本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
我花了很多时间思考如何利用常见的日常经验,将年轻人引入 STEM 的生活。但在思考研究中那些在电影中不一定有迷人特写的部分——预算、人员管理等——我开始意识到一些机会可以让事情反过来进行。那些原本可能会让人感到不舒服或畏惧的对话,可以通过低风险的 STEM 思维实验来引入。一个明显的例子就是保持预算的概念。
我个人对预算的了解是通过一个非常直观且动手的方式,即一个可扩展的文件文件夹。每个部分都标有标签——食物、医生、度假、娱乐、圣诞节等——并且每周根据预算将实际的钱放入每个部分。我们不是仅仅得到一个关于看电影的是/否的答案,而是必须查看文件夹。如果娱乐方面的钱不够,你是否愿意从其他地方挪用?耗尽稍后度假的钱?当然,看电影的优先级比食物低。请记住,隔板里的钱是为全家人准备的。为一个人清空整个隔板显然对其他人不公平。购买当地游乐园的季票是有道理的——无限次入场!为我们所有人!——但这可能意味着全家承诺在今年余下的时间里不外出就餐、看电影或进行其他社交活动。参与这个决定使得以后拒绝其他事情变得更容易。这可能是一种可视化资金流动的基本方法,但它在我的职业生涯中协调员工团队和国际研究季时为我提供了帮助。
但是,直接谈论家庭开支可能会让人感到不舒服,有时被认为太不舒服的对话就不会发生。这是可以理解的。也许在令人惊叹的科学发现的背景下,更容易打开思考预算的大门。两位科学家在阿塔卡玛沙漠花费八周时间研究地震形变需要多少钱?在 12 个州的监狱人口中进行调查又需要多少钱?如果让你计划一种新疫苗的开发和测试费用,你会如何开始?想象自己是一名科学家,不仅仅是发现的时刻,甚至可以开始讨论计划、支出和跟踪像海底旅行之类的预算的投入。请考虑以下简单示例
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规划预算: 假设一个外国的矿井刚刚向附近的水源泄漏了一种有毒物质,而你恰好是该特定物质的专家。你需要制定一个计划,说明如何获取所需的数据和样本。即使不提出任何具体的金额,你正在萌芽的科学家也可以提出令人惊讶的深入问题清单,他们需要回答这些问题才能规划这样的尝试。例如
如果你是有毒物质的专家,你还需要带哪些人加入研究团队?
你会住在离地点附近的哪里?帐篷?酒店?
天气会是什么样的?
你将如何出行?地形是否危险到你需要雇用专业的向导或司机?
你的团队需要什么防护措施来防止有毒物质?
你将如何决定去哪里采集样本和进行测量?卫星图像?地图?调查当地居民?
进入该国是否需要费用?你和你的团队是否需要签证?
将设备带入该国有什么规定?你需要在那里购买吗?
将样本带出该国有什么规定?你需要邮寄它们吗?你需要什么许可证?
样本将在哪里进行测试?由谁进行测试?
你每个地点需要多少个样本?你需要多少个采集套件?
除了样本之外,你还需要从每个地点收集哪些其他信息?这需要专用设备吗?
你的团队其他成员需要接受处理有毒物质的培训吗?
你会吃什么?在哪里获取食物?你将如何储存或准备它?
通过心理努力计划这样的旅行可以开启关于计划家庭度假或学校戏剧的对话。研究人员必须能够对所有费用做出有根据的估计,才能申请研究资金,能够仔细考虑所有细节并了解成本可能来自哪里,这对于通常只考虑科学发现阶段的孩子来说可能是一次大开眼界的经历。
花费预算: 一旦你对成本做出最佳估计并撰写了拨款提案,如果拨款获得批准,你仍然有很多决定要做。这一次,你的年轻研究人员可以想象他们是一个团队的一部分,该团队正在设计一种新的展开机构,用于深空探测器。该仪器需要在零重力下展开进行测量,然后重新折叠。该团队有五种可能的设计和 100 万美元的支出。这似乎很多,但在零重力下进行测试非常困难。实验室里有一些测试不是很准确,但每次运行的成本只有 500 美元,而且可以随时进行。有一些测试可以在“近太空”进行,但每次测试的成本为 10,000 美元,而且每月只能进行一次。你还有机会让国际空间站外的宇航员测试一个设计,但将其送到那里将花费 75,000 美元,并且测试只能在 7 个月后进行。你的仪器需要在 1 年内准备就绪。你如何花你的钱?
像生活中大多数预算一样,没有正确答案。但是,有一些答案你可以轻松捍卫,并且会引导你朝着你需要在时间线上实现的未来目标前进。也许为你假设的新型抗震建筑的严格测试预算导航可以开启关于其他预算的对话。
跟踪支出: 一旦你有了计划、预算以及至少了解如何花钱,还有一项额外的任务是跟踪你的支出。像美国国立卫生研究院、美国宇航局和国家科学基金会这样的组织希望确保他们提供的资金用于拟议的研究。这意味着要妥善记录资金的支出情况,确保每个人都保持在轨道上,并记录资金的去向。但有时,维护这些记录需要计划、努力和解决问题的能力。你的年轻研究人员将如何处理以下情况?
你是五人团队的一员,但在未来一年内,你们将共享预算。你们会多久检查一次?你将如何让团队中的每个成员跟踪他们的支出并向你报告?
你正在一个需要当地司机的地方工作,但他们不提供服务收据。你将如何记录这笔费用?
你的团队将在未来 6 个月内在不同货币的国家工作。你将如何跟踪支出情况?你多久要求提供记录?
国际运输样本的费用最终比预期高得多。它发生在 18 个月拨款的第三个月,但你直到第 9 个月才收到收据。你将对你的团队说什么?
让年轻的研究人员有机会规划参与度高、假设性的研究,让他们处理那些精心制定的计划被打乱时的挫败感。这并不是 STEM 生活中最光鲜亮丽的部分,但这是你的年轻研究人员在成长过程中会面临的一部分——无论他们成为工程师、舞台监督还是全职爸爸。在深空研究的假设领域开启对话,可能会让在讨论点甜点时更容易跟进。