本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
這篇文章是突出青年科學競賽的三部分系列文章的第二篇，這些競賽讓年輕人承擔起科研生活中真實的挑戰和回報。
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我們已經討論過擁有競爭優勢和動力來為特定問題創造最佳解決方案的重要性，但科學家的日常生活不僅僅是由機器或準備工作接受考驗時的成敗時刻組成。一旦研究人員制定了最佳計劃或有意義的專業知識，他們會用它做什麼？研究過程本身實際上是如何發生的？科學競賽如何將這種體驗帶給學生？
有許多值得注意的競賽，但本系列將重點介紹三個能夠展現特定技能組合的競賽
在高度專業化的專業領域中，作為團隊的一部分直接與他人競爭
競爭有限的資源以調查提出的問題
利用現代技術和媒體來傳播您的結果的重要性
本系列中重點介紹的第二個競賽以及第二套技能，體現了真正的科學是透過正式競賽完成的，偉大的科學家也必須是偉大的傳播者：“學生太空飛行實驗計劃”。
許多人和組織都致力於尋找方法來幫助年輕人體驗更能準確反映科學生活的科學教育。對於國家地球與空間科學教育中心主任兼 SSEP 創始人傑夫·戈爾茨坦博士來說，答案很明確。“讓學生們真正做科學。讓他們親眼看看。”
在我們的談話中，戈爾茨坦博士強調，他們在 2010 年制定該計劃的目標不是建立另一個科學競賽。“我們的想法是為學生創造絕對真實和沉浸式的科學體驗。”
自那以後，結果是一個廣泛的計劃，涉及超過 50,000 名學生競爭，以獲得機會讓他們設計和建造的實驗真正被帶到國際空間站 (ISS) 並進行測試。
那麼，讓學生參與真實的科學意味著什麼？這意味著他們從科學過程的最初開始：撰寫提案。在購買任何裝置或設定實驗之前，科學中有一個關鍵步驟經常被更廣泛的社群所忽視。但正是過程的這一部分使得任何研究專案都有可能啟動。
資助組織——例如政府機構、研究協會等——將釋出提案徵集。此徵集將定義該組織感興趣支援的研究類型範圍、對要進行的研究的限制（包括時間範圍、地點、資金和可用材料）以及提案本身的正式要求。然後，研究人員需要建立一個簡潔而引人注目的提案，其中定義他們想要做的工作，解釋它如何符合提案徵集的範圍，並說服評審員他們的專案代表最大的潛在投資。他們必須在提案本身的嚴格和正式的限制（包括字數、圖表數量、章節、參考文獻、預算、動機等）內完成所有這些工作。這是一個在嚴格的書面框架內既準確又具有說服力的嚴格練習。
當戈爾茨坦博士開始考慮這項技能對研究人員的重要性時，他詢問他的同事們第一次被要求撰寫正式提案是什麼時候。“研究生院，”戈爾茨坦博士說。“如果這對任何想進入科學領域的人來說都是一項基本技能，那麼我們培養的學生就沒有為就業做好準備。”
因此，想要響應此提案徵集的學生、教室和社群將面臨一條緊張但有價值的道路。對於每個參與的社群，都將有一個能夠支援單個微重力實驗的微型實驗室，該實驗將被運送到國際空間站。由於國際空間站處於持續的自由落體狀態，因此在航天器內部創造了一個看似失重的微重力環境。放置在這種環境中的任何物理、化學或生物系統都將表現得好像重力已被關閉。
因此，SSEP 實驗設計由一個核心問題驅動——重力在被研究系統中起什麼作用？為了能夠清晰地比較系統，需要在地面重力影響下進行相同的實驗。SSEP 提供課程和內容資源，供教師和學生培養對在失重環境中進行的科學以及實驗設計的基礎理解。
奠定這個基礎確保了參與小組對設計和構建有意義的微重力實驗有充分的瞭解。如果他們想為在微重力下進行的實驗撰寫有競爭力的提案，他們不僅需要了解微重力是什麼，還需要了解哪些材料和現象可能會受到這種環境的影響，因此值得測試並與在地球上進行的相同實驗進行比較。
學生們知道每艘航天器都有有限的可用空間來運輸實驗。他們競爭的不是獎品或獎牌，而是非常切實的資源。
