VIMS有助于将计算机建模带入教室
建模和仿真工具的使用——长期以来是科学的主要内容——现在在农业、国防、医疗保健、保险、制造业、零售、体育和交通等各个领域都取得了进展。
VIMS教授Mark Brush和研究生Sam Lake开发并使用计算机模型来更好地理解和管理沿海生态系统，他们最近与弗吉尼亚的一组教师合作，作为美国宇航局赞助的项目的一部分，以扩大和加强在高中课堂上使用建模和模拟。
Brush说，这个项目的最终目标是“让今天的学生有机会使用建模和仿真工具，帮助他们获得未来高技术工作场所所需的科学和数学技能。”
美国劳工部估计，2014年增长最快的20个职业中，有15个需要在科学、技术、工程和数学等STEM领域进行大量培训。
NASA基于仿真的工程和科学教师专业发展项目认识到，让学生参与STEM领域的最好方法之一是让他们的老师有机会与实践科学家和工程师一起工作。这样做增加了教师的内容知识，使他们接触到现实世界的应用，并有助于将动手研究的兴奋带入课堂。
高中伙伴
在NASA的项目中，Brush和Lake与来自弗吉尼亚州Spotsylvania和Wise县的四名高中教师合作：弗雷德里克斯堡Chancellor高中的数学教师Kim Riddle和Theresa Cooper；以及大石沟联合高中的数学老师迈克尔·内夫和普通科学老师丹尼·多顿。
Lake是一名博士生，他正在与Brush合作开发一个计算机模型来研究切萨皮克湾的营养污染、低氧“死亡区”和气候变化之间的相互作用。他曾两次在VIMS的GK-12项目中担任研究员，在2010-12学年期间在约克镇高中的科学教室中每周教授20小时。
里德尔是2012年杰出数学和科学教学总统奖的获得者，而内夫是2012年弗吉尼亚数学教学委员会颁发的年度教育家奖的获得者。
Brush是由Behzad Raiszadeh和Thomas E. Pinelli博士邀请参加该项目的，Behzad Raiszadeh是位于汉普顿的NASA Langley的建模和仿真计划的技术经理，Thomas E. Pinelli博士是NASA Langley的大学事务官。Brush因其在生态系统建模方面的专业知识而被选中，其中包括在弗吉尼亚州东海岸的切萨皮克湾，北卡罗来纳州的新河河口和罗德岛的纳拉甘西特湾的工作。
课程计划
布拉什和莱克与老师们见了五次面——两次在格洛斯特角的VIMS校区，三次在NASA兰利。Brush说，他们工作会议的目标是“制定课程计划，将建模和模拟纳入高中科学和数学课程。”
Brush说：“这个项目最令人兴奋的部分是看到课程的出现，展示了数学和环境科学之间的联系，这将加强STEM教育，并在这个过程中让弗吉尼亚的学生接触到我们州的一个关键环境和经济问题——切萨皮克湾的富营养化。”
富营养化——由于添加了过量的营养物质（如氮和磷）而导致水体的过度施肥——导致藻类大量繁殖，使水体浑浊，当藻类死亡、下沉和腐烂时，可能会产生死区。
VIMS团队与里德尔和库珀合作，制定了一个以富营养化为主题的课程计划，该计划将允许学生学习斯波特西瓦尼亚县氮的使用和污染相关问题，斯波特西瓦尼亚县是切萨皮克湾主要支流拉帕汉诺克河和约克河的源头。
该课程计划将允许学生使用Brush和同事开发的计算机模型来模拟农田、居民区、污水处理厂和其他来源的氮释放如何影响当地土地和水域，以及土地使用决策和“最佳管理实践”如何减少或增加这些影响。学生们将作为各种利益相关者团体的成员，如环保主义者、农民、监管机构或水工，来进行练习。
里德尔称她在美国宇航局和VIMS的经历是“我教学生涯的亮点”，她说：“马克和萨姆对我们来说是宝贵的财富，因为他们在数学以外的内容领域，特别是环境科学方面拥有专业知识。他们很慷慨，在我们到达之前和在我们到达的时候都完成了背景工作。我们之前对河口和富营养化一无所知，但马克和萨姆很有耐心，回答了每一个问题。”
她补充说：“学生们经常不参与数学课，因为他们认为这些材料对他们毫无用处。我希望我们的学生会喜欢这节课，因为它将数学与与他们生活相关的科学内容联系起来。”
另一个课程计划是与内夫和多顿合作制定的，它将允许学生通过控制温度、光线和营养的各种组合来模拟像切萨皮克湾这样的河口浮游植物的生长。模拟是基于Brush and Lake为约克河创建的模型。课程计划将适合于一个更大的单元，以概述海洋科学和营养物污染开始。
除了在Chancellor和Union高中使用外，NASA还将把这些课程计划发布到网上，供全美的高中教师使用，这是在过去两年中参与计划的教师制作的课程计划的基础上增加的。该项目始于2010年，目前已经为来自全国各地的78名教师提供了服务，他们来自4个不同的NASA中心——加州的兰利、艾姆斯研究中心；佛罗里达州的肯尼迪航天中心；以及德克萨斯州的约翰逊航天中心。
