3 reglas para la ciencia ciudadana exitosa - 💡 Fix My Ideas

3 reglas para la ciencia ciudadana exitosa

3 reglas para la ciencia ciudadana exitosa


Autor: Ethan Holmes, 2019

El maestro de Wildwood, Levi Simons, y sus estudiantes usan kits de pruebas de indicadores químicos para mapear la calidad del agua en Los Ángeles.

Jorge Luis Borges escribió una vez, en el breve relato "Sobre la exactitud en la ciencia", sobre un gran imperio que buscaba crear un mapa tan detallado que creciera hasta ser tan grande como el imperio en sí. Al principio de mi carrera docente, y recientemente fuera de la escuela, pensé (de una manera similar, aunque menos poética, que el Sr. Borges) acerca de cómo estaba representando a la ciencia como maestra de escuela secundaria.

Luché con la misma ansiedad que la mayoría, si no todos, los profesores de ciencias sienten acerca de no cubrir suficiente contenido. Constantemente me sentía apurada por pasar lo suficiente de las "grandes ideas" y, sin embargo, aún sentía que la mayor parte de lo que estaba haciendo solo existía en el aula y desaparecía en el momento en que mis alumnos se fueron.

Sentí que estaba tratando de que mis estudiantes se interesaran por la ciencia en el mapa que estaba haciendo, cuando debería llevarlos al país.

La educación como ciencia, la ciencia como educación.

Mi primera experiencia en la enseñanza de la ciencia al hacer ciencia ocurrió a fines de 2009, cuando estaba terminando mi primer semestre en un curso de ciencias ambientales en la Escuela Wildwood en Los Ángeles, California. Varios de mis estudiantes me contaron lo deprimente que se sentía la ciencia ambiental. ¿Sería todo el curso acerca de cómo nuestra civilización iba a colapsar en una catástrofe ecológica?

Era una pregunta válida, y después de pasar las vacaciones de invierno pensando cómo enseñar ciencias ambientales sin inspirar sentimientos de indefensión aprendida, propuse a mi clase que descubramos por nosotros mismos la salud de nuestro entorno local.

Comenzamos un proyecto de mapeo ambiental llamado TIGER (Investigación Ambiental Geotagged Tecnológicamente Integrada). Comenzamos a medir y cartografiar la calidad del agua en varios sitios en Los Ángeles y pronto comenzamos a medir la calidad del aire y los niveles de radiación a lo largo de la costa de California.

Durante este tiempo, comenzamos a conectarnos con otros grupos de ciencia ciudadana, desde estudiar las poblaciones de aves hasta clasificar galaxias. Estamos viendo cómo la ciencia ciudadana se está convirtiendo en una herramienta cada vez más útil en la investigación a medida que los científicos se dan cuenta de que pueden obtener ayuda de un círculo mucho más amplio que la academia tradicional.

A partir de nuestra experiencia con el proyecto TIGER (scienceland.wikispaces.com/tiger), hemos creado tres reglas para ayudar a las aulas (y cualquier otra persona) a crear, gestionar y colaborar en proyectos de ciencia ciudadana.

Regla # 1: Hazlo medible.

Como lo atestiguará cualquier antropólogo con un cuaderno lleno de notas de campo, la ciencia no siempre tiene que ser cuantitativa para ser efectiva. Sin embargo, nos hemos quedado con los datos numéricos con el proyecto TIGER por dos razones. Primero, facilita la comparación de datos entre diferentes sitios de monitoreo y entre diferentes fechas en el mismo sitio. Segundo, le da a nuestro grupo un lenguaje común para comunicarse con otras escuelas que participan en el proyecto TIGER, y con cualquier grupo externo que desee utilizar nuestros datos.

En el campo, esto ha significado el uso de equipos que proporcionan resultados numéricos rápidos. Por ejemplo, nuestros datos de calidad del agua se capturan utilizando una variedad de tabletas químicas que se disuelven rápidamente en los viales de prueba, cambiando de color para indicar la concentración de todo, desde oxígeno disuelto hasta bacterias. Al mismo tiempo que probamos el agua, también usamos un par de sensores electrónicos: uno para medir la concentración de gases como el oxígeno y los vapores petroquímicos, y otro para medir las condiciones climáticas.

Nuestro objetivo al tomar estos datos simultáneamente ha sido buscar posibles relaciones entre la atmósfera y el agua de nuestro entorno local. Ya podemos ver flujos y reflujos periódicos, como las variaciones de salinidad causadas por las mareas.

Los estudiantes también adquieren experiencia de primera mano al ver cómo se presentan las suposiciones, los errores y las limitaciones experimentales en cada proyecto de investigación. Esto responde a la queja: "¿Cuándo voy a usar esto?"

Regla # 2: hacerla barata.

La ciencia ciudadana es ciencia frugal. Si necesita un desembolso de millones de dólares, nadie, aparte de unos pocos laboratorios grandes, podrá realizar su investigación. Hemos tratado de mantener nuestros costos de equipo bajos, del orden de cientos de dólares por escuela, para que nuestro proyecto sea lo más accesible posible. Por ejemplo, los kits de calidad del agua que usamos cuestan alrededor de $ 40 por diez pruebas completas. La accesibilidad es clave para crear y administrar un proyecto que cubra a una gran cantidad de estudiantes en una amplia área geográfica.

