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第二部分:科学家挑战赛决赛选手分享学校的想法,下一步是什么

3M青年科学家挑战赛2002的9名决赛选手,戴着奖牌站成一排
(图片来源:探索教育。从左至右:哈里尼·文卡特什、丹尼尔·托马斯、阿斯维尼·蒂瓦卡兰、萨哈斯拉·斯瓦甘、珊扎·萨米、阿姆丽塔、普拉文、萨马拉·梅塔、约翰·李、利安·范。)

SmartBrief与去年秋天3M青年科学家挑战赛的九名决赛选手中的六名进行了问答,深入探讨了他们的项目,他们参与STEM的最早记忆,他们面临的挑战,以及对希望更多学生参加STEM课程的教育工作者的建议。为了清晰和空间,我们进行了编辑。我们查询的6个是:

琳恩的粉丝他是美国顶级青年科学家,第一名得主,来自圣地亚哥的九年级学生。项目:Finsen耳机设计用于使用机器学习和光疗治疗中耳感染。

马纳尔Harini来自新罕布什尔州布伦特伍德(Brentwood)的八年级学生项目:计算机测量师:确定近视能力的有效方法。

Shanza萨米来自爱荷华州爱荷华市的九年级学生。项目:Pura Aerem:利用催化转换器增强过滤效能。

约翰。李来自佛罗里达州奥维耶多的决赛选手和九年级学生。项目:一种新型增强电化学产氢的mos2电极

Samaira梅塔她是来自加州圣克拉拉市的决赛选手、九年级学生。项目名称:OVision:利用深度学习自动评估组织病理学图像中的卵巢癌特征和间皮素蛋白过表达。

Asvini Thivakaran她是决赛选手,来自德克萨斯州圆石市的八年级学生项目名称:汽车轮胎压电发电。

更多关于每个学生和他们的项目的细节,记得退房第1部分问答环节。

你会给老师或学校什么建议来帮助他们更好地让学生参与STEM?

琳恩:我认为老师鼓励学生学习STEM最好的方法就是以一种吸引人的方式教学,让学生对STEM感兴趣。我发现现在和过去关于医学和研究的话题非常有趣,所以介绍这样的话题可能会鼓励学生开始他们自己的项目。

Harini:就我个人而言,我一直喜欢做实验,尝试东西!这就是我开始做科学展览项目和研究的原因之一——因为我能够尝试一些东西,为现实世界中存在的问题找到解决方案。我给老师们的一个建议是,做一些可能超出学生理解范围的实验。即使他们还不能理解这个概念,他们中的一些人会更有动力继续学习,并试图弄清楚为什么实验的结果是这样的,当他们找到答案时,这是最有价值的经历之一。根据我的经验,好奇心总是最激励人的因素,我知道这也是我进入STEM的原因。

Shanza:通过提供沉浸式活动,让学生参与STEM,并允许学生单独从中获得现实世界的联系。允许学生通过科学过程进行交流和协作,对于创造更好的环境和看到新的视角也至关重要。

李约翰在2022年青年科学家挑战赛上发表演讲。
约翰·李在2022年3M青年科学家挑战赛上介绍了他的项目。(图片来源:探索教育)

约翰:我的建议是,如果一个学生有兴趣或想法,鼓励他们对这个话题保持好奇,研究它,并有可能创造一个原型,可能有助于解决这个话题或问题。此外,我会鼓励教师和学校将学生与专业人士联系起来,以帮助他们将自己的想法形象化。

Samaira:我建议让这些概念具有吸引力和实践性。当孩子们感到参与和兴奋时,他们更有可能记住他们所学的东西。

Asvini:我想说,如果所有的科学老师都能让我们做更多需要批判性思维和真正解决问题技能的实践活动,这将有助于更好地吸引学生参与STEM学科。这让他们更好地理解,并使他们对STEM感兴趣。

你有没有看到过老师/学校鼓励普通学生(而不仅仅是高级学生或有天赋的学生)对STEM感兴趣的好方法(或有自己的想法)?

琳恩:我认为实验室是让所有学生对STEM感兴趣的好方法。能够真正进行实验,而不仅仅是阅读它们,会让人们更感兴趣!

Harini:我不认为鼓励普通学生和鼓励有天赋的学生有什么不同!无论他们的智商如何,无论他们的知识程度如何,让你大吃一惊的东西对你的影响是一样的!通过向学生展示STEM可以为现实世界做什么,并向他们展示STEM可以创造什么样的奇迹,教师可以鼓励所有学生都看到科学有多么惊人!

