原春琳

　　美国凤凰城，聚集了来自77个国家和地区的1760名高中生。

　　在刚刚落幕的全球顶级的高中生科学竞赛——2016英特尔国际科学与工程大奖赛（Intel ISEF）上，这些少年才俊进行了一番高手之间的对决。其中，来自中国大陆、香港、澳门的37名学生携30个项目参赛——规模仅次于东道主美国队。

　　“铁吸金胱”“Sylvester-Gallai定理的推广与应用”“用卡方（IAC）分析鉴定帕金森氏疾病相关的SNP-SNP交互作用”“抛硬币的奥秘——基于动力学行为的二值决策公平”……这些看起来很像大学本科生甚至博士生的研究课题，都是来自中国高中生的参赛项目。其实，1000多名各国选手的参赛题目，看起来都是这样的“高大上”。

　　这些学有余力的天才少年，尽管知识结构和年龄有限，却做着全世界科学家都在做的事情——试图在用自己所学的知识来改造这个世界。

　　接地气是全世界科学教育的发展方向

　　揭开“高大上”的题目外衣，这些高中生想解决的都是什么问题呢？

　　复旦附中宋翊蔚同学的爷爷是高频失聪患者。宋翊蔚经过研究发现，高频失聪患者不是听不到声音，而是听不到某一个特定频率的声音。她希望通过技术手段把这个特定频率的声音转化一下。市面上有现成的软件，但是，这个软件主要应用在电脑平台上。宋翊蔚用一年多的时间，把这款软件转化到手机平台上。

　　“让爷爷很高兴的是，我是在为他着想而开始研究的。令他更高兴的是，我喜欢科学。”宋翊蔚说。

　　上海中学蒋清轩同学的项目“Sylvester-Gallai定理的推广与应用”看上去深不可测，却源自一次普通的春游手工课。

　　那次，同学们一起跟工匠师傅学习做滚灯——一种江南常见的传统艺术品。爱数学、爱思考的蒋清轩发现一个问题：师傅们用的都是奇数的竹条，比如，五根竹条，每根竹条都可以交替出现。但是如果竹条变成偶数，它们之间就不可能交替出现，必然有两根竹条会平行。

　　为什么会这样呢？蒋清轩试图在这个传统的手工艺品中寻找一种数学原理。他认为这种数学原理必定会应用到现实中：球状结构类似于卫星在太空中的排布，最终可以应用到卫星的轨道设计上。

　　上海美国学校浦西分校的何浚炫、唐安顺、郑显同学的“未来城市的新型物流系统”是源自一次不愉快的网上购物经历。他们在网上买东西，过了一个星期还没有到货，原来是因为装载货物的卡车被撞而导致延误。于是，这三个小伙子就想设计一个不受任何交通状况影响的物流系统。

　　“这是全世界科学教育的发展方向——接地气。科学与我们的生活有关，不仅是象牙塔里所学的知识。”本次大赛评委、中国科协“做中学”科学教育改革实验项目教学中心的周建中说。

　　仅有热情和兴趣做不好科学

　　一个科研题目从脑海中的想法，到初步成型，中间要走多久？

　　北师大实验中学王子川同学的参赛作品叫“基于图像识别和手势跟踪的透射式智能眼镜”。因为对Google Glass很失望，他决定自己动手来做一副更好的智能眼镜。

　　早在立项之初，王子川就知道，很多国际知名大公司也在做同类的项目。王子川不在乎，一个人开始跟一个又一个的团队赛跑。

　　因为入选北京青少年科技后备人才早期培养计划，王子川得以进入北京理工大学光电学院的实验室。在那里，他从最开始的懵懂无知，到对智能眼镜领域先进技术的逐渐了解，从基本不会写大程序到用VC++编写最后的大工程。

　　在搭建硬件平台时，他遇到了更为棘手的问题：项目所需要的关键零部件掌握在外国厂商手里。王子川通过邮件和电话与对方多次沟通，对方一开始拒绝了他的请求，后来又对单个光学模块开价上万美元，而且要求以公司的名义购买，再后来发去的邮件都石沉大海了。

　　这些条件，对于作为高中生的王子川来说无疑过于苛刻。当时北京理工大学的导师也觉得这个项目对中学生来说太难了，建议他放弃。

　　后来，感动于王子川的执着，导师和他的团队费尽周折，帮他联系到了小批量生产类似光学模块设备的国内厂商。

　　那个暑假，只要有时间，王子川几乎都泡在实验室，在克服困难的过程中他渐渐发现了科研的乐趣。正是这种乐趣让他一次次优化现有的算法，一次次修正三维模型，一次次进行更为精确的标定。利用国内厂商的零部件，王子川成功制作出了第二版基于3D打印镜架的智能眼镜。

