立足生活 關(guān)注前沿 培養(yǎng)使命

李墨青

在1989年的經(jīng)典科幻電影《回到未來II》中，由演員邁克爾·J·福克斯扮演的高中生馬丁，乘坐時(shí)光機(jī)器從1985年穿越到了30年后的2015年。盡管現(xiàn)在看來2015年也早已是過去，可影片中馬丁腳下沒有輪子的滑板，伴隨著男主人公在大街小巷中匆匆飛過的身影，仍舊是令許多人都忘不了的畫面，而這塊像氣墊船一樣可以懸浮著的滑板，也依然是大家心中的夢(mèng)想。

如今，30多年來的夢(mèng)想終于可以實(shí)現(xiàn)了——來自德國(guó)的2位18歲少年亞歷克斯和菲力克斯發(fā)明了一種可以作為交通工具的磁懸浮飛行器，飛行器基于4個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓盤，可以在位于其下方的金屬板上誘發(fā)強(qiáng)大的斥力磁場(chǎng)，使得這塊板子具有相當(dāng)可觀的承重力。此外，轉(zhuǎn)子圓盤還可以單獨(dú)傾斜，使板子能夠有目的地轉(zhuǎn)向。目前，飛行器的所有重要元素都已通過單獨(dú)測(cè)試，并得到了非常詳細(xì)的理論評(píng)估和模擬的支持。2019年，2位青少年通過科技競(jìng)賽將這件作品帶到了公眾視野，并在歐洲多個(gè)國(guó)家進(jìn)行展示與交流，收獲了多方好評(píng)。而為這2個(gè)青少年科技英才提供展示科技發(fā)明的平臺(tái)是歐盟青年科學(xué)家競(jìng)賽活動(dòng)（EU Contest for Young Scientist，EUCYS）。

賽事簡(jiǎn)介

EUCYS科學(xué)競(jìng)賽由歐盟委員會(huì)發(fā)起，由研究總局管理，是“歐盟框架計(jì)劃”的一部分。競(jìng)賽設(shè)立旨在促進(jìn)青少年科技英才間的合作與交流，并提供青少年獲得杰出科學(xué)家的指導(dǎo)。

獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置

參賽選手根據(jù)其參賽作品及與評(píng)審團(tuán)的訪談，爭(zhēng)奪9個(gè)核心獎(jiǎng)項(xiàng)。獎(jiǎng)項(xiàng)共分為3個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)獲獎(jiǎng)人數(shù)為3人，獎(jiǎng)金額度分別為7 000歐元、5 000歐元和3 500歐元。除這些獎(jiǎng)項(xiàng)外，大賽還向參賽者頒發(fā)一些榮譽(yù)獎(jiǎng)和特別捐贈(zèng)獎(jiǎng)，榮譽(yù)獎(jiǎng)包括參加倫敦國(guó)際青年科學(xué)論壇和斯德哥爾摩國(guó)際青年科學(xué)研討會(huì)的全額費(fèi)用，以及諾貝爾獎(jiǎng)的觀禮入場(chǎng)券等。特別捐贈(zèng)獎(jiǎng)將根據(jù)EUCYS評(píng)審團(tuán)的意見授予特殊領(lǐng)域的參賽者，包括生物經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)、歐洲食品飲料協(xié)會(huì)獎(jiǎng)、歐洲研究組織獎(jiǎng)等多個(gè)由不同組織捐贈(zèng)的特別獎(jiǎng)項(xiàng)。

參賽要求

對(duì)于參賽作品，EUCYS接受來自所有科學(xué)領(lǐng)域的內(nèi)容。進(jìn)入EUCYS評(píng)審之前，參賽者需要在本國(guó)比賽中獲得優(yōu)秀作品提名，并由本國(guó)組織者帶隊(duì)參加。從1989年至今，已有43個(gè)國(guó)家參與到EUCYS的比賽中，中國(guó)自2003年起，與美國(guó)、日本、韓國(guó)、加拿大等多個(gè)國(guó)家一同作為國(guó)際特邀國(guó)參賽，參賽選手由中國(guó)科協(xié)青少年科技中心從全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽和“英才計(jì)劃”中選拔。參賽者均為14 20歲的青少年，他們可以選擇自行參賽，也可選擇組隊(duì)參賽（每組不超過3人）。

