Freqüentemente, os alunos aprendem que pesquisas científicas rigorosas só podem ser conduzidas por Ph.D. cientistas após anos de treinamento especializado. Mas a verdade é que todos são cientistas. Até os alunos mais jovens realizam as suas próprias pequenas experiências todos os dias, testando ideias e tirando conclusões. Incentivar os alunos a aplicar métodos científicos e a investigar problemas reais pode ajudar a demonstrar que contribuir para a investigação não requer estatuto ou credenciais de especialistas. A exploração científica liderada pelos alunos fora das paredes de uma sala de aula ou das páginas de um livro didático pode desenvolver a curiosidade e as habilidades de observação cuidadosa, coleta e análise de dados e metodologia de pesquisa. Estas competências são necessárias para uma ciência de alta qualidade e permitirão que a próxima geração de cientistas prospere.
Este verão, vários programas liderados pelo Redes Terrestres: Educação Climática para um Futuro Resiliente no Escola Climática de Columbia colocar essa filosofia em prática, imergindo estudantes do ensino médio em pesquisas práticas sobre o clima.
As colheitas podem vencer o calor? Investigando a resistência à seca nas culturas num clima em mudança
Há mais de 20 anos, o Programa de Pesquisa de Campo para Escola Secundária (SSFRP) recebeu um grupo de estudantes do ensino médio e de graduação a cada verão no Observatório Terrestre Lamont-Dohertyque faz parte da Columbia Climate School. Trabalhando com pesquisadores em Lamont, os participantes conduziram estudos de campo e de laboratório focados principalmente em Piermont Marsh, incluindo ecologia de zonas úmidas, sequestro de carbono, gestão de espécies invasoras e inovações em energia sustentável. A Climate Education Earth Network fez parceria com o SSFRP e Alimento para a Humanidade (F4H) na Columbia Climate School para apresentar a uma equipe de alunos do SSFRP os desafios contínuos enfrentados pelos nossos sistemas alimentares locais e globais, muitos dos quais são exacerbados pelas mudanças climáticas.
Trabalhando no Laboratório Vivo F4H Na estufa no campus de Lamont e apoiados por investigadores F4H e mentores de graduação do SSFRP, os alunos do ensino secundário aprenderam como as investigações podem apoiar a segurança alimentar num clima em mudança, informando a modelação climática e agrícola e contribuindo para recomendações práticas – tudo isto enquanto concebem e conduzem o seu próprio projecto de investigação. A equipa decidiu responder às seguintes questões: Como se comportam as variedades de culturas tolerantes ao calor e à seca em condições variadas e extremas? Quais culturas crescerão melhor nestas condições? Como podem estas conclusões apoiar recomendações de gestão baseadas em evidências para agricultores que enfrentam desafios agrícolas relacionados com o clima?
Ao longo de seis semanas, a equipe usou as temperaturas da estufa e a irrigação controlada para simular condições climáticas extremas em várias “culturas de oportunidade”: milho vermelho, feijão, feijão nhemba e quiabo. As culturas de oportunidade são culturas alimentares nutritivas que demonstraram resiliência em condições climáticas adversas, como a seca e o calor. A equipe dividiu as plantas em grupos de controle e tratamento e monitorou a altura das plantas e a espectrofotometria foliar como indicadores de saúde.
Os alunos descobriram que as culturas que se espera serem tolerantes à seca ou ao calor, na verdade, crescem melhor com uma rega mais generosa, especialmente a temperaturas mais elevadas, e que ser tolerantes à seca ou ao calor não significa necessariamente que essas sejam as condições mais óptimas para o crescimento das plantas e para a saúde geral. A equipe então analisou o Painel Intergovernamental sobre Mudanças ClimáticasA variação projectada na temperatura do ar à superfície e na precipitação para meados e finais do século XXI, para avaliar quais as regiões do mundo que poderiam beneficiar do cultivo de mais culturas de oportunidade para ajudar a garantir a segurança alimentar e nutricional, mesmo quando enfrentam condições climáticas mais extremas. Juntamente com o resto da sua coorte SSFRP, a equipe apresentou seus resultados e conclusões na vitrine de pesquisa SSFRP em Lamont, bem como no Consórcio de Mentoring de Pesquisa Científica de Nova YorkSimpósio de Pesquisa Estudantil no Museu Americano de História Natural.
