国民警卫队在STEM青年发展中日益重要的作用

在美国各地,国民警卫队悄悄地成为了在青年中推广STEM(科学、技术、工程和数学)教育的最有效、基于社区的引擎之一。 虽然许多人将国民警卫队与救灾和国防联系起来,但每年其教育推广方案已经惠及数十万学生。 这些计划不仅能传授技术技能,而且能培养人才,使美国在网络安全到航空航天工程等各个领域具有竞争力。 通过将军事纪律与实践学习相结合,国民警卫队为年轻人提供了探索STEM的独特途径,而传统教室往往无法提供的方式。

国民警卫队的双重国家-联邦结构使它既能作为当地社区的资源,又能作为国家资产运作。 这种灵活性意味着STEM方案能够适应地区需要 — — 无论是中西部的精密农业、西南部的可再生能源还是东北的网络安全。 结果,它既可以扩展,又能与它所服务的社区紧密相连。

为什么STEM教育现在比以往更重要

科技教育不是奢侈品;它对于经济安全和国家复原力是必要的。 美国劳工统计局预测,科技教育职业在2022-2032年间将增长近11%,远远超过所有工作的平均水平。 然而,持续存在的技能差距有可能使数百万人的角色得不到填补。 根据2023年国家科学委员会的报告,只有约20%的高中毕业生被认为精通科技教育学科。 这种不匹配现象在网络安全等领域尤为严重,因为网络安全数据 Cyberseek数据显示,全国有70多万个未填补的职位。

国民警卫队通过面向来自不同背景的青年 — — 包括农村、城市和得不到充分服务的社区 — — 解决这一不足问题,而后者的高级STEM课程可能有限。 国民警卫队通过直接向学生提供实验室、导师和现实世界的挑战,帮助公平竞争环境。 目标不仅仅是培养更多的科学家和工程师,而是培养能适应快速演变的技术环境的批判思想家。

驱动实际参与的旗舰程序

国民警卫队实施各种STEM计划,每个计划都旨在吸引不同年龄层次的兴趣和技能组合。 这些不是一次性的研讨会,而是持续、以课程为动力的积累知识的努力。

CyberPatriot:国家总理网络安全竞赛

原本由空军协会发起的CyberPatriot是国民警卫队青年STEM推广的基石。 竞赛任务在于中高中团队保护虚拟网络,以抵御网络攻击。 学生必须配置防火墙、安全操作系统,并检测入侵 — — 所有这些都是迫于时间压力。 国民警卫队赞助了数十个全国的CyberPatriot团队,提供设备、导师,有时甚至主办武器库的练习会。

每年有超过10,000名学生参加,许多人继续获得行业认证。 卫队还使用CyberPatriot作为其自身网络单位的招募工具,但主要重点仍然是建设一支全国网络知识型劳动力队伍。 几位前学员通过卫队与[SANS技术研究所的伙伴关系获得了全程大学奖学金。

STARBASE:五年级学生的模拟STEM实验室

STARBASE是国防部运行时间最长的教育计划之一,国民警卫队在30个州开办了近60所STARBASE学院。 这项计划将五年级的班级带到了Guard基地,在几周内进行20–25小时的实践学习。 学生设计火箭、程序机器人、解物理谜题,甚至可以在便携式天文馆中模拟太空任务。

其结果令人信服:美国陆军研究所的独立评估 显示,STARBASE的参与者在年终科学评估中得分比没有参加的同行高得多。 此外,该方案对团队精神和复原力的重视也符合卫队的核心价值观。 许多参加STARBASE的学生后来都表示有兴趣加入卫队,尽管该方案的目的完全是教育性的。

工程和机器人营

夏季,许多州国民警卫队部队都设有工程和机器人营。 学生们在建造ROV(远期操作的车辆 ) 、 建造桥梁或编程无人机方面,都经历了长达一周的密集经历。 这些营地常常与大型全国性竞赛联系在一起,如[ FIRST机器人[和VEX机器人[。 警卫工程师和后勤人员担任导师,为人们提供真实世界的洞察,了解如何在军事行动中应用STEM原则,从实地条件下修理车辆到部署卫星通信。

值得注意的例子是维康辛国民警卫队的“STEM夏令营 ” , 其规模已经发展到每年500多名学生,每年有一个等候名单。 该训练营包括计算机辅助设计、3D打印,甚至学生们在“飞行模拟器”中遇到的空气动力问题。 家长们报告说,该训练营往往将孩子的学术轨迹转向高级数学和科学课程。

辅导和职业影子

除了正规方案外,国民警卫队还实施将青年与穿制服的STEM专业人员联系起来的辅导计划。 在佛罗里达州和德克萨斯州试行的“STEM警卫指导”方案[ , 将高中低年级学生与担任信息技术专家、工程师或医务官员的警卫队成员对齐。 学生每月对导师进行半天的跟踪,观察真正的工作场所问题解决情况,并接触他们可能没有考虑过的职业道路。

计划还包括恢复建设、面试技巧和申请ROTC奖学金。 一名导师,加州航空卫队航空航天工程师陈苏珊少校指出 : “ 这些孩子中许多人并不知道你既可以当工程师,也可以当士兵。 他们认为STEM只适合穿着实验室大衣的人。 我们向他们展示,设计拯救生命的设备也是他们的任务。 ”

对青年和社区的影响的可衡量值

The National Guard’s STEM initiatives produce tangible outcomes. A 2022 longitudinal study funded by the National Guard Bureau tracked 3,000 participants over five years and found:

