Já imaginou ter a ajuda da Microsoft Educação para desenvolver propostas pedagógicas através do STEM?

Ao nos aproximarmos do 50º aniversário da caminhada lunar, o 20º aniversário dos seres humanos vivendo continuamente a bordo da Estação Espacial Internacional e o lançamento inaugural do programa de tripulação comercial da NASA, é difícil lembrar que não muito tempo atrás muitas dessas idéias eram ficção científica.

Muitas vezes esquecemos que algumas das nossas tecnologias cotidianas, como televisão por satélite, câmeras infravermelhas e espuma resistente ao fogo, foram desenvolvidas pela NASA para auxiliar na execução desses marcos históricos. Pesquisa e exploração sempre estiveram no centro do programa espacial.

O lançamento da Estação Espacial Internacional estabeleceu um laboratório em órbita dedicado a estudar como os seres humanos poderiam viver no espaço, testando tecnologias avançadas para futuras explorações e compreendendo mais sobre a Terra.

Ao contrário da minha experiência de 50 anos atrás, agora temos acesso instantâneo a visualizações ao vivo da Terra, mapas ao vivo para rastrear a órbita da estação e, é claro, acesso em tempo real aos astronautas por meio de seus canais de mídia social.

Para os alunos de hoje, a distância entre o laboratório de baixa órbita e a sala de aula diminui à medida que aumenta a probabilidade de gastar tempo no espaço.

O PROJETO MICROSOFT HACKING STEM FIRMOU PARCERIA COM A NASA

Para inspirar e engajar seus alunos, a Microsoft Educação e a NASA se associaram para desenvolver 8 novos planos de aula para apresentar as considerações que os astronautas precisam pensar ao viver no espaço.

A coleção de materiais alinhados ao ensino médio integra conceitos acadêmicos centrais com experiências práticas.

Os alunos são desafiados a projetar em 3D, analisar dados, construir sensores, usar a realidade virtual e trabalhar com um módulo de aprendizado de máquina e IA, enquanto participam de discussões sobre os desafios de viver no espaço.

Os novos planos de aula da Microsoft Educação contemplam:

  • Dois desafios de design: O projeto “Astro Socks” leva estudantes a investigar soluções para reduzir o impacto do trabalho em microgravidade nos pés dos astronautas, enquanto os outros desafiam os alunos a trabalhar em 3D para construir seus próprios módulos para a Estação Espacial Internacional.
  • Uma lição que introduz o fenômeno da microgravidade que incorpora experimentos práticos e uma experiência de realidade virtual.
  • Quatro lições de coleta e análise de dados que envolvem seus alunos com experimentos práticos, para provar a lei dos gases ideais, medir a radiação em nosso ambiente e examinar as ondas de luz e freqüências dentro do espectro eletromagnético. Eles usarão sensores para capturar dados ao vivo e relacionar suas observações sobre a vida no espaço com as suas próprias na Terra.
  • Uma lição que introduz os biomas da Terra através de fotografias tiradas do espaço e as desafia a explorar as técnicas empregadas pelos cientistas para prever a mudança climática com a IA.

Ao marcarmos esses importantes marcos da exploração espacial, a Microsoft Educação espera que você leve esta rica coleção de materiais educacionais para sua sala de aula para inspirar nossa primeira geração de viajantes espaciais comerciais.

1. Projetando Astro Socks para proteger os pés dos astronautas em microgravidade

No espaço, os pés dos astronautas são como mãos. Eles os usam para agarrar e agarrar as superfícies para se estabilizarem em microgravidade. Isso muitas vezes leva ao desconforto no topo dos pés.

Nesta lição, os alunos estudam as tarefas que os astronautas realizam na Estação Espacial Internacional.

Eles avaliam projetos de calçados de desempenho, reúnem os requisitos do usuário e estudam a anatomia do pé. Em seguida, eles projetam e constroem um protótipo para mitigar a pressão em seus pés.

Ao executar testes usando sua meia sensorizada, eles testam a eficácia de seu projeto em um ambiente de microgravidade simulado. Finalmente, eles escrevem e gravam um anúncio para explicar seu design.

 

2.Usando engenharia de ciência de materiais para determinar a resistência ao calor

A tripulação e a carga que retornam da Estação Espacial Internacional precisam ser protegidas do calor que é gerado durante a descida da cápsula.

Este plano de aula de ciência e engenharia de materiais começa com os alunos explorando as propriedades dos diferentes materiais de construção de proteção térmica. Em seguida, eles executam testes com amostras para coletar dados de resistência ao calor.

Finalmente, eles alimentam seus dados em um modelo para simular o quanto sua cápsula é protegida durante sua descida.

 

3.Entendendo a compressão adiabática e a lei dos gases ideais

Durante a sua descida do espaço, a cápsula dos astronautas encontra temperaturas extremas devido à compressão adiabática.

Esta lição apresenta aos alunos este fenômeno com uma demonstração de seringa de fogo. Em seguida, eles trabalham com sensores comerciais para investigar a lei dos gases ideais.

