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青少年科技创新何种表情最诱人

2012-02-13凤凰网-教育本文被阅读过3563次[推荐][打印][保存][大字体][中字体][小字体]

  被誉为青少年科学赛事的“世界杯”和“奥林匹克”,从最初的只有美国学生参加,到本次比赛已有59个国家和地区的学生参加,英特尔国际科学与工程大奖赛(简称Intel ISEF)在世界青少年中的影响越来越大,在美国及世界其他国家的科技界也越来越有影响。

  不久前在美国闭幕的第61届Intel ISEF,给全世界热爱科技创新的青少年科技精英们提供了一个展示与交流的平台。这样的比赛,也让我们重新思考:到底什么样的创新才是符合青少年特点的创新?相比之下,我国青少年的表现又折射出怎样的现实?

竞争退到幕后,交流走上台前

  Intel ISEF至今已举办了61届。大奖赛前后不过3天时间,但从开幕式、评审交流到闭幕,丝毫读不出大赛的紧张意味,更像是一个以科学为主题的快乐节日,而节日的绝对主角是那些参赛的学生。

  开幕式和闭幕式给记者留下了深刻印象。其突出特点是不设主席台,除了主持人客串以外,就是英特尔公司总裁、其他主要赞助单位及相关团体的人士走上台作简短发言。开幕式在能容纳四五千人的圣荷塞大学活动中心举行,1600多名参赛学生被安排在中心区落座,四面呈阶梯状的座位环绕着中心区,他们的老师、父母及其他关注他们的人,坐在四周的观众席上,其中包括4位诺贝尔奖获得者。

  走进设在圣荷塞市会议中心大厅的本次大赛现场,记者发现,这里更像是一场科学展览会。偌大的大厅里,除了在中心区设有大赛的服务中心,参加比赛的1200多个项目被分设为若干展位,每个项目都有一个编号,且按照类别被分为18个区,包括动物学、植物学、地球科学、医药与卫生、物理与天文、环境管理、生物化学、电子与机械、数学、计算机科学等。

  每一个项目都要用英语图文并茂地展示自己研究的假设、研究经过及结论等。根据不同的项目,有的学生还带来了从大到小、体积不等的实物模型。参赛选手需提前一天到展区,借助服务区提供的各种工具自己布置展板、组装带来的实物模型。展位对所有参赛选手开放。

  来自北京一○一中学高二年级的孟祥博,带着他的项目“柠檬叶浸提液对白粉虱防治的效果”参加植物学科领域的角逐。比赛开始之前,他已经仔细观看了这个学科领域的所有展位,意在看看别人都在研究什么。来自杭州学军中学的邵林博说:“这些项目,有的设计思路对我很有启发,有的展板布置很值得借鉴。”

  Intel ISEF设有两类奖项,一类叫Grand Award,即大奖,一类叫Special Award,即一些机构与单位单独设的奖,中国也在此次大赛中专门设有“中国科协主席奖”。比赛有一天半的时间是评委闭门与项目选手交流的时间,来自香港浸会大学能源研究所的姜冬梅博士介绍,评委都是来自世界各地,以志愿者身份申请前来的,而且要求具有本专业的博士以上学位,至少有6年以上工作经验,最好要有科技竞赛评审的经验。之所以很多评委在没有任何待遇的情况下还要前来,是因为评审过程也是同行间交流的好机会。

  交流还体现在学生与评委之间。每一个评委在大赛前一天都要到评审现场了解自己要评项目的具体情况。在正式评审时,每一个评委都会走到评审的项目展位前,与项目选手交流15分钟,了解项目研究的情况。然后,评委们会组织专门的闭门评审会。来自东北大学、现在美国加州伯克利分校访学的郭哲此次以志愿者身份来做评委,她对大赛的格调有着很到位的评价:比赛、竞争被拿到幕后,友善与交流被请上台前。

  比赛的最后一天是公众开放日,你可以看到有许多中小学校组织学生集体前来参观,也有许多家长带着孩子来到这里。这一天,是项目选手们尽公众职责的一天,他们负责向参观的公众介绍自己的研究项目并回答他们提出的问题。许多展位前挤着探讨问题的学生与公众,这让来自北京一○一中学的孟祥博深有感触,他说,在国内参加比赛时也有这个环节,但观众大多问不出什么问题,多数只是看个热闹,而这里的学生和观众真是有好奇心,甚至问得他“有点烦”。