Águas urbanas sob pressão: investigando e mitigando a proliferação de algas urbanas
Do outro lado do rio Hudson, outro grupo de 20 estudantes do ensino médio da área tri-estadual mergulhou em uma questão mais local: a proliferação de algas nocivas em Morningside Park Pond, em Morningside Heights, Manhattan.
A Climate Education Earth Network fez parceria com o professor pesquisador de Lamont Joaquim Goes trazer os alunos para uma experiência de pesquisa de campo e laboratório de dois dias para aprender como a temperatura, os níveis de nutrientes, a luz solar, o fluxo de água, as mudanças climáticas e as condições urbanas podem contribuir para o desequilíbrio do ecossistema e para os problemas de qualidade da água. No Morningside Park, Goes e o Departamento de Parques e Recreação da Cidade de Nova York estão estudando as flores de algas da lagoa identificar estratégias para melhorar a saúde do ecossistema de água doce. Os alunos foram apresentados à ciência e aos danos causados pela proliferação de algas, coletaram amostras de água no lago e em seus próprios bairros e as analisaram em laboratórios de pesquisa no campus de Lamont. O grupo refletiu sobre como os dados ambientais podem informar estratégias de gestão do mundo real para melhorar a saúde do ecossistema urbano, tais como sombreamento, limitação do escoamento de nutrientes e aumento da circulação de água.
Para alguns estudantes, a participação nestes programas foi a primeira exposição ao trabalho de campo científico e à análise laboratorial. Quer já estejam determinados a seguir uma carreira científica ou apenas a começar a interessar-se pelo tema, os alunos expressaram o seu apreço pelas oportunidades de observar e experimentar as aplicações práticas do conhecimento científico em contextos do mundo real. Ao apresentar o progresso e os resultados do seu projeto, os alunos também melhoraram as suas competências de comunicação científica, aprendendo a articular e transmitir informações técnicas complexas a públicos diversos. Essas habilidades são altamente transferíveis para muitas disciplinas científicas e além.
Ensinar os alunos sobre os problemas climáticos e ambientais por si só não é suficiente. Os conceitos abstratos aprendidos em sala de aula tornam-se muito mais tangíveis quando os alunos aplicam seus conhecimentos em um contexto específico ou local. A investigação liderada pelos estudantes e a recolha de dados baseada no terreno permitem-lhes compreender as questões como sistemas interligados, e a investigação interdisciplinar mostra aos estudantes que as suas conclusões científicas podem impulsionar mudanças reais quando se baseiam numa compreensão mais ampla dos sistemas que os rodeiam. A educação climática através da investigação e da descoberta torna-se capacitadora quando combinada com ferramentas, conjuntos de competências, oportunidades reais e um sentido de agência que permitem aos alunos começar a desenvolver e aplicar soluções em tempo real. A próxima geração de solucionadores de problemas, inovadores e agentes de mudança já está aqui e está ansiosa por começar.
A Rede de Educação Climática para uma Terra Futura Resiliente (2023-2026) é um consórcio de educadores, pesquisadores, profissionais e funcionários da Universidade de Columbia que apoia a colaboração interdisciplinar em toda a universidade e fora dela para promover a educação, a pesquisa e o impacto climático. Os membros da rede estão unidos na sua missão de co-desenvolver recursos e fortalecer iniciativas formais e informais de educação climática em comunidades em todo o mundo para responder à necessidade urgente de literacia e capacitação climática. Através eventos, programas e recursosa pesquisa e a educação da Universidade de Columbia são estendidas para alcançar e apoiar diretamente estudantes e professores na área de Nova York e além, ajudando a treinar e capacitar a próxima geração de cientistas, profissionais e líderes climáticos.
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