科學、技術、工程、數學……以及預算?

讓年輕人有機會規劃假設研究專案的具體細節,可以提供一種低風險的方式來開啟關於資金管理的對話

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


我花了很多時間思考如何利用常見的日常經驗,將年輕人引入 STEM 的生活。但在思考研究中那些在電影中不一定有迷人特寫的部分——預算、人員管理等——我開始意識到一些機會可以讓事情反過來進行。那些原本可能會讓人感到不舒服或畏懼的對話,可以透過低風險的 STEM 思維實驗來引入。一個明顯的例子就是保持預算的概念。

我個人對預算的瞭解是透過一個非常直觀且動手的方式,即一個可擴充套件的檔案資料夾。每個部分都標有標籤——食物、醫生、度假、娛樂、聖誕節等——並且每週根據預算將實際的錢放入每個部分。我們不是僅僅得到一個關於看電影的是/否的答案,而是必須檢視資料夾。如果娛樂方面的錢不夠,你是否願意從其他地方挪用?耗盡稍後度假的錢?當然,看電影的優先順序比食物低。請記住,隔板裡的錢是為全家人準備的。為一個人清空整個隔板顯然對其他人不公平。購買當地遊樂園的季票是有道理的——無限次入場!為我們所有人!——但這可能意味著全家承諾在今年餘下的時間裡不外出就餐、看電影或進行其他社交活動。參與這個決定使得以後拒絕其他事情變得更容易。這可能是一種視覺化資金流動的基本方法,但它在我的職業生涯中協調員工團隊和國際研究季時為我提供了幫助。

但是,直接談論家庭開支可能會讓人感到不舒服,有時被認為太不舒服的對話就不會發生。這是可以理解的。也許在令人驚歎的科學發現的背景下,更容易開啟思考預算的大門。兩位科學家在阿塔卡瑪沙漠花費八週時間研究地震形變需要多少錢?在 12 個州的監獄人口中進行調查又需要多少錢?如果讓你計劃一種新疫苗的開發和測試費用,你會如何開始?想象自己是一名科學家,不僅僅是發現的時刻,甚至可以開始討論計劃、支出和跟蹤像海底旅行之類的預算的投入。請考慮以下簡單示例


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規劃預算: 假設一個外國的礦井剛剛向附近的水源洩漏了一種有毒物質,而你恰好是該特定物質的專家。你需要制定一個計劃,說明如何獲取所需的資料和樣本。即使不提出任何具體的金額,你正在萌芽的科學家也可以提出令人驚訝的深入問題清單,他們需要回答這些問題才能規劃這樣的嘗試。例如

  • 如果你是有毒物質的專家,你還需要帶哪些人加入研究團隊?

  • 你會住在離地點附近的哪裡?帳篷?酒店?

  • 天氣會是什麼樣的?

  • 你將如何出行?地形是否危險到你需要僱用專業的嚮導或司機?

  • 你的團隊需要什麼防護措施來防止有毒物質?

  • 你將如何決定去哪裡採集樣本和進行測量?衛星影像?地圖?調查當地居民?

  • 進入該國是否需要費用?你和你的團隊是否需要簽證?

  • 將裝置帶入該國有什麼規定?你需要在那裡購買嗎?

  • 將樣本帶出該國有什麼規定?你需要郵寄它們嗎?你需要什麼許可證?

  • 樣本將在哪裡進行測試?由誰進行測試?

  • 你每個地點需要多少個樣本?你需要多少個採集套件?

  • 除了樣本之外,你還需要從每個地點收集哪些其他資訊?這需要專用裝置嗎?

  • 你的團隊其他成員需要接受處理有毒物質的培訓嗎?

  • 你會吃什麼?在哪裡獲取食物?你將如何儲存或準備它?

透過心理努力計劃這樣的旅行可以開啟關於計劃家庭度假或學校戲劇的對話。研究人員必須能夠對所有費用做出有根據的估計,才能申請研究資金,能夠仔細考慮所有細節並瞭解成本可能來自哪裡,這對於通常只考慮科學發現階段的孩子來說可能是一次大開眼界的經歷。

花費預算: 一旦你對成本做出最佳估計並撰寫了撥款提案,如果撥款獲得批准,你仍然有很多決定要做。這一次,你的年輕研究人員可以想象他們是一個團隊的一部分,該團隊正在設計一種新的展開機構,用於深空探測器。該儀器需要在零重力下展開進行測量,然後重新摺疊。該團隊有五種可能的設計和 100 萬美元的支出。這似乎很多,但在零重力下進行測試非常困難。實驗室裡有一些測試不是很準確,但每次執行的成本只有 500 美元,而且可以隨時進行。有一些測試可以在“近太空”進行,但每次測試的成本為 10,000 美元,而且每月只能進行一次。你還有機會讓國際空間站外的宇航員測試一個設計,但將其送到那裡將花費 75,000 美元,並且測試只能在 7 個月後進行。你的儀器需要在 1 年內準備就緒。你如何花你的錢?

像生活中大多數預算一樣,沒有正確答案。但是,有一些答案你可以輕鬆捍衛,並且會引導你朝著你需要在時間線上實現的未來目標前進。也許為你假設的新型抗震建築的嚴格測試預算導航可以開啟關於其他預算的對話。

跟蹤支出: 一旦你有了計劃、預算以及至少了解如何花錢,還有一項額外的任務是跟蹤你的支出。像美國國立衛生研究院、美國宇航局和國家科學基金會這樣的組織希望確保他們提供的資金用於擬議的研究。這意味著要妥善記錄資金的支出情況,確保每個人都保持在軌道上,並記錄資金的去向。但有時,維護這些記錄需要計劃、努力和解決問題的能力。你的年輕研究人員將如何處理以下情況?

  • 你是五人團隊的一員,但在未來一年內,你們將共享預算。你們會多久檢查一次?你將如何讓團隊中的每個成員跟蹤他們的支出並向你報告?

  • 你正在一個需要當地司機的地方工作,但他們不提供服務收據。你將如何記錄這筆費用?

  • 你的團隊將在未來 6 個月內在不同貨幣的國家工作。你將如何跟蹤支出情況?你多久要求提供記錄?

  • 國際運輸樣本的費用最終比預期高得多。它發生在 18 個月撥款的第三個月,但你直到第 9 個月才收到收據。你將對你的團隊說什麼?

讓年輕的研究人員有機會規劃參與度高、假設性的研究,讓他們處理那些精心制定的計劃被打亂時的挫敗感。這並不是 STEM 生活中最光鮮亮麗的部分,但這是你的年輕研究人員在成長過程中會面臨的一部分——無論他們成為工程師、舞臺監督還是全職爸爸。在深空研究的假設領域開啟對話,可能會讓在討論點甜點時更容易跟進。

Amanda Baker is a science communicator and outreach advocate. She has a geoscience PhD from Cornell University and has managed open-access, academic journals as well as the outreach journal Frontiers for Young Minds. She is currently writing and editing science content for kids, from curriculum materials to magazines like Smore. She has served as a Science Olympiad national event supervisor and taught a first-year writing seminar on sustainable earth systems while at Cornell.

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