　　尽管在本次比赛上没有获奖，但是王子川觉得更重要的是，他在这个过程中学到了坚持不懈、永不放弃的精神。

　　来自厦门第六中学的蔡炜桢和颜明两位同学的参赛项目叫“带碟刹无线蓝牙遥控电驱动滑板”。

　　平时两人喜欢玩滑板，玩得多了，便觉得滑起来太累，是否能改造一下自己的滑板：给滑板加上电机，变成电动滑板？

　　幸运的是，学校很支持他们的科技改造，并提供项目经费和场地。就这样，两个人一个在高二实验班，一个在高三，每天写完作业后，或者利用午休和周末的时间，就冲到办公室做方案、画图。

　　在一年多时间里，他们经历过很多次失败。

　　但是，他们没有放弃，一直在修改方案。

　　经过多次换代之后——第一、二代没有刹车，第三、四代是线刹，他们已经改造到第六代滑板产品：外表看起来与普通滑板一样，没有厚厚的凸起，电机内置在加拿大枫木加上碳纤维打造的板身内，刹车装置装在了轮子里，除了通过蓝牙遥控进行刹车、驱动，板身上也有刹车踏板。滑板速度最快能达到29公里/小时，在20公里/小时速度下，滑板的续航可以超过1个小时。滑板的重量也压缩在了8公斤左右。

　　英特尔中国企业事务部总经理朱文利表示：“本届大赛中，中国学生展现出的无限创意令人赞叹。他们向全世界展示了中国青少年对科学、工程的热爱和探索精神。”

　　比赛是精彩人生的开始

　　精彩的不仅仅是比赛。这些参赛选手的经历几乎个个都很精彩：还在读高一的广州实验中学学生黎世伦，早在初中时就参加过全国数学奥赛，拿了两个全国一等奖，他是初中篮球队的队员，喜欢看动漫，听周杰伦的歌，凭在“丘成桐中学数学奖”比赛中的优异表现，他进入了清华大学自主招生名单；宋翊蔚在体制内的高中求学，成功地拿到两所国外名校的offer，除了把时间放在研究上，因为喜欢，她还报了一些艺术类的培训班；已经拿到哥伦比亚大学offer的王子川，正在纠结读哪个专业……

　　参加这个比赛，对他们来说，仅仅是人生中的一段小插曲，是因为喜欢，而不是为了比赛的结果。他们的未来会比这个更精彩。

　　蒋清轩喜欢数学，这次到美国参加比赛，这个性格有些内向的学生的眼界更开阔了：以前，一直以为国外的数学教育没有国内的好，这次交流之后才发现，那只是对普通学生而言，其实，国外专门从事数学研究的同学从小就学得很高端，有的甚至到了博士的水平。

　　本次大赛评委、华东理工大学教授安琦为中国的孩子们骄傲，因为：

　　第一，经过几十年的发展，学生具备了从事创新项目所需要的条件。无论是家庭，还是学校，都有能力资助他们去参加各种国际比赛，参加各种学习活动，“我们的下一代有能力在国际舞台上与别人平等地交流”。

　　第二，现在的科技发展非常快，以这次比赛为例，比赛中新开设了不少学科种类，这些新兴的科技方向和领域，很多中国学生都有所涉猎。“未来的年轻人，可能有能力让我们国家在新兴科技方面有所发展，不会完全断档”。

　　获奖了，不意味着项目就结束了。在此次大赛上，宋翊蔚的研究获得了美国声学学会颁发的荣誉奖。但这还不是终点，下一步，她想做出助听器硬件，高频失聪者可以选择佩戴，也可以用手机。

　　也正是因为喜爱，蔡炜桢和颜明决定继续改造自己的滑板。他们的滑板已经通过了厦门检验检疫局的检测，还申请了两项专利。“我们也想看看有没有人愿意支持我们，把滑板真正做出来并投入市场。”他们说。

　　这也是中国评委考虑的问题。周建中认为，从教育的角度看，创业是成人的事情。中学生还在学知识，可以在中小学大力发展stem教育，这是我们能指导的。但是每年的创新大赛，都会发现一些很好的专利，可惜他们没有能力去转化这些专利。

　　“我们建议，国家知识产权局能关注创新大赛中孩子们的发明。”周建中说。