高中生将材料科学与未来的职业和全球挑战联系起来

在普林斯顿大学一间摆满高科技成像和制造工具的实验室里，高中生们凝视着海绵状凝胶和微珠悬浮物的样本。

达塔大学化学与生物工程实验室的研究人员使用3D打印机和专业显微镜，用这些“粘糊糊的材料”进行创作和实验。

这些高中生作为普林斯顿大学材料学院(PUMA)的一部分参观了实验室，这是一个从7月8日到25日为期三周的项目。彪马自2002年起每年夏天由美国国家科学基金会(National Science foundation)支持的普林斯顿复杂材料中心(Princeton Center for Complex Materials，简称PCCM)提供服务。彪马将来自代表性不足背景的学生带到普林斯顿，深入研究材料科学和学术研究文化的世界。

普林斯顿大学1909届物理学教授、PCCM主任Ali Yazdani说，彪马为学生们提供了“一扇窗口，让他们了解在研究前沿工作的生活是什么样的”。“在过去17年里，彪马项目对推动学生的职业发展产生了重大影响，”包括提高毕业率和大学入学率。

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今年夏天为新泽西州高中生开设的材料科学课程提供了实验室体验，激发了学生对未来学习和职业生涯的想法。

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今年，来自特伦顿、汉密尔顿和普林斯顿的15名学生学习了信息存储材料的历史，从粘土到电脑。除了参与课程学习、独立项目和实验室参观，彪马的学生还与本科生和研究生见面，讨论科学和工程方面的职业道路。

PCCM的科学与工程拓展专家丹尼尔·斯坦伯格(Daniel Steinberg)说，尽管课程和导师每年都在变化，“重点始终是普林斯顿正在发生的科学，以及向学生展示普林斯顿、学术界和科学界正在欢迎他们。”

斯坦伯格与普林斯顿高中科学教师乔伊·巴尼斯-约翰逊(Joy Barnes-Johnson)合作，改编了今年夏天材料研究会(Materials Research Society)开发的“材料对社会的影响”(Impact of Materials on Society)课程。巴尼斯-约翰逊连续第二年担任彪马的首席教师。该课程还以联合国可持续发展目标为指导，该目标为学生提供了一个将科学与全球问题联系起来的框架——这是彪马使命的一个关键部分。

彪马的首席教师乔伊·巴尼斯-约翰逊的目标是“确保学生们认识到，科学、技术、工程和数学不会忽视他们作为人类的本质。”

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Frank Wojciechowski

“我想确保学生认识到科学、技术、工程和数学不来没有注意他们是谁作为人类,”Barnes-Johnson说,世卫组织还与新泽西的齿轮作为课程开发人员,比例计划针对低收入家庭的学生。“彪马是一个很好的机会，让所有的科学学科在一个与人类相连的保护伞下走到一起。”

雷纳·马纳汉(Renae Manahan)是新泽西州汉密尔顿市诺丁汉高中(Nottingham High School)一名即将升入11年级的学生。她说，彪马项目让她对科学有了“更广泛的认识”。“这不仅仅是数学、公式和数据的问题，”她说。Manahan补充说，虽然她目前对医疗事业很感兴趣，但她发现从普林斯顿大学的学生那里听到大学是探索不同领域和职业选择的好时机，这很有价值。

除了参观实验室，彪马的学生还参加了与Datta研究小组成员的小组讨论，他们分享了自己的故事“我们是如何走到今天这一步的”。例如，达塔自己上大学时主修哲学，后来受到物理课程的启发;研究生乔安娜·施耐德(Joanna Schneider)在转向工程学之前，曾计划从事演艺事业。

研究生们强调了本科和研究生学习的不同之处:研究生的工作主要是自我驱动的、有创造性的，最终是非常有成就感的。

基于这一想法，巴尼斯-约翰逊告诉学生们，“付费学习是一个深刻的机会。你在社区的生活和你与家人的生活可以呈现出新的形态和意义，因为你成为了一个非常狭隘领域的全球对话的一部分。”

彪马的学生们根据自己的兴趣完成了小组研究项目，并受到项目客座科学家工作的启发。一组研究了像Datta研究中使用的聚合物凝胶作为便携式床上用品的潜力。在谷歌的一名工程师访问之后，另一组人选择检查信息分类软件的机制。学生们在课程的最后一天向家人和朋友展示了他们的作品。

“彪马不像普通的教室，”加布里埃尔·马林·卡拉巴乔(Gabriel Marin Carabajo)说。“你可以亲身体验科学。你可以去实验室。你可以听真正的大学老师讲课。你看到科学和数学如何改变世界，以及你如何在未来改变世界。”

彪马是PCCM每年推出的十多个教育和推广项目之一。PCCM汇集了来自自然科学和工程六个系的30多名教师。PCCM成立于1994年，是国家科学基金资助的20个材料科学与工程研究中心之一。随着材料科学研究的推进，提高STEM意识、多样性和可达性是每个中心的主要目标。