Throwback Thursday: Conselhos de volta às aulas para estudantes STEM
O que todo estudante do ensino médio deve saber.
Crédito da imagem: Bayside STEM Academy, via Stanford em https://ed.stanford.edu/news/new-design-thinking-curriculum-targets-middle-school-students .
A educação é uma coisa admirável, mas é bom lembrar de vez em quando que nada que vale a pena saber pode ser ensinado. – Oscar Wilde
A educação mudou muito nos últimos anos, mas há algumas coisas que sempre foram o caso, quer sempre tenhamos percebido ou não. Um deles é que qualquer um quem está disposto a dedicar a quantidade certa de tempo, esforço e trabalho duro tem potencial para ser um cientista, programador, engenheiro, médico, matemático, pesquisador, analista ou técnico entre muitas outras carreiras. O que antes era apenas uma opção (para fins sociais, não razões inerentes) para homens brancos independentemente ricos é agora uma escolha de carreira viável para todos. Se você é – ou mesmo se apenas conhece – um jovem com interesse em ciência, tecnologia, engenharia ou matemática, esta é uma informação que todos deveriam saber.
Crédito da imagem: Academia da Missão Havaiana.
Em primeiro lugar, não importa quem você é, de onde você é, em que escola você está, ou qual é sua idade, sexo ou origem econômica, Você consegue! Se você entrar em qualquer grande faculdade ou universidade com uma forte motivação ou desejo de se especializar em qualquer ciência ou matemática, o melhor conselho é tantos das aulas de ciências e matemática mais avançadas que puder.
Comecemos pela matemática. Como conselho geral para qualquer estudante, independentemente do país em que você esteja, posso dizer definitivamente que aprender matemática através e incluir Cálculo deve fornecer a você todas as ferramentas necessárias para seguir qualquer caminho científico. (E mesmo parar de calcular – digamos, com trigonometria ou pré-cálculo – não deve representar uma dificuldade se você estiver disposto a fazer cálculo no seu primeiro ano.)
Crédito de imagem: foto stock de uma aula de cálculo.
No que diz respeito à ciência, saber bastante (ou seja, um curso sólido de um ano) sobre as três principais ciências – Física, Química e Biologia – lhe dará uma base sólida para progredir em praticamente qualquer disciplina científica. ( Incluindo engenharia.) Eu recomendo fazer todos os três; você aprenderá maneiras valiosas de pensar e resolver problemas de cada curso que são diferentes dos outros dois. Se você puder fazer uma versão avançada de cada um desses cursos (seja Advanced Placement ou International Baccalaureate), isso deve posicioná-lo ainda mais fortemente. Embora eu recomende fazer isso, não há nada que o impeça de ser um excelente cientista se você tiver que fazer as versões introdutórias desses cursos na faculdade.
Crédito da imagem: Business Insider, via http://www.businessinsider.com/no-girls-took-ap-computer-science-test-2014-1 .
Você pode ouvir seus colegas ou amigos resmungar algo como, quando eu vou usar isso? Dependendo do que você cresce para fazer, a resposta pode, de fato, nunca ser . Você nunca pode usar as coisas que está trabalhando duro para aprender. Mas há uma razão muito boa para aprendê-los de qualquer maneira, e é uma razão muito simples: você precisa se desafiar . Você precisa aprender coisas novas e precisa forçar seu cérebro a aprender a resolver problemas que nunca teve que resolver antes. Imagine duas versões de si mesmo e os cérebros dentro dessas duas versões: uma que só aprendeu coisas de que você precisava na vida adulta e outra que aprendeu o máximo que pôde sobre tantas coisas diferentes quanto pôde. Qual versão, você acha, teria o cérebro mais forte? Teria as melhores habilidades de resolução de problemas? Seria mais capaz de enfrentar os desafios desconhecidos que temos pela frente?
Vou dizer mais uma vez: aprenda o máximo que puder sobre tantas coisas diferentes quanto puder. Desafie-se!
