此間少年未來精彩無限

原春琳

美國(guó)鳳凰城，聚集了來自77個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1760名高中生。

在剛剛落幕的全球頂級(jí)的高中生科學(xué)競(jìng)賽——2016英特爾國(guó)際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽（Intel ISEF）上，這些少年才俊進(jìn)行了一番高手之間的對(duì)決。其中，來自中國(guó)大陸、香港、澳門的37名學(xué)生攜30個(gè)項(xiàng)目參賽——規(guī)模僅次于東道主美國(guó)隊(duì)。

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

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

接地氣是全世界科學(xué)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(fù)旦附中宋翊蔚同學(xué)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(gè)特定頻率的聲音。她希望通過技術(shù)手段把這個(gè)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(gè)軟件主要應(yīng)用在電腦平臺(tái)上。宋翊蔚用一年多的時(shí)間，把這款軟件轉(zhuǎn)化到手機(jī)平臺(tái)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(xué)?！彼务次嫡f。

上海中學(xué)蔣清軒同學(xué)的項(xiàng)目“Sylvester-Gallai定理的推廣與應(yīng)用”看上去深不可測(cè)，卻源自一次普通的春游手工課。

那次，同學(xué)們一起跟工匠師傅學(xué)習(xí)做滾燈——一種江南常見的傳統(tǒng)藝術(shù)品。愛數(shù)學(xué)、愛思考的蔣清軒發(fā)現(xiàn)一個(gè)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(huì)平行。

為什么會(huì)這樣呢？蔣清軒試圖在這個(gè)傳統(tǒng)的手工藝品中尋找一種數(shù)學(xué)原理。他認(rèn)為這種數(shù)學(xué)原理必定會(huì)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)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(yīng)用到衛(wèi)星的軌道設(shè)計(jì)上。

上海美國(guó)學(xué)校浦西分校的何浚炫、唐安順、鄭顯同學(xué)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(gòu)物經(jīng)歷。他們?cè)诰W(wǎng)上買東西，過了一個(gè)星期還沒有到貨，原來是因?yàn)檠b載貨物的卡車被撞而導(dǎo)致延誤。于是，這三個(gè)小伙子就想設(shè)計(jì)一個(gè)不受任何交通狀況影響的物流系統(tǒng)。

“這是全世界科學(xué)教育的發(fā)展方向——接地氣?？茖W(xué)與我們的生活有關(guān)，不僅是象牙塔里所學(xué)的知識(shí)?！北敬未筚愒u(píng)委、中國(guó)科協(xié)“做中學(xué)”科學(xué)教育改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)中心的周建中說。

僅有熱情和興趣做不好科學(xué)

一個(gè)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(shí)驗(yàn)中學(xué)王子川同學(xué)的參賽作品叫“基于圖像識(shí)別和手勢(shì)跟蹤的透射式智能眼鏡”。因?yàn)閷?duì)Google Glass很失望，他決定自己動(dòng)手來做一副更好的智能眼鏡。

早在立項(xiàng)之初，王子川就知道，很多國(guó)際知名大公司也在做同類的項(xiàng)目。王子川不在乎，一個(gè)人開始跟一個(gè)又一個(gè)的團(tuán)隊(duì)賽跑。

因?yàn)槿脒x北京青少年科技后備人才早期培養(yǎng)計(jì)劃，王子川得以進(jìn)入北京理工大學(xué)光電學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室。在那里，他從最開始的懵懂無知，到對(duì)智能眼鏡領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的逐漸了解，從基本不會(huì)寫大程序到用VC++編寫最后的大工程。

在搭建硬件平臺(tái)時(shí)，他遇到了更為棘手的問題：項(xiàng)目所需要的關(guān)鍵零部件掌握在外國(guó)廠商手里。王子川通過郵件和電話與對(duì)方多次溝通，對(duì)方一開始拒絕了他的請(qǐng)求，后來又對(duì)單個(gè)光學(xué)模塊開價(jià)上萬美元，而且要求以公司的名義購(gòu)買，再后來發(fā)去的郵件都石沉大海了。

這些條件，對(duì)于作為高中生的王子川來說無疑過于苛刻。當(dāng)時(shí)北京理工大學(xué)的導(dǎo)師也覺得這個(gè)項(xiàng)目對(duì)中學(xué)生來說太難了，建議他放棄。

