غوطه ور شدن در برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام

این پست به بررسی برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام می پردازد. می توانید در مورد برنامه های مختلف آموزشی ولفرام و کمپ تابستانی دبیرستان ولفرام مطالعه کنید تا اطلاعات بیشتری در مورد این برنامه ها به دست آورید.

به عنوان مدیر برنامه های آموزشی پیش دانشگاهی در ولفرام، من این افتخار را دارم که با صدها دانش آموز با استعداد و پرشور از مقطع راهنمایی تا دانشگاه همکاری کنم. در این پست، ما به بررسی برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام، برنامه اصلی ولفرام برای دانش آموزان جوان تر، خواهیم پرداخت. من از سال 2019 مدیر این برنامه بوده ام و گسترش و توسعه اکوسیستم آموزشی ولفرام در این مدت برای من لذت بخش بوده است. ما سخت تلاش کرده ایم تا برنامه های غنی سازی را برای دانش آموزان با استعداد ایجاد کنیم و اکنون اکوسیستم غنی از فرصت ها را برای دانش آموزان در هر سنی داریم.

برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام یک فرصت تحقیقاتی مبتنی بر پروژه برای دانش آموزان با انگیزه دبیرستانی است. در عرض تنها دو هفته و نیم، دانش آموزان توسط مربیان متخصص راهنمایی می شوند تا پروژه ای را با استفاده از زبان ولفرام (Wolfram Language) در تقاطع محاسبات مدرن و یک علاقه آکادمیک انتخابی خود توسعه دهند. سپس دانش آموزان یک مقاله محاسباتی را برای به نمایش گذاشتن کار خود منتشر می کنند.

برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام برای دانش آموزانی است که عاشق کندوکاو عمیق در مسائل پیچیده و تفکر خارج از چارچوب هستند. این برنامه برای کسانی که به یادگیری به خاطر کشف علاقه مند هستند - چه از طریق کدنویسی، تحقیق یا حل خلاقانه مسئله - عالی است. این برنامه به ویژه برای دانش آموزان با استعدادی مناسب است که ممکن است دقیقاً با محیط مدرسه معمولی مطابقت نداشته باشند، اما اشتیاق خود را در اکتشافات آکادمیک پیدا می کنند. مهم نیست که به چه موضوع STEM یا موضوعات مرتبط با STEM علاقه مند می شوند، دیگرانی را پیدا می کنند که در اشتیاق آنها شریک هستند.

ما بین 65 تا 75 دانش آموز 14 تا 17 ساله را در این برنامه می پذیریم و گاهی اوقات دانش آموزان 13 ساله نیز حضور دارند. دانش آموزان از سراسر جهان و از زمینه های اقتصادی مختلف می آیند. وجه مشترک همه آنها انگیزه برای دستیابی به اهداف دشوار و اشتیاق به یک موضوع (یا چندین موضوع) است.

برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام در محوطه زیبای دانشگاه بنتلی، در خارج از بوستون، ماساچوست برگزار می شود. دانش آموزان اغلب برای اولین بار زندگی دانشگاهی را تجربه می کنند. دانش آموزان از فرصت استقلال و آزادی در محیط امن دانشگاه لذت می برند.

برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام یک برنامه عمدتاً آکادمیک است و هدف ما کمک به دانش آموزان برای یافتن تلاقی بین علایق خود، کاوش در زمینه های موضوعی کاملاً جدید و تکمیل یک پروژه تحقیقاتی در موضوعی است که برای آنها مهم است. تبدیل شدن از یک کدنویس مبتدی زبان ولفرام به تولید تحقیقات با کیفیت بالا کار آسانی نیست و بدون تلاش سخت از سوی دانش آموزان و کارکنان اتفاق نمی افتد.

پذیرش در این برنامه رقابتی است و از دانش آموزان می خواهد به چندین سوال انشایی کوتاه پاسخ دهند، یک مجموعه مسائل کدنویسی را تکمیل کنند و در یک مصاحبه شرکت کنند. دانش آموزان نه تنها بر اساس سوابق تحصیلی خود، بلکه بر اساس اشتیاق و مهارت های تفکر انتقادی خود نیز ارزیابی می شوند. یک دانش آموز موفق در برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام، خودانگیخته خواهد بود و قادر به تجزیه و تحلیل اطلاعات جدید برای یافتن راه حل های خلاقانه برای مسائل منحصر به فرد خواهد بود. ما فقط به دنبال باهوش ترین دانش آموزان نیستیم، بلکه به دنبال دانش آموزانی هستیم که به رشته خود علاقه مند هستند و بهترین استفاده را از برنامه خواهند برد.

