Многие преподаватели в области наук о Земле и других научных дисциплинах хотят вовлечь студентов в знакомство с последними достижениями в своих областях, научить передовым навыкам и применить более справедливые и инклюзивные методы обучения. Последнее особенно актуально для наук о Земле, которые остаются одними из наименее разнообразных направлений в области науки, технологий, инженерии и математики (STEM) [Bernard и Cooperdock, 2018].
Однако достижение этих целей при соблюдении других требований, предъявляемых к карьере в науке и научном образовании, чрезвычайно сложно. Просто невозможно быть экспертом во всём. Поэтому модели обучения, которые значительно снижают барьеры для инновационного преподавания, могут быть очень полезны для учёных-преподавателей, экономя им время и повышая эффективность вовлечения разнообразных студентов.
Активное обучение, которое порождает такой подход, способствует справедливым и инклюзивным методам преподавания.
Комплексный, основанный на доказательствах подход «Наблюдение за Землёй сверху» предлагает такую модель, адаптированную для обучения студентов тому, как получать доступ к данным дистанционного зондирования окружающей среды, визуализировать их и сообщать о них. Впервые апробированный в 2023 году, мы разработали «Наблюдение за Землёй сверху», чтобы обеспечить равное и инклюзивное педагогическое обучение и содержание, которое преобразует знания, навыки и отношение студентов к науке, и создать среду, в которой все студенты могут добиться успеха.
Мы применили принципы проектного обучения (PBL), в рамках которого студенты участвуют в проектах как в основополагающей части учебной программы. Подход PBL основан на семи принципах:
* начинать с сложной проблемы или вопроса;
* подвергать длительному исследованию;
* иметь аутентичность;
* включать голос и выбор студента;
* предоставлять возможность для рефлексии;
* включать критику и ревизию;
* завершать публичным конечным продуктом.
Активное обучение, порождаемое этим подходом, способствует справедливым и инклюзивным методам преподавания [Theobald et al., 2020]. Оно также поддерживает нашу цель — расширить возможности студентов и повысить их интерес к науке, их научную идентичность и чувство самоэффективности, что является ключом к повышению разнообразия в STEM [Ballen et al., 2017a].
**Диапазон ресурсов**
Материалы, разработанные для «Наблюдения за Землёй сверху», сосредоточены на миссии НАСА ECOSTRESS (Эксперимент с космическим тепловым радиометром экосистемы на Международной космической станции) [Fisher et al., 2020]. Запущенный в 2018 году ECOSTRESS предоставляет наблюдения с высоким пространственным разрешением за температурой поверхности суши по всему миру с периодичностью повторного посещения каждые 3–5 дней. Эти данные о температуре поверхности затем используются для получения дополнительных продуктов данных, связанных с испарением, эффективностью использования воды и индексом испарительного стресса.
В основе ресурсов, предоставляемых «Наблюдением за Землёй сверху», лежит серия обучающих программ, в которых студенты учатся получать доступ к данным ECOSTRESS с помощью бесплатного интерфейса НАСА AppEEARS (Application for Extracting and Exploring Analysis Ready Samples), визуализировать эти данные с помощью бесплатного программного обеспечения географической информационной системы с открытым исходным кодом (ГИС) (рис. 1), а затем эффективно доводить свои выводы до широкой аудитории. Ключевая цель состоит в том, чтобы студенты регулярно практиковались в получении доступа к данным и их визуализации на протяжении всего курса обучающих программ, создавая familiarity через повторение и постепенно осваивая новые и всё более сложные навыки и продукты данных. Однако каждая обучающая программа также разработана так, чтобы быть самостоятельной и занимать всего около 30 минут, что повышает гибкость их использования.
Мы дополняем обучающие программы видеолекциями, в которых рассказывается о миссии ECOSTRESS, даётся исчерпывающий обзор теории и алгоритмов для каждого продукта данных, обсуждаются текущие приложения этих продуктов и рассматриваются лучшие практики в области визуализации данных и научной коммуникации. Презентационные материалы, используемые для каждой лекции, доступны преподавателям для модификации и адаптации по мере необходимости.
Ресурсы также включают короткие видеоинтервью с людьми разного происхождения, имеющими разную карьеру, связанную с дистанционным зондированием. Например, студенты могут узнать, как один студент колледжа оказался в аспирантуре, используя спутниковое дистанционное зондирование для обнаружения болезней растений, или как специалист по загрязнению воздуха использует спутниковое дистанционное зондирование для отслеживания качества воздуха.
Вместе эти ресурсы формируют основу курса с результатами обучения, соответствующими основным компетенциям, включая способность применять научный метод, использовать количественные рассуждения, понимать междисциплинарный характер науки, общаться и сотрудничать с другими людьми, а также понимать, как наука связана с обществом. Кроме того, мы предоставляем образцы учебных планов, заданий и даже критериев оценки, каждый из которых может быть особенно полезен для начинающих преподавателей, разрабатывающих новые курсы и балансирующих между требованиями к исследованиям и службе.
Добавить комментарий