美國中小學(xué)生如何玩轉(zhuǎn)科學(xué)設(shè)計(jì)競賽

這是少年商學(xué)院微信（ID:youthMBA）的第470次分享，作者是我們的專欄作者新澤西Cathy，她有一對(duì)聰慧的雙胞胎兒子。

【學(xué)院君說】在創(chuàng)造力培養(yǎng)上，美國基礎(chǔ)教育為人津津樂道，除了少年商學(xué)院分享過的諸多創(chuàng)造力課堂外，美國還經(jīng)常針對(duì)中小學(xué)生們舉辦一些創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，如本文所記錄的這次科學(xué)設(shè)計(jì)競賽。雖然不是每個(gè)孩子都會(huì)到美國親歷感受，但本文的分享依然能在家長們?yōu)楹⒆舆x擇類似的實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，提供一些參考標(biāo)準(zhǔn)。

我們學(xué)區(qū)的資優(yōu)班（類似于國內(nèi)的重點(diǎn)班）辦得非常好，它不以灌輸知識(shí)為目的，通過參加各種競賽活動(dòng)，開闊學(xué)生眼界，提高各種能力。六年級(jí)，資優(yōu)班從原來的5人，擴(kuò)大到13個(gè)學(xué)生。我家的雙胞胎被分到了不同的小組。前三個(gè)月，每周半天的活動(dòng)，除了參加奧數(shù)競賽，學(xué)生們把主要精力放在科學(xué)設(shè)計(jì)競賽上。

Toshiba/NSTA ExploraVision Competition，直譯為“東芝開發(fā)視野競賽”，是由美國科學(xué)老師協(xié)會(huì)主辦，東芝集團(tuán)贊助冠名的科學(xué)設(shè)計(jì)競賽。這個(gè)競賽面向美國和加拿大的中小學(xué)生，2到4個(gè)學(xué)生一組，在老師的指導(dǎo)下，模擬真正的科學(xué)研究和開發(fā)，通過選題、研究，預(yù)測20年后的某項(xiàng)科技領(lǐng)域，且必須描述開發(fā)過程，優(yōu)缺點(diǎn)，和將遇到的研發(fā)障礙等。

競賽要求一份概述，一篇11頁以內(nèi)的文章，和5個(gè)網(wǎng)頁。評(píng)分以創(chuàng)造性、科學(xué)正確性、可行性和表達(dá)為標(biāo)準(zhǔn)，具體評(píng)分包括：

Present technology： 10 points

現(xiàn)在的技術(shù)：10分。

History：10 points

歷史：10分

Future technology：20 points

未來技術(shù)：20分

Breakthroughs：15 points

科技突破點(diǎn)：15分

Design process：0 points

設(shè)計(jì)過程：10分

Consequences：10 points

結(jié)果：10分

Bibliography：5 points

參考文獻(xiàn)：5分

Sample Web pages：20 points

網(wǎng)頁：20分

雙胞胎在不同的設(shè)計(jì)小組，為了選題，他們經(jīng)常在晚飯餐桌上討論，五花八門，什么想法都有。可惜，上網(wǎng)一查，很多都已經(jīng)有人嘗試過了。弟弟特別想利用龍卷風(fēng)的原理，設(shè)計(jì)一個(gè)沖馬桶的東西。我給他潑涼水，說水是可循環(huán)利用資源，你這個(gè)設(shè)計(jì)的實(shí)用性不大。他堅(jiān)持己見，直到老師把他的這個(gè)選題槍斃。

最后，哥哥組的選題是，一個(gè)貼在脖子上的小東西，可以實(shí)時(shí)發(fā)送人的重要生理指標(biāo)（目前需要驗(yàn)血和驗(yàn)?zāi)虿拍艿玫降臄?shù)據(jù)），一旦有問題，急救中心就可以得到警報(bào)。弟弟組的選題是個(gè)透明的口罩，幫助過濾有害物質(zhì)。國內(nèi)的朋友們正需要這個(gè)！

選題確定過后，科研小組里的3個(gè)人開始分工寫論文。我看過弟弟組的10頁論文草稿，完全可以媲美我的大學(xué)畢業(yè)論文。文章首先介紹了世界空氣污染問題和口罩的發(fā)展史，然后分析了現(xiàn)在口罩的過濾技術(shù)。在未來技術(shù)一章，提出有效利用Nanocellulose（納米纖維素），一種已知的物質(zhì)，制造出透明的口罩。然后指出技術(shù)攻關(guān)點(diǎn)，研究方法等等，有太多的生僻詞匯，我讀不下去了。

慚愧地說，在寫大學(xué)畢業(yè)論文之前，我從來沒有寫過這種結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，論述清楚的科研文章。美國6年級(jí)的孩子就可以寫出這種論文，應(yīng)該歸功于他們的精英教育，對(duì)分析性，批判性思維的培養(yǎng)。同時(shí)，這個(gè)競賽的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)非常詳細(xì)，只要按照要求寫，就是一篇標(biāo)準(zhǔn)的科研論文。

（光參考文獻(xiàn)就列了兩頁多）

比賽分6個(gè)賽區(qū)，我們所在的第二賽區(qū)，馬里蘭州的一個(gè)小組獲勝。很多印度人的私立中學(xué)。他們的設(shè)計(jì)是迅速檢測食物是否有毒的盤子。弟弟小組的設(shè)計(jì)在競賽中獲得了提名獎(jiǎng)。10%的設(shè)計(jì)可以獲得這項(xiàng)榮譽(yù)。

（上圖為我們所在的第二賽區(qū)——馬里蘭州的一個(gè)小組獲勝后合影）

下圖是獲得全國大獎(jiǎng)的設(shè)計(jì)，來自紐約州的一所非常好的公立中學(xué)。他們的設(shè)計(jì)是利用荷葉的原理，涂在飛機(jī)表面，防止結(jié)冰。