2023丘奖大奖深度解析!探索源于兴趣

扫码回复【丘奖讲座】预约讲座
千字解读!2023丘奖大奖深度解析!探索源于兴趣,科研也有温度!12月的天气逐渐转凉,但科研赛场却热闹非凡。前不久,2023丘奖总决赛在清华大学落下帷幕,共有60个项目从来自全球的1660余支队伍中脱颖而出,在决赛舞台摘下荣誉奖项!
作为专业青少年背提机构,我们每年都会对各大国际赛事的获奖作品进行调研,丘奖也不例外。小师姐专程邀请了有方各团队负责人,请各位重量级大咖谈谈对今年大奖项目的见解!下面就一起来看看吧!
小提示:其他奖项、以及丘奖近年获奖趋势等干货解析,将由老师在讲座中详解为大家介绍,记得扫码报名,锁定各专场讲座哦!

数学金奖暨科学金奖 作品解析

学校:Raffles Institution
参赛学生:YU Hanzhang
课题:Desargues’ Involution at Action

丘奖是从数学奖“发家”的,丘成桐院士本身也是数学界泰斗,数学奖一向很卷。今年的数学金奖项目延续了去年的辉煌,再一次摘得了科学金奖,项目水准和个人造诣值得肯定。
我们来看下项目。学生提出了简短而快速的DIT或dDIT解决方案,几乎可以立即解决问题,论文中汇编了更重要的此类实例,每一个实例都证明了这一强大定理的更广泛应用。此外,该项目还发现了DIT和dDIT可以用来证明几何中的许多其他定理,并用于进一步扩展它们的证明。
项目中有一点非常出众:文中提出的所有解决方案都设法完全避开了二次曲线的使用,证明了一个事实,即通常与DIT的学习和应用相关联的二次曲线的概念根本没有必要。最后,该项目做了这个定理的一个有趣的应用类型:the imaginary realities,它是Desargues对合定理的一个漂亮的概念和扩展。
我们可以看到该同学对Desargues对合定理及其对偶在解题和证明其他定理方面的能力,以及对原定理的各种扩展的深入探索。结合她在颁奖典礼上的发言我们能够看到她对数学怀有崇敬、热情、好奇,这种发自内心的热爱会让她在数学这条学术之路上走得更远。

生物金奖暨科学金奖 作品解析

学校:上海中学国际部
参赛学生:晁楚言
课题:爬山虎攀爬形态建成的机制研究及植物茎尖向地性的发现
学生通过一系列的实验,发现爬山虎的顶芽存在与根类似的向地性,并在向光性和向地性的共同作用下,既能在保护幼嫩顶芽,又能实现贴壁生长。
这个项目不仅揭示了爬山虎贴墙壁向上攀爬的机制,也首次发现了植物茎尖具有向地性及其可能的机制,为理解植物适应环境和演化机制提供新的视角,即深入理解重力的作用。
这个作品的优势非常明显,即贴近生活、实验方法淳朴,用高中生物知识即可。学生聚焦于一个古早领域并找到了全新的东西、提出了全新的猜想,很有科学价值。
总体而言,大部分生物项目的实验板块都有很强的外力支持,而实验前的理论/干试验准备、实验后的分析、以及最核心的“提问”更能体现学生个人能力。丘奖近几年都在强调一个概念:兴趣引导科研,晁同学在颁奖典礼上也是这样说的,他用严谨的科研态度、高质量的研究成果,完成了这个项目,并拿下大奖。

物理双银奖 作品解析

丘奖各学科的获奖项目都各显神通,而本着“宁缺毋滥”的原则,在听完所有小组答辩后,如果项目的水准没有达到评委认可的标准,则会轮空部分奖项。今年的物理金奖就成为了唯一的空缺,组委转而评了双银奖。由于没有金奖,我们转而看下两个银奖项目研究了什么。
学校:中国人民大学附属中学
参赛学生:周厚希
课题:欧拉磁摆的动力学与反常进动摇曳
本课题研究了一种由若干强磁铁构造的欧拉摆在外磁场与重力场中的动力学行为,学生首次发现了欧拉磁摆进行进动方向交替的运动,并取名为反常摇曳。
在实验中学生注意到欧拉摆的进动会在一定情况下出现方向的反复,这在一般的椭圆摆体系中并未发现。通过对反常进动摇曳的频率-时间曲线的定量测量表明,欧拉摆进动角速度的幅值和摇曳的切换频率在一定情况下会随着摇曳的进行而增大。
该课题有助于深入理解耗散转动系统的能量转换,所搭建的实验装置也能用于进一步探索该系统不同转动自由度耦合带来的更多丰富有趣的运动模式。
学校:The Harker School
参赛学生:Ava Tan Bhowmik
课题:A Novel Home-Built Metrology to Analyze Oral Fluid Droplets and Quantify the Efficacy of Masks
本项目开发了一种新颖的、低成本的定量仪器,用于可视化、跟踪和分析口腔产生的液滴。该装置足够灵敏,可以捕获几微米小的液滴。评估不同类型口罩的功效,并将其与织物微观结构相关联;发现具有较小尺寸的孔和较厚材料的掩模是最有效的。
该项目在技术方面的优势显著,它可以在家中使用总成本低于60美元的材料轻松构建,实现低成本和精确设备搭建。
这个项目具有一定社会价值,可以看出学生的动手能力很强,可以对口罩做出精确的评估,但是该项目缺少一定的理论深度,不能充分体现该学生的数理基础,这是止步银奖的一部分原因。