  • 72%的参与者参加了高中后STEM计划,而38%的参与者参加了相应的控制小组。
  • 89%的人报告说,他们对于解决技术问题的能力的信心有所提高。
  • 64%的人说,该方案影响了他们从事STEM或公共服务的决定。

在农村地区,STARBASE和机器人营往往成为唯一高质量的STEM接触。 当地企业经常与警卫单位合作,提供额外资源,加强更广泛的创新生态系统。 例如, 南达科他州国民警卫队[与精准农业公司合作,开发了一个课程模块,让学生使用无人机分析作物健康——这是直接适用于国家顶尖工业的技能。

这些方案还改善了军事-平民关系。 当警卫成员担任指导员时,他们弥合了军警服务与日常生活之间的差距。 学生及其家人将警卫视为教育和职业发展的资源,而不仅仅是紧急情况的力量。 这种信任对招聘来说是宝贵的,更重要的是,对于建设一支具有科技水平的公民队伍来说,也是非常宝贵的。

真实世界的成功故事

任何教育方案的证据都在于它所改造的学生。 国民警卫队的STEM努力产生了许多成功的故事,突出早期暴露的力量。

现任纽约陆军国民警卫队网络安全专家Kevin Li中士,他首先通过当地国民警卫队赞助的网络安全小组在14岁时遭遇网络行动。 他回忆说 : “ 我甚至不知道什么是防火墙。 ”但导师教我如何闯入我们自己的网络寻找弱点,我迷上了。 李接着从罗彻斯特理工学院获得信息保证学位,学费由国民警卫队的教育福利支付。 他现在领导他作为学生加入的网络安全小组。

2018年,来自亚利桑那农村的第一代大学生玛丽亚·冈萨雷斯(Maria Gonzalez)参加了国民警卫队的工程营。 营里的水下机器人项目引起了对机械工程的兴趣。 她后来获得了亚利桑那大学的全额奖学金,在那里她专门从事航空航天结构。 今天,她担任了一家大型飞机制造商的设计工程师。 “如果那个营地不存在,我很可能在我家的餐馆工作。 ”她说 。 “ 警卫告诉我,那里有一个更大的世界。 ”

“国民警卫队的STEM计划不仅教授科学,而且传授宗旨。 学生们知道他们的技术技能可以同时服务于他们的国家和社区。”

这些故事不是反常的。 警卫维持一个校友成就公共数据库,其中包括已经成为NASA工程师的毕业生,国土安全部的网络安全分析员,甚至包括现在领导自己节目团队的STEM教师。

将STEM与服务意识相结合

将国民警卫队的方法与私人部门或纯粹学术计划区分开来的一个方面是STEM和服务之间的明确联系。 学生们不仅在学习密码或建立线路;他们正在学习这些能力可以保护邻居和国家。 在自然灾害期间,STEM警卫队经常部署在恢复通讯、操作无人机以搜索和救援,或在避难所建立临时网络。 曾经通过过STEM计划的青年们亲眼看到这一点,他们知道他们的技能具有真正的、即时的影响。

STEM教育的“公民-士兵”模式尤其与Z代有着良好的共鸣,Z代一直将社会目标列为顶级推动者。 根据Achieve基金会2023年的一项调查,73%的高中学生说,如果他们看到如何直接帮助社区,他们会对STEM更感兴趣。 国民警卫队提供准确的示范。

保安部还使用自己的技术队伍作为规模化引擎。 受过网络操作员、飞机维护员或医疗技术人员培训的保安部成员常常被拉入青年计划的教学角色。 这种交叉波澜不仅丰富了学生的经验,而且使保安部成员本身的技能更加精明,他们必须用简单的术语解释复杂的概念 — — 一种关键的领导能力。

挑战和不断改进

没有任何方案是完美的。 国民警卫队的STEM计划面临着持续的挑战,领导阶层继续应对这些挑战。 不稳定性筹资是一个长期问题 — — 一些州级计划依赖于年度预算拨款,而年度预算拨款可以波动。 国民警卫队的反应是,与提供硬件、软件和偶尔奖学金资助的公司Microsoft、Lockheed Martin和Google建立公司伙伴关系。 但是,这种对外部伙伴的依赖在优先事项转移时会产生缺口。

地理差异也依然存在。 虽然加利福尼亚州和纽约州都有强大的STEM推广,但人口较少的州却在与合格导师一起为员工计划而挣扎。 警卫队目前正在试验虚拟导师中心[,通过视频会议和在线实验室将偏远地区的学生与城市中心卫士成员联系起来。 蒙大拿州和阿拉斯加的早期飞行员已经表现出希望,学生参与的衡量标准与亲身方案相符。

另外一个增长领域是,它超越了传统的STEM,包括数据识字、人工智能和量子计算[。 警卫队最近与大学联合体合作启动了一个“AI为好”的试点课程,学生利用机器学习分析卫星图像以保护环境,这些创新使方案与技术前沿保持一致。

结论:公私科技教育蓝图

国民警卫队致力于在青年中促进STEM教育,这远不仅仅是一种公共关系努力。 它代表着对全国未来劳动力和安全的一种务实、基于社区的投资。 通过将实战项目与军警专业人员的辅导相结合,国民警卫队提供STEM教育,既在技术上严格又有目的。 结果 — — 高学历、增强信心和提供各种人才 — — 都代表了自己。

国民警卫队为决策者、教育家和社区领袖们寻求复制这一成功提供了强大的模式:利用现有基础设施,利用服务志愿者的信誉,并始终将学习与比课堂更大的任务联系起来。 随着对熟练的STEM专业人员的需求持续增长,国民警卫队的青年计划只会变得更加关键。 它们证明,用正确的方法,你能够同时捍卫一个国家,教育其儿童。