蔣演

“研究新型ESCRT-III招聘者CCDC11在HIV病毒萌發(fā)中的作用；

設(shè)計(jì)工具預(yù)測(cè)植物生長(zhǎng)期早期的收成，以改善食品分配計(jì)劃；

制造高效的混合氣體燃燒器，幫助減少排放的二氧化氮?dú)怏w；

研究自然殺傷免疫細(xì)胞CD56Bright和CD56Dim如何受到癌細(xì)胞的影響；

”

以上科學(xué)研究課題看起來像科研機(jī)構(gòu)中科學(xué)家關(guān)注并攻堅(jiān)克難的目標(biāo)，但出乎意料的是，這些課題的研究者實(shí)際上是年齡不超過18歲的9—12年級(jí)的中學(xué)生。

美國(guó)17歲的莉莉安·彼得森在新聞上讀到有關(guān)糧食短缺的消息，發(fā)現(xiàn)非洲糧食面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于監(jiān)測(cè)和報(bào)告天氣和作物健康的技術(shù)較為落后，非洲國(guó)家對(duì)干旱和糧食短缺的反應(yīng)十分緩慢，例如2015年和2016年的埃塞俄比亞大干旱，現(xiàn)存的8個(gè)相關(guān)組織都沒有做好準(zhǔn)備。這種落后將導(dǎo)致干旱期間超過一半的國(guó)民面臨糧食安全問題。因此，莉莉安決定設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的工具預(yù)測(cè)生長(zhǎng)期早期的收成情況，從而改善糧食分配計(jì)劃。經(jīng)過科學(xué)探究，她設(shè)計(jì)的工具最終成功精準(zhǔn)預(yù)測(cè)了非洲的糧食作物收成[1]。

出于保護(hù)環(huán)境的立場(chǎng)，來自美國(guó)俄克拉荷馬州馬斯科吉17歲的布倫丹·約瑟夫·克羅蒂設(shè)計(jì)并制造了一種高效的混合氣體燃燒器，該燃燒器可以幫助減少發(fā)電和材料制造等行業(yè)的生態(tài)影響。譬如電氣等行業(yè)通常使用預(yù)混合燃燒器，對(duì)火焰特性控制較少，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品氣體，對(duì)我們賴以生存的環(huán)境造成危害。為了達(dá)成環(huán)保愿望，布倫丹作為一個(gè)中學(xué)生，自學(xué)了計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件、金屬鑄造和機(jī)械加工。最終，他設(shè)計(jì)的專業(yè)燃燒器系統(tǒng)可比工業(yè)燃燒器更耐高溫，成功將排放的二氧化氮?dú)怏w減少了19%[2]。

這些例子都體現(xiàn)了青少年對(duì)緊迫熱點(diǎn)問題的關(guān)注和他們?yōu)榻鉀Q社會(huì)問題而付諸的不懈努力。以上提到的所有研究均出自美國(guó)科學(xué)與大眾協(xié)會(huì)舉辦的兩項(xiàng)青少年科技英才競(jìng)賽項(xiàng)目：科學(xué)人才選拔賽（Science Talent Search，STS）和國(guó)際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽（International Science and Engineering Fair，ISEF）。

