兴趣驱动自主成长——指导学生参加丘成桐中学科学奖-清华大学.pdf

兴趣驱动 自主成长 —— 指导学生参加 “丘成桐中学科学奖”获物理金奖的点滴思考 厦门外国语学校 钱永昌 （福建，厦门，361012 ） 摘要：简要介绍丘成桐中学科学奖、我校学生参加丘成桐科学奖的研究与参 赛历程和本人参与指导的心得体会。 关键词： 物理竞赛 兴趣 自主 图1：David Gross、丘成桐、顾秉林等为厦外师生颁奖 2013 年12 月，我校高二学生陈锴杰、赖文昕参加首届丘成桐中学科学奖获 物理竞赛金牌。在答辩现场两位同学流利的口语、自信的风度、创新的实验、生 动的演示、缜密的思维、睿智的答辩、高雅的气质赢得包括诺贝尔物理奖获得者 David Gross 为首的六位国内外科学家的赞许和肯定。最终他们的课题研究—— 《纸飞机的空气动力学探究》（《Paper Plane Aerodynamics》）摘得物理奖桂冠， 并获 15 万奖金。颁奖照片如图 1。本文简要介绍丘成桐中学科学奖、参赛历程 和指导体会。 一、 丘成桐中学科学奖简介 丘成桐教授是世界知名的数学家。 2013 年在中学数学奖的基础上增设物理 奖合并称为中学科学奖。 丘成桐中学科学奖物理竞赛的主旨是：激发中学生对于物理学研究的兴趣和 创造力；鼓励中学生在物理学方面的创造性；培养和发现年轻的科学天才；建立 中学教师和大学教授之间的联系。 “丘成桐科学学奖”采用美国 “西屋科学奖”的组织与选拔模式，注重创新 和实践，鼓励团队精神，鼓励学生对物理的热情和投入，激发他们在科学研究中 1 的潜能。竞赛中，参赛团队需要独立寻找研究课题及资料。 其评选过程如下：研究报告通过地区性初选后，将被提交到评审委员会复审， 最后入围的参赛团队还需参加研究报告面试答辩，接受国内外著名科学家的提 问。评审委员会采取类似学术期刊的选文准则，全面评估参赛学生和团队的水平 和能力，并参照严格的博士论文答辩模式，评出最后的优胜者。各级别优胜者及 其辅导老师，将获得由 “丘成科学学奖”组委会颁发的高额奖金；优胜者在报考 国内外高等院校的时候，享受评审专家委员的推荐。 丘成桐中学科学奖以其评委专业程度之高，奖金金额之巨，举办者在在世界 科学界威望之高，评审过程的公开透明，联办单位之整容强大堪称中学生的“诺 贝尔奖”！ 二、 研究与参赛历程 下面结合孩子们的研究与参赛过程，重点叙述对大家有借鉴意义的环节。 1. 问题来源于孩子的好奇心 陈锴杰从小开始就对“怎样才能让纸飞机飞的更远，飞的更久” 之类的问 题充满好奇。因为玩纸飞机，他没少被小学老师抱怨，并曾经付出过血的代价： 一次，纸飞机飞到草丛里，他飞奔过去，结果被埋在草丛中的消防水栓绊倒，缝 了 17 针。整个研究持续 5、6 年，如果不是孩子自己天然兴趣，研究热情很容 易就会逐渐冷却、淡忘。初三时，他带着这个课题参加青少年科技创新大赛，止 步于省二等奖。但他依然没有气馁，一旦有了新的实验手段和想法，他又会继续 开始新的探索。其实孩子们的好奇心无所不在。在机场，他们会好奇的跑到飞机 的尾部观察发动机，并不断的发出惊叹；看到可乐倒在杯子里升腾的气泡，他们 会不由自主的用相机拍摄下来，慢慢琢磨。看到烟囱上的炊烟扩散、消失，他们 也十分兴奋。他们所研究的问题大都来自于对大自然和生活现象的好奇。 2. 把生活问题转化为科学问题 有的学生好奇心也很强，想法一大堆，可是从来就没有深入地去研究一些问 题。一个重要原因就在于没有将生活问题转换为科学问题。像“怎样才能让纸飞 机飞的更远，飞的更久”这个问题，其实就是要研究哪些因素会对纸飞机的飞行 距离和飞行时间产生影响？这显然是一个典型的物理问题。与纸飞机的一系列受 力有关。陈锴杰根据经验和查阅资料发现纸飞机的重心、仰角、展弦比、攻角等 2 是影响因素。如果生活问题不能适当转化，你的问题就只能停留在粗浅的猜想或 等待答案上。只有将生活问题转化为科学问题，你的研究才有可行性，才可能通 过自己的实验获得第一手