פרויקטים של חקירות בתיכון

פרויקטים של חקירות בתיכון מאפשרים לתלמידים לבחור נושאים מעניינים ולבצע מחקר. פרויקטים מסוג זה מסייעים לסטודנטים בהרחבת הידע שלהם במדע, טכנולוגיה, מתמטיקה, הנדסה וחיי היומיום. התלמידים משתמשים במחקר, תכנון, אסטרטגיה, איסוף מידע, ארגון, ניתוח ודיון כדי להתמודד עם תרחישים היפותטיים ובעיות בעולם האמיתי. זה מעניק לסטודנטים מיומנויות יקרות ערך שיסייעו להם במכללה ובעבודה בעתיד.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

פרויקטים של חקירות בתיכון מאפשרים לתלמידים לעסוק במצבים בעולם האמיתי ובמצבים היפותטיים כדי לפתח מיומנויות שיעזרו להם ללמוד בעתיד. התלמידים לומדים לחקור, לבדוק השערות ולנתח את תוצאותיהן. נושאים עשירים לחקר כוללים פרויקטים של מדעי כדור הארץ, אנרגיה סביבתית ומתחדשת, אסטרונומיה ואסטרופיזיקה, אלקטרוניקה וחקר סביבתי ותרחישים יומיומיים.

לימוד גיאולוגיה וגיאוגרפיה נותן תובנה לגבי מקומו של האדם בכדור הארץ וכיצד הטבע הדינמי של כדור הארץ משפיע על החיים. שפע של נתונים גיאולוגיים וגיאוגרפיים קיים שתלמידים יכולים לחקור.

בגיאולוגיה, סטודנטים יכולים לחקור רעידות אדמה וצונאמי. רעיונות פרויקט לחקר רעידות אדמה עשויים לכלול מחקר על אפשרויות חיזוי רעידות אדמה ויעילותן על ידי העלאת רעיון חדש לחיזוי. דוגמה נוספת תהיה לחקור אילו מקומות ברחבי העולם נוטים לרעידות אדמה, ואילו בעיות עלולות להתעורר בתשתיות.

התלמידים יכלו לבדוק את בטיחות הבניין על ידי תכנון מבנים משלהם וכפוף להם לרעידות אדמה מלאכותיות ולנתח אילו מבנים עמדו טוב יותר ברעידת האדמה המדומה. מבחן מבני נוסף כולל דוגמאות של מבנים מחומרים שונים ובדיקת עמידות. פרויקט אפשרי נוסף כולל לימוד הקשר בין רעידות אדמה לצונאמי, מעקב אזורים בעולם בסיכון הגדול ביותר לצונאמי והצעות לגישות חדשות לצונאמי התראות.

התלמידים יכלו להפגין טקטוניקה של צלחות עם מודל כדי לראות כיצד כדור הארץ השתנה עם הזמן ולחזות תנועה אפשרית עתידית של אדמות. עבור הרי געש, התלמידים יכלו לבנות מודל של הר געש ולהדגים סוגים שונים של התפרצויות והשפעותיהם. לדוגמא, תלמידים יכולים ליצור להר מלאכותי - זרימת הרי געש ובוץ - וכיצד זה משפיע על אזורים במורד הזרם.

בפרויקטים גיאוגרפיים, התלמידים יכולים להשתמש במפות ובתצלומים כדי לעקוב אחר שינויי אקלים באזורים גיאולוגיים ספציפיים לאורך זמן. סטודנטים יכולים להשיג תצלומים ומפות היסטוריות מסוכנויות ממשלתיות ולהשוות אותם לתמונות של ימינו. אם סטודנטים גרים בסמוך לפארקים לאומיים המושפעים מירידה בקרחון, הם יכולים אפילו לתאם ביקור מיקומים מדויקים בתמונות היסטוריות ולצלם תמונות חדשות משלהם כדי להשוות את ההשפעות של קרחונים.

פרויקטים אלה לא רק מאפשרים לתלמידים לשאול שאלות ולחקור שינויים, אלא הם מועילים למדענים עם הנתונים שהם אוספים. סטודנטים יכולים גם ללמוד כיצד חוקרים כמו לואיס וקלארק הכינו מפות משלהם לפני עידן הלוויין. או אולי התלמידים יכולים להשתמש במיפוי כדי לקבוע את המיקום הטוב ביותר לפארק חדש בעירם. על ידי למידה על העולם סביבם וכיצד הוא משתנה, התלמידים יכולים להבין טוב יותר את מקומם וכיצד הם קשורים זה לזה במקום בו הם גרים.