賽事簡(jiǎn)介

科學(xué)人才選拔賽（STS）

科學(xué)人才選拔賽（STS）是美國(guó)歷史最悠久、最負(fù)盛名的科學(xué)和數(shù)學(xué)競(jìng)賽，它致力于發(fā)現(xiàn)、啟發(fā)和吸引全美高中生中最有前途的未來科學(xué)家。年滿13周歲并有法定父母或監(jiān)護(hù)人同意；年滿18歲或脫離父母而獨(dú)立生活的美國(guó)籍未成年人均有資格報(bào)名參賽。大賽作品的甄選過程具有很高的競(jìng)爭(zhēng)性，除了研究報(bào)告、推薦信、論文外，考試成績(jī)、課外活動(dòng)和高中成績(jī)單都可能會(huì)成為考慮因素。此外，大賽評(píng)審分為3個(gè)部分，包含對(duì)評(píng)審資格，科研水平和原創(chuàng)性，以及學(xué)術(shù)倫理和道德的評(píng)審。競(jìng)賽主辦方會(huì)表彰300名學(xué)生，并邀請(qǐng)最終入圍的40名學(xué)生到華盛頓參加最終評(píng)審，向公眾展示他們的研究和作品，并會(huì)見著名科學(xué)家和政府領(lǐng)導(dǎo)人。在獎(jiǎng)金設(shè)置方面，STS一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)金高達(dá)25萬美金，決賽選手最低可獲得25 000美元獎(jiǎng)金。

國(guó)際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽（ISEF）

國(guó)際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽（ISEF）是在美國(guó)舉辦的一年一度的全球規(guī)模最大、級(jí)別最高的面向9—12年級(jí)（初三至高三）的青少年科技競(jìng)賽，每年為來自80個(gè)國(guó)家和地區(qū)的超過1 800名高中生提供展示和交流他們研究成果的平臺(tái)和論壇。符合年齡的個(gè)人與團(tuán)體均可報(bào)名參加，團(tuán)體需由2 4名學(xué)生組成。ISEF在評(píng)審方面與STS相同，包含對(duì)評(píng)審資格，科研水平和原創(chuàng)性，以及學(xué)術(shù)倫理和道德3個(gè)方面的評(píng)審。ISEF的獎(jiǎng)項(xiàng)包括獎(jiǎng)學(xué)金、學(xué)費(fèi)資助、實(shí)習(xí)、科學(xué)考察和大賽獎(jiǎng)金，在促進(jìn)年輕科學(xué)家、工程師和發(fā)明家對(duì)STEM領(lǐng)域的追求方面起著至關(guān)重要的作用。ISEF在各國(guó)家、地區(qū)均具有附屬競(jìng)賽，每年大約有700萬學(xué)生參加。中國(guó)科協(xié)青少年科技中心舉辦的青少年科技創(chuàng)新大賽即有其附屬競(jìng)賽屬性，每年面向我國(guó)的青少年科技英才舉辦。

STS與ISEF的異同

STS與ISEF作為美國(guó)最負(fù)盛名、影響力最大的兩項(xiàng)青少年科技競(jìng)賽，其比賽流程、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)既具有相似性，也具有差異性。

STS與ISEF的相似之處包括道德要求、評(píng)審流程和申請(qǐng)材料要求。作品評(píng)審均由美國(guó)科學(xué)與大眾協(xié)會(huì)的工作人員負(fù)責(zé)，對(duì)參賽資格，包括背景信息、推薦信與學(xué)習(xí)證明等資料進(jìn)行檢查，并使用抄襲檢測(cè)軟件對(duì)科研報(bào)告的原創(chuàng)性進(jìn)行評(píng)審，同時(shí)組成倫理與規(guī)范委員會(huì)對(duì)研究的學(xué)術(shù)倫理和道德進(jìn)行評(píng)審。與作品研究領(lǐng)域相關(guān)的3位或3位以上的科學(xué)家、工程師或者數(shù)學(xué)家將組成專家評(píng)審委員會(huì)，對(duì)研究報(bào)告的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)審。競(jìng)賽重視學(xué)術(shù)規(guī)范和道德要求，要求符合法律規(guī)定、學(xué)術(shù)規(guī)范和獨(dú)立開發(fā)原則，導(dǎo)師和成年研究者對(duì)學(xué)生的幫助需要受到限制。研究產(chǎn)品若涉及到環(huán)境、動(dòng)物、人類和危險(xiǎn)制品，需要遵循一定的倫理道德準(zhǔn)則。

