上海“神仙学校”女生昨日获得“小诺贝尔奖”，明年拿个大藤offer或许不难！

From: April 顶思 2019-11-23

北京时间5月18日（美国时间5月17日），第70届英特尔国际科学与工程大奖赛（Intel ISEF）在美国落下帷幕。ISFF常被誉为“小诺贝尔奖”，是世界上规模最大的中学生科学赛事。今年，中国队最耀眼成员胡同学来自上海“神仙学校”上外附中。这位女生在大赛中获瑞典青年科学家基金会大奖、能源化学学科最佳奖以及一等奖。做个大胆预测，明年她若申请美国学校，至少能拿哈耶普斯麻级别的大藤offer！

这位女生牛在哪？Intel ISEF又牛在哪？为何顶尖名校喜欢ISEF获奖学生？且看顶思特别报道。

文、编 | April

参与ISEF的各国学生，图源ISEF官网

今年中国队最耀眼成员，

明年拿个大藤offer或许不难

英特尔国际科学与工程大奖赛 (Intel International Science and Engineering Fair, Intel ISEF)，由美国科学与公众社团主办，是全球规模最大、等级最高的面向中学生的科学研究竞赛。这项已经有70年历史的国际赛事，常被誉为“小诺贝尔奖”与全球青少年科学竞赛的“世界杯”。

和大学中的科研项目一样，参与ISEF这样的科学研究类竞赛的学生也需要写出一篇论文或制作一块展板来展示自己的项目或课题。这些项目大多属于STEM领域，也有少部分属于社会科学领域。

每年，来自全球80个国家的700万学生在地区赛中提交参赛的科研项目，但其中只有大约1800名学生能获得参加ISEF的资格。学生需要参与ISEF附属的地区竞赛，并通过层层筛选才能登上总决赛的舞台。

因此在这个大赛中取得优异成绩的学生大多都可以获得世界各大名校的青睐，例如2018年在ISEF中获植物科学最佳学科奖的上海学生就在今年收到了麻省理工大学的录取。

上海青少年科技创新大赛，ISEF附属地区赛之一

图源上海青少年科学社公众号

ISEF最终的奖项分为专项奖（Special Award）和大会奖（Grand Award），专项奖一般由各种机构或公司的专人评选颁发，而大奖则是主办方颁发的。就大会奖而言，每个组别都有学科最佳奖、一等奖至四等奖；最后将会在所有学科最佳奖中选出一位戈登·摩尔奖获得者（即整个大赛第一名）与两位英特尔基金会青年科学家奖获得者（即整个大赛第二与第三名）。

在ISEF，有22个学科组别，每个学生选择一个组别参赛。他们都会向评委们展示自己制作的课题展板，并与至少六名评委进行10-15分钟的答辩，他们将对学生进行打分，并确定最后的大会奖获得者。

今年中国队最耀眼的成员一定是来自上海外国语大学附属外国语学校的胡同学，她的项目《蚕丝衍生的高分散Ni，N共掺杂纳米碳及电催化CO2还原》，她提出利用廉价的且广泛存在的天然蚕丝，制备具有高分散的Ni、N共掺杂纳米碳，并将其用于电催化还原CO2，最后产CO的选择性高达91%，且具有17小时以上的高稳定性。

胡同学和她的ISEF项目，图源上外附中公众号

她在大赛中获瑞典青年科学家基金会大奖、能源化学学科最佳奖以及一等奖。胡同学将参加斯德哥尔摩国际青年科学研讨会，并受邀出席诺贝尔奖颁奖典礼。另外，也将有一颗小行星以她的名字命名。做个大胆预测，如果胡同学明年申请美国学校，至少是哈耶普斯麻级别院校的大藤offer。

胡同学入选了中国科协的英才计划，加入了复旦大学教授的课题组，并做了长时间的研究。第一次参与这样的研究，让她对化学产生了更浓厚的兴趣，真正了解自己知识结构上的不足并进行进一步的学习。

另外，来自北京师范大学附属实验中学的孙同学的项目《利用卷积神经网络实现虹膜识别与应用》倒是与现在发展迅速的人工智能算法与虹膜识别联系紧密。这一项目获得了系统软件组二等奖。中国大陆代表团还摘得另外两个三等奖，三个四等奖，和两个专项奖。

