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高中实习生激发了斯坦福大学新的研究途径

当电气工程系的一个小组同意为高中实习生提供指导时,他们没有预料到这会刺激全新的研究。这段经历促使该小组建立了一个专注于STEM人文学科的实习项目。

2018年,三名高中实习生永远地改变了斯坦福大学教授Tsachy Weissman对他的研究的看法。在他的研究小组的指导下,这些高中生进行了一项不同寻常的研究,表明发短信的人如何比当前的图像压缩算法更有效地描述图像。除了研究本身的成功之外,这些高中生还开创了一条全新的研究道路,并激励了电气工程教授韦斯曼(Weissman)倡导将更以人为中心的视角引入技术科学的研究。

一些高中学生和导师在2019年参加了STEM to SHTEM的实习项目。该项目的重点是将人文学科纳入STEM。(图片来源:Denise Murphy)

作为这一倡议的一部分,韦斯曼的小组于2019年启动了STEM to SHTEM夏季高中的实习项目——人文学科和包括科学、技术、工程和数学在内的人类元素的“H”。在第一个暑假,韦斯曼、他的研究生和其他几个实验室的同事指导了40名高中实习生。他们一起研究了各种各样的SHTEM问题,包括人类如何在时间压力下做出决定,气味如何影响虚拟现实体验,以及人们在团队搬运物品时如何进行非语言交流——机器人可以学习做得更好。他们还继续了原始实习生的以人为基础的压缩工作。

“我们希望实习生们明白,你可以非常喜欢人文学科,同时还能享受和参与STEM,反之亦然,”韦斯曼说,他也是斯坦福大学压缩论坛的主任。“这对我们来说也很有价值,因为当明确地将人为因素纳入到算法开发及其性能评估中时,工程项目就会受益。”

人文学科和高中生

这次实习背后的团队对于高中生如何帮助他们在研究中更慎重地考虑人的视角和人的经验充满了热情。

“作为一名工程师,我不遇到人为因素的研究不够,我想记住人类视角不仅可以继续激励工程研究还引发新的问题-希望新的解决方案来提高生活质量,”辛迪Nguyen说,研究生领导的开发和组织干细胞SHTEM。

STEM to SHTEM团队发现,高中学生可以提高他们的导师在STEM和非STEM世界之间转换的能力,因为他们仍然积极地学习这两套学科,对院系或学校之间的界限不那么敏感。

韦斯曼实验室的研究生凯达·塔瓦瓦迪说:“很多时候,高中学生带着新鲜的、不带偏见的想法来这里,这与美国研究生不同,这可能会导致一些非常新颖的研究方向。”塔瓦瓦迪与最初的实习生一起工作,并与STEM to SHTEM合作。“我们明确表示,我们希望在项目中加入人文元素,因为鼓励学生探索不局限于STEM的主题,对我们最有好处。”

所有从2019年夏季开始的项目都被包括在《高中生杂志》中,该杂志是由去年的实习生和导师制作的。有几个项目的论文已经提交给了学术期刊,其中一篇在春季的人机交互大会(Human-Robot Interaction Conference)上发表。这项工作也存在于斯坦福大学研究小组之间的新合作中,如果不是STEM到SHTEM的合作,这些研究小组可能仍然不熟悉。

韦斯曼说:“仅仅是在那个夏天把这些孩子们带进校园,所产生的影响远远超出了他们所取得的成果。”“他们的影响仍在以非常积极的方式影响着我们所有人。”

去年的导师和合作者包括制片人和导演德文·鲍尔、素描艺术家弗兰克·霍姆、斯坦福大学教授斯拉班蒂·乔杜里、苏巴希·米特拉、多萨·萨迪、黛比·塞纳斯基和戈登·韦茨斯坦,以及他们实验室的成员。

期待夏天的到来

去年,对虚拟现实中气味的研究促成了帕洛阿尔托儿童剧院(Palo Alto Children’s Theatre)一个为期一周的技术和戏剧项目。这次合作非常成功,STEM to SHTEM计划今年再次与剧院合作。未来的实习生也可能会继续与Hom的现有合作,开发更好的人脸图像压缩算法。生物医学数据科学助理教授詹姆斯·邹(James Zou)希望成为STEM领域第一次担任SHTEM导师的人,并提出了一个全新的项目:一个图形小说风格的入门读本,以介绍他的数据科学课程。

韦斯曼、阮和塔瓦瓦迪目前正在研究,他们和同事今年夏天可以为实习生们举办哪些研讨会和演讲。他们的目标是提供有教育意义的、有趣的和鼓舞人心的课程。

阮说:“在设计这个项目的过程中,我想到了我作为高中实习生和第一代低收入大学生的经历。”“能够给其他学生提供我所拥有的机会是一种特权。”

随着该项目开始接受申请,该团队希望能够吸引学生的广泛兴趣——包括那些对自己的STEM技能缺乏信心的人,那些在STEM领域之外有天赋的人,或者那些对自己高中毕业后的学术计划还不确定的人。该项目还为那些无法参加的学生提供一些经济支持。

Tatwawadi说:“我们的目标是让每个学生都体验一下大学生活。”“这可能会激励他们去冒险,也许,他们甚至会去读研究生。”

韦斯曼也是斯坦福大学生物x和吴仔神经科学研究所的成员。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.stanford.edu/2020/03/02/high-school-interns-inspire-new-research-paths/