Trên thế giới đã có không ít nhà khoa học ở độ tuổi thiếu niên. Các nhà khoa học tuổi teen đã tìm thấy những lợi thế để theo đuổi những vấn đề nghiên cứu mà các em vẫn gắn bó, đôi khi phải mất một số năm mới có thể đạt đến mục tiêu.
Muốn đến với một dự án khoa học tầm cỡ, các em phải tích cực tìm kiếm chủ đề đã gắn bó từ lâu, đi kèm với những câu hỏi mà giới trẻ muốn khám phá. Những dự án khoa học cũng ngốn mất khá nhiều thời gian.
Nhiều thiếu niên đã bỏ ra nhiều tuần lễ đi theo từng bước tổ chức giải mã các câu hỏi, để tiếp cận điều họ gọi là phương pháp khoa học.
Những em khác thậm chí đã bỏ ra nhiều thời gian hơn để hoàn chỉnh các dự án và điều này có thể mất tới vài năm. Thoạt nghe có vẻ như chuyện không tưởng? Nhưng trên thực tế, điều đó có thể dễ dàng hơn là chúng ta hình dung.
Các em muốn tìm hiểu những gì?
Hãy bắt đầu từ phần dễ nhất và hãy đi theo tính tò mò của bạn. Nó có thể dẫn bạn đến đủ loại nơi chốn. Chẳng hạn như trường hợp của Elizabeth Baker ở Tucson, bang Arizona: em luôn luôn muốn tìm hiểu về côn trùng và các động vật khác.
Thậm chí khi còn học tiểu học, Liz đã theo dõi những sinh vật sống khác nhau. Em đi du khảo qua những môi trường sống ẩm ướt và khô ráo, chỉ để khám phá xem có cái gì ở đó.
Đôi khi, em đi vào sở thú địa phương, nhưng không chỉ quan sát các động vật. Em cũng thích xem cách người ta phản ứng với những con vật đó.
Điều này đã đem lại cho Liz ý tưởng tại một Dự án hội chợ khoa học (Science fair project, nơi trưng bày những công trình khoa học của học sinh trung học ở Mỹ).
Em bước vào một lãnh vực tầm cỡ hơn: ảnh hưởng của con người đối với thói quen của động vật, hoặc các sinh vật đã ảnh hưởng nhiều đến sinh hoạt của người như thế nào?
Trong các tuần lễ, Liz đã trải qua những ngày cuối tuần tại các sở thú. Em quan sát hành vi của những con khỉ, sư tử và hươu cao cổ khi có con người ở quanh đó. Em cũng chú ý đến cách những du khách đi sở thú tiếp xúc với các động vật như thế nào.
Dữ liệu thăm dò ban đầu của em về loài vật đã đạt được thành quả: Chúng có hiệu quả lớn hơn so với những gì mọi người vẫn hình dung.
Năm lớp 8, Liz đã triển khai trên chủ đề này. Nhưng lần này, em tập trung vào loài vượn. Liz muốn thấy mỗi con vượn tác động lên những người khách đi thăm sở thú và những con khỉ khác.
Trong mỗi lần đến thăm, Liz mặc cùng một trang phục. Không bao lâu sau, bọn khỉ đã nhận ra cô bé và tỏ ra thư giãn với sự xuất hiện của em. Em cũng đến vào nhiều thời điểm khác nhau, nhằm để theo dõi sự thay đổi hành vi của chúng.
Kiên nhẫn xem xét, Liz đã hiểu rõ được những hình thức phức tạp trong quan hệ giữa loài linh trưởng và người. Trong thực tế, qua những năm trung học, Liz đã phát triển được những dự án khoa học tập trung trên các động vật và người.
Mỗi năm, những dự án của em đều chiếm được các giải thưởng tại Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật quốc tế Intel (Intel International Science and Engineering Fair – Intel ISEF). Đó là cuộc thi khoa học dành cho các học sinh trung học lớn nhất thế giới do tập đoàn Intel của Mỹ tổ chức.
Sau đó, khi đã là một sinh viên đại học, Liz tiếp tục nghiên cứu các động vật và người. Năm 24 tuổi, Liz làm việc cho Hội Nữ hướng đạo Nam Arizona.
Nghề nghiệp của cô là khuyến khích những phụ nữ trẻ tham gia những nghề nghiệp thú vị trong các lãnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM).
Tiến đến bước kế tiếp
Giống như nhiều học sinh khác, Anirudh Jain, 15 tuổi, ở Portland, bang Oregon, đã bắt đầu dự án khoa học của em bằng một khảo sát đơn giản.