برای دانش آموزانی که ممکن است آمادگی نداشته باشند اما مشتاق تقویت مهارت های خود برای پذیرش در تابستان بعد هستند، توصیه می کنیم Computational Adventures، مجموعه ای از تجربیات یادگیری مبتنی بر پروژه که توسط مدیران برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام طراحی شده است را بررسی کنند.

بسیاری از دانش آموزان به آموزش علوم کامپیوتر با کیفیت بالا دسترسی ندارند، حتی اگر باهوش و با انگیزه باشند. برای اطمینان از اینکه دانش آموزان فوق العاده بیشتری به برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام دسترسی دارند، ما یک کارگاه پیش از برنامه رایگان را به دانش آموزانی که قبلاً کدنویسی نکرده اند، ارائه می دهیم. در این کارگاه، ما مطالب مقدماتی در علوم کامپیوتر و زبان ولفرام را پوشش می دهیم و به دانش آموزان اجازه می دهیم تابستان را در یک سطح برابر با دیگران شروع کنند.

بخش بزرگی از برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام، یادگیری کدنویسی در زبان ولفرام است. زبان ولفرام یک زبان نمادین است که عمداً با وسعت و وحدت مورد نیاز برای توسعه سریع برنامه های قدرتمند طراحی شده است. کدنویسی در زبان ولفرام به دانش آموزان این امکان را می دهد که از منحنی های یادگیری معمول که افراد اغلب در آن گیر می کنند، عبور کنند و مستقیماً به انجام کارهای قدرتمند با کد خود بپردازند.

قبل از شروع تابستان، دانش آموزان دوره تعاملی Wolfram U با عنوان محاسبات خلاقانه را می گذرانند. دوره محاسبات خلاقانه که توسط مدیران برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام طراحی شده است، مقدمه ای سریع بر زبان ولفرام و تفکر محاسباتی به طور کلی است. در این دوره مبتنی بر پروژه، دانش آموزان هنر و شعر محاسباتی خلق می کنند، صدا را کاوش می کنند و بازی های ویدئویی می سازند تا پایه ای محکم در کدنویسی به دست آورند. دانش آموزانی که در کارگاه پیش از برنامه شرکت می کنند، بخش کوچکی از این دوره را می گذرانند.

هنگامی که دانش آموزان به محوطه دانشگاه می رسند، ما چند روز اول را صرف گسترش درک و توانایی های خود در زبان ولفرام، علوم کامپیوتر و تفکر محاسباتی می کنیم. دانش آموزان در گروه های کوچک، با کمک یک مربی، مجموعه ای از پروژه های کوچک با دقت انتخاب شده را در طیف گسترده ای از موضوعات انجام می دهند. دانش آموزان با حل مسائلی مانند ایجاد یک برنامه تشخیص چهره، تجزیه و تحلیل داده های اپیدمی، یافتن راه حل های برنامه نویسی برای مسائل کلامی، رفع اشکال کد شکسته، ایجاد آثار هنری محاسباتی، ساخت برنامه های کاربردی پیش بینی آب و هوا پویا، کاوش در اتوماتای سلولی، دستکاری شبکه های عصبی، تجزیه و تحلیل ترکیبات شیمیایی و برنامه ریزی سفرهای جاده ای بهینه، درک خود را از مفاهیم کدنویسی عمیق تر می کنند.

دانش آموزان با کار کردن روی این مسائل با همسالان و مربیان، هم موضوعات جدید را کشف می کنند و هم در آماده سازی برای پروژه خود، در کدنویسی بهتر می شوند.

هنگامی که دانش آموزان درک خوبی از زبان ولفرام پیدا کردند، به بخش اصلی برنامه می رویم: انجام یک پروژه. دانش آموزان پروژه های بالقوه را به عنوان بخشی از درخواست خود پیشنهاد می کنند و ما یک بانک بزرگ از پروژه های بالقوه برای دانش آموزان برای انجام دادن در همه زمینه های موضوعی داریم. هر دانش آموز با مربی خود، مدیران و استیون ولفرام ملاقات می کند تا در مورد پروژه ای که بهترین مناسب برای آنها باشد، تصمیم گیری کند. در پایان برنامه، دانش آموزان پروژه تحقیقاتی خود را در انجمن ولفرام برای مخاطبان گسترده ای از داوران بالقوه منتشر می کنند. دانش آموزان موفق تشویق می شوند تا پروژه خود را برای ارزیابی برای گواهینامه تخصص کاربردی در تحقیقات محاسباتی Wolfram U ارائه دهند و ممکن است پروژه خود را به مقاله ای برای ارائه به یک مجله تبدیل کنند.

