هل فكرت يومًا في القيام بمشروع science fair؟ ربما كنت ترغب في ذلك ، لكنك لا تعرف من أين تبدأ. أو لديك فكرة ، لكنك لست متأكدًا من قدرتك على تنفيذها. ربما لا تعتقد أن المعارض العلمية مناسبة لك على الإطلاق.
يمكن أن تكون المسابقات العلمية ممتعة ومجزية. لكن بالنسبة للكثيرين ، يمكن أن تكون مخيفة أيضًا. لذا أخبار العلوم للطلاب تحدث إلى خمسة خبراء حول كيفية إنشاء مشروعات علمية من الدرجة الأولى - وما استفادوا منه من التجربة.
كان جميعهم من بين 30 مرشحًا نهائيًا في مسابقة Broadcom MASTERS لعام 2021 لطلاب المدارس المتوسطة. (تم إنشاء المسابقة بواسطة Society for Science ، التي تنشر أخبار العلوم للطلاب ). استكشفت مشاريعهم كل شيء من حرائق الغابات إلى اللغة إلى الموسيقى. يناقش الطلاب مصدر إلهامهم والعقبات التي واجهوها وما أحبهوا في مشروعهم.
بريشا شروف
صمم بريشا ، 14 عامًا ، نظام ذكاء اصطناعي للتنبؤ بمكان حدوث حرائق الغابات. تستخدم خوارزميتها ملاحظات ناسا عبر الأقمار الصناعية لسطح الأرض وبيانات الطقس لاكتشاف البيئات التي قد تشتعل فيها النيران. في الاختبار ، اكتشف ذكاءها الاصطناعي ، أو AI ، مناطق خطر الحريق 98 في المائة من الوقت. تحضر بريشا المدرسة الإعدادية السريعة في مدرسة باشا الثانوية في تشاندلر ، أريزونا.
ما الذي ألهمك لمتابعة هذا المشروع؟
يقول بريشا:"عندما كنت أقود سيارتي أنا وعائلتي إلى المنزل من [لوس أنجلوس] ، تم إيقافنا على الطريق بسبب حريق هائل هائل". حتى أن إحدى صديقاتها اضطرت إلى الفرار من منزلها بسبب الحريق. "لقد ألهمني ذلك حقًا ، حسنًا ، [حرائق الغابات] مثل مشكلة كبيرة حقًا ،" كما تقول. "إذا كان له مثل هذا التأثير في كاليفورنيا فقط وتلك مدينة واحدة ، فما مقدار الضرر الذي يحدثه حول العالم؟"
ما هو الجزء الأكثر إثارة في مشروعك؟
يقول بريشا:"كان الشيء الأكثر إثارة هو ترميز مشروعي والمرور بعملية التجربة والخطأ". تقول:"هناك الكثير لتتعلمه عند استخدام [AI]". "هناك الكثير مما يمكنك فعله به ، وهناك الكثير من الموارد المتاحة." ساعدت الدورات التدريبية عبر الإنترنت Prisha في التعرف على الذكاء الاصطناعي. عندما يتعلق الأمر بإنشاء برنامج خاص بها ، كان الوقوع في المشاكل جزءًا من المتعة. يقول بريشا:"لقد كنت متحمسًا للغاية عندما كنت أقوم باستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، لأن العثور على الحلول كان مرضيًا للغاية.
ما أهم شيء تعلمته من تنفيذ هذا المشروع؟
"لاشئ مستحيل. يقول بريشا. "لقد استغرق الأمر شهرين فقط لمعرفة ،" كيف سأستخدم المفهوم الواسع للذكاء الاصطناعي؟ "كان هناك الكثير من المعلومات ، وكان علي أن أعرف كيف سأستخدمها. " الحفاظ على الإيجابية حتى عندما شعرت بالإرهاق كان عاملاً حاسماً في نجاحها.
ايمون جوردون
درس إيمون ، 14 عامًا ، جانبًا من جوانب الكلام يسمى وقت بدء الصوت. يحدث هذا عند إصدار صوت ساكن (مثل "t" في "علامة التبويب"). لنطق هذه الرسالة ، عليك أولاً إغلاق فمك أو تضييقه. (في حالة الحرف "t" ، يسد لسانك مقدمة فمك.) يؤدي ذلك إلى زيادة الضغط في السبيل الصوتي. فتح فمك لإصدار صوت حرف العلة التالي (مثل "a" في "علامة التبويب") ، يؤدي إلى تحرير هذا الضغط. الوقت بين الإطلاق والصوت المتحرك هو وقت بدء الصوت. تُظهر تجارب Eamon أن وقت بدء الصوت يؤثر على كيفية سماع المستمعين للحروف الساكنة. إيمون طالب في مدرسة جوليتا فالي جونيور الثانوية في جوليتا ، كاليفورنيا.