Crédito da imagem: Health & Safety Specialists, HSS Health & Safety Solutions, Emirados Árabes Unidos.
Se isso fosse 20 anos atrás, eu não recomendaria essas duas próximas coisas; tal como está, estes estão a tornar-se cada vez mais vitais para o sucesso. Mas uma coisa que você definitivamente vai querer fazer é aprender programação de computadores.
Não apenas ciência da computação ou uso do computador (ou mesmo engenharia da computação), lembre-se. Computador programação. Se você vai se tornar um cientista, precisará saber como fazer uma máquina executar tarefas repetitivas que ninguém fez antes. Se você pode aprender uma linguagem orientada a objetos (minha escolha foi C++, a escolha moderna é Python, mas algum linguagem realmente servirá), você estará em distante forma superior do que se você precisar começar a descobrir na faculdade (ou mais tarde). Aprender a programar é algo que, talvez surpreendentemente, muito difícil fazer pela primeira vez à medida que envelhece. Então comece a aprender antes de entrar na faculdade. Para aquelas de vocês que são garotas, não é? dar deixe o sexismo mantê-lo longe disso. Em 2014, nos Estados Unidos, há ainda estados inteiros que tinham zero meninas fazem o teste AP Computer Science . Não há desculpa para isso.
Crédito da imagem: Cortesia de (um site agora extinto), em iteradores em C++.
Falando em linguagem, não importa em qual campo científico você esteja planejando entrar, você definitivamente vai querer tornar-se o mais proficiente possível em inglês .
Até onde sei, todo das ciências exatas (embora a matemática seja possivelmente a única exceção) atualmente conduz seus negócios principalmente em inglês. Se você quer aprender cosmologia moderna? Inglês. Saiba mais sobre supercondutores? Inglês. Biologia molecular? Explosivos? Engenheiro químico? Inglês, cada um. Você nunca se arrependerá em nenhum desses campos se passar o tempo agora se tornando o mais próximo possível da fluência em inglês.
Crédito da imagem: Ellen Levine / Steeve Bjorkman / SCHOLASTIC — Blue Ribbon Books.
Esses são os princípios básicos e, realisticamente, você estará completamente preparado para ir para qualquer faculdade ou universidade e se tornar um cientista competente (e possivelmente um ótimo) com essa formação.
Mas e se você quiser obter à frente ? E se você quisesse se dar o máximo de vantagens humanamente possível?
Crédito da imagem: 2014 The University of Texas at Austin, via http://www.utexas.edu/edx/linear-algebra .
Muitas pessoas irão aconselhá-lo a começar a olhar mais adiante e a começar a aprender coisas cada vez mais especializadas o mais cedo possível. Exemplos? Para matemática, aprender cálculo multivariável, álgebra linear e equações diferenciais. Para a física, você pode começar em mecânica avançada, eletricidade e magnetismo e mecânica quântica. Para química, você pode começar a aprender química orgânica e/ou física. E para um biólogo, eu provavelmente escolheria biologia molecular como o primeiro curso avançado.
Mas nada disso é minha Conselho. Você não ficará para trás ou criará nenhuma dificuldade para si mesmo esperando até a faculdade para aprender sobre essas coisas específicas. Mas o que você não pode substituir é o tempo que você gasta, enquanto você ainda é jovem, pensamento sobre as grandes ideias que estão por aí. E há uma série de razões incríveis para passar esse tempo fazendo exatamente isso enquanto você ainda é adolescente. Na minha experiência, ler e aprender sobre essas ideias que o fascinam será muito mais valioso para você do que se aprofundar no material avançado de graduação enquanto você ainda está no ensino médio. Como assim? Deixe-me explicar…
Crédito da imagem: http://izquotes.com/ . Citação de Albert Einstein.