启示:重在培养青少年的科学兴趣

  青少年的科技创新应重点鼓励什么?在参加这项赛事的中国选手中有这样一个故事:屈铭志参加了第53届Intel ISEF大赛,并且是当年参赛的中国学生中获得最高奖项的。当时他用一个制作粗糙的小转盘来提高照片的精度,这项发明在国内大赛上并未引起关注,但是他却有幸被英特尔公司选中去参加Intel ISEF。在那里,这个小发明受到了评委的高度赞赏,评委们一致认为,这个富有原创性质的发明符合青少年创新的特点,非常可贵。回忆这段往事,屈铭志说:“参加这样的科技创新活动,首先是思维方式的改变,你的创新得到鼓励,你就会努力创新。”

  北京一○一中学的马丽霞老师今年已经是第三次带着学生参加这个比赛了。她觉得这样的比赛鼓励的是那些与学生思维和能力相当的项目,哪怕不是很成体系。相比她带学生参加的国内中学生科技创新大赛,她认为两者的区别在于,国内大赛往往是高精尖的项目多,许多项目都是中学生参与一些重大科研项目的成果,她的观点是,虽然这对学生的科技创能力也有很大帮助,但缺少了让学生经历在生活中发现问题、经过教师指导、查阅资料以及充分讨论最终确定选题的过程,经历研究过程才是青少年学生走创新之路的重要方面。

  已经是第三次作为评委参加Intel ISEF的华东理工大学机械与动力工程学院安琦博士,此次是中国科协主席奖的专项评委。在评审过程中,有一个项目给他留下了深刻印象。那是一个美国学生做的关于钻木取火的研究项目,这个学生为了研究产生火苗的时间与木头的硬度及转动速度之间的关系,做了很多实验。开始用手工钻,发现钻不出火,后来把台式电钻改装,把所加工过的木头分不同样式,用电钻来做实验,并且他带来了所有的实验装置。最后这个项目被他力荐为中国科协主席奖的项目之一。安琦说,也许回去以后有人会说这个项目太简单了,可我却认为这样的项目最符合青少年创新的要求。

  按照他的标准,青少年的创新应该符合三个标准:一是选题看上去应是学生自己选的,这要从是否符合青少年知识背景,青少年能力能不能达到两方面考查。二是这个项目要符合青少年的知识范围,可以超过一点,但是不要太多。三是青少年要自己动手完成这个项目。安琦博士认为,青少年科技创新并不是一定要做出一个伟大作品来改变世界,第一位的应是培养青少年的科学精神。如果青少年参加了这样一个活动,从此对科学产生了无比的热爱,这就达到了科技创新的目的。

诺贝尔奖获得者只坐观众席

  在Intel ISEF的开幕式上,有一幕估计给不少中国学生留下了深刻印象。一是不设主席台,参会的4位诺贝尔奖获得者也一样坐在了普通的观众席上,除了介绍他们时,灯光打到他们的身上,他们站起来示意以外,一个多小时的时间里,他们和所有的普通观众一样,体会着来自世界各地59个国家和地区不同肤色、不同种族、不同服饰的学子们,以科学的名义进行的狂欢。

  孟祥博参赛以后总有许多想不到。一个想不到就是那个年纪较大的“大妈”评委居然真的会再次来到他的展台前。根据赛事的评审原则,评委会走到每一个项目的展位前,与项目成员交流15分钟,由于语言等原因,孟祥博认为与这位年纪稍大的评委交流得好像不够充分。时间到了,但孟祥博希望她能再了解一下他的项目。这位评委告诉他,由于现在正在忙着别的事,答应下午3点钟来展台找孟祥博。

  带着疑虑,孟祥博等待着,但不确定这个“大妈”评委是否真的能来。3点左右,这位评委准时来到了展台前,在倾听他的补充说明之后,夸奖这个项目很有创意。这件事很让孟祥博没想到:“这在国内是不可能的,我们都是仰视专家等待提问的。”

  同样对大赛有深刻印象的还有来自中国的几位评委。曾在国内大赛中做过评委的周红章博士坦言,相比国内大赛,这里的评审机制更能体现公正的一面。据介绍,评审一般分两轮,第一轮一审打分,就是对自己所负责的评审项目打分。除了自己要评审的项目,还要对本学科领域的其他项目有所了解。第二轮每一个项目都要拿出来充分议论,然后

  投票。这一环节保证了每一位评委在评审过程中都有发言的机会。没有权威,这个组的主席作为主持人,没有表决权,只有组织权和最后唱票的权利,所有的奖项都是在充分讨论的基础上投票后,按照少数服从多数的原则产生的。

  姜冬梅评委也说,这样的评审过程体现了每一个评委的平等性,有时评委们为了一个项目会一轮一轮不停地站起来表达自己的意见,在所有评委都充分阐述之后,即使你没有看过这个项目,也会有一定判断。她认为,这个过程就是在互相争执中去寻找一种公正,这样就摆脱了学术权威和行政权威。