ما الذي ألهمك لمتابعة هذا المشروع؟
يقول إيمون:"عندما كنت في الصف الثالث ، اعتقدت أن الأصوات متشابهة تمامًا مع بعضها البعض ، أحرف مثل" د "و" تي ". "على عكس حروف العلة ، بدوا مشابهين لي تمامًا." جعل ذلك إيمون فضوليًا حول كيفية تمييز الناس بين الأصوات المتشابهة. عندما سأل والده ، وجهه والد إيمون إلى معلومات عن وقت بدء الصوت.
ما هو الجزء المفضل لديك في هذا المشروع؟
استمتع إيمون بتجنيد الطلاب الذين لم يكن يعرفهم للمشاركة في دراسته. في تجاربه ، شغّل إيمون تسجيلات لكلمات ، مثل "tad" و "dad" ، بأوقات بدء مختلفة للصوت. ثم سأل المستمعين عن كيفية إدراكهم للحروف الساكنة في هذه الكلمات. يقول إيمون:"ذهبت إلى الغرباء وطلبت منهم فقط بعضًا من وقتهم ، وهو ما أعتقد أنه تجربة جيدة". "يجب أن أقابل أشخاص جدد."
ماذا ستقول لطفل أراد أن يبدأ مشروعًا علميًا؟
يقول إيمون إن أهم شيء هو "وضع خططك". "قد يكون هناك بعض المطبات على الطريق. لكن بشكل عام ، أعتقد أنه إذا كان لديك فقط خطة ، فستكون رائعة ". بالنسبة إلى إيمون ، كان المفتاح لوضع خطة هو العثور على موجهين وموارد أخرى لإبلاغ مشروعه.
غابرييلا جويرا سانشيز
غابرييلا ، 13 سنة ، رسامة وعاشق للموسيقى. لذلك قامت بالتحقيق فيما إذا كانت الموسيقى تؤثر على كيفية رؤية الناس للفن. استمع الطلاب المتطوعون إلى موسيقى سعيدة أو حزينة أثناء النظر إلى صورة رسمتها غابرييلا. بعد ذلك ، أبلغ المتطوعون عما إذا كان نوع الأغنية قد غير طريقة مشاهدتهم للوحة. حوالي 57 في المائة من الوقت ، كانت الإجابة نعم. غابرييلا تذهب إلى مدرسة تينيسون المتوسطة في واكو ، تكساس.
ما الذي ألهمك لمتابعة هذا المشروع؟
تقول غابرييلا:"أنا معجب حقًا بالموسيقى". "انا أستمع إلي الموسيقي كل يوم. لا أغادر المنزل بدون سماعاتي ". بدأت تلاحظ أن نوع الموسيقى التي كانت تستمع إليها قد أثر على شعورها تجاه العناصر المرئية ، مثل الأعمال الفنية أو الإعلانات. تساءلت غابرييلا ، هل تؤثر موسيقى الخلفية على كيفية رؤية الآخرين للأشياء؟
ما هي الموارد التي ساعدتك في إكمال هذا المشروع؟
كان جمع البيانات صعبًا على غابرييلا لأنها كانت متعلمة في المنزل. وفي المنزل ، غالبًا ما كان ابن عمها هو الشخص الآخر الوحيد الموجود في الجوار. لذا حصلت غابرييلا على معلم للمساعدة. عرضت المعلمة لوحة غابرييلا على الطلاب في فصل دراسي وجمعت بيانات استقصائية لتحليلها غابرييلا. تقول غابرييلا:"في بعض الأحيان ، كنت آتي بعد المدرسة بمجرد مغادرة الجميع لذلك يمكن أن أكون أنا والمعلم فقط". كانت تلك الاجتماعات مفيدة لاستكمال مشروعها.
ماذا ستقول لطفل أراد أن يبدأ مشروعًا علميًا؟
تقول غابرييلا:"استمتع بها". "استمتع فقط بما تفعله وابحث عن طريقة لمساعدتك أنت أثناء العملية أيضًا ". تقول غابرييلا إن مشروعها ، على سبيل المثال ، قدم لها طريقة جديدة للتحدث عن مشاعرها مع والدتها.