همه پروژه ها در برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام بین رشته ای هستند، به این معنی که دانش آموزان روی تلاقی حداقل دو مورد از علایق خود کار می کنند. برای یکی از دانش آموزان ما، این به معنای ترکیب اشتیاق او به قایقرانی با علاقه آکادمیک او به فیزیک برای ایجاد شبیه سازی های آیرودینامیکی برای یافتن مسیرهای بهینه برای قایقرانی بود. برای دیگری، این به معنای ترکیب عشق عمیق به شیمی با علاقه به تجزیه و تحلیل داده ها برای تجزیه و تحلیل قفس های مولکولی بود. ما دقت زیادی به خرج می دهیم تا علایق دانش آموزان را به روش های جدید و جالب ترکیب کنیم، که اغلب به این معنی است که دانش آموزان پروژه های شگفت انگیزی را با ترکیب موضوعات غیرمعمول ایجاد می کنند.

این دامنه گسترده از پروژه ها منحصر به برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام است. در حالی که اکثر برنامه ها بر شاخه خاصی از STEM تمرکز دارند، برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام تمام موضوعات STEM و موضوعات مرتبط با STEM را در بر می گیرد و محیطی را ایجاد می کند که در آن دانش آموزان می توانند تقریباً هر موضوعی را کشف کنند. حتی اگر باله های هواپیمای بدون سرنشین، اشعار زبان پیچ یا نحو یونانی باستان باشد. برای دیدن بقیه پروژه های منحصر به فرد دانش آموزان ما، نگاهی به گالری پروژه بیندازید.

برای درک وسعت و عمق پروژه ها در برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام، ارزش دارد که به چند پروژه در زمینه های مختلف که توسط دانش آموزان در مراحل مختلف سفر تحصیلی خود انجام شده است، بپردازیم.

مثال 1: دروازه های حداقل جهانی کلاسیک و کوانتومی

در برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام در سال 2024، کریستوفر گیلبرت دروازه های حداقل جهانی کلاسیک و کوانتومی را برای پروژه خود بررسی کرد. با فرموله کردن عملیات کلاسیک از نظر جبر خطی، او یک شبیه ساز محاسبات کوانتومی را پیاده سازی کرد که می تواند دروازه های کلاسیک و کوانتومی را اجرا کند. کریستوفر از شبیه سازی خود برای یافتن مجموعه جدیدی از دروازه های کوانتومی 2×2 استفاده کرد که ممکن است کوچکترین مجموعه ای باشد که تاکنون یافت شده است.

کریستوفر توانست مسئله جهان شمول را به تفصیل بررسی کند و با موضوعات ریاضیات و علوم کامپیوتر در سطح تحصیلات تکمیلی درگیر شود.

مثال 2: شبیه سازی رفتار گله ای بویدها در یک میدان برداری تعریف شده پارامتری

ریتویک گوپتا با درگیر شدن با علاقه خود به رباتیک و ریاضیات، پروژه سال 2024 خود را به بررسی شبیه سازی بوید، یک مدل گسترده مورد استفاده برای شبیه سازی رفتار گله ای نوظهور از قوانین ساده، اختصاص داد. ریتویک الگوریتم هایی را برای دستکاری شبیه سازی بوید با میدان های برداری پیاده سازی کرد و رفتارهای گله ای را در مسیرهای پارامتری حفظ کرد و در عین حال از موانع اجتناب کرد. پروژه ریتویک کاربردهایی در گرافیک کامپیوتری و رباتیک ازدحامی دارد و او توانست به علایق خود در فیزیک، زیست شناسی و علوم کامپیوتر بپردازد.

مثال 3: ساخت نانوبلت ها در سیلیکو

پروژه آنانیا توتا علایق او به شیمی و تحقیقات پزشکی زیستی را با مدل سازی نانوبلت های کربنی و بررسی کاربردهای علمی بالقوه ترکیب کرد. آنانیا مواد نانویی را به صورت محاسباتی تولید کرد و پتانسیل نانوبلت ها را برای ایمن سازی مولکول ها بررسی کرد. این کار در توسعه دارو و روش های پزشکی کاربرد دارد.

به منظور درک کامل تأثیر برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام، مفید است که نتایج دانش آموزان برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام را در طول زمان بررسی کنیم.

دانش آموزان ما به تعدادی از معتبرترین مؤسسات جهان رفته اند، مشاغلی را راه اندازی کرده اند و به کاوش در کارهای خود ادامه داده اند. برای برخی، برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام می تواند تغییر دهنده زندگی باشد.

در نهایت، برنامه تحقیقاتی تابستانی دبیرستان ولفرام یکی از برنامه های تابستانی برتر در جهان است. با قرار دادن دانش آموزان در مسیر یادگیری تجربی و محاسبات خلاقانه، ما به دانش آموزان در هر سنی امکان می دهیم تا در طول زندگی به کاوش بپردازند. با حمایت از دانش آموزان جوان با منابع محاسباتی و فرصت های راهنمایی، ولفرام در حال ایجاد نسل بعدی رهبران نوآور است.