通過熱成像技術在地球之外成長,在教室之外學習
“有了正確的心態,任何年齡的人都可以成為科學家” 。這是一位老師通過一項名為“Growing Beyond Earth”的研究項目教他六年級學生的內容,這讓他們有機會測試不同植物在空間站上生長的可行性。借助科學方法和熱成像相機等專業測量工具,這些學生通過收集有效數據,來確定地球外層空間可能種植的作物。
Growing Beyond Earth 研究項目,現在已經進入第六年,美國已有超過10,000名中學生參加了此項目,學生的研究直接導致了兩個植物品種(“Dragoon”生菜和““Extra dwarf”白菜)的選擇,迄今為止在國際空間站上長大。
啟動太空種植項目
老師通過與NASA的聯系了解“Growing Beyond Earth”的項目,她曾是美國宇航局休斯頓航天中心的太陽系大使 (SSA) 和機組成員。在獲得該項目的批準后,他的班級收到了一個裝有Dragoon生菜種子的工具包,用于設置并開始種植。
學生們對此都非常感興趣,并嘗試接受它。“他們經常會問,我可以測量它嗎?”從檢測濕度水平到檢查溫度水平,學生們都感到很有趣!
“這是六年級的學生,”他強調說。11歲和12歲的孩子自己收集數據并將其輸入到電子表格中,這些數據實時發送給NASA的科學家。“這是一個了不起的項目,”“孩子們正在學習環境科學、生物學、生命科學、物理學等,他們在這方面玩得很開心,學的很快樂。”
使用熱像儀解決問題
與任何科學實驗一樣,研究人員很可能會遇到一些意想不到的結果。差不多兩周后,他們注意到只有一株生菜在生長,六個盆中每盆有四顆種子。為了解決為什么他們的植物不生長的問題,學生們開始對可能出現的問題提出假設。在他們研究可能的原因時,一名學生假設植物因生長燈而變得太熱。“嗯,我碰巧有這個東西,”老師說完并舉起他的熱成像相機。
通過紅外熱像儀觀察之后,學生們意識到植物只生長在花盆的邊緣,那里溫度明顯升高。他們假設花盆中部的黑暗區域可能太冷或太濕,植物無法發芽。因此他們決定把剩下的種子種在一邊,三四天之后竟然發芽了!利用科學方法和手頭的工具,學生們想出了解決問題的辦法,很贊!
新型教學工具:熱成像相機
在課堂上,老師不止一次拿出熱成像相機來幫助演示熱力學概念。尤其是,熱成像相機已被證明是幫助克服社交距離所需障礙的寶貴工具。例如,當老師演示化學反應時,熱像儀可以幫助學生在安全距離范圍內查看實驗效果。
“通過在手機上使用它,向學生們展示熱量特征,并向他們展示植物的生長程度或是否開始變冷。”使用熱成像相機,學生可以親眼看到反應是吸熱還是放熱,即使從遠處也能獲得更好的視野。
學生們在學習熱血動物和冷血動物的同時,還能夠在熱環境中觀察班上的寵物——鱷龜。他們在徒步旅行時去尋找熱血哺乳動物,利用熱特征和泥中的腳印等線索推斷他們發現了一只浣熊。“這很有趣,我們嘗試盡可能多地融入其中,”“我們正在利用自然世界,將其與科學技術聯系起來,并與他們一起開啟全新的、有趣的、令人興奮的體驗,這很重要。”
熱成像相機在實驗的過程中,為學生們解決了很多關于熱特征的問題,為他們展現了不一樣的紅外世界!