آفي باتيل وأنش سيجال
قام آفي وأنش ، وكلاهما يبلغ من العمر 12 عامًا ، ببناء برنامج معًا لمساعدة المعاقين بصريًا على ركوب الدراجة. يرسل الجهاز الموجود على دراجة الشخص المبصر تعليمات إلى دراجة الشخص المعاق بصريًا حول وقت وكيفية الدوران. التحق آفي وأنش بمدرسة توماس جيفرسون الإعدادية في فير لاون ، نيوجيرسي
ما الذي ألهمك لمتابعة هذا المشروع؟
يقول أنش:"منذ عدة سنوات ، زرت مأوى للمكفوفين في الهند". هناك ، رأى فتاة صغيرة تقترب من بائع الحليب وسألها عما إذا كان بإمكانها ركوب دراجته. يتذكر أنش:"لقد كانت مفتونة جدًا بكيفية قيادته للدراجة". كان لدى آفي تجربة مماثلة أثناء التطوع في مخيم صيفي للمكفوفين عندما كان في العاشرة من عمره. بعد مشاركة هذه القصص مع بعضهما البعض ، قرر أنش وآفي التعاون معًا لمساعدة الأشخاص المعاقين بصريًا على ركوب الدراجات.
كيف كان شعورك بالعمل كفريق؟
يقول أنش:"لقد كان الأمر ممتعًا للغاية". "إنه صديقي ، لكن كان علي أن أرى كيف يعمل." يوافق آفي على أن العمل في المشروع مع أنش أضاف بعدًا جديدًا إلى صداقتهما. يقول:"لم نكن نعلم حقًا أن كلانا يحب العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات". (STEM تعني العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.) تحدث الاثنان عن نظام الدراجات في المدرسة وزارا منازل بعضهما البعض لاختباره. يقول آفي إن العمل مع صديق "ساعدنا في تحفيزنا".
ما هو الجزء المفضل لديك في هذا المشروع؟
يقول آفي إن الجزء الأكثر مكافأة هو معرفة سبب عدم تمكنهم من تشغيل برنامجهم. يتذكر قائلاً:"لقد أصبنا بالإحباط الشديد". "لقد استغرق الأمر منا يومًا كاملاً لمعرفة ذلك." المشكلة؟ سطر واحد من التعليمات البرمجية الإضافية التي تسببت في فشل النظام بأكمله. يقول آفي:"بعد ذلك ضحكتنا كثيرًا". بالنسبة إلى Ansh ، كان أحد أفضل الأجزاء هو الحصول على تعليقات حول مشروعهم من شخص ضعيف البصر.
ماذا ستقول لطفل أراد أن يبدأ مشروعًا علميًا؟
يقول أنش:"أعتقد أنه يجب على الأطفال اغتنام كل فرصة يحصلون عليها بشكل أساسي ، سواء كانت في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) أو خارجها". بعد كل شيء ، لا تعرف أبدًا متى قد تكتشف شغفًا جديدًا.
والفائزون…
كانت بريشا شروف من بين الفائزين الكبار في مسابقة هذا العام. حصلت على جائزة Lemelson للاختراع بقيمة 10000 دولار. هذا التكريم يكرم المخترع الشاب الذي ابتكر حلولاً واعدة لمشاكل العالم الحقيقي.
كما فاز أنش سيجال وآفي باتيل وإيمون جوردون بجوائز في المسابقة. (تحقق من القائمة الكاملة هنا.)
حصل أكيلان سانكاران على جائزة مؤسسة Samueli Foundation التي تبلغ 25000 دولار. طور الشاب البالغ من العمر 14 عامًا من ألبوكيرك ، نيو هامبشاير ، برنامج كمبيوتر لحساب الأرقام القابلة للقسمة بشكل كبير ، والتي تسمى antiprimes ، والتي يزيد طولها عن 1000 رقم. تمنح هذه الجائزة تقديرًا للطالب الذي "يجسد كيفية تضافر جهود البحث والابتكار والعمل الجماعي لتحقيق أهداف العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات".
ومن بين الفائزين الآخرين في مسابقة هذا العام بقيمة 10000 دولار:
- كاميليا شارما ، 14 عامًا ، من هنريكو ، فرجينيا ، طبعت طائرة بدون طيار / قارب يلتقط صورًا تحت الماء لعد الأسماك.
- اكتشفت جوزفين إي شولتز ، 14 عامًا ، من سان أنطونيو ، تكساس ، أن التغييرات في أنماط الإضاءة يمكن أن تؤثر على ظهور فراشات سيدة مرسومة من أزهارها الشرنقة.
- Ryka C. Chopra ، 13 عامًا ، من فريمونت ، كاليفورنيا ، تتبعت مواقع مطاعم الوجبات السريعة لمعرفة ما إذا كانت قد تم بناؤها بالقرب من السكان الذين يعانون من السمنة المفرطة ، مما قد يساهم في دورة السمنة.
