信息技术在科学,技术,工程和数学(茎)21世纪学科:新视野

文摘

毫无疑问,美国面临着一个严重的和不断增长的,足够挑战开发和教育公民可以执行的工作需求技能在科学,技术,工程和数学(STEM)域。我们没有足够的员工来填补这个需求在短期内,这个问题只会变得更糟的。解决“STEM挑战”这样伟大的国家重点关注的一个问题。奥巴马总统指出,“加强遏制教育是至关重要的准备我们的学生在21世纪的经济竞争,我们需要招募和培训数学和科学教师支持我们国家的学生。”(白宫新闻发布会上,2010年9月27日)。没有高质量、知识密集型的工作和创新企业,导致发现和新技术,我们的经济就会受到影响,我们的人民将面临较低的生活标准。对工程师的需求正在上升。但我们面临着令人沮丧的学生人数统计考虑工程事业,和令人失望的美国学生的数学和科学成绩那地方性能低于许多发达国家。美国是不会有工程师需要保持竞争力并保持世界领先的创新没有更多的投资。证据确凿的趋势已报告在全国范围内的兴趣下降,可怜的防备,缺乏多样化的表现,和低持久性的美国学生STEM(科学、技术、工程和数学)学科坚实的基础在遏制教育是至关重要的对所有国家的居民为自己做出明智的决定,他们的家庭和社区,准备奖励就业和可持续的事业在增长和新兴产业,国家的经济知识和创新。我们的社会已经对自然世界面临着艰难的抉择:化石燃料的消耗和替代能源,保护水供应的食物,并确保我们呼吸的空气的质量等等。 It is essential to ensure that all students understand why it is important to study these areas. Students need to be sufficiently STEM-literate to make informed decisions, illustrate the linkage between STEM education and national economy and provide an example to other students of the contributions they could make to society by entering the STEM program profession, and convene one or more task forces to develop and maintain a multi-decade roadmap for STEM education and the fields that require it, with a goal of ensuring continuing US leadership in knowledge and innovation Recently, however, corporate, government, and national scientific and technical leaders have come together on a single goal with an Advanced STEM education Program to create, deploy, and apply STEM education in ways that radically empower all scientific and engineering research and allied education in the United States that would inevitably improve its future prosperity, social and economic conditions and in particular increase the ability of its citizens to compete for high-quality jobs

关键字

信息技术、科技、STEM(科学、技术、工程和数学)学科,创新企业

介绍

美国需要值得骄傲在其经济活力,形成我们的高质量的生活的基础,我们的国家安全,我们希望我们的子孙后代将承受更大的机会。,活力在很大程度上来自训练有素的人的生产力和科学和技术的不断创新。

在21世纪,科技创新已成为越来越重要的好处和挑战我们面临全球化和知识经济。成功在这个新的informationbased和高技术社会里,所有的学生都需要开发他们的能力在阀杆水平超出了过去被认为是可以接受的。存在一个特定的需要增加强调各级技术和工程在我国的教育体系。商业和工业领袖、州长、决策者、教育工作者、高等教育官员,和我们的国防和安全机构一再声明需要努力干学科教学改革在全国,美国将继续在全球竞争,以知识为基础的经济。

新工具开辟了广阔的研究领域和推动技术创新等领域的生物技术、纳米技术、和通讯。最近的基础设施的概念扩大到包括分布式系统的硬件,软件,信息基地,和自动化辅助数据分析和解释。

一场全国性的危机已被确定在全球领域的技术竞争力[1][2]。统计教育的状态表明下降趋势在美国国内学生选择专业和成功完成学位的科学,技术,工程和数学(STEM)学科[3]。领导人在干细胞领域最近呼吁在全国范围内承担重大举措来解决这些教育趋势[1][4]。

在工程,需要更改报告,一直在强调说,明天的毕业将参加一个新兴的全球经济受快速创新和技术突破以惊人的速度发展。茎毕业生将导航转变社会框架增强技术,延长寿命;使生效想象的通讯手段;创造财富和经济增长通过加速产品开发周期;需要多学科的努力在新兴领域;从全球位置和链接虚拟团队。技术与社会的全面集成将挑战分析技巧,创造力,和领导干的毕业生;需求参与公共政策;并要求道德适应发展中国家的限制。国家之间的政治经济关系,全球市场,国家安全问题和多语言的影响将大大影响杆练习[5]。