Essa criatividade, essa imaginação, essa capacidade de encontrar uma nova abordagem para o problema em que todo mundo está trabalhando é o que vai fazer de você um excelente cientista. Não temos cursos sobre isso, mas essa é a coisa mais importante para promover, especialmente na sua idade.
assim leitura. Converse com pessoas experientes, incluindo seus pares. Procure na internet. Encontre livros, tanto modernos quanto um pouco mais antigos. (Às vezes o melhor novas ideias eram, na verdade, ideias antigas de mais de 50 anos atrás.) E não se preocupe em aprender as coisas o mais profundamente possível; ensine a si mesmo a encontrar as respostas para suas perguntas (e a ir contra os limites do nosso conhecimento). Você estará muito melhor preparado para o que está por vir, e muitas dessas coisas são coisas que você nunca esperaria. Aqui estão alguns.
Crédito da imagem: Bell Labs; Lucent Technologies, através do NY Times.
1.) Você crescerá e mudará à medida que descobrir coisas novas. Esta não é uma advertência do que você ainda não sabe; este é um chamado para você reconhecer que estamos aprendendo coisas novas o tempo todo , e isso significa que a coisa que você mais gostaria de fazer não existe agora. Sessenta anos atrás, não havia ciência planetária, porque a ciência de outros planetas era totalmente desconhecida. Há 30 anos, a nanotecnologia era um sonho. Vinte anos atrás, tínhamos certeza de que não existia energia escura. E DNA lixo pode não ser lixo , pois estamos apenas aprendendo na década de 2010.
Algum deles despertou seu interesse? Meu ponto é que a carreira que você pode acabar tendo no caminho pode nem existir agora mesmo. Não tente se preparar para a única coisa que você acha que quer mais do que qualquer outra coisa, excluindo todo o resto. Aprenda várias coisas ; se o seu amor por aprender não se limita a apenas uma coisa estreita nessa idade, a carreira para a qual você está se preparando pode nem existir quando você se tornar um adulto.
Crédito da imagem: Will Jagy http://math.stackexchange.com/ .
2.) Habilidades inúteis raramente são inúteis. Para quem não me conhece, sou um astrofísico teórico, com Ph.D. em física. Lembro-me do meu primeiro ano na pós-graduação; Eu estava na minha aula de eletromagnetismo, que consistia em encontrar muitas soluções para equações diferenciais parciais. Aqui está um conjunto engraçado de fatos para você:
- Como estudante de graduação, eu era um aluno B (na melhor das hipóteses) quando se tratava de eletromagnetismo.
- eu odiado meus cursos de matemática de graduação (e o professor que os ensinou) que cobriam as técnicas que estávamos usando agora, nesta aula. Eu só tinha um semestre que cobria equações diferenciais parciais e nem era bom nisso.
- Eu tinha aprendido sobre uma grande variedade de ciências tanto no ensino médio quanto na faculdade, e não comecei a me especializar totalmente até o início da pós-graduação.
- E eu havia tirado uma folga depois da faculdade – contrariando o conselho de todos os professores de física – para dar aulas no ensino médio antes de me candidatar à pós-graduação.
Porque é que isso é engraçado? Porque você pode supor que esses fatos me colocam em uma tremenda desvantagem. Para ser honesto, até certo ponto, eles fizeram. Mas havia componentes desses problemas que eu estava realmente melhor em do que todos os outros da minha classe; eu tinha vantagens também. Sim, de certa forma, meu kit de ferramentas (de resolução de problemas) era um pouco deficiente, e eu tive que trabalhar mais do que todos os outros para reforçar essas fraquezas. Mas eu também tinha habilidades e talentos que ninguém outros tinham, porque eu gastei tempo aprimorando-os, porque eu tinha me esforçado para me tornar bom em coisas incomuns. Eu poderia fazer combinações ridículas na minha cabeça; Eu podia ver soluções integrais para certos tipos de problemas antes de qualquer outra pessoa; Eu poderia decompor os problemas em harmônicos esféricos mais rapidamente do que jamais havia percebido. As duas primeiras foram habilidades que desenvolvi na adolescência, a terceira foi algo que surgiu facilmente Porque de outras habilidades que aprendi.