Con el proyecto TIGER, nuestros principales costos han sido comprar el equipo de monitoreo. Los costos de transporte se mantienen bajos al hacer que cada grupo supervise su entorno local y luego cargue los datos en un sitio web central. También utilizamos software de colaboración basado en la web disponible gratuitamente para almacenar y analizar datos.

Regla # 3: Hazlo abierto.

La ciencia, ya sea en un laboratorio nacional o con un proyecto de ciencia ciudadana, prospera no solo en la comunicación abierta, sino en estándares abiertos. Tratamos los procedimientos del proyecto TIGER como el software para una plataforma abierta.

Un estándar abierto significa almacenar y analizar datos utilizando software disponible libremente, pero también significa usar un conjunto de procedimientos experimentales comunes y públicos. Hemos puesto nuestros procedimientos en una wiki, tanto para garantizar la uniformidad en el tipo de datos recopilados como para dejar nuestras metodologías abiertas a la crítica, que es la forma en que la ciencia avanza.

Del mismo modo, cualquier proyecto de ciencia ciudadana como TIGER también debería estar abierto a la expansión. Aunque comenzamos solo con la calidad del agua en Los Ángeles, siempre hemos utilizado un marco de datos que puede incorporar cualquier métrica ambiental siempre que se registre con un sello GPS único. Como resultado, hemos podido agregar más escuelas y más tipos de datos, como la calidad del aire y los niveles de radiación, a nuestro proyecto.

Nuestra apertura también ha permitido que TIGER se conecte con otros proyectos de ciencia ciudadana relacionados, como el proyecto de monitoreo de radiación de la comunidad, Safecast (consulte la página 52, "Drive-By Science"). Como Safecast también ha estado interesado en publicar todos sus datos y métodos en un formato público y abierto, en TIGER hemos tenido un tiempo relativamente fácil de recopilar y analizar los niveles de radiación para los sitios de prueba de ambos proyectos.

Nuestra colaboración con Safecast también ha brindado a los estudiantes de TIGER la oportunidad de solucionar problemas del hardware del contador Geiger. Su trabajo no solo ha sido importante para la propia documentación de Safecast y para actualizar los futuros sensores de radiación, sino que el proceso de búsqueda de la fuente de lecturas anómalas fue una experiencia de aprendizaje auténtica sobre cómo se realiza la ciencia.

Los estudiantes miden muestras de agua para pH, temperatura, fosfatos, nitratos, oxígeno disuelto, demanda biológica de oxígeno, hierro, cobre, cloro, dureza y bacterias coliformes. Los datos están vinculados a puntos en un mapa en línea.

¿Que sigue? Sensores de bricolaje

Con su amplia y creciente red de científicos ciudadanos, Safecast es un ejemplo de dónde tomar un proyecto como TIGER. Nuestro objetivo es involucrar a más escuelas, estudiantes y voluntarios y ampliar nuestra cobertura geográfica. Sin embargo, este crecimiento probablemente se encontrará con algunos cuellos de botella muy rápidamente.

Si bien los costos de nuestros equipos actuales, principalmente para los kits de prueba de calidad del agua, son bajos, implican el uso de tabletas indicadoras de químicos que solo pueden usarse media docena de veces antes de que se agoten. Además, estos kits limitan los tipos de datos que podemos recopilar.

La solución, a la manera del verdadero fabricante, es construir nuestros propios sensores ambientales. El desarrollo de sensores ambientales económicos ahora es posible, ya que el costo por sensor se ha reducido a cerca de $ 1, y las plataformas de procesadores estándar, como Arduino, están disponibles. Hay una serie de beneficios inmediatos para ir esta ruta. Primero, los sensores electrónicos se pueden usar miles de veces, eliminando un límite en la cantidad de datos recopilados, así como el costo.

En segundo lugar, el desarrollo de nuestros propios sensores nos da una flexibilidad mucho mayor en el tipo de datos

recogido. Dada la tecnología disponible comercialmente, podemos monitorear fácilmente todo, desde los niveles de monóxido de carbono hasta la salinidad del suelo y la radiación ultravioleta.

Teléfonos móviles como nodos de red de sensores

Si bien decenas de dólares por sistema de sensor representa una reducción significativa de los costos, existe un método aún más barato para desarrollar un proyecto de ciencia ciudadana como TIGER: los teléfonos celulares. Los teléfonos celulares no solo se han convertido en una tecnología ubicua a nivel mundial, sino que también contienen un conjunto cada vez más complejo de procesadores y sensores.

Lo que pueden hacer los estudiantes de TIGER, como lo han hecho otros desarrolladores, es crear aplicaciones para recopilar datos de sensores como la unidad GPS y la cámara para registrar todo, desde la distribución geográfica de las especies invasoras hasta la cantidad de neblina atmosférica.

Haz tu propia ciencia

TIGER y otros proyectos similares brindan a los estudiantes la oportunidad de aprender habilidades analíticas y de razonamiento al ingresar al campo para recopilar y analizar datos para sus propios proyectos de investigación.

Sin embargo, la verdadera emoción comenzará cuando los estudiantes de todo el mundo empiecen a agrupar su trabajo en diferentes escuelas y grupos de laboratorio, diseñen y construyan sus propios equipos y modifiquen sus propios dispositivos. En resumen, el futuro de la ciencia vendrá a aquellos que hacen su propia ciencia.



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