Finalmente, eles usam suas descobertas para informar discussões sobre os critérios necessários para o projeto de proteção térmica.

 

4. O que é o espectro eletromagnético?

Os astronautas vivem além da camada protetora de ozônio da Terra e, enquanto ainda estão na magnetosfera, ficam expostos a níveis mais altos de radiação. Grande parte dessa radiação é emitida do Sol sob a forma de luz visível e invisível.

Nesta lição, os alunos usam um prisma na luz do sol para aprender que a luz tem freqüências e comprimentos de onda que determinam as cores da luz que vemos.

Em seguida, os alunos usam contas ultravioleta (UV) para investigar os níveis de UV de diferentes fontes de luz e posteriormente, eles constroem um espectrômetro para medir os comprimentos de onda de luz, incluindo os níveis de luz infravermelha e UV em seu ambiente.

Por fim, os alunos pesquisam um índice UV local para determinar a radiação UV em torno deles e discutem os níveis de FPS para o filtro solar.

 

5. Detectando Alfa, Beta e Radiação Gama

A magnetosfera da Terra, uma enorme bolha magnética, protege-nos da exposição significativa à radiação e desvia a grande maioria dessas partículas. Como a Estação Espacial Internacional está em órbita baixa, dentro da magnetosfera, os astronautas também recebem uma grande proteção contra a radiação.

Neste laboratório, os alunos medem os níveis de radiação em seu ambiente usando um contador Geiger.

Em seguida, eles comparam instâncias pessoais de exposição à radiação, como voar em um avião ou obter um raio-x para os níveis de exposição dos astronautas. Isso os ajuda a desenvolver uma compreensão da escala e extensão da radiação no ambiente.

Finalmente, eles realizam testes para testar a eficácia de diferentes materiais para bloquear esses raios.

 

6. Desafio Minecraft: projetar sua estação espacial

Você sabia que os seres humanos vivem no espaço há quase 20 anos? Minecraft: Education Edition está comemorando este marco histórico em parceria com a NASA com um novo mundo da Estação Espacial Internacional para você explorar!

A estação está continuamente ocupada desde novembro de 2000 e orbita a Terra a cada 90 minutos. A tripulação de seis pessoas vive e trabalha na estação movida a energia solar, que oferece quartos de dormir, banheiros, uma academia e uma janela panorâmica de 360 ​​graus para observar a Terra.

Pesquisadores de 103 países realizaram milhares de experiências a bordo e vocês são os próximos! Projete um novo módulo para a estação espacial e descreva quais experimentos científicos hipotéticos você irá executar.

 

7. Analisando fotos de astronautas da Terra para prever a mudança climática

Os astronautas têm observado e documentado mudanças em nosso planeta através de fotografias em busca de sua missão de melhorar a vida no espaço e na Terra.

Com o auxílio de modelos preditivos computacionais e inteligência artificial, os valores de cor dessas imagens estão sendo analisados ​​por cientistas para estudar e prever as mudanças climáticas.

Este plano de aula apresenta aos alunos os 7 biomas e suas estações usando dados de temperatura e precipitação. Depois de explorar os atributos de seu bioma local, os alunos aprendem o sistema de numeração hexadecimal para desenvolver uma compreensão de como os computadores representam a cor.

Em seguida, eles trabalham com fotografias tiradas da Estação Espacial Internacional e satélites para modelar mudanças de cores sazonais em um bioma. Posteriormente, eles se envolvem com módulos de aprendizado de máquina e inteligência artificial para detectar a estação na imagem.

Isso os ajuda a comparar como os humanos vêem os computadores antes de preverem as mudanças climáticas ao longo do tempo.

Finalmente, eles se comprometem a tomar ação social, política, ambiental ou econômica em suas próprias comunidades para proteger nosso planeta.

 

8. Experimentar a microgravidade, compreendendo a segunda e a terceira leis do movimento de Newton

Frequentemente confundimos os fenômenos da gravidade e da microgravidade. A gravidade é uma força que afeta o movimento, mantém a lua em órbita ao redor da Terra e nos permite permanecer no solo. A microgravidade ocorre quando os objetos estão em queda livre.

Tanto a Estação Espacial Internacional quanto os astronautas estão livres caindo ao redor da Terra, fazendo com que os astronautas flutuem. Este plano de aula introduz o conceito de microgravidade aos alunos através de experiências práticas que culminam numa experiência de realidade virtual.

Primeiro, eles exploram a relação entre força, massa e aceleração, empurrando objetos de diferentes massas para entender a segunda lei de movimento de Newton.

Com base na sua compreensão, eles realizam atividades para determinar a diferença entre medir massa e peso. Em seguida, eles constroem uma torre de queda de microgravidade e usam uma câmera para observar como os materiais se comportam na microgravidade.

Finalmente, na realidade virtual, os alunos experimentam microgravidade e empurram objetos enquanto flutuam para entender a terceira lei de movimento de Newton.

 

O que achou dos novos planos de aula da Microsoft Educação? Vamos levá-los para a sua escola? Entre em contato conosco e saiba como levar os experimentos da NASA para a sua sala de aula.