此間少年未來精彩無限

原春琳

美國鳳凰城，聚集了來自77個國家和地區(qū)的1760名高中生。

在剛剛落幕的全球頂級的高中生科學競賽——2016英特爾國際科學與工程大獎賽（Intel ISEF）上，這些少年才俊進行了一番高手之間的對決。其中，來自中國大陸、香港、澳門的37名學生攜30個項目參賽——規(guī)模僅次于東道主美國隊。

“鐵吸金胱”“Sylvester-Gallai定理的推廣與應用”“用卡方（IAC）分析鑒定帕金森氏疾病相關的SNP-SNP交互作用”“拋硬幣的奧秘——基于動力學行為的二值決策公平”……這些看起來很像大學本科生甚至博士生的研究課題，都是來自中國高中生的參賽項目。其實，1000多名各國選手的參賽題目，看起來都是這樣的“高大上”。

這些學有余力的天才少年，盡管知識結(jié)構(gòu)和年齡有限，卻做著全世界科學家都在做的事情——試圖在用自己所學的知識來改造這個世界。

接地氣是全世界科學教育的發(fā)展方向

揭開“高大上”的題目外衣，這些高中生想解決的都是什么問題呢？

復旦附中宋翊蔚同學的爺爺是高頻失聰患者。宋翊蔚經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，高頻失聰患者不是聽不到聲音，而是聽不到某一個特定頻率的聲音。她希望通過技術(shù)手段把這個特定頻率的聲音轉(zhuǎn)化一下。市面上有現(xiàn)成的軟件，但是，這個軟件主要應用在電腦平臺上。宋翊蔚用一年多的時間，把這款軟件轉(zhuǎn)化到手機平臺上。

“讓爺爺很高興的是，我是在為他著想而開始研究的。令他更高興的是，我喜歡科學。”宋翊蔚說。

上海中學蔣清軒同學的項目“Sylvester-Gallai定理的推廣與應用”看上去深不可測，卻源自一次普通的春游手工課。

那次，同學們一起跟工匠師傅學習做滾燈——一種江南常見的傳統(tǒng)藝術(shù)品。愛數(shù)學、愛思考的蔣清軒發(fā)現(xiàn)一個問題：師傅們用的都是奇數(shù)的竹條，比如，五根竹條，每根竹條都可以交替出現(xiàn)。但是如果竹條變成偶數(shù)，它們之間就不可能交替出現(xiàn)，必然有兩根竹條會平行。

為什么會這樣呢？蔣清軒試圖在這個傳統(tǒng)的手工藝品中尋找一種數(shù)學原理。他認為這種數(shù)學原理必定會應用到現(xiàn)實中：球狀結(jié)構(gòu)類似于衛(wèi)星在太空中的排布，最終可以應用到衛(wèi)星的軌道設計上。

上海美國學校浦西分校的何浚炫、唐安順、鄭顯同學的“未來城市的新型物流系統(tǒng)”是源自一次不愉快的網(wǎng)上購物經(jīng)歷。他們在網(wǎng)上買東西，過了一個星期還沒有到貨，原來是因為裝載貨物的卡車被撞而導致延誤。于是，這三個小伙子就想設計一個不受任何交通狀況影響的物流系統(tǒng)。

“這是全世界科學教育的發(fā)展方向——接地氣。科學與我們的生活有關，不僅是象牙塔里所學的知識。”本次大賽評委、中國科協(xié)“做中學”科學教育改革實驗項目教學中心的周建中說。

僅有熱情和興趣做不好科學

一個科研題目從腦海中的想法，到初步成型，中間要走多久？

北師大實驗中學王子川同學的參賽作品叫“基于圖像識別和手勢跟蹤的透射式智能眼鏡”。因為對Google Glass很失望，他決定自己動手來做一副更好的智能眼鏡。

早在立項之初，王子川就知道，很多國際知名大公司也在做同類的項目。王子川不在乎，一個人開始跟一個又一個的團隊賽跑。

因為入選北京青少年科技后備人才早期培養(yǎng)計劃，王子川得以進入北京理工大學光電學院的實驗室。在那里，他從最開始的懵懂無知，到對智能眼鏡領域先進技術(shù)的逐漸了解，從基本不會寫大程序到用VC++編寫最后的大工程。

在搭建硬件平臺時，他遇到了更為棘手的問題：項目所需要的關鍵零部件掌握在外國廠商手里。王子川通過郵件和電話與對方多次溝通，對方一開始拒絕了他的請求，后來又對單個光學模塊開價上萬美元，而且要求以公司的名義購買，再后來發(fā)去的郵件都石沉大海了。

這些條件，對于作為高中生的王子川來說無疑過于苛刻。當時北京理工大學的導師也覺得這個項目對中學生來說太難了，建議他放棄。

后來，感動于王子川的執(zhí)著，導師和他的團隊費盡周折，幫他聯(lián)系到了小批量生產(chǎn)類似光學模塊設備的國內(nèi)廠商。

那個暑假，只要有時間，王子川幾乎都泡在實驗室，在克服困難的過程中他漸漸發(fā)現(xiàn)了科研的樂趣。正是這種樂趣讓他一次次優(yōu)化現(xiàn)有的算法，一次次修正三維模型，一次次進行更為精確的標定。利用國內(nèi)廠商的零部件，王子川成功制作出了第二版基于3D打印鏡架的智能眼鏡。