Shanza:我希望学校在科学课程中鼓励更多的实践活动,让更多的学生参与STEM。像科学博览会和夏令营这样的活动最初引起了我对科学的兴趣,所以加入更多的互动活动对所有学生都是有益的。在课堂内外提供与STEM相关的课程和俱乐部,对所有学生来说都是宝贵的学习经验。

约翰:在对STEM感兴趣之前,我自己也是一名普通学生,并不先进或有天赋。当我在七年级开始我的第一个STEM研究项目时,我和我的STEM老师分享了一些兴趣或想法。然后,她会为我在研究过程中可以做的事情提供建议和提示。自从参与STEM之后,我开始对计算机科学和生物化学感兴趣。

Samaira Mehta在2022年3M青年科学家挑战赛上发表演讲
Samaira Mehta在2022年3M青年科学家挑战赛上介绍她的项目。(图片来源:探索教育)

Samaira:我最喜欢的童年记忆是小时候父母带我去当地的科学博物馆、节日和集市。我真的相信,我在那里做的一些实践活动激发了我对STEM的兴趣。

我对加州圣何塞的儿童探索博物馆有一个特别清晰的记忆。我记得把一个球放在一个充气机器上,然后看到球漂浮起来!作为一个4岁的孩子,这特别令人着迷,因为我以前从未见过这样的东西。我记得随着年龄的增长,我开始把这些概念和伯努利原理联系起来。我相信正是这样的经历为我对科学的热爱打下了坚实的基础,正是这样的亲身经历激发了每个人对科学的热爱。

Asvini:我们学校的科学老师总是让我们做很多工程和科学相关的项目,这些项目让我们思考和学习,与世界问题更密切相关。我发现这是一个非常好的想法,所有的孩子都应该这样做,以便更好地体验STEM到底是什么。

作为3M青年科学家挑战赛的一部分,你必须和一位导师一起工作。你能给我们讲讲那次经历吗?它对你和你的研究有什么影响?

琳恩:我的3M青年科学家挑战赛导师罗斯(Ross)在专利和产品实验室工作方面经验丰富。能够与一位积极努力使人们的生活更轻松的科学家见面是令人惊讶的,我的导师所拥有的知识确实有助于激励我更加努力地研究,并进一步研究我的研究。

Harini:我喜欢和我的导师一起工作!这是一次非常有意义的经历,它真的帮助我坚持完成我的原型!我还能联系到其他3M的科学家,他们可以帮助我完成我的项目,这太酷了!

Shanza:与我的3M导师帕特里克·齐默尔曼博士一起工作的经历非常有启发性。齐默尔曼博士使我能够以科学的角度思考,他指导我完成科学过程,给我克服障碍的洞察力,并有效地与他人沟通,使我的研究取得进展。他利用他对3M技术的了解,向我推荐可以集成在我的原型中的产品。齐默尔曼博士在整个暑期导师项目中也是一个非常支持我的人——即使在我感到沮丧的时候,他也继续支持我。最终,与导师一起工作的经历帮助我在创新的研究和工程过程中取得了巨大的进步。

约翰:正如许多人所期望的那样,这是一次独特而不可思议的一生一次的经历。在暑期指导期间,我的导师帮助我决定在我的项目中使用3M的产品,并通过联系一位能够拍摄电极显微图像的3M科学家,帮助我证明我的反应在我新开发的电极原型上有效。如果再给我一次这样的机会,我一定会接受,并努力去解决我感兴趣的问题。

Samaira:与帮助指导这个项目扩大规模的行业专业人士和研究科学家联系是一次奇妙的经历。我在我的项目中使用的深度学习卷积神经网络在医疗领域内外都有广泛的用途;虽然它在精准医疗方面很有帮助,但在工业自动化等领域也有很大帮助。看到我如何利用3M产品进一步增强我的项目,探索其他关键问题,我可以帮助找到一个创新的解决方案,使用我的DLCNN和3M技术,这是非常有趣的。

Asvini Thivakaran在2022年3M青年科学家挑战赛上发表演讲
Asvini Thivakaran在2022年3M青年科学家挑战赛上介绍她的项目。(图片来源:探索教育)

Asvini:“探索教育”3M青年科学家挑战赛对那些对科学感兴趣的孩子来说是一个很好的机会,与来自3M的真正的科学家合作对像我这样的中学生来说是一种荣誉和宝贵的经历。我很高兴能和我的导师Kannan Seshadri博士一起工作,他在这个青年科学家挑战赛中以多种方式引导我提出解决现实世界问题的解决方案。

他帮助我像一个真正的科学家一样思考,并指导我提出新的实验想法。我的项目在许多方面得到了证明,我们可以在驾驶时产生压电电力。此外,如果我们增加压电层的厚度,就有很大的机会增加发电量。与3M的科学家和导师一起工作给我带来了很多信心,提高了我的知识。

你的下一步计划是什么?

