und nationalen Wettbewerben wie INTEL International Science und Engineering Fair, INTEL Science Talent Search und erfolgreiche Anwendungen für renommierte College-Stipendien die eingereichten Projekte angewendet.

Ein Student, Max Diamond, ist bei der Anwendung für ein Patent basiert auf der ursprünglichen Arbeit inspiriert durch seine Beteiligung an Sinn es. "Ich war immer ein Tüftler und Baumeister, aber arbeiten mit Sinn es ermöglichte mir, darüber nachzudenken, was Sensoren können und kann nun etwas ausdenken und es zu bauen."

Anmerkung der Redaktion: Die Forscher in Behind the Scenes Artikel dargestellt wurden unterstützt durch die National Science Foundation , die Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter die Kulissen-Archiv.