競(jìng)賽在評(píng)審過程中要對(duì)作品進(jìn)行反復(fù)審查，對(duì)申請(qǐng)者個(gè)人材料和研究成果的真實(shí)性進(jìn)行多次多人復(fù)審，對(duì)于不當(dāng)?shù)淖髌罚ㄈ鐝膶＜姨帿@得不當(dāng)幫助，用不當(dāng)特權(quán)獲得資源和抄襲等行為），作品將撤回并保留退還獎(jiǎng)金的權(quán)力。經(jīng)過多輪評(píng)審脫穎而出的作品將會(huì)進(jìn)行公開展示和論證。

兩項(xiàng)競(jìng)賽的區(qū)別包括申請(qǐng)者國(guó)籍、年齡、比賽團(tuán)隊(duì)限制及大賽目標(biāo)。在申請(qǐng)者國(guó)籍要求上，STS要求申請(qǐng)者均為美國(guó)公民；ISEF則面向來自80個(gè)國(guó)家和地區(qū)的學(xué)生。在申請(qǐng)者年齡上，STS要求申請(qǐng)者年滿13周歲并有法定的父母或監(jiān)護(hù)人同意，或年滿18歲，或是脫離父母而獨(dú)立生活的未成年人；ISEF要求9—12年級(jí)或同等學(xué)歷，且在當(dāng)年的比賽開始之前未達(dá)到20歲。

兩項(xiàng)競(jìng)賽的目標(biāo)和愿景也各不相同。STS主要是助力國(guó)家最有前途的，嘗試解決社會(huì)最緊迫挑戰(zhàn)的年輕科學(xué)家們，對(duì)作品的要求是解決社會(huì)最緊迫挑戰(zhàn)的作品。ISEF代表所有科學(xué)（物理、生命、社會(huì)等），為學(xué)生提供機(jī)會(huì)遇見與自己相同興趣和能力的同齡人。

我國(guó)的青少年科技英才是ISEF競(jìng)賽的重要參賽成員。在中國(guó)科協(xié)舉辦的青少年科技創(chuàng)新大賽中的入圍學(xué)生，將有機(jī)會(huì)參加為期1周的ISEF決賽，參賽的每位青少年都會(huì)被授予ISEF決賽獎(jiǎng)牌，得到國(guó)際科技界的認(rèn)可。

啟示

17歲的布倫丹·約瑟夫·克羅蒂看到了廢氣排放對(duì)環(huán)境的影響，研究了工具減少NOx的排放；17歲的羅漢·馬哈什開發(fā)了一種細(xì)菌驅(qū)動(dòng)的傳感器系統(tǒng)，以無線方式向農(nóng)民發(fā)送有關(guān)土壤水分和養(yǎng)分狀況的最新測(cè)量數(shù)據(jù)，從而可以減少浪費(fèi)的灌溉水量，提高作物產(chǎn)量。17歲的阿德里亞娜·伊麗莎白·湯普森在玉米植物中發(fā)現(xiàn)了新的調(diào)控途徑，可能有助于確定生長(zhǎng)因子并預(yù)測(cè)這種重要作物的產(chǎn)量[2]。作為大賽最終被選拔出來的決賽選手，這些青少年有才華、有天賦、有靈感，最重要的是有夢(mèng)想。他們從不同的社會(huì)新聞中感受到了亟待解決的問題，并在不同的領(lǐng)域付諸了自己的行動(dòng)。

STS和ISEF兩項(xiàng)大賽的目標(biāo)與愿景、設(shè)置、獲獎(jiǎng)青少年所關(guān)注的科技問題均值得科技教育工作者深思。國(guó)際頂尖的青少年科技英才著眼世界急迫科學(xué)問題，能承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，并勇于追逐理想。這種責(zé)任意識(shí)與使命感，是科技教育工作者應(yīng)該對(duì)我國(guó)青少年所傳達(dá)的。兩項(xiàng)大賽對(duì)我國(guó)科技教育工作者有以下啟示。