盡管在本次比賽上沒有獲獎，但是王子川覺得更重要的是，他在這個過程中學到了堅持不懈、永不放棄的精神。

來自廈門第六中學的蔡煒楨和顏明兩位同學的參賽項目叫“帶碟剎無線藍牙遙控電驅(qū)動滑板”。

平時兩人喜歡玩滑板，玩得多了，便覺得滑起來太累，是否能改造一下自己的滑板：給滑板加上電機，變成電動滑板？

幸運的是，學校很支持他們的科技改造，并提供項目經(jīng)費和場地。就這樣，兩個人一個在高二實驗班，一個在高三，每天寫完作業(yè)后，或者利用午休和周末的時間，就沖到辦公室做方案、畫圖。

在一年多時間里，他們經(jīng)歷過很多次失敗。

但是，他們沒有放棄，一直在修改方案。

經(jīng)過多次換代之后——第一、二代沒有剎車，第三、四代是線剎，他們已經(jīng)改造到第六代滑板產(chǎn)品：外表看起來與普通滑板一樣，沒有厚厚的凸起，電機內(nèi)置在加拿大楓木加上碳纖維打造的板身內(nèi)，剎車裝置裝在了輪子里，除了通過藍牙遙控進行剎車、驅(qū)動，板身上也有剎車踏板。滑板速度最快能達到29公里/小時，在20公里/小時速度下，滑板的續(xù)航可以超過1個小時。滑板的重量也壓縮在了8公斤左右。

英特爾中國企業(yè)事務部總經(jīng)理朱文利表示：“本屆大賽中，中國學生展現(xiàn)出的無限創(chuàng)意令人贊嘆。他們向全世界展示了中國青少年對科學、工程的熱愛和探索精神。”

比賽是精彩人生的開始

精彩的不僅僅是比賽。這些參賽選手的經(jīng)歷幾乎個個都很精彩：還在讀高一的廣州實驗中學學生黎世倫，早在初中時就參加過全國數(shù)學奧賽，拿了兩個全國一等獎，他是初中籃球隊的隊員，喜歡看動漫，聽周杰倫的歌，憑在“丘成桐中學數(shù)學獎”比賽中的優(yōu)異表現(xiàn)，他進入了清華大學自主招生名單；宋翊蔚在體制內(nèi)的高中求學，成功地拿到兩所國外名校的offer，除了把時間放在研究上，因為喜歡，她還報了一些藝術(shù)類的培訓班；已經(jīng)拿到哥倫比亞大學offer的王子川，正在糾結(jié)讀哪個專業(yè)……

參加這個比賽，對他們來說，僅僅是人生中的一段小插曲，是因為喜歡，而不是為了比賽的結(jié)果。他們的未來會比這個更精彩。

蔣清軒喜歡數(shù)學，這次到美國參加比賽，這個性格有些內(nèi)向的學生的眼界更開闊了：以前，一直以為國外的數(shù)學教育沒有國內(nèi)的好，這次交流之后才發(fā)現(xiàn)，那只是對普通學生而言，其實，國外專門從事數(shù)學研究的同學從小就學得很高端，有的甚至到了博士的水平。

本次大賽評委、華東理工大學教授安琦為中國的孩子們驕傲，因為：

第一，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，學生具備了從事創(chuàng)新項目所需要的條件。無論是家庭，還是學校，都有能力資助他們?nèi)⒓痈鞣N國際比賽，參加各種學習活動，“我們的下一代有能力在國際舞臺上與別人平等地交流”。

第二，現(xiàn)在的科技發(fā)展非常快，以這次比賽為例，比賽中新開設了不少學科種類，這些新興的科技方向和領域，很多中國學生都有所涉獵。“未來的年輕人，可能有能力讓我們國家在新興科技方面有所發(fā)展，不會完全斷檔”。

獲獎了，不意味著項目就結(jié)束了。在此次大賽上，宋翊蔚的研究獲得了美國聲學學會頒發(fā)的榮譽獎。但這還不是終點，下一步，她想做出助聽器硬件，高頻失聰者可以選擇佩戴，也可以用手機。

也正是因為喜愛，蔡煒楨和顏明決定繼續(xù)改造自己的滑板。他們的滑板已經(jīng)通過了廈門檢驗檢疫局的檢測，還申請了兩項專利。“我們也想看看有沒有人愿意支持我們，把滑板真正做出來并投入市場。”他們說。

這也是中國評委考慮的問題。周建中認為，從教育的角度看，創(chuàng)業(yè)是成人的事情。中學生還在學知識，可以在中小學大力發(fā)展stem教育，這是我們能指導的。但是每年的創(chuàng)新大賽，都會發(fā)現(xiàn)一些很好的專利，可惜他們沒有能力去轉(zhuǎn)化這些專利。

“我們建議，國家知識產(chǎn)權(quán)局能關注創(chuàng)新大賽中孩子們的發(fā)明。”周建中說。