Essas habilidades não eram as coisas que eu era suposto ter aprendido, mas eu os tinha e outros não , e isso me tornou excepcionalmente valioso. O que traz outro ponto importante…
Crédito de imagem: NASA, Tom Benson, Glenn Research Center, via http://www.grc.nasa.gov/ .
3.) Você ficará melhor nas coisas em que se esforçar. Você vê que palavra eu escolhi? Esforço. Não, como as pessoas geralmente supõem, Tempo. Quando você está tentando adquirir uma nova habilidade, tentando aprender a resolver e atacar uma nova classe de problemas, tentando aprender uma nova técnica, a quantidade de tempo que você levará para se tornar competente varia. Tremendo. Mas sempre vai exigir esforço , e um esforço sustentado, até que você saiba disso e seja tão adepto quanto quiser. E quanto maior, mais ampla e profunda for sua base de conhecimento inicial, mais opções e mais potencial você terá.
Você desenvolve essas habilidades fazendo o que quer que esteja tentando se tornar bom. Se você quer pintar, você pinta. E você pinta pinturas progressivamente mais complexas e difíceis. Se você quer tocar um instrumento, você toca. E quanto mais você toca, maior a variedade e dificuldade da música que você ganha na habilidade de tocar e tocar bem. Se você quer dominar uma técnica, pratique essa técnica, aplique-a de todas as maneiras que puder imaginar e a aprenda por dentro e por fora. E – no meu caso – se você quer se tornar bom em um aspecto da física teórica, você pratica resolvendo problemas. Não economize nos difíceis ; trabalhe até eles e não desista até derrubá-los! O que traz mais alguns pontos…
Crédito da imagem: http://izquotes.com/. Citação de Thomas Edison.
4.) Se você não gosta do trabalho que faz para adquirir essas habilidades, você não são vai gostar desse trabalho no futuro. Muitas vezes, eu vi as pessoas terem a mentalidade de, bem, eu odeio o que estou fazendo agora, mas se eu apenas pular esses aros, poderei fazer as coisas que quero fazer. Isso é muito bom, mas você tem certeza de que as coisas que você quer fazer não envolvem apenas fazer mais do trabalho que você odeia?
Tu es constantemente vai usar as habilidades que você adquiriu, e se você não ama a jornada diária de fazer esse trabalho, o que o faz pensar que fazer mais desse trabalho será satisfatório? Porque está a serviço de algum problema maior que você está interessado? Não é provável. Isso não quer dizer que você não deva trabalhar com algumas das coisas mais difíceis e tediosas, porque existem aplicativos mais amplos que você deseja fazer, mas em algum momento, você precisa aproveitar o trabalho que está fazendo. Caso contrário, você vai acabar se ressentindo com o que está trabalhando, e isso não é bom para ninguém.
Crédito da imagem: Lunar and Planetary Institute, 2013 / USRA, via http://www.lpi.usra.edu/ .
5.) Comece a pensar nas grandes questões agora, mas… São as grandes questões que nos atraem. Na biologia, muitas vezes é a evolução e a origem da vida; na ciência cognitiva, é a questão da consciência e de onde ela vem; na física, está ponderando a natureza fundamental da matéria ou espaço-tempo ou o destino do Universo. Você lerá sobre eles, ouvirá as opiniões de pessoas muito inteligentes sobre eles e desenvolverá ideias sobre eles.
Isso é bom!
Mas há um perigo associado ao desenvolvimento de suas próprias ideias quando você tem conhecimento insuficiente para compreender completamente todas as suas nuances. (E confie em mim, você não vai compreendê-los completamente até que você esteja trabalhando neles por muitos, muitos anos.) Quando se trata dessas ideias iniciais que você tem…
Crédito da imagem: Ute Kraus, grupo de educação física Kraus, Universidade de Hildesheim/ Axel Mellinger.
