Educational activities pertaining aquatic environments and Internet of Things data

Το υδατικό περιβάλλον διαδραματίζει έναν εξόχως σημαντικό ρόλο για την ύπαρξη της ζωής στη Γη. Ωστόσο, τα υδατικά οικοσυστήματα κινδυνεύουν άμεσα από την ολοένα αυξανόμενη ρύπανση, την κλιματική αλλαγή και την απώλεια της βιοποικιλότητας, με αποτέλεσμα να καθίσταται κάτι περισσότερο από απαραίτητη η διαρκής, όσο και λεπτομερής παρακολούθησή τους. Σε αυτή την εργασία, παρουσιάζεται η εφαρμογή μιας εκπαιδευτικής πρακτικής STEM που αξιοποιεί συστήματα Διαδικτύου των Αντικειμένων με αισθητήρες (Internet of Things, IoT), σε συνδυασμό με κατάλληλα σχεδιασμένες εκπαιδευτικές δραστηριότητες που βασίζονται στη Μάθηση μέσω Σχεδιασμού (Design Based Learning), για την κατανόηση του υδάτινου περιβάλλοντος. Συγκεκριμένα, περιγράφεται ο σχεδιασμός και η λειτουργία ενός αυτοματοποιημένου συστήματος, το οποίο αξιοποιεί δεδομένα αισθητήρων εγκατεστημένων σε λίμνες και ποτάμια, για την παρακολούθηση και καταγραφή των περιβαλλοντικών παραμέτρων. Μέσα από την προσπάθεια ευαισθητοποίησης της σχολικής κοινότητας σε θέματα προστασίας της ποιότητας των υδάτων ως αποτέλεσμα εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων STEM, στις οποίες εφαρμόζονται οι γνώσεις των φυσικών επιστημών, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών, οι μαθητές στοχεύουν: α) στη γνώση και κατανόηση των βασικών φυσικών και χημικών παραμέτρων του νερού υδατικών οικοσυστημάτων, και β) στην ικανότητα συσχετισμού, ερμηνείας και εκτίμησης των μεταβολών των φυσικών και χημικών παραμέτρων του νερού.

Aquatic environments play an extremely important role in supporting life on Earth. However, aquatic ecosystems are directly at risk from increased pollution, climate change and loss of biodiversity, making it prominent to monitor constantly the status of water’s quality. Young people’s awareness and active involvement in environmental protection is crucial to maintain a sustainable planet. In this direction, this paper presents a STEM educational practice that uses Internet of Things (IoT) data, along with educational activities based on Design Learning method (DBL), so as to comprehend aquatic environments. The design and operation of an automated system is proposed, that exploits data from installed sensors in lakes and rivers, to monitor physicochemical water parameters. The collected data is used in several educational activities to influence students' environmental behavior. The article deals with the effort to raise students’ awareness on water quality protection as a result of STEM educational activities in which science, technology, engineering and mathematics are applied, aiming at: a) knowledge and understanding of basic physical and chemical parameters of water in lakes and rivers, and (b) the ability to correlate, interpret and evaluate changes in water’s physical and chemical parameters.