启示:科技创新不需权威只需鼓励

  在我们的观念中,作为一个大奖赛,选拔与权威的评选是其中应有之义。然而在Intel ISEF上,每一个评委都遵循“pick up the best,encourage the rest”(挑出最好的,鼓励其余的)这一原则。

  作为此次大奖的评审,来自中科院动物研究所动物进化与系统学研究室的周红章博士对这一原则特别欣赏。他认为,这一评审原则其实对国内的比赛也起到了一定的影响,过去那种许多评委坐在一起评,权威的因素可能更大一些,而现在,参与国际比赛的经验使科学交流的理念也影响到了国内比赛。姜冬梅博士则认为,以往我们太看重学生的标准答案、太爱打分排队了,而实际上学生们的创新热情是需要鼓励的。学生做了那么多,往往被我们的几句话就否定了。人是需要别人的认可的,尤其是孩子们,特别需要鼓励,中国的教育不缺严谨、不缺知识,最大的缺失是鼓励。

  鼓励不仅体现在评审的过程中,奖项的设置也充分体现了这一原则。这个比赛的奖项之多,可以用眼花缭乱来形容。同类最佳奖、国际青年科学研讨会大奖、大会奖、欧盟青年科学家竞赛奖,等等。另外还有美国各个学科学会设的奖项,其他国家和地区设的奖项,一些公司和基金会也设有奖项,中国设了“中国科协主席奖”。如果仔细解释这些奖项,需要费许多周折,我们不妨给出两个数字:所有奖项奖金总额超过了400万美元,1200名参赛学生约有一半能获得各类奖项。虽然奖励的金额会有不同,但意义却毫不逊色。

  如何让更多的青少年参与科技创新,培养他们的创新思维?如何建立一种鼓励他们持续参与科技活动的评价机制,鼓励他们对科技创新的热情?这些都是需要进一步思考的。

青少年的创意让明天更美好

  这次参赛的1200多个项目,每个项目都闪烁着智慧之光。

  获得本次大赛特别奖的华裔女孩Amy Chyao(乔紫薇)来自美国德克萨斯州理查德森市,今年15岁。她在研究如何攻克癌症的难题中发现了利用光能激活药物杀死癌细胞的方法,即癌症治疗光敏剂,这一发明受到评审专家的青睐,因此独获7.5万美元大奖。

  来自深圳第二高级中学的邱健庭,以其“短周期数字地震计”引起了地球科学领域评审专家们的高度赞赏。这个项目给英特尔公司总裁兼首席执行官保罗·欧德宁先生留下了深刻印象,美国地震局的专家也因此来到这个展位前了解情况。说到这个创意,邱健庭说,汶川地震后,老师带他们去参观了地震台,从小就喜欢机械的他看到了现有地震台的检测系统后,觉得可以设计出更快捷的地震检测系统。有了这样的想法,在老师的指导下,他开始了自己的实验研究,最终让自己的这个项目走到了世界青少年科技舞台上。现在,他对自己的项目有着清醒的认识,认为自己在软件的设计与应用上还有待突破,这将是他今后继续研究的课题。

  这些参赛项目不但表现了青年学子的才智,同时也表现出了他们对现实问题的关注与责任。巴勒斯坦今年首次派学生参加大赛,有两名年仅14岁的女生带来了专为盲人设计的探测障碍物手杖。手杖有两个可向前、向下扫描的红外传感器,一旦遇到障碍就能自动发出尖锐的蜂鸣声和振动,以帮助那些盲人。其中的一个女孩在谈到这个发明的动机时说:“我们生活在难民营,那里的道路对于盲人来说非常危险——布满了地洞和障碍物。我们希望能够做一些事情来帮助他们。”其他如能帮助残疾人上楼的轮椅、价格低廉的家用机器人等,都体现着大赛所倡导的鼓励学生应对人类面临的挑战性科学问题、解决未来问题的宗旨。

  也许有人会问,青少年的发明能解决什么实际的问题呢?“从他们身上,我们看到科技创新的未来、令人振奋。他们所展现出的对数学和科学的热爱,将有助于培养新一代的创新人才、科研工作者和企业家,使我们的世界更加美好。”英特尔公司总裁兼首席执行官保罗·欧德宁的一番话回答了这个问题。

启示:应试让中国学生创新思维先天不足

  据了解,1999年中国被邀请作为观察员国,2000年开始正式参加比赛,10多年来,中国参赛项目都是经过层层选拔的。这些项目大多数都经过两项国内中学生科技赛事,即“小小科学家”和“青少年科技创新大赛”选拔出来,所以整体质量与世界其他地区相比较高,获奖面也较大。