中国大陆代表团全体学生

图源中国科协青少年科技中心公众号

约9成中国最强参赛选手

来自老牌公办重点高中或其国际部

“小诺贝尔奖”赛事那么牛，如何能参赛？对于中国籍学生和在中国大陆就读的学生来说，选拔进入ISEF大赛过程可以大致分为3种：

1. 参与国内科创赛事并脱颖而出。在参与“全国青少年科技创新大赛”之前，大陆学生先要在自己的地区赛中成为优胜者，根据地区青少年科技活动的发展水平，全国共8个赛区，除了北京和上海有自己赛区外，其他有华南、华东、西南、西北、东北和华北赛区。

大陆学生通常从“全国青少年科技创新大赛”、“明天小小科学家”、“英特尔英才奖”等国内顶尖赛事与项目中脱颖而出，然后进入在北京举办的ISEF冬令营，最终将有20-30个项目获得参与ISEF总决赛的入场券。

2. 中国国际学校就读的外籍（或持有外国永久居住证）的学生可以参与四川科学与工程大赛。这一赛事每年大约有5个项目能直接获得ISEF总决赛的入场券。

3. 在美国高中就读的学生（不论国籍）可以参与当地区域赛脱颖而出。美国每个州有不同的区域划分，进入州立比赛并脱颖而出的学生也能获得进入ISEF总决赛的机会。通常情况下，在美国各个州的筛选会比中国区的筛选少一到两个环节。

我们顺势分析了2016-19年中国ISEF（大陆赛区）国家队成员获奖情况。我们发现，过去三年获奖的合计89位学生中，大约九成学生来自老牌公办省重点高中或省重点高中国际部。

说明这些已经有比较长的历史、很丰厚的资源积累的学校更容易产出科学研究类竞赛方面的优秀学生。同时，这些学校大多都和中国的知名高校有较强的联系，容易让学生获得来自高校教授或实验室的辅导。

另外，58%的队员都来自北京和上海两大国际化一线城市，这不仅仅是因为这两个城市都有自己的专属赛区。这两个城市的学生都能浸润在丰富的资源之中，更能得到来自家长、老师、高校的帮助与重视。其他的国家队成员也主要分布在新一线城市和二线城市。

2016-19年中国Intel ISEF国家队成员分布

（大陆赛区，合计89名学生）

四川赛区，即中国国际学校就读的外籍（或持有外国永久居住证）的学生参赛的赛区因每年只有5个名额，所以样本数量较少。每年进入ISEF的学生基本集中在三所国际学校：上海美国学校、科艾赛国际学校和上海协和双语学校。由此可见，对于国际学校而言，都需要足够的积淀才能支持学生参加这类比赛。

2016-18年中国Intel ISEF四川赛区代表团成员分布

（合计15名学生）

另外，还可以看一看在ISEF中获奖的中国学生。ISEF获奖的一个关键词就是“小行星”，因为在ISEF各个学科组别中获得二等奖及以上大会奖的学生都能获得美国麻省理工学院林肯实验室（小行星发现机构）授予的给小行星命名的机会。下图则展示了2014-18年获得二等奖及以上的中国学生分别来自什么学校。

2014-19年在ISEF中摘得“小行星”的中国学生

ISEF及高中阶段的科学研究赛事

为学生带来了什么？

除了刚才说的奖项与奖金、“小行星”、和一些前往外国交流的体验性奖励，ISEF还为学生带来了更多的东西。

直接助力升学

相信大家最关心的就是这项比赛对升学的直接帮助。这项比赛大约四千分之一的入选率可以证明它的难度与含金量，而赛事中全面而公平的评分体系也为它的奖项增加了很多筹码。

另外，可以看到，绝大多数在这项国际赛事中获奖的学生都获得了进入世界顶尖名校的机会。

例如，18年获植物科学组学科最佳奖与一等奖的上海男生今年在常规申请中被麻省理工大学录取。15年获物理与天文学学科最佳奖与一等奖的山东男生被波莫纳文理学院与杜克大学等高校录取。14年获植物科学组一等奖的北京女生被哥伦比亚大学、宾夕法尼亚大学、杜克大学、加州理工学院和韦尔斯利学院录取，并决定入学加州理工学院。

