在过去的一个学期里,自然科学荣誉研讨会课程“清洁水的开放科学”的学生们一直在研究伊利湖最紧迫问题的技术解决方案,包括有害藻华(HABs)的爆发,或蓝藻,每年夏天都使湖水变绿,带有有毒的粘性物质。
5月4日,来自博士学院的学生团队。Gary B.和Pamela S. Williams Honors College向行业专家和教职员工介绍了他们的解决方案。他们的建议包括创建一个基于智能手机的光谱仪监测设备的中学课程,该设备可以检测水样中产生藻类的营养物质(磷酸盐和硝酸盐),以及一个大型厌氧消化机,该机器可以将富含营养的粪便(另一种有害藻华的来源)转化为有机肥料和天然气。
其他建议包括将数据收集传感器安装在浮标上,使用浮萍和水粉去除湖泊及其流域的磷酸盐和硝酸盐,并使用碳钢棉进行过滤。

土木工程专业的斯蒂芬·赛克斯(Stephen Sykes)的团队解释了收集水质数据以预测和预防藻华的必要性;Mark Wysocki,机械工程专业;Nicole Wiswesser,语言病理学和听力学专业;还有护理专业的Abigail Sovacool。
这门课程混合了荣誉讨论会和“非课堂”的形式,这是一门由我们的体验学习中心(EX[L] Center)提供的跨学科体验学习课程,它使不同学科的学生能够在实践中合作,以问题为基础的学习。
“我们的目标是向学生展示一个问题——在这种情况下,是对清洁水的威胁——以及人们解决这个问题的两到三种其他方法,然后确定他们的优势,找出激励他们的因素,并在他们建立课程的过程中支持他们,”位于比尔斯图书馆的EX[L]中心的联合主任卡罗琳·贝尔曼博士说,学生们在这里发表最后的演讲。“他们对课堂展开的方式有一定的控制权——他们以极大的精力和智慧来应对这种责任。”
该课程以去年由克利夫兰水联盟(Cleveland Water Alliance, CWA)主办的伊利哈克(Erie Hack)演讲比赛为蓝本,在那次比赛中,程序员、开发人员、工程师和水专家被要求提出创造性的方法来对抗有害藻华和困扰伊利湖的其他污染物。
高分子科学助理教授、UA仿生学研究创新中心(BRIC)核心成员Hunter King博士与CWA赞助的博士候选人、BRIC仿生学研究员Kelly Siman共同教授这门课程。King和Siman通过他们的创业公司Open Erie Spec帮助学生们建造了光谱仪。他们邀请CWA项目经理Max Herzog在课程开始时介绍伊利黑客启发的挑战,将学生与该领域的专家联系起来,并在期中和期末演讲中提供反馈。
赫尔佐格说:“不仅是这些想法,而且他们的想法的深度——例如,看看如何实施、扩大规模和获得资金——都令人印象深刻。”他在听取了学生们的最后陈述后,向他们提出了问题和建议,并参加了包括克利夫兰地铁公园实地研究经理Pat Lorch、威廉姆斯荣誉学院机械工程教授兼本科生研究副院长Dane Quinn博士和工程学院院长Donald Visco博士在内的小组讨论。
Gavin DeMali是“Phyto Phyters”小组的一名大二地质学学生,该小组提出使用植物修复,特别是通过浮萍和水粉来减轻营养污染,他说这门课程是他在UA的“最伟大的一次实践学习经历”。
“学生们什么都做,”西曼说,并补充说,他们代表的专业从生物学和护理学到金融和工程学。“当你不只是给学生讲课,而是让他们深入到他们感兴趣的事情中时,他们就会高飞。”
金补充说:“重点是让学生们能够利用任何可用的技能和创造力,为现实世界的解决方案做出贡献。”“这不是一个练习,当他们长大后可能‘真正’做到这一点,而是他们现在解决问题的最佳机会。”
西曼希望在春季开设一门类似的课程,他说,其中四名学生将继续研究他们的项目,要么是高级顶点课程,要么是荣誉项目,三人打算将他们的研究提交给同行评议的学术出版物,两人在生物系自己选择的实验室获得了分层指导职位。