Làm thế nào để cung cấp nước sạch cho các gia đình không có được nguồn nước an toàn? Dự án này bắt đầu khi Anirudh mới học lớp 7. Đó là khi em làm bộ lọc nước với các phân tử nano bạc. (Nano là một tiếp đầu ngữ có nghĩa là một phần tỉ.
Vì vậy, các phân tử nano chỉ bằng vài nanometer: một phần tỉ của mét). Chúng quá nhỏ đến mức thậm chí một chiếc kính hiển vi truyền thống cũng không thể nhìn thấy được.
Nhưng chúng có tác động lớn lao vì những phân tử nano của bạc là những chất tiêu diệt vi sinh quyền lực. Nanosilver (nano bạc), như tên gọi, có thể tiêu diệt hầu hết các vi khuẩn hoặc bất kỳ virus nào.
Tuy bộ lọc của Anirudh có thể giết vi khuẩn trong nước, nhưng nó chỉ lọc được vài lần. Sau đó, cậu phải bỏ nó đi.
Một vấn đề mới phát sinh, vì bộ lọc đã bỏ có thể để rò rỉ các phân tử nano bạc vào trong môi trường, gây nguy hiểm cho cá và đời sống hoang dã. Rác nano bạc cũng có thể làm hư hại đất trồng trọt.
Cậu học sinh lớp 8 Anirudh cũng tìm ra cách để phát hiện ra nano bạc khi nó lan rộng ra các vùng đất hay vùng nước.
Em đã đoạt giải nhì trong ngành công nghệ tại Broadcom MASTERS 2012. Đây là cuộc thi STEM quốc gia dành cho học sinh các khối lớp 6, 7 và 8.
Đào sâu hơn vấn đề
Cô học sinh lớp 11 Meredith MacGregor ở Boulder, Colorado, nhận thấy mỗi lần em lắc một chiếc hộp đựng hạt đủ loại kích cỡ khác nhau, bao giờ những hạt lớn cũng nổi lên phía trên cùng, những hạt nhỏ nằm dưới đáy hộp.
Meredith nghiên cứu quá trình. Đầu tiên, em dùng một chiếc loa phóng thanh tần số thấp, đặt một thanh giằng phía trên loa để giữ chiếc hộp đựng các hạt.
Những âm trầm sâu của loa làm rung động các hạt. Từ đó, Mederith viết một chương trình điện toán kiểm soát sự duy trì của âm thanh. Em đã đoạt giải Tìm kiếm Tài năng Khoa học Intel (Intel Science Talent Search: Intel STS).
Hiện nay cô là tiến sĩ thiên văn học và vật lý thiên văn NSF tại Viện Khoa học Carnegie, đồng thời là thành viên Hội đồng Lãnh đạo Khoa học Viễn thông Hồng ngoại (FIR SIG) thuộc NASA.
Cải tiến các kỹ năng
Erika deBenedictis ở Albuquerque, bang New Mexico, không phải là một nhà khoa học về tên lửa. Nhưng em đã sử dụng các kỹ năng thành thạo về vi tính của mình để giải quyết các vấn đề em vẫn chia sẻ với những nhà khoa học tên lửa từ năm này sang năm khác.
Em đã học lập trình điện toán từ thuở nhỏ. Năm lớp 7, em viết một chương trình cho thấy các phân tử nước kết nối với nhau, tạo thành những bông tuyết sáu cạnh. Mỗi năm em theo đuổi một dự án khác nhau.
Mục tiêu của em là tìm phương pháp sử dụng vi tính để giải quyết những thách thức mới. Năm lớp 10, Erika tạo được một chương trình biểu đồ cho thấy lộ trình của phi thuyền không gian vượt qua các khu vực trọng lực để có thể du hành nhanh và hiệu quả.
Năm 2007, dự án khoa học máy tính của em đã giành giải nhì tại Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế của Intel. Các nhà khoa học đã lấy tên em để đặt tên cho một tiểu hành tinh.
Tiểu hành tinh vành đai chính, 23131 Debenedictis, được phát hiện ngày 5.1.2000 bởi Nhóm nghiên cứu Tiểu hành tinh gần trái ?ất thuộc Phòng thí nghiệm Lincoln ở Socorro, New Mexico.
Năm 2010, em chiếm giải nhất Intel STS vì những phát hiện của mình. Em được mời vào Nhà Trắng để trình bày những công trình nghiên cứu của em cho Tổng thống Obama và những người khác theo dõi.
Khi đang còn học trung học, Erika đã được NASA mời đến chia sẻ chương trình của em với nhóm các kỹ sư của họ. Năm nay 26 tuổi, Erika là nhà khoa học máy tính, cô làm việc tại Viện Công nghệ California.