有了這些知識，學生小組共同努力建立並提交他們的正式提案。潛在的實驗是真正的跨學科的——從晶體生長到微型水生生物——學生們提出他們認為在微重力下進行測試具有資訊量和重要性的任何工作。這些提案首先由社群內的評審委員會進行評估。每個社群得分最高的提案將被髮送到國家科學專家委員會。當做出最終選擇時，入選提案背後的學生將構建實驗，為他們的發射日期做準備。
“對我們來說，重要的是這是一項社群努力，”戈爾茨坦博士說。“即使每個社群只能選擇一個實驗，整個社群最終都會支援該實驗和實驗背後的學生。”教師、學生和整個社群都將參與提案和選擇過程。不僅僅是一個孩子。不僅僅是一個教室。這種集體和競爭性地追求新知識是該計劃旨在創造的沉浸式和真實體驗的關鍵組成部分。
入選的實驗還需要透過正式的飛行安全審查，以確保它們能夠安全地往返國際空間站，而不會對宇航員、他們的裝置或實驗本身造成潛在問題。
但真實性遠不止於此。最新的一批學生，即入選執行 Mission 6 發射任務的學生，意外地瞥見了真實研究的另一個方面。攜帶學生實驗的火箭在上升過程中發生異常，所有實驗都丟失了。數百人幾個月的努力和準備工作瞬間脫軌。
任何曾經屏住呼吸等待火箭發射、著陸器著陸、雷射發射或加速器執行的科學家都可以告訴你——某些外部因素導致你數月或數年的工作突然結束的風險是一個非常真實且決定性的因素。你必須願意承擔這種風險。更重要的是，如果事情沒有像你預期的那樣發展，你必須能夠重新振作起來。
對於 Mission 6 的學生來說，事件發生了幸運但令人緊張的轉折。NASA 和 NanoRacks 努力使學生實驗有可能包含在下一次 SpaceX CRS-5 飛行任務中。然後，這些小組不得不在社群的協助下，在極其緊張的期限內爭分奪秒地重建數月的工作。危在旦夕的不是獎項，而是回答他們在幾個月前的提案中提出的問題的機會。
實驗返回地球后，學生們將有機會處理和解釋他們的資料，並在正式的研究研討會上展示它：在史密森尼國家航空航天博物館與他們所有的研究同行進行幻燈片演示。在考慮讓年輕學生在這樣的論壇上展示的價值時，戈爾茨坦博士再次詢問他的同事們第一次被要求進行正式研究演示是什麼時候。答案再次是研究生院。
“我認為我們常常對學生評價過低，”戈爾茨坦博士說。“我們將學生和教師放在一個小盒子裡，我們剝奪了他們探索真正好奇心的機會和回報。”拿走盒子的一塊導致了超過 10,000 份提案、11 次任務，以及對 STEM 教育和參與意味著什麼的新視角。隨著下一次發射即將在 6 月到來，我們可以親眼目睹新的一批社群重新掌控自己的 STEM 學習，並抓住機會參與真實的科學體驗。
來源
圖片
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-128/html/s128e009996.html
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-4-to-iss/cfn201-nyc-ny/
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-4-to-iss/huron-county-mi-2/
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-5-to-iss/hillsborough-county-florida/
http://ssep.ncesse.org/communities/experiments-selected-for-flight/selected-experiments-on-ssep-mission-4-to-iss/pharr-tx/
http://ssep.ncesse.org/communities/wp-content/uploads/2012/12/Traverse-City-Michigan.jpg