Introduction au processus de science des données – un club pour l’avenir et la collaboration Microsoft Hacking STEM

Hacking STEM est ravi de s’associer à l’organisation à but non lucratif de Blue Origin, Club for the Future, pour mettre en évidence la façon dont un processus de science des données est utilisé pour aider à déterminer un Go/No-Go pour le lancement d’une fusée Blue Origin New Shepard.

Génial avec la science des données

La science des données a pris une grande importance. Aujourd’hui, plus que jamais, les données sont utilisées pour mieux comprendre le monde qui nous entoure. Les progrès technologiques nous permettent de collecter de plus grandes quantités de données plus efficacement et de les utiliser de nouvelles façons, ce qui augmente le besoin des étudiants de mieux comprendre comment la science des données peut être appliquée.

Préparez les étudiants à construire l’avenir en les immergeant dans des activités amusantes et interactives tout en découvrant Excel et le processus de science des données.

Le classeur interactif Microsoft Excel guide les étudiants à travers la façon dont les scientifiques des données s’engagent dans une méthode appelée processus de science des données. Utilisez ces activités dans Excel pour explorer le processus par lequel les scientifiques des données utilisent pour poser de bonnes questions, organiser et visualiser des données, puis utiliser les données pour prendre des décisions importantes.

Excel est un outil utilisé dans le monde entier pour travailler avec des données. Dans ces activités, les élèves apprennent à utiliser Excel et à accomplir toutes les étapes d’une mission en s’engageant dans le processus de science des données.

Au cours de cette mission, les étudiants analysent les données météorologiques clés pour déterminer les paramètres de sécurité de vol d’une fusée New Shepard et prennent finalement une décision de décollage. Les étudiants apprennent à utiliser Excel tout en s’engageant dans cette activité dynamique de processus de science des données.

Au cours de l’expérience, les étudiants formulent et posent d’abord des questions liées aux facteurs qui influencent la stabilité d’une fusée lorsqu’elle se déplace dans l’atmosphère. Ensuite, à l’aide d’un ensemble de données atmosphériques, les élèves organisent les données à l’aide d’outils Excel pour obtenir des informations significatives. Ensuite, les étudiants apprennent à créer des graphiques à l’aide d’une fonctionnalité améliorée par l’IA dans Excel.

À la dernière étape, les élèves interprètent les données visualisées pour déterminer si le lancement d’une fusée est activé ou non. Les équipes rendent compte de leurs conclusions dans un bref rapport au contrôle de vol.

Une fois toutes les étapes de la mission franchies avec succès, les étudiants obtiennent un badge de données spatiales et, après avoir terminé l’expérience, ils obtiennent un certificat.

Étape 1 - Poser des questions

À l’étape 1 du processus de science des données, les étudiants posent des questions. Les questions sont directement liées aux facteurs qui ont un impact sur la stabilité d’une fusée lorsqu’elle traverse l’atmosphère terrestre. Ensuite, limitez le focus à une seule question à laquelle vous pouvez répondre en examinant les données.

Âge : 11-15 ans

Durée : 60 minutes

Points forts de la leçon :

• Réfléchissez à des questions sur les facteurs qui pourraient avoir un impact sur la stabilité du lancement de la fusée.
• Catégoriser les données visuelles, qualitatives et quantitatives liées à un lancement de fusée stable.
• Élaborez une question axée sur un ensemble de données spécifique.
• Déterminez les données nécessaires pour répondre à la question prioritaire.

Normes d’apprentissage :

• NGSS MS-ESS1-3. Analyser et interpréter les données pour déterminer les similitudes et les différences dans les résultats.
• ISTE 5b. Les élèves collectent des données ou identifient des ensembles de données pertinents, utilisent des outils numériques pour les analyser et représentent les données de diverses manières pour faciliter la résolution de problèmes et la prise de décision.
• ACTS 2-DA-09 Collectez des données à l’aide d’outils informatiques et transformez-les pour les rendre plus utiles et plus fiables.

