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)計工具預(yù)測植物生長期早期的收成，以改善食品分配計劃；

制造高效的混合氣體燃燒器，幫助減少排放的二氧化氮氣體；

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

”

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

美國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)非洲糧食面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。由于監(jiān)測和報告天氣和作物健康的技術(shù)較為落后，非洲國家對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個相關(guān)組織都沒有做好準備。這種落后將導(dǎo)致干旱期間超過一半的國民面臨糧食安全問題。因此，莉莉安決定設(shè)計一種簡單的工具預(yù)測生長期早期的收成情況，從而改善糧食分配計劃。經(jīng)過科學(xué)探究，她設(shè)計的工具最終成功精準預(yù)測了非洲的糧食作物收成[1]。

出于保護環(huán)境的立場，來自美國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，對火焰特性控制較少，會產(chǎn)生副產(chǎn)品氣體，對我們賴以生存的環(huán)境造成危害。為了達成環(huán)保愿望，布倫丹作為一個中學(xué)生，自學(xué)了計算機設(shè)計軟件、金屬鑄造和機械加工。最終，他設(shè)計的專業(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氣體減少了19%[2]。

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

賽事簡介

科學(xué)人才選拔賽（STS）

科學(xué)人才選拔賽（STS）是美國歷史最悠久、最負盛名的科學(xué)和數(shù)學(xué)競賽，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)護人同意；年滿18歲或脫離父母而獨立生活的美國籍未成年人均有資格報名參賽。大賽作品的甄選過程具有很高的競爭性，除了研究報告、推薦信、論文外，考試成績、課外活動和高中成績單都可能會成為考慮因素。此外，大賽評審分為3個部分，包含對評審資格，科研水平和原創(chuàng)性，以及學(xué)術(shù)倫理和道德的評審。競賽主辦方會表彰300名學(xué)生，并邀請最終入圍的40名學(xué)生到華盛頓參加最終評審，向公眾展示他們的研究和作品，并會見著名科學(xué)家和政府領(lǐng)導(dǎo)人。在獎金設(shè)置方面，STS一等獎獎金高達25萬美金，決賽選手最低可獲得25 000美元獎金。

國際科學(xué)與工程大獎賽（ISEF）

國際科學(xué)與工程大獎賽（ISEF）是在美國舉辦的一年一度的全球規(guī)模最大、級別最高的面向9—12年級（初三至高三）的青少年科技競賽，每年為來自80個國家和地區(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和論壇。符合年齡的個人與團體均可報名參加，團體需由2 4名學(xué)生組成。ISEF在評審方面與STS相同，包含對評審資格，科研水平和原創(chuàng)性，以及學(xué)術(shù)倫理和道德3個方面的評審。ISEF的獎項包括獎學(xué)金、學(xué)費資助、實習(xí)、科學(xué)考察和大賽獎金，在促進年輕科學(xué)家、工程師和發(fā)明家對STEM領(lǐng)域的追求方面起著至關(guān)重要的作用。ISEF在各國家、地區(qū)均具有附屬競賽，每年大約有700萬學(xué)生參加。中國科協(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賽屬性，每年面向我國的青少年科技英才舉辦。

STS與ISEF的異同

STS與ISEF作為美國最負盛名、影響力最大的兩項青少年科技競賽，其比賽流程、評價標準既具有相似性，也具有差異性。

STS與ISEF的相似之處包括道德要求、評審流程和申請材料要求。作品評審均由美國科學(xué)與大眾協(xié)會的工作人員負責(zé)，對參賽資格，包括背景信息、推薦信與學(xué)習(xí)證明等資料進行檢查，并使用抄襲檢測軟件對科研報告的原創(chuàng)性進行評審，同時組成倫理與規(guī)范委員會對研究的學(xué)術(shù)倫理和道德進行評審。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)家將組成專家評審委員會，對研究報告的內(nèi)容進行評審。競賽重視學(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)范和獨立開發(fā)原則，導(dǎo)師和成年研究者對學(xué)生的幫助需要受到限制。研究產(chǎn)品若涉及到環(huán)境、動物、人類和危險制品，需要遵循一定的倫理道德準則。