6.) Não tornar-se muito apegado a essas idéias ! À medida que você aprende mais, você será requeridos para revisar sua compreensão dessas ideias, porque – e eu garanto a você – suas ideias sobre o que já é conhecido são incompletas e falhas. Isso não é uma batida em você; isso acontece com todos. Eu ouço histórias o tempo todo sobre um garoto gênio que está fazendo coisas incríveis e avançadas , e para ser honesto, acho cansativo. Sim, existem alguns adolescentes que estão atualmente no nível que eu estava quando era estudante de pós-graduação, e isso por si só é muito impressionante. Mas eles não estão derrubando a relatividade, não estão resolvendo a teoria das cordas e não estão refutando a mecânica quântica: ninguém é.
Eles podem estar trabalhando para entender essas coisas, eles podem estar aprendendo sobre os limites de nossa compreensão lá, e – não vou mentir – isso é uma coisa incrível. Mas se eles querem seguir em frente, e se qualquer um estudar essas coisas quer avançar, eles vão ter que aceitar o fato de que alguns dos detalhes, ideias e conclusões que estão em sua cabeça estão errados e precisam ser substituídos pelo que está correto. Muitas carreiras científicas foram paralisadas porque uma pessoa era simplesmente muito arrogante dizer, oh, isso é uma evidência que eu não posso explicar, e então minha ideia precisa ser revisada , reconsiderando, ou está simplesmente errado.
Crédito da imagem: Donald Clayton, PASP 108, 3 (1996); Fred Hoyle é o 3º da esquerda.
Não há ninguém, oh universal, apenas faça isso e você terá uma carreira fazendo o que você quer fazer um conselho para dar. Aprenda o que você ama e ame o que você aprende. Leia uma diversidade de materiais, mas fique atento aos autopromotores, charlatães e charlatães. Pratique trabalhar nas coisas que você ama, trabalhe para se tornar pelo menos competente em suas áreas de fraqueza. Resolver problemas; aprender diversas técnicas para fazê-lo. Reúnam-se em grupos e apresentem-se uns aos outros; sua primeira vez ensinando algo oferece tu uma oportunidade de aprendizado maior do que qualquer um de seus alunos. E mais geralmente…
Crédito da imagem: Amanda Kidd http://thistimeimanit.com/ .
Reconheça que não importa o que você faça, trabalhe ou aspire, que não define quem você é . É uma parte de você, mas não é todo de você, e você não deveria querer que fosse. Mesmo na sua tenra idade, é importante reconhecer isso.
Portanto, tenha uma vida além do seu trabalho. Se divirta. Tente coisas novas. Sair. Use seu corpo. Assuma riscos, se machuque, melhore. Converse com as pessoas e mantenha as interessantes por perto. Seja gentil, seja generoso e tenha a mente aberta. Empurre-se para além da sua zona de conforto. Não se torne uma caricatura unidimensional; você não está na Teoria do Big Bang e não gostaria de estar. (O teoria real é distante mais interessante , e a grande maioria das pessoas reais que trabalham com essa teoria são muito mais interessantes, curiosas, diversas e multifacetadas do que o que é retratado na cultura popular, eu prometo.)
Crédito da imagem: NASA, ESA e Jesús Maíz Apellániz.
E continue questionando, e continue aprendendo. Quando você entende não apenas o que sabemos, mas também como nós sabemos disso , está entre as melhores sensações do mundo. Não se esqueça de compartilhá-lo com aqueles que você encontrar ao longo do caminho. E acima de tudo, seja honesto consigo mesmo. Não acorde um dia para descobrir que está velho e não viveu a vida que queria. Nas palavras imortais de Frank Zappa,
Se você acabar com uma vida chata e miserável porque ouviu sua mãe, seu pai, seu professor, seu padre ou algum cara na televisão lhe dizendo como fazer sua merda, então você merece.
É sua única vida aqui neste Universo com seu cérebro, seu corpo, seus pensamentos, suas experiências e suas escolhas. Agora vá lá e faça um ano fantástico, e que você o faça crescer em uma vida fantástica!
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