Ressources :

• Classeur Excel ITDS
• Étapes 1-4 : plans de cours PDF
• Vidéo : Vue d’ensemble pour les étudiants
• Vidéo : Scientifique de Blue Origin
• Vidéo : Vidéo de présentation de Team Blue Origin

Étape 2 : organiser les données

L’organisation des données est l’étape suivante du processus de science des données. Les ensembles de données collectés peuvent être extrêmement volumineux. En tant que data scientist, vous devez rendre les données gérables en utilisant la puissance des outils numériques pour mieux comprendre l’impact du vent sur le lancement de notre fusée.

Âge : 11-15 ans

Durée : 60 minutes

Points forts de la leçon :

• Tapez, copiez et collez des données dans des cellules Excel
• Lire les données des capteurs et manipuler les colonnes de données
• Organiser les données dans un tableau structuré
• Calculer des données avec des formules dans un tableau

Normes d’apprentissage :

• NGSS MS-ESS1-3. Analyser et interpréter les données pour déterminer les similitudes et les différences dans les résultats.
• ISTE 5b. Les élèves collectent des données ou identifient des ensembles de données pertinents, utilisent des outils numériques pour les analyser et représentent les données de diverses manières pour faciliter la résolution de problèmes et la prise de décision.
• ACTS 2-DA-09 Collectez des données à l’aide d’outils informatiques et transformez-les pour les rendre plus utiles et plus fiables.

Ressources :

• Classeur Excel ITDS (même classeur que celui utilisé à l’étape 1)
• Classeur d’apprentissage & de compétences Excel facultatif
• Étapes 1-4 : plans de cours PDF
• Vidéo : Scientifique de Blue Origin
• Vidéo : Récits vidéo Blue Origin

Étape 3 - Visualisation des données

L’étape 3 de ce processus de science des données est la création d’interprétations visuelles de nos données, telles que des tableaux et des graphiques. Ils permettent aux scientifiques des données de voir les données d’une manière que les chiffres et le texte ne peuvent tout simplement pas fournir. La tâche consiste à utiliser nos données organisées de l’étape 2 et à créer un graphique montrant nos vitesses de vent maximales autorisées à différentes altitudes.

Âge : 11-15 ans

Durée : 60 minutes

Points forts de la leçon :

• Visualiser des données avec des histogrammes et des graphiques en nuages de points
• Utilisez la fonctionnalité Analyser les données et découvrez comment déplacer et redimensionner un graphique
• Rechercher différents graphiques à partir du menu Insertion
• Modifier les titres et les étiquettes d’un graphique

Normes d’apprentissage :

• NGSS MS-ESS1-3. Analyser et interpréter les données pour déterminer les similitudes et les différences dans les résultats.
• ISTE 5b. Les élèves collectent des données ou identifient des ensembles de données pertinents, utilisent des outils numériques pour les analyser et représentent les données de diverses manières pour faciliter la résolution de problèmes et la prise de décision.
• ACTS 2-DA-09 Collectez des données à l’aide d’outils informatiques et transformez-les pour les rendre plus utiles et plus fiables.

Ressources :

• Classeur Excel ITDS (même que celui utilisé à l’étape 1-2)
• Classeur d’apprentissage & de compétences Excel facultatif
• Étapes 1-4 : plans de cours PDF
• Vidéo : Scientifique de Blue Origin
• Vidéo : Histoire du vol humain de New Shepard

Étape 4 - Interprétation des données

À l’étape 4 du processus de science des données, votre équipe interprète les données visualisées de l’étape 3 pour déterminer si le lancement d’une fusée est possible. L’équipe rapporte ses conclusions dans un bref rapport au contrôle de vol.

Âge : 11-15 ans

Durée : 60 minutes

Points forts de la leçon :

• En savoir plus sur la visualisation avec deux types de graphiques
• Examiner un graphique de données de vitesse du vent à partir d’une montgolfière
• Utilisez les données disponibles pour déterminer si le vol de la fusée est un Go/No-Go pour le lancement

Normes d’apprentissage :

• NGSS MS-ESS1-3. Analyser et interpréter les données pour déterminer les similitudes et les différences dans les résultats.
• ISTE 5b. Les élèves collectent des données ou identifient des ensembles de données pertinents, utilisent des outils numériques pour les analyser et représentent les données de diverses manières pour faciliter la résolution de problèmes et la prise de décision.
• ACTS 2-DA-09 Collectez des données à l’aide d’outils informatiques et transformez-les pour les rendre plus utiles et plus fiables.