琳恩:我想开始在真正的耳道上测试我的产品,并为我的耳机申请专利!如果最终能够卖掉我的Finsen耳机,把它们送给需要帮助的人,那就太棒了。

Harini:我计划今年继续扩大我的项目,因为我相信我的原型只是一个开始!3M青年科学家挑战赛是一次令人惊叹的经历,但我知道我的项目可以比现在做得更多!

Shanza:在未来,我将继续完善我的创新,Pura Aerem。我希望Pura Aerem成为一项广泛应用的技术,被分发给汽车公司和汽车服务连锁店。最终,我想利用科学的力量来解决全球性问题,并创造对世界产生积极影响的创新——无论是在医疗保健还是气候变化方面。为弱势群体取得进步是我非常感兴趣的事情,这也是我必须用科学来解决的问题。

约翰:我未来的计划是研究还有哪些电极和电解质可能有助于改善电化学制氢。我希望协助向更绿色的能源产业转变,以取代化石燃料,这有助于可持续发展,并防止进一步的气候问题。

Samaira:除了我的研究项目,我还创造了一系列有趣的教育棋盘游戏,名为CoderBunnyz, CoderMindz和CoderMarz,旨在为世界各地的孩子简化编码和人工智能的复杂概念。虽然我知道,并不是每个孩子长大后都会选择成为一名专业的编码员,但我相信,无论他们选择在生活中继续做什么,基本的理解都会让他们成为更好的思考者。凭借我的创作,我已经举办了500多场免费研讨会和励志讲座,以便向孩子们介绍计算机科学的神奇世界。

然而,当我还小的时候,我注意到很少有女孩来参加这些编程研讨会,而男孩总是太多。而且,从很小的时候起,我就在质疑我们当前的社会。这让我在成长过程中爱上了行动主义,尤其是女性平等。

今天,我被联合国授予了“女性科技冠军”的称号。今年夏天,我在斯坦福大学(Stanford University)选修了一门名为“不平等社会学”(Sociology of Inequality)的课程,在那里我学会了如何利用我们的法律体系作为工具,为少数群体(比如女性)创造强有力的改变。

此外,我最近还被选为圣克拉拉青年委员会的成员,这是一个由15名青少年组成的咨询委员会,为市议会,包括市长和其他荣誉官员,提供有关社区青少年问题的宝贵见解。多年来,我们致力于创造有利于年轻人的项目,弥合老年人和孩子之间的代沟,看看我们如何共同努力,创造一个更美丽的城市。

Asvini:我的下一个计划是继续研究更多关于驾驶时发电的问题,并与汽车公司合作,使其应用于现实世界。

我计划与大学和大公司合作,获得研究机会,进一步研究这一想法和应用。

你还有什么要补充的吗?

琳恩:我非常鼓励任何从五年级到八年级的年轻科学家参加青年科学家挑战赛!这是发展你的想法和认识其他年轻科学家的绝佳方式。这也超级有趣!

Shanza:总的来说,成为科学界的一员是很了不起的。通过3M青年科学家挑战赛更加沉浸在STEM中是一种超现实的体验。

约翰:我想对3M、探索教育和所有参与此次活动的人表示衷心的感谢。我能够遇到其他来自全国各地的年轻科学家,他们和我有相似的兴趣。这是一次非常愉快和难忘的经历,我永远不会忘记。

Samaira:我的床头贴着一句名言:“聚会时工作,睡觉时学习,梦想时生活。”这句话给了我最大的启发。不过,我意识到,有时候我在工作的时候,我的同事们都出去玩了。我相信这句话,因为我真的相信努力工作的力量。如果你在别人狂欢的时候工作,如果你在别人睡觉的时候学习,那么当你活在他们的梦想中时,你的坚持和奉献就会得到回报。

Asvini:科学涉及我们生活的方方面面。它在我们的日常生活中起着至关重要的作用,使我们的生活更容易和舒适。

其他未能参加问答环节的决赛选手包括:来自伊利诺伊州布法罗格罗夫的Amritha Praveen。阿普塔基斯克初中八年级学生;来自俄勒冈州波特兰的萨哈斯拉·斯瓦甘(Sahasra Swargam)是西景高中(West View High School)的九年级学生;还有来自德克萨斯州科利维尔的丹尼尔·托马斯,他是科利维尔传统高中的九年级学生。

不要忘记!更多关于每个学生和他们的项目的细节,并查看第1部分问答环节。阅读更多有关3M青年科学家挑战赛与探索教育

戴安·本森·哈林顿她是SmartBrief的教育作家。和她联系电子邮件,推特LinkedIn

SmartBrief贡献者所表达的观点是他们自己的。

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