化学金奖 作品解析

学校:上海宋庆龄学校
参赛学生:樊泓萱、郑好
课题:CRISPR-enabled signal amplification for visual antigen detection
该项目利用AuNP将免疫学抗原识别CRISPR的信号放大。项目优势很显著,一是对病毒抗原检测具有高灵敏度,比现有的检测试剂盒灵敏度提高了1000多倍,二是简单快捷,短时间内即可得到结果。
学生利用CRISPR技术设计出快速检测试剂盒,以快速、精准、便捷为特点,设计出了基于CRISPR信号放大技术的可视化抗原检测方法,解决了大流行病期间对大规模核酸检测的需求激增,也有望为传染性流行病的快速检测提供技术及系统解决方案新手段。
这个是典型的交叉学科项目,学生的选题非常贴近生活,从现实的生活中发现问题、思考问题、尝试解决问题,围绕当下亟待解决的热点问题给出了新的解决方案和处理手段。

计算机金奖 作品解析

学校:上海民办平和学校
参赛学生:吴可越
课题:词中词——英文语言中单词与子词重要性分析
计算机金奖项目是关于英文语言中单词与子词重要性分析。这个项目在众多计算机项目中可以说是独树一帜,乍看该项目并没有运用前沿的AI模型,但是这个项目来自学生学习SAT以及托福对于单词构成的兴趣,结合了人工智能技术以及语言学,社会学。
本项目计算结果表明,具有性别色彩单词中分别表示职业角色和性别角色的子词权重随时间推移和社会发展发生了较大变化;相比之下,自然科学领域复合专有名词中单词和子词的权重取值接近且保持稳定。
整个项目体现孩子的兴趣和热情,发现问题,解决问题,给了科技更多温暖的感觉。

经济金融建模金奖 作品解析

学校:北京十一学校
参赛学生:吴蕊杉
课题:基于博弈模型对不同视角下搭便车问题的分析
该项目生动地运用博弈论模型解析了生活中常见的“搭便车”现象,深入浅出地剖析了这个日常合作中常见的问题,并提出了改善“搭便车效应”的方法,为现实更好地开展团队合作提供了参考。
相比其他经济赛道的作品,本项目通过简单直白,运用博弈论解析问题的本质,展现出作者对模型运用的娴熟,这正是项目的亮点所在。
近几年获得最高奖的作品中, 不乏运用博弈论和问题驱动的优秀作品。比如2021的金奖作品使用博弈论方法探究了碳排放税策略、2022年金奖作品使用博弈论探究了金融市场投资策略以及“Smart money”的流动。
因此我们认为本文运用博弈论解析日常问题的思路与最近两年获得最高奖的作品非常契合,值得未来参赛学生学习借鉴。中学生可以在生活中发现问题,联想到相关的经济学或数学方法,通过建模分析找出问题的本质和解决思路。

Do Not Just Chase Technology.
We Need Ask More Good Questiones.
“高中阶段培养好奇心是非常重要的。”丘成桐老先生在总决赛语重心长地说。我想今年丘奖总决赛的获奖项目是对丘老这句话最好的诠释,也是对于丘成桐科学奖初心最好的体现。
总决赛各学科中的金奖作品的研究问题往往来自学生们的生活感悟以及细致观察,这些获奖项目给了我们很多启示,丘奖获奖项目无需过分追求前沿技术,我们更应关注生活,学会提出更多更有意义更有趣的问题。期待2024年的丘成桐中学科学奖。
如果你想了解丘奖近几年的评审趋势
希望听到对今年获奖作品的权威解读
那就快来报名丘奖系列讲座
千字解读!2023丘奖大奖深度解析!探索源于兴趣,科研也有温度!

关于我们
有方科研教育自2016年成立起,一直积极响应教育政策方针,本着"不鸡娃,不贩卖焦虑"的初心,通过PBL探索式项目,发现每一个孩子的闪光点,培养科研领军人才,做教育风向的先驱者!
有方科研教育所有项目不属于义务教育阶段,不与任何体制内的大学、中学招生加分活动挂钩,其成果不会作为评优依据,仅定位为科研兴趣培养活动。未经有方科研教育许可,不得擅自转载、搬运有方科研教育的文章。对于无视劝告者,有方科研教育将保留追究法律责任的权力!