Pred več kot 20 leti so raziskovalci začeli trinajstletni postopek dela s stotimi stroji za zaporedje, da bi preslikali celoten človeški genom. Danes je mogoče v nekaj dneh do nekaj tednih zbrati enako količino podatkov in to za del stroškov.
"Pametni ljudje, kot ste vi, bodo delali na tem, " pravi Maggie Halloran, tehnica zaporedja, ki stoji pred skupino širokookošnih srednješolcev v novem Laboratoriju za analitično biologijo Nacionalnega muzeja za naravoslovje (LAB), molekularno središče za biotehnologijo.
Študentje so 15 od 100, ki obiskujejo magnetni program iz magnetnih znanosti, tehnologije, inženiringa in matematike (South River High School) v Edgewateru, Md. Ta mesec so si v zakulisju ogledali nekaj muzejev zbirke, laboratorijske zmogljivosti in ljudi, ki jih vodijo.
Lani je 28 odstotkov srednješolskih prvošolcev v ZDA izrazilo zanimanje za nadaljevanje kariere STEM. Vendar pa bo več kot polovica teh študentov izgubila zanimanje, ko bodo starejši, pravijo strokovnjaki iz industrije. Ekipa Smithsonian iz LAB upa, da študenti iz Edgewaterja ne bodo padli v to past.
"Senčenje zaposlitve razjasni vse nešteto smeri, v katere lahko gredo, " pravi predstojnica srednje šole Hillary Catan, ki je sledila skupaj s skupino. "Ko pridejo, bi se lahko bolj osredotočili na predstavo o tem, kakšna je lahko kariera STEM, in ko odidejo, vedo, da je svet njihova ostrige."
Muzeji lahko ponudijo praktične možnosti učenja v vedah, ki jih šole ne morejo, in njihovi kustosi to vedo. Ameriški naravoslovni muzej v New Yorku gosti program, ki med šolskim letom dvakrat na mesec zbere srednješolce in tri tedne poleti za študij znanosti. Nacionalni muzej druge svetovne vojne v New Orleansu sponzorira terenske izlete za učence matematike in naravoslovja v srednji in srednji šoli, da bi jim zagotovili meddisciplinarni pouk o tem, kako fizika lahko sporoča zgodovino. V Ohiju Fundacija zračnih sil muzeja organizira delavnice za študente. Vsi spodbujajo izobraževanje STEM mladih v upanju, da bodo zadovoljili povpraševanje po prihodnji delovni sili.
Smithsonian Institution ostaja na poti; Predsednik Obama je zahteval povečanje proračuna za 25 milijonov dolarjev, namenjeno programiranju v zvezi s STEM. Sredstva bodo pomagala ustvariti spletne vire za učence in učiteljem omogočala, da kombinirajo Smithsonian vsebine s šolskimi deli. Ta oznaka je del obstoječega administrativnega sklada v višini 180 milijonov ameriških dolarjev, namenjenega programiranju STEM, ki je razdeljen med Smithsonian, Ministrstvo za izobraževanje ZDA in Nacionalno znanstveno fundacijo.
Ogled srednješolske šole South River se je začel v Naravnem muzeju naravoslovnega muzeja Q? RIUS Izobraževalni center, 10.000 kvadratnih metrov, v katerem bo shranjena 20.000-predmetna zbirka raziskav, nato pa se je hitro premaknil v LAB, kjer je Halleran učencem vprašal o osnovnih parih DNK, in so odgovorili, kričali: „Guanin in citozin! Adenin in timin! "
Raziskovalka Smithsonije Amy Driskell je pojasnila, kako ona in njeni sodelavci uporabljajo postopek, imenovan verižna reakcija polimeraze, za preučevanje DNK ptic in rib. "V naslednjih nekaj letih bomo imeli zaporedje DNK za vsako ribo - vse bodo" kodirane ", " pravi Driskell.
Nekatere od teh rib prihajajo iz projekta opazovanja globinskih grebenov Smithsonian, ki skozi potopno osebo s petimi osebami zbira primerke s karibskih globokih grebenov. "V oceanu bi bili na 1000 čevljev dol v času, ko se boste morali odpraviti od tu nazaj z avtobusom, " je skupini dejal Lee Weigt, direktor LAB.
