看看你会做美国中小学的科学奥赛题吗

疫情之前，我们一家去加州参加了老公高中好友的印度婚礼，宾客盈门，纱丽交错，繁花簇锦，真是别有一番风味。

仪式过后的聚餐上大家聊起来才知道老公和这位好友相识于高中的一个STEM社团，还参加过全国的比赛。时隔多年，俩人对当时社团和比赛的种种还回味无穷，理工男到底是理工男，说起这种话题就停不下来。婚礼过后，我问老公，我怎么都不知道你高中还参加过全国比赛？这究竟是什么STEM社团？他诧异地说，你不知道科学奥林匹克（Science Olympiad）？

原来这个大名鼎鼎的科学奥林匹克（Science Olympiad）是全美最具影响力的初高中科学团体竞技赛事，是美国孩子STEM粉们的最高荣誉战。每年都有超过7800所初高中团队参与选拔，竞争非常激烈。许多对STEM充满热情的孩子们一入新的初中高中就会直接找到学校的科学奥林匹克社团，申请加入并开始为第二年的赛事准备，可以说是非常具有吸引力的社团之一。

上图是赢得2018年全国锦标赛高中组的冠军，来自加州的Troy High School。今年六月他们再次在斯坦福大学的比赛上取得冠军，他们也是美国科学奥林匹克历史上获冠军次数最多的高中。

科学奥林匹克分为3大组，A组是K-6年级小学组，B组是6-9年级中学组，C组是9-12年级高中组。全国性的锦标赛只限于初高中组，小学组目前只有校际之间的赛事。全美的初高中学校都可以组建自己的团队参赛，那些住家自己学习的孩子们（homeschool）也可以组团比赛。目前这项比赛只限美国境内，曾经有日本高中生组过团队以友好观摩团的方式参加过这个比赛。

参加科学奥林匹克的每个团队都不能超过15人，却需要完成共计23个项目的比赛，比赛内容虽然每年都会有差异，但基本广泛涉及各种STEM领域，包括地球科学、生物化学、物理天文、工程技术等等，因此对队员的整体科学素养要求非常高。同时，科学奥林匹克也是团体竞赛，团队协作精神也是赢得比赛的重要一环。

来自初中组的队员在参加自制气垫行驶器（Hovercraft）的比赛。

每年初中组高中组的比赛项目和内容基本分为5大主题：生命科学，地球空间科学，物理化学，工程技术和科学本质探索。每个主题下都有4-5个分赛，每一年分赛的题目都不同。大家对历年题库感兴趣，可以参考文末，还有海量实用的STEM课题网络链接哦。

一般每年夏季都会公布来年的赛题，各参赛代表团有近一年的时间来准备、测试、反复试验这些赛题，在正式比赛时一决雌雄。我们来看看这些竞赛试题有多大的脑洞～

生命科学

生命科学的比赛需要学生掌握遗传学、解剖病理学、疾病传播、生物学方面的知识。2019年的新赛题是爬虫学和水质研究，真的是非常偏。2014年的一道试题是让选手看测DNA的电泳凝胶（大家自行搜索一下）图谱来推测到底谁是一个孩子的亲爹（太狗血了吧？）。

地球空间科学

这一部分要求学生上知天文下知地理，对学生的考古知识、气象学知识和绘图测量技术进行考验。常驻的赛题就有化石学科，包括各种古生物的界门纲目科属种。明年的动态地球这一科目的赛题中，全球气温挑战和冰川化将成为主题。

物理化学

电子电路和配置化学试剂已经是每年的标配了，法医刑侦、热力学、声波学就有点不走寻常路了。话说我老公之前参加的这项比赛中就有亲手做一件“乐器”来复制发出所听到的声音。之前的比赛中还有一个题目是给选手们一种粉末，让选手借助有限的工具来证明粉末为何物。

工程技术

这一部分的赛题总的来说可以概括为：造塔造桥造飞机，看谁最轻最吃力；杠杆电路机器人，斗智斗勇比高低。其中造飞机项目是最有名的，选手需要自己准备材料根据组委会的标准和要求来制造一架只能借助橡皮筋来飞行的飞机模型，在空中飞行时间最久、自身重量最轻的飞机获胜。

科学本质探索

个人觉得这一部分是整个赛程里最好玩最有创意的比赛，有编程游戏设计、实验设计、破解密码，还有两大常驻赛题：费米问题，以及你写我做。

不用任何工具准确推测出这个罐子装有多少颗糖豆就是一个典型的费米问题。

费米问题Fermi Questions是估算问题（此处我把维基百科搬来，因为是在不懂是咋回事= =）。一个例子是，给你芝加哥的总人口数量，平均家庭人数，钢琴多久需要调音，调音师工作多少时间等条件，问你芝加哥有多少钢琴调音师。

你写我做Write it Do it大致是这样的：两人一组，向一个队员展示一个物品，这个队员只能用25分钟的时间用数字、文字、字母写下来如何组装这个物品，另一个队员按照这份说明在20分钟内用所提供的工具材料，重新还原这件物品。下面这个图片就是一个例子：

总结

在美国的初高中，科学奥林匹克最大的优点就是把那些热爱STEM的孩子聚集在一起，不仅要发挥自己的学识长处，还要像运动员一样分工合作、协调互助、且具备团队精神。

许多参加过科学奥林匹克的学生后来都在STEM领域有所成就，有藤校的教授、NASA的分析师、国家科学实验室的科学家、谷歌的工程师等等，也有的人成为了STEM老师来帮助更多对STEM感兴趣的孩子们参加科学奥林匹克，探索科学的奥秘。不怕挑战的家长老师学生们可以登陆他们的官网查看各种烧脑试题（参考文末）。

虽然科学奥林匹克小学阶段没有全国性的比赛，但已经在许多小学的课后班和夏令营推广开来了，大家可以在它的网站上直接查看K-6年级的一些活动方案和点子。

在文章最后给大家下载分享了科学奥林匹克小学生的两个著名挑战：用吸管制作高塔的挑战和橡皮糖小熊跳远挑战，这两个科学小项目适合小学2-3年级的孩子们尝试。

获得这两个项目的具体制作方法和活动手册，以及文中提到的三个网址的方法：

1. 点击右下角“在看”

2. 在公众号微信对话框回复“科学”即可

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