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美国高中生的科研水准高在哪里?

2015-03-19 郭湛 外滩教育


美式教育体系最好的地方之一,就是有一个和真正学术前沿对接的体系,让有能力做研究的孩子脱颖而出。那么美国孩子的研究课题都是怎样的呢?麻省理工学院博士, 纽约大学终身教授, 美国本科升学顾问郭湛教授在这篇文章里,以美国英特尔科学奖的两位获奖者为例,介绍了美国高中生做科研的真实状况。在外滩君看来,这些研究实际所用“装备”及学术难度,并没有达到什么吓人的程度,但是这种善于观察、发现,并用科研手段去解决问题的思维方式和执行过程,并对现实生活产生影响,才是高中生科研最有价值的地方。


此为外滩教育所开“郭湛教授话美式教育”新专栏第1篇,已获得郭湛教授授权,任何媒体未经许可不得转载。


文/郭湛




说到美国高中生的科研能力,我想给大家介绍英特尔科学奖的一些获奖研究课题,研究者都是15到18岁的美国高中生。他们的灵感常常来自对生活的细心观察和孜孜不倦的探索精神。


科学研究并不总是那么高高在上,神圣而遥远。而一个人的研究能力也往往和学习成绩没有太大关系。希望这些实例能帮助同学们发现自己的学术潜质,培养科学的思维方式,并体验到研究的乐趣。


让我们先来看第一个例子:


社会角色选定与眼球移动模式的关系


来自纽约长岛的迈克张从小就对心理学感兴趣。在11年级暑假他参加了长岛一大学的暑期研究项目,在心理学实验室跟随教授从事研究课题。


在此过程中,迈克产生了自己的研究想法。他认为一个人的社会身份,也就是他看待社会的角度,会直接影响到他眼球看待周边环境的方式。比如,在他看来:一个机场安检员的眼球转动方式和一个游客的转动方式是截然不同的。


为了证实这一点,迈克在同学和朋友中征集到一组志愿者,并随机赋予他们四种社会身份:小偷,机场安检员,清洁工,和恐怖分子。然后每个志愿者观看一组情景照片,从旅馆客房,沙滩,到机场候机厅和检查站不等。


他们眼球的移动方式被眼球跟踪记录仪即时记录下来。最后通过统计分析,迈克发现这四种社会身份会展现很不一样的眼球移动方式,尤其以机场安检员和小偷最为独特。


迈克的发现表明,一个人的眼球移动方式会透露一个人的社会角色。这个发现有广阔的社会意义—比如,对于人眼球移动方式的掌握,可以帮助机场安检发现可疑人员,也可以帮助商家在商场里定位潜在的客户或行窃者。


在暑假到11月份的短短五个月里,迈克设计了整个心理实验的过程,学习使用复杂的眼球跟踪记录仪,收集和分析空间数据,和计算机领域的专家商讨确定眼球移动模式,并完成了25页的研究论文。


迈克张是高中数学俱乐部主席,校游泳队队员,并入选纽约州高中生弦乐团All-StateString Orchestra第一小提琴手。


觉得第一个研究课题厉害么?那让我们再来看另一个例子:


认知缺陷和社会歧视对高中生成绩的影响


布莱特16岁的时候,他正在二年级就读的表弟被诊断出患有注意力欠缺多动综合症(ADHD)。ADHD是一种遗传性的精神疾病。患有ADHD的人比常人更难集中注意力,经常躁动,易于烦躁和健忘。


自从被确诊后,表弟的成绩开始直线下降。布莱特非常的奇怪,因为表弟学习比确诊前更加刻苦了,但是成绩为什么却变差了,要知道这个病是一直都有的,只不过以前没确诊而已。他怀疑学校老师因为表弟的病情而对他有歧视,判分也更加严格,因为很多人可能并不把ADHD当成一种真正的疾病。


在表弟心理医生的帮助下,布莱特做了个简单的实验。他写了一篇文章,然后把它寄给了全国几百名小学老师,告诉他们这是申请奖学金的文章,请他们给打分。


这几百名老师被布莱特随机分成三组。他告诉第一组的老师这篇文章是一个患ADHD的学生写的,告诉第二组老师是患脑瘫的学生写的,告诉第三组老师是正常学生写的。


因为脑瘫比ADHD更加严重,对智力更有影响,布莱特预计第二组老师的评分是最低的,第三组最高,而第一组居中,尽管这些老师看到的是同一篇文章。但实际结果却是第一组的老师打分最低,ADHD学生的成绩比脑瘫学生的成绩还要低。


这个结果证实了在小学教师中普遍存在的对患有ADHD学生的歧视。这个研究的结果再次唤起社会对儿童ADHD疾病的重视,并促成小学加大力度避免对ADHD学生的歧视对待。


布莱特的研究在2011年的英特尔科学与工程大赛中获得第四名,并在次年进入英特尔天才奖半决赛。纽约州议会在2012年一月份专门通过议案(J3019-2011),向布莱特表示祝贺。


(文章原载于郭湛教育guozhanedu微信公号,外滩教育获得授权发布)


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