后來，感動(dòng)于王子川的執(zhí)著，導(dǎo)師和他的團(tuán)隊(duì)費(fèi)盡周折，幫他聯(lián)系到了小批量生產(chǎn)類似光學(xué)模塊設(shè)備的國(guó)內(nèi)廠商。

那個(gè)暑假，只要有時(shí)間，王子川幾乎都泡在實(shí)驗(yàn)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(jìn)行更為精確的標(biāo)定。利用國(guó)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(jiǎng)，但是王子川覺得更重要的是，他在這個(gè)過程中學(xué)到了堅(jiān)持不懈、永不放棄的精神。

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

平時(shí)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(jī)，變成電動(dòng)滑板？

幸運(yùn)的是，學(xué)校很支持他們的科技改造，并提供項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)和場(chǎng)地。就這樣，兩個(gè)人一個(gè)在高二實(shí)驗(yàn)班，一個(gè)在高三，每天寫完作業(yè)后，或者利用午休和周末的時(shí)間，就沖到辦公室做方案、畫圖。

在一年多時(shí)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(jī)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(lán)牙遙控進(jìn)行剎車、驅(qū)動(dòng)，板身上也有剎車踏板?；逅俣茸羁炷苓_(dá)到29公里/小時(shí)，在20公里/小時(shí)速度下，滑板的續(xù)航可以超過1個(gè)小時(shí)。滑板的重量也壓縮在了8公斤左右。

英特爾中國(guó)企業(yè)事務(wù)部總經(jīng)理朱文利表示：“本屆大賽中，中國(guó)學(xué)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(guó)青少年對(duì)科學(xué)、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(gè)個(gè)都很精彩：還在讀高一的廣州實(shí)驗(yàn)中學(xué)學(xué)生黎世倫，早在初中時(shí)就參加過全國(guó)數(shù)學(xué)奧賽，拿了兩個(gè)全國(guó)一等獎(jiǎng)，他是初中籃球隊(duì)的隊(duì)員，喜歡看動(dòng)漫，聽周杰倫的歌，憑在“丘成桐中學(xué)數(shù)學(xué)獎(jiǎng)”比賽中的優(yōu)異表現(xiàn)，他進(jìn)入了清華大學(xué)自主招生名單；宋翊蔚在體制內(nèi)的高中求學(xué)，成功地拿到兩所國(guó)外名校的offer，除了把時(shí)間放在研究上，因?yàn)橄矚g，她還報(bào)了一些藝術(shù)類的培訓(xùn)班；已經(jīng)拿到哥倫比亞大學(xué)offer的王子川，正在糾結(jié)讀哪個(gè)專業(yè)……

參加這個(gè)比賽，對(duì)他們來說，僅僅是人生中的一段小插曲，是因?yàn)橄矚g，而不是為了比賽的結(jié)果。他們的未來會(huì)比這個(gè)更精彩。

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

本次大賽評(píng)委、華東理工大學(xué)教授安琦為中國(guó)的孩子們驕傲，因?yàn)椋?/p>

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

第二，現(xiàn)在的科技發(fā)展非?？?，以這次比賽為例，比賽中新開設(shè)了不少學(xué)科種類，這些新興的科技方向和領(lǐng)域，很多中國(guó)學(xué)生都有所涉獵?！拔磥淼哪贻p人，可能有能力讓我們國(guó)家在新興科技方面有所發(fā)展，不會(huì)完全斷檔”。

獲獎(jiǎng)了，不意味著項(xiàng)目就結(jié)束了。在此次大賽上，宋翊蔚的研究獲得了美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)頒發(fā)的榮譽(yù)獎(jiǎng)。但這還不是終點(diǎn)，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(jī)。

也正是因?yàn)橄矏?，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(yàn)檢疫局的檢測(cè)，還申請(qǐng)了兩項(xiàng)專利?！拔覀円蚕肟纯从袥]有人愿意支持我們，把滑板真正做出來并投入市場(chǎng)。”他們說。

這也是中國(guó)評(píng)委考慮的問題。周建中認(rèn)為，從教育的角度看，創(chuàng)業(yè)是成人的事情。中學(xué)生還在學(xué)知識(shí)，可以在中小學(xué)大力發(fā)展stem教育，這是我們能指導(dǎo)的。但是每年的創(chuàng)新大賽，都會(huì)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(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局能關(guān)注創(chuàng)新大賽中孩子們的發(fā)明?！敝芙ㄖ姓f。