Introdução ao Processo de Ciência de Dados – um Clube para o Futuro e a colaboração Microsoft Hacking STEM

A Hacking STEM tem o prazer de 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 foguete Blue Origin New Shepard.

Arrase com a ciência de dados

A ciência de dados atingiu um alto nível de importância. Agora, mais do que nunca, os dados são utilizados para obter uma melhor compreensão do mundo ao nosso redor. Os avanços na tecnologia nos permitem coletar grandes quantidades de dados com mais eficiência 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 construir o futuro, imergindo-os em atividades divertidas e interativas enquanto 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 de dados 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 concluir todas as etapas de uma missão participando do processo de ciência de dados.

Nesta missão, os alunos analisam os principais dados meteorológicos para determinar os parâmetros de segurança de voo para um foguete New Shepard e, finalmente, tomam uma decisão de ir / não ir para o lançamento. Os alunos aprendem a usar o Excel enquanto se envolvem nesta 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 enquanto ele viaja pela atmosfera. Em seguida, usando um conjunto de dados atmosféricos, os alunos organizam os dados usando ferramentas do Excel para obter insights significativos. Em seguida, os alunos aprendem a criar gráficos e grafos usando um recurso aprimorado de IA no Excel.

Na etapa final, os alunos interpretam os dados visualizados para fazer uma determinação Go/No-Go para o lançamento de um foguete. As equipes relatam suas descobertas em um breve relatório ao controle de voo.

Com a conclusão bem-sucedida de todas as etapas da missão, os alunos ganham um selo de Dados Espaciais e, após concluir a experiência, ganham um certificado.

Etapa 1 - Fazendo perguntas

Na Etapa 1 do processo de ciência de dados, os alunos fazem perguntas. As questões estão diretamente relacionadas a fatores que afetam a estabilidade de um foguete enquanto ele viaja pela atmosfera da Terra. Em seguida, restrinja o foco a uma única pergunta que possa ser respondida investigando dados.

Idade: 11-15 anos

Duração: 60 minutos

Destaques da lição:

• Faça um brainstorming de perguntas sobre fatores que podem afetar a estabilidade do lançamento do foguete.
• 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 ITDS do Excel
• Etapa 1-4 planos de aula PDF
• Vídeo: Visão geral para alunos
• Vídeo: cientista da Blue Origin
• Vídeo: Vídeo de introdução ao Team Blue Origin

Etapa 2 - Organizando dados

Organizar os dados é a próxima etapa no processo de ciência de dados. Os conjuntos de dados coletados podem ser extremamente grandes. No papel 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 foguete.

Idade: 11-15 anos

Duração: 60 minutos

Destaques da lição:

• Digite, copie e cole 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 ITDS do Excel (mesma pasta de trabalho usada na Etapa 1)
• Pasta de trabalho opcional de aprendizado & habilidades de prática do Excel
• Etapa 1-4 planos de aula PDF
• Vídeo: cientista da Blue Origin
• Vídeo: Histórias em vídeo do Blue Origin

Etapa 3 - Visualizando dados

A etapa 3 nesse processo de ciência de dados é a criação de interpretações visuais de nossos dados, como tabelas e gráficos. Eles permitem que os cientistas de dados vejam os dados de maneiras que os números e o texto simplesmente não podem fornecer. A tarefa é usar nossos dados organizados da Etapa 2 e criar um gráfico mostrando nossas velocidades máximas de vento permitidas em diferentes elevações.

Idade: 11-15 anos

Duração: 60 minutos

Destaques da lição:

• Visualizar dados com gráficos de coluna e gráficos de dispersão
• Use o recurso Análise de Dados e saiba como mover e redimensionar um gráfico
• Localizar diferentes gráficos no 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 ITDS do Excel (mesma pasta de trabalho usada nas Etapas 1-2)
• Pasta de trabalho opcional de aprendizado & habilidades de prática do Excel
• Etapa 1-4 planos de aula PDF
• Vídeo: cientista da Blue Origin
• Vídeo: História do voo humano do New Shepard

Etapa 4 - Interpretando os dados

Na Etapa 4 do processo de ciência de dados, sua equipe interpreta os dados visualizados da Etapa 3 para fazer uma determinação Go/No-Go para um lançamento de foguete. A equipe relata suas descobertas em um breve relatório ao controle de voo.

Idade: 11-15 anos

Duração: 60 minutos

Destaques da lição:

• Saiba mais sobre a visualização 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 do 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 ITDS do Excel (mesma pasta de trabalho usada nas Etapas 1-3)
• Pasta de trabalho opcional de aprendizado & habilidades de prática do Excel
• Etapa 1-4 planos de aula PDF
• Vídeo: cientista da Blue Origin
• Vídeo: Para o espaço e de volta com a tripulação do NS 21

Princípios do plano de aula

Relevância. A 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 Next Generation Science Standards (NGSS), International Society for Technology in Education (ISTE) e padrões da Computer Science Teacher Association (CSTA).

Continue seu aprendizado

Misture e combine com essas atividades complementares para deixar seus alunos entusiasmados com STEM, espaço e ciência de dados!

• Analise as fotos dos astronautas da Terra para prever as mudanças climáticas com esta atividade Hacking STEM + NASA.
• Projete meias astrológicas para proteger os pés dos astronautas em microgravidade enquanto estiverem na Estação Espacial Internacional com esta atividade Hacking STEM + NASA.
• Estimule o aprendizado STEM para todos os alunos com o Minecraft Education. Com as Missões Artemis, os alunos exploram as Leis de Newton para projetar e lançar um foguete, usam código para navegar na cápsula espacial Orion e trabalham em equipe para construir uma base de sobrevivência na lua.
• Envie um cartão postal para o espaço com o Club for the Future da Blue Origin. 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 esta atividade, os alunos recebem uma lembrança especial voada pelo espaço.
• Traga espaço para a sala de aula com o Club for the Future. Explore essas atividades em sala de aula e o currículo para educadores e pais do K-12.
• Pesquise a comida espacial do astronauta com o Coach de pesquisa no Microsoft Teams para Educação. Obtenha diretrizes para fazer perguntas eficazes e descobrir fontes confiáveis.
• Saiba mais sobre foguetes e ciência de foguetes com a NASA. Com uma variedade de atividades em sala de aula, desde a construção de um foguete de papel até o aprendizado sobre cargas úteis 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 baseados 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 tarefa (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 entregarão uma cópia da tarefa que pode ser classificada separadamente ou em conjunto. Saiba como fazer isso aqui.

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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