評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)與流程

EUCYS的評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)（見表1）是判斷參賽者識(shí)別和解決基本問題的獨(dú)特性和創(chuàng)造性，從設(shè)計(jì)和進(jìn)行研究的技巧，細(xì)心和徹底性等方面進(jìn)行評(píng)審，對(duì)參賽者項(xiàng)目從概念到結(jié)論的后續(xù)研究、結(jié)論解釋的合理性和明確性，以及書面陳述的質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)審核，同時(shí)會(huì)判斷參賽者與評(píng)審團(tuán)成員討論項(xiàng)目的能力。

EUCYS評(píng)審團(tuán)由18 20名具有國(guó)際聲譽(yù)的成員組成，根據(jù)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)選出，來自學(xué)術(shù)界和工業(yè)界，由委員會(huì)任命。每個(gè)評(píng)審團(tuán)成員在以下類別中為每個(gè)項(xiàng)目授予一個(gè)初步分?jǐn)?shù)：A——有獲獎(jiǎng)潛力；B——可能有獲獎(jiǎng)潛力；C——不具備獲獎(jiǎng)能力。在競(jìng)賽開始時(shí)，主席將聯(lián)系評(píng)審團(tuán)的每一個(gè)成員，要求告知每個(gè)項(xiàng)目的初步分?jǐn)?shù)，主席根據(jù)此起草一個(gè)初步評(píng)價(jià)表。在競(jìng)賽期間，評(píng)審團(tuán)成員舉行會(huì)議審查初步評(píng)價(jià)表，確保每個(gè)項(xiàng)目至少有5名專家進(jìn)行評(píng)價(jià)。與參賽選手的詳細(xì)討論將在3天內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)與參賽選手的面試結(jié)果，評(píng)審團(tuán)可以修改初步評(píng)價(jià)表。評(píng)審團(tuán)將頒發(fā)核心獎(jiǎng)項(xiàng)，并決定是否授予任何榮譽(yù)或特別捐贈(zèng)的獎(jiǎng)項(xiàng)。評(píng)審團(tuán)將在協(xié)商一致的情況下作出決定。獲獎(jiǎng)?wù)呙麊巍s譽(yù)和特別捐贈(zèng)獎(jiǎng)的獲得者（若存在）由主席代表團(tuán)起草并簽署。評(píng)審團(tuán)秘書負(fù)責(zé)安排官方公告和頒獎(jiǎng)儀式（見表2）。

啟示

EUCYS的舉辦目的是鼓勵(lì)年輕人參與科學(xué)并從事研究事業(yè)?？萍几?jìng)賽中對(duì)參賽作品與選手的評(píng)審規(guī)則與要求的分析，對(duì)于我們?nèi)粘＝虒W(xué)中學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著重要的借鑒意義。

培養(yǎng)興趣、好奇心和解決問題能力

首先，建議科技教師在教學(xué)中，尤其是帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的過程中，盡量保護(hù)學(xué)生的興趣與好奇心，培養(yǎng)其自主解決實(shí)際問題的能力。從EUCYS核心獎(jiǎng)項(xiàng)的獲獎(jiǎng)作品看，許多作品都是學(xué)生從觀察生活出發(fā)，立足于真實(shí)情境，解決實(shí)際生活中自主發(fā)現(xiàn)或自身所感興趣的問題。

例如2019年核心獎(jiǎng)中，來自澳大利亞的3位學(xué)生開發(fā)了一種高山輕質(zhì)合成纖維繩索差動(dòng)滑輪塊，為改進(jìn)高山應(yīng)用的滑輪塊找到了一個(gè)非常聰明的解決方案。又如2018年的核心獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)選手改進(jìn)了運(yùn)動(dòng)器材中的防護(hù)裝備，該裝置是由一個(gè)靈活的硅膠外殼制成，里面填充了含有淀粉的液體，當(dāng)施加強(qiáng)大的力量時(shí)，這種液體會(huì)變成固體，從而提供可靠的保護(hù)，避免因此而受傷。

每當(dāng)我們想到科技競(jìng)賽，或許總會(huì)聯(lián)想到一些宏大的科學(xué)項(xiàng)目與研究，而通過EUCYS的獲獎(jiǎng)作品看，許多作品看起來似乎并沒有那么“宏大”，甚至是學(xué)生在日常生活中親身經(jīng)歷的一些問題，并由此而產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)的解決策略。對(duì)于科學(xué)教師而言，在平時(shí)的學(xué)校生活中，要注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，保持學(xué)生對(duì)于世界的好奇，從好奇出發(fā)，從興趣出發(fā)，擁有了見微知著的能力，那么距離一個(gè)優(yōu)秀的科學(xué)探究也就并不遙遠(yuǎn)了。