  虽然获奖数量不少,但获得大奖的却不多。参赛10多年来,在获得的150多个奖项中,只有一项Intel ISEF顶级奖项,即“英特尔基金会青少年科学精英奖”。今年的最高奖也只是学科领域二等奖,而且参赛项目都是来自各省的重点中学。评委姜冬梅女士说,在面试和讲解的时候,除了语言的原因以外,与一些国家的学生相比,中国学生缺少的是对项目的热情以及对项目后续研究的思考。同样是评委的周红章博士认为,中国学生无法取得大奖的原因,归根结底在于学生平时的学科学习任务过重,无法抽出更多时间与精力参与创新活动,另外,中国学生的项目连续性不够,而美国学生因为学校重视,很多都是多次参赛,所以在许多方面自然胜于中国学生。

  人大附中参赛学生赵中伦在与外国学生交流后,也总结了四点差别:一是中国代表团参加此赛事的时间不长,国内学校不够重视;二是应试教育大大扼杀了青少年的好奇心,学生探究问题的能力不强;三是国内实验条件有限;四是学生参赛次数太少。而多年从事生物教学,多次带学生参赛的北京一○一中学马丽霞老师更是一语破的:中国的教育太重视分数了,许多学校往往不重视科技教育,那些公认的好学生一般是不参加这样的科技活动的。而来自东北大学,现在加州伯克利分校访学的志愿评委郭哲更是感慨地说,看看当今中国的中小学教育,孩子被繁重的作业和辅导班折磨,仔细分析那些课程设置与安排,有多少会对孩子未来发展真正起作用呢?

  一位老师在谈到应试教育与创新教育的关系时发出如此感叹:“应试教育是手持大棒的主妇,创新教育永远是挨打受气的妾。”因为评价教师要看学生的成绩,评价学校也要看学生的成绩,学生升学更需要成绩。你去创新了,可学生成绩不好,教师就得下岗,学校就得关门,谁敢拿自己的前途赌呢?

  学校科技教育基础薄弱,应试教育对学生好奇心的扼杀,在同台较量中,从学生的表现中即可一目了然。

【对话】

保持好奇心

参赛学生与诺贝尔奖得主面对面

  在Intel ISEF期间,4位诺贝尔奖得主与学生进行了一次面对面交流。由学生提出所关心的问题,由诺贝尔奖得主回答。从中可以看到这些热爱科学的学生关心什么,也可以看到科学领域的杰出人士如何理解学生的关心。

  ●1986年诺贝尔化学奖得主:Dudley Herschbach(杜德利·赫施巴赫)

  ●1993年诺贝尔心理学/医学奖得主:Richard Roberts(理查德·罗伯茨)

  ●1996年诺贝尔物理学奖得主:Douglas Osheroff(道格拉斯·奥谢罗夫)

  ●2002年诺贝尔化学奖得主:Kurt Wüthrich(库尔特·维特里希)

  问:美国由于在数学和科学教育方面的不足,使其在全球的竞争力下降,美国应该如何提高并加强科学教育?

  答:世界各国的教育水平在不断提高,这也增强了他们的竞争力,我觉得各国教育水平的提高有助于全球科技创新的发展,因为科学是无国界的。

  科学教育重在动手能力的提高,所以科学教育要培养学生的兴趣,鼓励学生多动手。我小的时候就喜欢自己动手制造烟花爆竹,我发现很多诺贝尔奖得主也跟我有同样的爱好,很可惜现在自己制造烟花爆竹是违法的(笑)。

  问:我们致力于成为明天的科技领袖,对我们来说,最重要的事情是什么?

  答:除了科学研究,还要积极参与政治,要学会如何决策、运营和管理。因为许多事情不是科学能够解决的,需要在政治上作出正确的决策,希望你们能够参与政治,并且比现在的政府做得更好。

  如果要成为明天的科技领袖,最重要的一点就是知识面要广泛,不要仅仅限于科学方面的知识,要超越科学知识本身。

  问:怎样在科研中获得新的想法和灵感?

  答:在科学研究中要大胆地预测和假设,这些预测和假设很可能是错误的,但是会给我们提供新的思路。要不断实验,在实验中获得新的灵感与方法。另一方面,现在的问题不是获得更多新的想法,而是现有的想法已经太多了,需要从中找到那些有价值的想法,进一步去探索和研究。年轻人总会产生各种各样新的想法,因为你们无所畏惧,不受条条框框的约束,应该鼓励年轻人去挑战传统。

  问:如果要在中学的科学教材上写一句话,会是什么?

  答:寻求梦想,追随激情。不要受这本教材的约束,敢于冒险,尽情享受科学的乐趣。保持好奇心,在平凡中发现不寻常。科学就像造房子,用现有的砖瓦去建造全新的大厦。

  问:要成为一名好的科学家,怎样才能提出好的问题?

  答:要保持好奇心,要持怀疑的态度,不要被传统束缚。

 

(译文由英特尔公司提供 本报记者 赵小雅 整理)

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