培養(yǎng)青少年對(duì)外界的敏銳性

周圍發(fā)生的一切事情都會(huì)轉(zhuǎn)化成青少年思考的靈感?？萍冀逃ぷ髡咭囵B(yǎng)青少年觀察世界、敏銳地發(fā)現(xiàn)問題并嘗試解決問題的能力。教師可以將參賽作品的選題作為引導(dǎo)，幫助青少年了解當(dāng)前的研究者將問題聚焦在哪些領(lǐng)域，需要運(yùn)用哪些學(xué)科或領(lǐng)域知識(shí)解決。青少年一方面可以通過閱讀新聞報(bào)紙等途徑關(guān)注世界，了解當(dāng)前緊迫的社會(huì)問題，另一方面還可以從探索問題的過程中得到解決問題的辦法，在實(shí)踐中探索科學(xué)本質(zhì)。

培養(yǎng)青少年的責(zé)任意識(shí)與使命感

建議科技教育工作者通過社會(huì)主義文化建設(shè)和道德教育培養(yǎng)青少年面向社會(huì)問題、國(guó)際問題的責(zé)任意識(shí)與使命感。ISEF與STS等大賽參賽類別的規(guī)定與獎(jiǎng)項(xiàng)頒發(fā)的設(shè)置，能夠引導(dǎo)參賽者關(guān)注社會(huì)焦點(diǎn)問題，并積極探索解決這些問題的方法，引導(dǎo)其運(yùn)用理論知識(shí)積極實(shí)踐，并在實(shí)踐過程中加深對(duì)科學(xué)大概念的理解?？萍冀逃ぷ髡咭膭?lì)青少年將目光和著眼點(diǎn)放在前沿問題，譬如公共衛(wèi)生問題、環(huán)境生態(tài)問題等，承擔(dān)起新時(shí)代振興中國(guó)、增加國(guó)家軟實(shí)力和綜合國(guó)力的使命感。青少年懷有夢(mèng)想和抱負(fù)，未來才皆有可能。

培養(yǎng)青少年的學(xué)術(shù)規(guī)范和道德

科技強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)，中國(guó)特色社會(huì)主義文化建設(shè)的主要內(nèi)容除了科學(xué)教育文化建設(shè)，還有思想道德教育。不僅要培養(yǎng)青少年的責(zé)任心和使命感，也要教導(dǎo)青少年樹立正確的世界觀、價(jià)值觀、人生觀，重視科研倫理道德和培養(yǎng)學(xué)術(shù)規(guī)范。青少年對(duì)研究對(duì)象要懷有倫理道德和仁愛之心，不能對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象造成過大傷害。在研究時(shí)要遵循實(shí)事求是的原則，遵守學(xué)術(shù)規(guī)范，抵制抄襲。

鼓勵(lì)科學(xué)的傳承和學(xué)術(shù)的繼承

在2020年STS大賽中，有位參賽者使用評(píng)委科學(xué)家所研究?jī)?nèi)容的革新技術(shù)作出新的突破，正如STS的獲獎(jiǎng)?wù)呋衾颉り愃f，看到這樣的學(xué)術(shù)傳承很讓人激動(dòng)[2]，參加這樣的比賽可以讓青少年了解到科學(xué)在日常生活中對(duì)人類的重要性，也讓他們了解到需要通過合作解決多種多樣的科學(xué)問題。作為教師和青年科學(xué)家的引導(dǎo)者，科學(xué)家有責(zé)任對(duì)新一代青少年作出正確的培養(yǎng)和引導(dǎo)，鼓勵(lì)科學(xué)的傳承和學(xué)術(shù)的發(fā)展。通過科學(xué)研究，能夠使世界變得更美好，這也是科研工作者的美好愿景。

參考文獻(xiàn)

[1] STS. The Top Ten 2020 Regeneron STS Winners [EB/ OL]. https：//www.societyforscience.org/regeneronsts/2020-sts-winners/

[2] STS. Regeneron STS 2020 Highlights [EB/OL]. https：//www.youtube.com/watch v=H_u08xiaFnI■