最近,美国高科技工人看到趋势未预料到的10到20年前:主流工程和计算机的外包工作,减少对美国的依赖裔博士毕业生,授权技术流畅,需要进行再培训,以多次成功转行。然而,关键利益相关者在工业、政府和学术界感兴趣表明加速对创新方法和主动承诺国家行动计划[6]。

记住这些报告和预测后果,当务之急是纽约理工学院(NYIT)积极响应的需要在阀杆和STEM-influenced领域的教育。NYIT长期以来被公认为其干细胞领域的力量。为了继续提高其教育项目的知名度,在所有学科,国内外(NYIT)必须积极回应的需要在阀杆和STEM-influenced领域的教育。为了继续提高其教育项目的知名度,在所有学科,国内外NYIT必须解决许多系统性和程序化的挑战,是教育我们的学生的基础。重要的是要认识到,许多国家科技竞争力的问题密切相关的教育项目类型NYIT提供干细胞的专业和学科,因此,这些特别加以解决。然而,坚实的基础在干细胞提供了基础课程和经验在NYIT众多的研究领域。事实上,有提出倡议,将影响整个大学,即使他们是建立在需要提高学生的教育经历STEM学科。

尽管美国经济是今天做的很好,目前的趋势表明,美国在未来可能不会如此成功没有政府干预[7]。虽然我们的许多学生擅长干学科,我们仍然有一个减少的成就,兴趣和技能差距。拉丁裔和非裔美国人学生,代表我们的人口快速增长的领域,仍然落后于白人和亚洲同行的关键学术评估和参与遏制职业领域。女学生,而经常展示强大的成就水平杆,常常表达低水平的兴趣这些高度有益的事业,一个例子的改善,但仍然存在差距。

这个国家必须准备一项紧急维护其战略和经济安全。迅速崛起在美国技术的意识不仅是当代文化无处不在的组成部分,也是一个至关重要的全球竞争力的关键。《世界是平的美国人相信美国是输给中国和印度在全球经济中。弗里德曼明确指向,阀杆和阀杆教育扮演的角色在全球争夺财富和权力[14]。通过信息技术,定性不同,新的科学,技术,工程和数学(STEM)基础设施的发展,提供更大的计算能力,增加访问、分布和共享使用,和新的研究工具,如艾滋病、数据分析和解释web访问的数据库,档案和合作实验室。许多可行的研究问题可能只能通过使用新一代的这些强大的工具。

因为其他国家,可能会继续,低工资结构的竞争优势,美国必须通过优化其知识资源竞争,特别是在科学和技术,保持最肥沃的环境新的和重振产业和他们带来的高薪工作。我们已经看到,资本、工厂和实验室容易移动无论他们被认为是最伟大的承诺回到投资者[8]。

提出倡议

•必须需要提高学术水平的学生准备干职业感兴趣所以他们准备干教育的挑战。

•需要改革的教学和文化教学为了创造令人兴奋的和迷人的所有学生在校园学习经验。

•必须制定强有力的指导和支持项目干专业的学生,以确保这些学生保持兴趣干学科沿着路径和经验成功毕业。除了信息的选择对于一个给定的主要课程,关于职业的额外信息可以在他们选择的字段,见解如何成功,指导和倡导困难的学术经验,和更多的个人关系教授、顾问和其他学生。

•增强指导学生对职业信息和学术顾问

•与世界级的课程,培养高质量的教学标准和评估学生的学习。召开一个全国性的小组收集、评估和开发严格的k - 12的材料将作为自愿免费的国家课程。

•专业中等教育可以培养领导人在科学,技术和数学。专业学校让学生沉浸在高质量的科学,技术和数学教育;作为一种机制来测试教材;提供一个培训。

•暑期实习和研究机会提供特别宝贵的实验室经验中学和高中学生。

•增加研究推进仪器技术和构建下一代观测、通信、数据分析和解释,和其他计算工具。

•扩大教育和培训机会,新的和现有的研究设施。

•刺激新的基础设施的开发和部署基础设施创新的技术来培育新的十年。

•开发下一代高端高性能计算和网络基础设施需要启用一个广泛的基础是社会工作的研究前沿。

•促进国际伙伴关系,使的相互支持和使用研究设施跨越国界。

•保护国家大规模投资到底是基础设施免受意外或恶意的攻击和滥用

联邦机构和项目研究预算持平或下降阻碍长期基础和高风险研究,资助青年研究人员和基础设施投资[9]。然而,所有这些活动至关重要的吸引和留住最优秀和最聪明的学生在科学和工程和生产重要的研究成果。这些因素是创新的种子的应用研究和发展我们的国家繁荣所依赖。