פרויקטים רבים מעודדים את התלמידים ללמוד יותר על מדעי הסביבה ואנרגיה מתחדשת. התלמידים יכולים ללמוד מים על ידי בניית מודלים של מחזור מים וחקירה היכן נוצרים מקורות מים מקומיים. סטודנטים יכולים להמציא דרכים חדשות להשגת מים נקיים נגישים במדינות מתפתחות. או אולי התלמידים יכולים לחקור כיצד ואילו מחלות מתפשטות על ידי מים.

סטודנטים יכולים לעקוב אחר שינויי אקלים על ידי מחקר שינויים בנדידות בעלי חיים או שינויים בגובה פני הים. התלמידים יכולים לחקור רעיונות לביטחון תזונתי עולמי ולשיפור התזונה, כגון מציאת שיטות חקלאיות ידידותיות יותר לסביבה ומיני צמחים עשירים בתזונה. התלמידים יכלו לזהות חיידקים מועילים המסייעים לשיעורי נביטת זרעים.

לצורך חקירה מעשית בנושא אנרגיה מתחדשת, התלמידים יוכלו לבנות מחולל אופניים כדי לבחון כיצד מקורות כוח אלטרנטיביים יכולים להפעיל בתים ומכשירים. כדי לחקור דלקים ביולוגיים - דלקים המיוצרים מאורגניזמים חיים כגון צמחים - התלמידים יכלו לקבוע באילו צמחים יש את כמות האנרגיה החום הגדולה ביותר וכיצד לגרום לצמחים אלה לשגשג. מדחפי חנויות תחביבים עוזרים לתלמידים לחקור כיצד מדחפי רוח משפיעים על ייצור החשמל. התלמידים יכולים להדגים כיצד לרכז אנרגיה סולארית עם רפלקטור פרבולי. כל הפרויקטים הללו נותנים לתלמידים אפשרות לחשוב על דרכים לעזור לסביבה ולהתייעל בשימוש באנרגיה.

עבור חובבי מדעי החלל, סטודנטים יכולים לתכנן פרויקטים להדגמת פיזיקה או לחקר שכונת הכוכבים. התלמידים יכולים לבדוק את תורת היחסות של אלברט איינשטיין על ידי שימוש בבדים, בפירות ובגולות כדי לדמות את כוח הכבידה ואת העקמומיות במרחב-זמן. חובבי שמי לילה יכולים לחקור את התנהגות הכוכבים ולעזור לעקוב אחריהם במסד נתונים. סטודנטים יכולים גם ללמוד שינויים בצפייה בשמי לילה בהתבסס על זיהום האור במקום בו הם גרים, וכיצד ניתן להתמודד עם בעיה הולכת וגוברת זו. פרויקטים אלה מעסיקים את התלמידים ללמוד יותר על היקום ועל האינטראקציה שלהם איתו.

פרויקטים אלקטרוניים מאפשרים לסטודנטים לבנות מכשירים הפועלים. התלמידים יכולים להדגים כיצד פעמוני דלת ומכונות פינבול עובדים על ידי בניית מכשיר יניקה אלקטרומגנטי קטן. התלמידים יכולים "להאזין" לאור על ידי יצירת מערכת LED מווסתת להעברת אותות שמע מרדיו ל- LED, המדמה את עקרונות ההפעלה מאחורי כבלים סיביים. התלמידים יכלו גם לבנות רובוט מזל"ט קטן עם חיישני אינפרא אדום לאיתור עצמים בסביבתו. עבודה עם אלקטרוניקה מספקת מחקר מעשי ומעודדת סטודנטים לנסות גישות שונות למכשירים וטכנולוגיה בעולם האמיתי.

רעיונות פרויקט לחקירת סטודנטים נמצאים בשפע בחיי היומיום. התלמידים יכלו לחקור דפוסים בחלומות על ידי בדיקת מדגם גדול של תלמידים עמיתים או בני משפחה ולעקוב אחר חלומותיהם לאורך תקופה מסוימת. הם יכולים לסווג סוגי חלומות, ואז להשוות ולנתח אותם בין קבוצות גיל שונות, מגדרים או מועמדים אחרים. סטודנטים באזורים מושלגים יכולים לחקור את תערובות המלח והמים הטובות ביותר להמיסת קרח בחניה או במדרכה. הזדמנויות למדעי האזרח כמו האזנה למעקב אחר שיחות צפרדעים, צילום עננים והשוואתם ללוויין תמונות ודיווח על רעידות אדמה שהורגשו בקרב רשת חברים הם רק כמה דוגמאות למקורות חקירה ביומיום חַיִים.