更多的学生，即使没有在比赛中获奖，只是作为Finalist入选了ISEF决赛也能为他们的申请加分。包括一些区域赛中的名次和奖项也可以为申请带来帮助。

不仅如此，因为这类比赛中都涉及答辩，评委会通过提问来确定课题中学生展示的内容是否是自己完成的，如果被怀疑有很大一部分都是家长或老师代劳的，那学生将会与奖项无缘。这与发论文不同，发论文的署名很难确认学生真实的参与度，这也是各大高校都心知肚明的。

提升学术研究能力

前不久的新闻中，完成首张黑洞照片的团队中的女科学家，麻省理工大学的Katie Bouman也是05年ISEF的入围选手。在高中时完成自己的课题也能为学生今后的学术表现做不少铺垫。她当时做的项目就是和数据分析有关，如今更是为团队的算法与数据分析出了不少力。

参与这类赛事的学生，如果是做科学类项目，则需要遵守科学探究的基本步骤，做出假设和猜想，设计科学而合理的实验步骤，通过实验数据的分析得出适当的结论。而做工程类项目的学生则需要有清晰的目标，确定需要解决的问题，并给出合适的设计原理。在研究过程中遇到的各种难题都可能是校内老师无法解答的，因此学生要具备自主学习和查找、运用各种资料的能力。

ISEF科学类项目与工程类项目评分标准

同时，参与这样的全球竞赛可以让学生与各地最优秀的学生一起交流，互相学习。

在今年大赛中获得植物科学三等奖的一位上海学生表示，他在大赛中和外国学生交流，并学到了很多：“我看到一位美国的同学对自己家门前的有害树种进行了探究，并将并从中提取出了一种生物农药，成功化害为美；还有以一己之力就发现并探究了十余颗宇宙天体的欧洲青年学生，他的激情畅想甚至吸引了许多有经验的老科学家纷纷前来与他交谈。”

这样的活动确实可以拓展青少年的视野，激发他们的思维，并继续进步。

锻炼表达与沟通能力，以及创新能力

答辩也是评分很重要的一个环节，学生需要清晰地表述自己的项目，并突出这一项目的优势、创新点与重要发现。面对评委的提问，他们需要作出高质量的应答。评委要评估项目是否真正是学生自己做的，也要了解学生是否对自己项目的未来方向有一定的规划。

同时，评委也会评估学生的创新能力。这个项目选题和切入角度是否足够新颖？学生在研究过程中是否做了创新的尝试？这些都会成为考核的要素。

增强对科学伦理的重视

更重要的是，学生在进行研究的过程中需要遵守科学伦理守则，在有必要时接受科学伦理委员会的审查。在涉及到关于脊椎动物的实验时，例如关于小白鼠的实验，学生都要首先考虑能否用无脊椎动物代替、减少参与实验的动物数量等；他们也必须要填写特定的申报表，描述实验的必要性与可能带来的贡献，通过委员会的审核后才能进行实验。

对于学生，尤其是中国的学生，他们在课堂中接受的关于伦理方面的教育很少，在参与这样的赛事后才更能明白，关于动物的实验设计不能是一拍脑袋就做出来的，一定要符合伦理道德。

如今中国高校就招生方式在向着国外大学靠拢，引入了例如综合评价这样的评估方式。学生做课题，参与面试，都是最终分数的一部分。包括很多城市都把探究性课题纳入了毕业要求。

很多学生做课题就是在网上发个问卷，随意分析一下结果，凑一篇论文就了事，大家也觉得这是很正常的。所以一位高中前往美国读书，参与ISEF区域赛的中国学生感到很震惊：“我第一次知道问卷是不能随便发的，因为这涉及到人类参与者（Human Participant）。”

发问卷也需要接受审核，确定发问卷的必要性，并需要有规范的问卷设计，很多人可能觉得是小题大做，但事实上，就是要在这样的小事上注重伦理道德，今后才能在更重要的研究中坚守自己的底线。

英特尔退出ISEF，

科学研究类竞赛的未来在哪？

今年是英特尔冠名赞助ISEF的最后一年，另外，英特尔也同样停止了对另一国际高含金量赛事，同样由美国科学与公众社团主办的“科学天才奖”（Science Talent Search，STS）的赞助。当这一消息在2015年被放出时，大家都感到十分震惊，毕竟英特尔已经冠名赞助这两项国际赛事大约20年了。