21世纪的全球经济繁荣的一系列行动是必要的,这将有助于恢复国家投资研究数学,物理科学和工程。建议关注基础研究资助,资助研究人员在他们的职业生涯早期,支持高风险与高回报潜力研究,建立奖励和突破奖在科学和工程工作[12]。

主要研究结果和建议

信息技术和其他技术的发展使许多新的科学与工程(是)工具并使这些人更强大,可用的远程接入。正在开发的新工具使研究人员更有效率和能做更复杂和不同的任务比过去。越来越多的研究人员和教育工作者,作为个人和团体,需要连接到一系列复杂的设施、工具、数据库、技术文献和数据。因此,迫切需要增加联邦投资为科学家和工程师提供访问到最新的和最好的是基础设施,以及更新基础设施目前到位。面临的挑战是巨大的,所要采取的行动反应是巨大的。两个关键的挑战是紧耦合的科学和工程实力:为美国人创造优质工作机会,并响应国家需要清洁,负担得起的和可靠的能源。为了解决这些挑战,本研究提出了四个基本建议关注人类,金融和知识资本必要繁荣。

四个在k - 12教育关注行动的建议

•增加美国的人才储备大大提高基础科学和数学教育。

•维持和加强国家的传统承诺长期基础研究有潜力成为转型保持流燃料经济的新思想,提供安全,提高生活质量。

•让美国最具吸引力的设置的研究和执行研究,这样我们可以开发,招募,并留住最优秀、最聪明的学生,科学家和工程师在美国和整个世界。

•确保美国创新英超在世界上的地位;投资于下游活动,如生产、销售;基于创新和创造高薪工作等行为现代化的专利制度,调整税收政策,鼓励创新,确保合理的宽带接入。

下一个维度

指数增长的计算能力、通信带宽和数据存储容量将继续在接下来的十年。这司机更小、更便宜,更快的将使研究人员在不久的将来:

•建立共享虚拟和增强现实环境中独立的参与者之间的地理距离和支持数据和计算系统。

•集成大规模数据集、数字图书馆、模型和分析工具,还可以从许多别的来源。

•可视化模拟,建立复杂系统的模型如活细胞和生物体,地质现象,和社会结构。

随着网络、信息、计算机和通信技术,时间接近整个科学界获得这些前沿工具和基础设施。许多应用程序已经和正在开发利用网络基础设施,例如研究合作实验室,交互的分布式仿真,虚拟现实平台、远程控制仪器,野外工作和实验中,访问和大型数据集的可视化,远程学习[10]。

可视化的能力取得巨大进步,模拟、数据分析和解释,和强大的处理巨大的数据集已在21世纪的第一个十年。计算资源,包括硬件和软件,必须足够大,足够,,尤其是足够灵活以适应意料之外的科学和工程的要求和应用程序在未来几十年。

需要研究工具是多样化的,从高速、高分辨率成像技术研究基因表达与开发一套复杂的仪器,使仿真,设计和制造的新型纳米和微尺度结构和系统[11]。此外,需要大量投资,使工程参与电网活动,促进工程和计算机科学的研究人员之间的合作,与开发工具,包括提高遥操作和可视化工具,综合分析工具支持实时分析的过程,多尺度建模和协议分析共享代码和数据集。

结论

提出的建议和行动来实现它们值得认真考虑如果我们要确保我们的国家继续享受工作,安全,高质量的生活,这和前几代辛辛苦苦创造。美国面临着巨大的挑战,因为它面临着劳动力成本差距。科技提供了机会,克服这种差异通过创建科学家和工程师有能力创建全新的行业已经完成在过去。

很容易沾沾自喜我们在科技竞争力和领先地位。雷竞技官网我们几十年来一直引领世界,我们继续这样做,在许多研究领域。但是这个世界正在发生变化。快速变化的基础设施技术同时创建一个挑战和机会为美国科学技术,工程和数学(STEM)计划。面临的挑战是如何保持和振兴学术研究基础设施,降低了多年来由于过时和长期投资不足。机会是建立一个新的基础设施,创造未来的研究前沿,使更广泛的社区。所面临的挑战和机遇必须由一个集成的解决策略。当前的基础设施被替换和升级,必须创建新一代基础设施。年轻人被训练使用最先进的仪器和设备的需求,创建新的工具和突破,将阀杆信封。培训这些年轻人将确保美国维护国际领导力的关键科学和工程领域的强劲的经济至关重要,社会秩序和国家安全。

引用

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