Ressources :

• Classeur Excel ITDS (même classeur que celui utilisé à l’étape 1-3)
• Classeur d’apprentissage & de compétences Excel facultatif
• Étapes 1-4 : plans de cours PDF
• Vidéo : Scientifique de Blue Origin
• Vidéo : Aller dans l’espace et revenir avec l’équipage de NS 21

Principes du plan de leçon

Pertinence. La science des données est l’une des professions à la croissance la plus rapide, selon le Bureau of Labor Statistics. Tous les secteurs ont besoin de l’analyse des données, y compris les entreprises de tous les secteurs, les soins de santé, l’éducation et toutes les formes de programmes sociaux. Inspirer l’avancement des compétences en analyse de données de NextGen consiste à stimuler le raisonnement, le discours et la prise de décision, créant ainsi un monde plus intelligent pour nous tous.

Équité pour tous.. Des instructions multimodales, dynamiques et échafaudées soutiennent les apprenants à plusieurs niveaux de préparation et issus de divers horizons.

Accessibilité. Conçues pour ouvrir les portes à la participation des étudiants à la révolution de la science des données, ces leçons sont prises en charge sur n’importe quel appareil connecté à Internet. Utilisez un écran plus grand (ordinateur portable ou de bureau) pour une expérience optimale.

Alignement aux normes Toutes les activités sont alignées sur les normes scientifiques de nouvelle génération (NGSS), les normes de la Société internationale pour la technologie dans l’éducation (ISTE) et les normes de l’Association des enseignants d’informatique (CSTA).

Poursuivre votre apprentissage

Mélangez et associez ces activités supplémentaires pour enthousiasmer vos élèves pour les STEM, l’espace et la science des données !

• Analysez les photos de la Terre prises par les astronautes pour prédire le changement climatique avec cette activité Hacking STEM + NASA.
• Concevez des chaussettes astro pour protéger les pieds des astronautes en microgravité à bord de la Station spatiale internationale avec cette activité Hacking STEM + NASA.
• Stimulez l’apprentissage des STEM pour tous les élèves avec Minecraft Education. Avec Artemis Missions, les apprenants explorent les lois de Newton pour concevoir et lancer une fusée, utilisent du code pour naviguer dans la capsule spatiale Orion et travaillent en équipe pour construire une base de survie sur la Lune.
• Envoyez une carte postale dans l’espace avec le Club for the Future de Blue Origin. Ce programme est conforme aux normes et encourage les élèves à réfléchir à un avenir de la vie dans l’espace au profit de la Terre. Après avoir terminé cette activité, les élèves reçoivent un souvenir spécial volé dans l’espace.
• Apportez de l’espace dans la salle de classe avec Club for the Future. Explorez ces activités et ce programme en classe pour les éducateurs et les parents de la maternelle à la 12e année.
• Recherchez de la nourriture spatiale pour astronautes avec l’Assistant de recherche dans Microsoft Teams pour l’éducation. Obtenez des conseils pour poser des questions efficaces et découvrir des sources fiables.
• En savoir plus sur les fusées et la science des fusées avec la NASA. Avec une variété d’activités en classe allant de la construction d’une fusée en papier à l’apprentissage des charges utiles de fusée, les activités de la NASA conviennent aux élèves âgés de 5 à 18 ans.
• Découvrez vos propres insights avec un grand ensemble de données basé sur des fusées dans Excel. Explorez, visualisez et analysez le Big Data.

Conseils pour les enseignants

Utiliser le classeur Excel dans Microsoft Teams Créez un devoir (Introduction au processus de science des données) dans Microsoft Teams pour l’éducation et attribuez le classeur Excel à des individuels ou à des petits groupes d’étudiants dans une classe. Les groupes remettent une copie du devoir pour être notés ensemble ou séparément. Découvrez ici comment procéder.

Vous souhaitez en savoir plus ?

Vous pouvez intégrer d'autres projets pratiques STEM dans votre classe ! Essayez des projets tels que la construction d'une main robotique, la fabrication d'une batterie à partir d'un citron ou la mesure de la qualité de l'eau. Visitez aka.ms/HackingSTEM pour en savoir plus.

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