培養(yǎng)使命意識(shí)與責(zé)任擔(dān)當(dāng)

近年來，諸如科學(xué)技術(shù)與科研倫理的討論越來越受到公眾的關(guān)注，公眾對(duì)于某些具體問題的關(guān)心也相對(duì)更加深入，比如水污染和氣候變化，以及轉(zhuǎn)基因食品與核能等技術(shù)問題，科學(xué)技術(shù)承載的社會(huì)責(zé)任已成為科技發(fā)展中不可忽視的一部分，因此在對(duì)科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)過程中，也需要注重對(duì)其責(zé)任感與使命感的培養(yǎng)。

在2018年EUCYS的比賽中，來自愛沙尼亞的卡爾選擇了“西薩雷馬島蝙蝠產(chǎn)卵巢穴與周圍景觀群的位置關(guān)系”主題，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)隨著景觀的破碎化和自然棲息地?cái)?shù)量的減少，蝙蝠的數(shù)量達(dá)到了歷史最低點(diǎn)，他在仲夏期間的17個(gè)野外工作夜晚，對(duì)西薩雷馬的21個(gè)棲息地進(jìn)行了測(cè)繪，隨后用QGIS對(duì)不同大小的緩沖區(qū)進(jìn)行了分析，以此研究蝙蝠對(duì)建筑的偏好。通過研究，他對(duì)提高蝙蝠數(shù)量提出了相應(yīng)的策略：在開發(fā)建筑的同時(shí)，也要考慮到北方蝙蝠，通過觀察開闊地和林地等級(jí)的比例，調(diào)節(jié)建筑物的密度。

對(duì)待社會(huì)的責(zé)任感、使命感與科研能力并非兩個(gè)沖突的命題，反而是相互促進(jìn)、相互成就的，在對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)過程中，一方面要重視其社會(huì)責(zé)任感與使命感的培養(yǎng)，關(guān)注科研倫理問題，另一方面要鼓勵(lì)學(xué)生利用自己的知識(shí)解決當(dāng)下緊迫的社會(huì)議題，培養(yǎng)有情懷、有擔(dān)當(dāng)?shù)目蒲泻髠淙瞬拧?/p>

鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注科學(xué)前沿發(fā)展

某一領(lǐng)域中的新研究、新發(fā)現(xiàn)，往往都是建立在前人已有的研究之上的，對(duì)于某一具體問題的探究不僅需要有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)作為基礎(chǔ)，更需要關(guān)注該領(lǐng)域中發(fā)展的前沿方向，并以此作為自己的研究基礎(chǔ)。

在2017年EUCYS的獲獎(jiǎng)作品中，來自烏克蘭的參賽選手雅娜基于已有的機(jī)械手原型對(duì)其進(jìn)行了改造，并開發(fā)出了新型的機(jī)械手，并應(yīng)用于多種領(lǐng)域，能夠更有效地完成工作。2019年的獲獎(jiǎng)作品“翼尖對(duì)飛機(jī)機(jī)翼效率的影響”中，選手馬格納斯優(yōu)化了翼尖周圍的三維流動(dòng)，以最大限度地提高機(jī)翼的升力和最小化機(jī)翼的阻力，不僅最大限度地提高了機(jī)翼的效率，還大大降低了航空對(duì)氣候的影響。

為了解學(xué)科領(lǐng)域的前沿發(fā)展，學(xué)生需要掌握許多超過學(xué)校課程所能提供的知識(shí)，因此作為教師，我們需要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究的能力，一方面要鼓勵(lì)學(xué)生保持對(duì)于科學(xué)研究的熱愛，主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)、新能力，另一方面還要幫助學(xué)生積極與同伴進(jìn)行交流，在交流中實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)的交流與碰撞。

參考文獻(xiàn)

[1] Hoverboard-the magnetically levitated vehicle. Felix Christian and Alex Korocencev. http：//labor24.com/ MLV/photos.html

[2] EUCYS 2019. Photos. https：//www.flickr.com/ photos/183111941@N07/48749478806/■