競賽在評審過程中要對作品進行反復(fù)審查，對申請者個人材料和研究成果的真實性進行多次多人復(fù)審，對于不當(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金的權(quán)力。經(jīng)過多輪評審脫穎而出的作品將會進行公開展示和論證。

兩項競賽的區(qū)別包括申請者國籍、年齡、比賽團隊限制及大賽目標。在申請者國籍要求上，STS要求申請者均為美國公民；ISEF則面向來自80個國家和地區(qū)的學(xué)生。在申請者年齡上，STS要求申請者年滿13周歲并有法定的父母或監(jiān)護人同意，或年滿18歲，或是脫離父母而獨立生活的未成年人；ISEF要求9—12年級或同等學(xué)歷，且在當(dāng)年的比賽開始之前未達到20歲。

兩項競賽的目標和愿景也各不相同。STS主要是助力國家最有前途的，嘗試解決社會最緊迫挑戰(zhàn)的年輕科學(xué)家們，對作品的要求是解決社會最緊迫挑戰(zhàn)的作品。ISEF代表所有科學(xué)（物理、生命、社會等），為學(xué)生提供機會遇見與自己相同興趣和能力的同齡人。

我國的青少年科技英才是ISEF競賽的重要參賽成員。在中國科協(xié)舉辦的青少年科技創(chuàng)新大賽中的入圍學(xué)生，將有機會參加為期1周的ISEF決賽，參賽的每位青少年都會被授予ISEF決賽獎牌，得到國際科技界的認可。

啟示

17歲的布倫丹·約瑟夫·克羅蒂看到了廢氣排放對環(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)了一種細菌驅(qū)動的傳感器系統(tǒng)，以無線方式向農(nóng)民發(fā)送有關(guān)土壤水分和養(yǎng)分狀況的最新測量數(shù)據(jù)，從而可以減少浪費的灌溉水量，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因子并預(yù)測這種重要作物的產(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，最重要的是有夢想。他們從不同的社會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。

STS和ISEF兩項大賽的目標與愿景、設(shè)置、獲獎青少年所關(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)社會責(zé)任，并勇于追逐理想。這種責(zé)任意識與使命感，是科技教育工作者應(yīng)該對我國青少年所傳達的。兩項大賽對我國科技教育工作者有以下啟示。

培養(yǎng)青少年對外界的敏銳性

周圍發(fā)生的一切事情都會轉(zhuǎn)化成青少年思考的靈感。科技教育工作者要培養(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，需要運用哪些學(xué)科或領(lǐng)域知識解決。青少年一方面可以通過閱讀新聞報紙等途徑關(guān)注世界，了解當(dāng)前緊迫的社會問題，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，在實踐中探索科學(xué)本質(zhì)。

培養(yǎng)青少年的責(zé)任意識與使命感

建議科技教育工作者通過社會主義文化建設(shè)和道德教育培養(yǎng)青少年面向社會問題、國際問題的責(zé)任意識與使命感。ISEF與STS等大賽參賽類別的規(guī)定與獎項頒發(fā)的設(shè)置，能夠引導(dǎo)參賽者關(guān)注社會焦點問題，并積極探索解決這些問題的方法，引導(dǎo)其運用理論知識積極實踐，并在實踐過程中加深對科學(xué)大概念的理解。科技教育工作者要鼓勵青少年將目光和著眼點放在前沿問題，譬如公共衛(wèi)生問題、環(huán)境生態(tài)問題等，承擔(dān)起新時代振興中國、增加國家軟實力和綜合國力的使命感。青少年懷有夢想和抱負，未來才皆有可能。

培養(yǎng)青少年的學(xué)術(shù)規(guī)范和道德

科技強則國強，中國特色社會主義文化建設(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。青少年對研究對象要懷有倫理道德和仁愛之心，不能對實驗對象造成過大傷害。在研究時要遵循實事求是的原則，遵守學(xué)術(shù)規(guī)范，抵制抄襲。

鼓勵科學(xué)的傳承和學(xué)術(shù)的繼承

在2020年STS大賽中，有位參賽者使用評委科學(xué)家所研究內(nèi)容的革新技術(shù)作出新的突破，正如STS的獲獎?wù)呋衾颉り愃f，看到這樣的學(xué)術(shù)傳承很讓人激動[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)任對新一代青少年作出正確的培養(yǎng)和引導(dǎo)，鼓勵科學(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

[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■