英特尔和美国科学与公众社团并没有公开宣布这次“分手”的原因，但是纽约时报曾表示，英特尔的这一决定的背后，是英特尔的现任CEO —— Brian Krzanich，与前任CEO——Craig R. Barrett之间截然不同的观点有关。

根据纽约时报的报道， Barrett先生曾在一封邮件中表示，“可以说英特尔公司已经过时了，就像当年西屋公司停止赞助大赛一样。”他认为如今的项目很多都需要数据科学与计算科学方面的能力，所以赞助ISEF能让英特尔在培养包括生命科学在内的所有科学领域中的年轻创新者方面都有重要贡献。

然而Krzanich先生却有不同的观点，他曾私下与同事说，更应该说是科学与工程大奖赛已经过时了。而且参赛作品与得奖作品都更偏向于生命科学与生物技术方面，这些都不是英特尔的主攻领域。

这句话倒是事实，今年大赛中的戈登·摩尔奖（即第一名）的选手以及一位获得英特尔基金会青年科学家奖（即第二名与第三名）的学生的项目均和生物技术与医疗健康相关。戈登·摩尔奖的得主为骨科医生发明了一种基于人工智能的机械，便于更准确、快速地进行打钢钉等手术，并让病人恢复期变短；另外一个项目则是对tau蛋白聚集物的研究，它和阿尔兹海默症等神经疾病有很大的关系。

本次大赛的几位大奖得主

图源美国科学与公众社团推特

目前美国科学与公众社团也并没有宣布ISEF未来的冠名赞助商将会是哪家公司。但科学天才奖STS已经更名为再生元科学天才奖，而美国再生元制药公司也是著名的生物技术公司。

由此可见，ISEF与STS都体现了生命科学与健康科学在不断发展的主流趋势已经扩散到了青少年科学研究类竞赛中。

英特尔退出ISEF对参赛学生的影响尚不明确，但是预计ISEF和STS的含金量和认可度将暂时不变，毕竟主办方和评分规则没有变化。这类比赛也会继续锻炼学生的各种能力。

近年来有不少老牌高含金量竞赛都停办了。例如，由于NASA被美国总统削减了资金支持，因此取消了对国际可持续发展项目奥林匹克竞赛（I-SWEEEP）的赞助，导致这一比赛从2018年开始停办。西门子基金会则宣布2017年西门子数学、科学与技术竞赛为最后一届比赛，因为他们认为这笔基金用在另外的途径可以更好地服务社会。

事实上美国本土类似ISEF这样的混合型大型赛事正在减少，更多的是专项型竞赛。总得来说，青少年科研竞赛的趋势与当今世界的科技发展有很大的关系，就如同科技更新换代一样，竞赛也不断地在变更。人们也在不断思考STEM教育的未来会是什么样的，如何培养和评估那些热爱STEM领域的学生。

最后，我们可以放眼全球其他高含金量，且开放给各国学生的科学研究类赛事，了解他们各自的价值和特点：

丘成桐中学科学奖，由丘成桐先生倡导成立，从2008年以数学奖开始，目前已囊括数学奖、物理奖、化学奖、生物奖、计算机奖。统计该比赛获奖的学生有超一半的人被清华、北大、哈佛、麻省理工、耶鲁和普林斯顿等中外知名大学就读。由于倡导者和最终评委都是丘成桐先生，这一项目更加注重学生项目在数学和计算方面的创新和成果。

谷歌科学挑战赛（Google Science Fair，GSF）是一项全球性的在线科技竞赛，面向年龄在13 到18 岁之间的学生个体和团队。学生在线填写自己项目的摘要、方法论、结论等参与比赛。这一大规模、高含金量的赛事吸引无数学生参与，且更注重项目的应用与对社会的影响力。

世界青少年创新发明展（The International Exhibition for Young Inventors，IEYI）这项国际活动旨在通过展览及竞赛鼓励全球有创意的年轻发明家的创新意识和创造热情。IEYI分创新发明制作和创意艺术绘画两个主题，学生在地区赛或国内赛中获胜即可进入国际比赛，其中金奖的获奖比例为参与国际比赛选手的10%。

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