24名上海中学生拥有小行星!青少年科技竞赛“世界杯”,上海为何屡屡“摘星”?

本文转自:文汇网

2022年第73届国际科学与工程大奖赛(ISEF)日前落下帷幕,中国科协代表团有9个项目获奖,7个项目来自上海。其中,上海市民办平和学校的金晏冰同学摘得环境工程学科一等奖,也是今年我国大陆地区唯一的一等奖。

ISEF是目前世界上规模最大、级别最高的面向9-12年级的青少年科技竞赛,素有全球青少年科技竞赛“世界杯”的美誉。获得二等奖以上的同学,经申请后,将有机会拥有一颗以他的名字命名的小行星。

上海自2000年首次参加ISEF便不断创新赛绩,迄今为止已有67个项目获奖,24名学生命名小行星。今年更是囊括了包括一等奖到四等奖、专项奖在内的所有等级奖项。上海学生为何在国际科技殿堂比赛中表现亮眼?记者从几位获奖者身上找到了共同点。

科研不是枯燥的沙漠,而是乐趣的来源

获得一等奖,第一次参加这样高规格国际大赛金晏冰很是意外,但即使只和她聊了半个小时,也能感受到她对科学的热爱。“我从八年级就决定今后会从事科学研究,因为我有改变世界的雄心,也喜欢专心做科研的氛围。”她说。

金晏冰的获奖项目是《提高PET塑料降解酶的降解率并开发新型酶活筛选策略》。在该项目中,她开发了两种新型的酶活测定方法,提高降解酶的筛选效率,并验证有关塑料结晶度的一个猜想,确定了下一步继续开发耐热塑料降解酶的研究方向。

金晏冰在数学课演讲。

这样一个最后大放异彩的项目,却有过实验结果一直做出不来的“尴尬”,在复旦大学生命科学学院教授钟江的帮助下,金晏冰缓解了焦虑情绪,并重新设计了实验方法。“虽然实验和一开始设想的不一样,但是每一步出现的‘意外’都很有趣,把这些钻研透了,就是科学的价值。”她说。

上海市控江中学的张铧怿凭借《基于三体混沌运动的哈希算法》项目,获得大赛专项奖。从初二开始,张铧怿就迷上了《三体》小说,并试图解决三体问题。在接触到密码学后,她发现“三体运动”和“哈希算法”都对初始值非常敏感,一点点初始参数的不同就能使输出结果产生“雪崩效应”。

兴趣使然,她将两者结合起来做起了研究,并为这样一个偏理论的课题设计了以智能家居为场景的应用方向。现在再谈起“三体问题”,她会说:“三体问题不是无解的,人们能够得到三个球体的运动轨迹,只是精确度还没有那么高。”

中学生就能逛大学图书馆、查论文库

钟江每年都要与“英才计划”的一两名学生对接,近年来,他明显感受到孩子们对科研越来越热爱和熟稔。“他们有很强的信念感。”他说。

英才计划是由中国科协、教育部共同牵头组织的一项中学生科技创新后备人才培养计划,上海地区的实施由市科协、市教委联合复旦大学、上海交通大学、同济大学、华东师范大学、华东理工大学等五所高校共同开展,是打造“科协-中学-高校”三位一体的创新人才培养机制的重要一环,自2013年以来累计培养了9批次711名上海学员。

“赵国屏院士是我参加‘英才计划’的对接导师,钟江教授(执行导师)也给了我很大帮助。”金宴冰说,“我早上四五点给钟教授发的邮件,他七八点就回复我了。”除此之外,金晏冰在这个项目中还拿到了复旦大学的校园卡,拥有和本科生一模一样权限,她可以自由出入导师的实验室,也可以在大学图书馆中借书、查阅文献资料等。

通过提前“预演”科研生活,金宴冰认为自己很享受这样的状态,从而更加坚定了要走这条路的决心。

“也有不那么适应的。”钟江说,之前一位学生就发现自己不适合做科研,最后改了方向。

完善培养体系托举更多青少年“摘星”

凭借一项与微生物有关的多学科研究,华师大二附中学生姬聿佳拥有了申请一颗以她的名字命名的小行星的资格,学校的微生物实验室对她帮助巨大;张铧怿参加了第四界世界顶尖科学家论坛,“科学大咖”的“耳边教诲”令她铭刻于心。

姬聿佳在介绍课题。

近年来,上海市科协紧紧围绕上海科创中心建设和公民科学素质提升目标,响应党和国家“双减”政策号召,探索新时代青少年科技教育工作新途径、新举措,为广大青少年提供丰富的课外学习研究和科研实践平台,涌现出许多科研“好苗子”。

“每个学生都应该拥有至少一个自己的课题,是华师大二附中延续了20多年的传统。”华师大二附中校长李志聪说。迄今为止,华师大二附中已有了四位拥有小行星的学生。在他看来,这种项目制的学习模式是课堂教学的有效补充,它会促使学生观察生活、主动学习、与人合作等,学校有专门的博士生团队来指导学生做课题。而包括英才计划在内的一系列青少年科学能力培养项目,打通了学校、科研机构的资源,让科学教育这条路走通了。

上海市青少年科技创新大赛、“明天小小科学家”、青少年机器人竞赛、高校科学营……依托上海科学教育中心、上海青少年科学社和上海市青少年科普促进会等社会化专业人才队伍,青少年科学教育活动在上海蓬勃开展,仅上海市青少年科技创新大赛每年就能吸引近30万中小学生参与,有庞大的参与者基础和良好的成才环境,未来将有更多的“摘星青年”值得期待。