Študenti so slišali o aplikacijah črtnega kodiranja v resničnem svetu od Matthewa Kweskina, LAB-jevega vodje IT. Potem ko je letalski prevoz ameriškega letalskega prevoznika doživel "ptičjo stavko", je leta 2009 kapitan Chesley Sullenberger prisilil, da je letalo pristalo v reki Hudson, so oblasti Smith pošiljale ptice, ki so jih našli v motorju letala, na analizo. Raziskovalci so vnesli zaporedje DNK, ki je bilo odvzeto iz osebkov, v bazo podatkov Barcode of Life, iskalnik, ki pregleduje nešteto datotek sekvenciranih vrst ptic in potrdili, da so bili vzorci iz kanadskih gosi. Ti podatki se uporabljajo za pomoč letališčam pri razumevanju vrste ptic, ki povzročajo težave na letališčih.
Ogled se je nato preselil iz laboratorija in v shrambe muzeja, kjer so študenti pokukali v zbirke oddelka za zoologijo nevretenčarjev. Končna postaja je bila v oddelku za botaniko, kjer je vodja zbirk Gregory McKee študentom pripovedoval o rastlinskih zbirkah zavoda, v katerih je 4, 5 milijona primerkov.
McKee je obšel okoli več ohranjenih rastlin in razložil, kako jih raziskovalci zbirajo in ohranjajo. Okrepil se je nazaj pri raziskovalnih prizadevanjih LAB, češ da lahko tehnologije zaporedja DNK pomagajo razložiti skrivnost, zakaj ena vrsta cvetov bambusa cveti le enkrat na 120 let.
"Nekaj denarja mi plačajo, da grem v gozd in se umažem, in ni mi treba nositi kravate, " McKee pravi, zakaj ljubi svojo službo. Povedal jim je, da je v Mongoliji spoznal 70-letnega moškega, ki je bil tako strokovnjak za botaniko, da je vedel, kaj jesti pinecones, ki ga je sam pospravil po drevesih.
"To je neverjetno, " pravi 15-letni Jesse McElree. Domačin Annapolis pravi, da medtem ko najbolj uživa v matematiki in upa, da bo postal inženir, je bila razprava o McKeeju vrhunec turneje.
15-letni Jacob Mondoro iz podjetja Edgewater je ugotovil, da je oddelek za botaniko najbolj prepričljiv postanek na turneji. Tudi sam se želi ukvarjati z inženiringom, vendar pravi, da sumi, da bi bila kariera v znanosti o rastlinah dragocena v prihodnosti.
"Zdi se, da je botanika takšna stvar, ki bo pozneje zaradi globalnega segrevanja zelo intenzivna, " pravi Mondoro. "Brez ustrezne delovne sile ne bo veliko ljudi, ki bi dejansko lahko vzdrževali Zemljo in takšno, kot mora biti."
Laboratorijski tehnik Caitlin Baker, ki je vodil skupino McElree in Mondoro, pravi, da se je turneja kot prvorojenca, zlasti študentk, preštela kot zanimiva izkušnja.
"Mislim, da je resnično moč videti ženske v znanosti in delati vrhunske raziskave, " pravi Baker. "Upam, da dejstvo, da je v tej skupini toliko več samcev, dekletam ne daje nekakšnega občutka, da gre za moško področje. Resnično ne gre več. "
Za Lauren Suite, 14-letno študentko iz Edgewaterja, je bil videz notranjosti informativen. "To mi je omogočilo več vpogleda v to, kar bi morda želel početi v prihodnosti, " pravi Suite, ki razmišlja o medicinskih raziskavah. "Poskušam biti v koraku z vsemi posodobljenimi in upam, da bom tudi v prihodnosti del razvoja novih [tehnologij]."
Halloran meni, da je ta hitrost inovativnosti študentom pritegnila domov. Njihove študije STEM so ključne za njihovo pripravo in ustvarjanje tehnologij 21. stoletja, čeprav je že v času, ko bodo v nekaj letih končali fakulteto, nova tehnologija morda prehitela orodja, ki so jim bili priča v LAB.
"Vsi mislijo, da je čudovito biti Jacques Cousteau in se potapljati in nabirati, " pravi Halloran. "Toda resnično potrebujejo celoten sklop veščin, da lahko to storijo. Mislim, da prej, ko bodo imeli predstavo o obsegu vsega tega, tem bolje je, da bodo lahko uporabili tisto, česar se že učijo v srednji šoli, in naredili niše zase. "
