创新人才应从中学生起培养——参加国际中学生科学与工程大奖赛有感，本文主要内容关键词为：大奖赛论文,中学生论文,生起论文,中学论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
讲到美国的教育，许多人会想到哈佛、斯坦福、麻省理工等一批蜚声世界的一流大学。而实际上美国人对中学教育，特别是高中阶段（9～12年级）的自然科学教育恰恰是抓得很紧的，高质量的高中生造就了优秀的本科生和研究生，这一点是笔者5月初在美国参加第50届国际中学生科学和工程大奖赛(Intel's ISEF)后感触最深的。
关于ISEF
1950年，著名的西屋电器公司作为主要赞助商创办的首届西屋科学天才大奖赛，在美国东部城市费城揭幕。参赛者是从9～12年级的全美国高中生中层层选拔而出。许多中国人知道这一赛事是因为经常有华裔学生在该项大赛中获奖。如今，每年一届的ISEF已从第一届由美国一个国家的30位参赛者扩展到1999年的47个国家的1159名选手，其中绝大多数是从美国本土50个州的中学里脱颖而出的学生。参赛学科覆盖了当今自然科学的主要领域。由于参赛面广、学科全，所以西屋科学天才大奖赛历来被视为是全世界高中生的科学“奥林匹克”。
国际著名的电脑芯片商英特尔公司于1997年取代西屋公司，成为该项赛事的领衔赞助商。今年恰逢ISEF创办50届，所以主办者特将本次大赛地点安排在这一赛事的诞生地费城，英特尔公司也从这一届起正式打出Intel'ISEF的旗帜。
5月2～7日，经层层筛选，进入决赛的近1200名中学生云集费城，参加最终的角逐。每个参赛者有3平米的展台，将自己的研究工作公之于众，内容除了文字说明外，还配有图表、实验模型、样品展示等。
有一个800位专家组成的评判团负责对参赛作品打分，他们中有大学教授、来自工业企业的科学家、工程师、英特尔公司的资深专家以及有关学术团体和医学院的研究专家。专家们就创造性、科学性以及工程目标、技能和表达清晰度等项指标对参赛作品作出裁决。
本次大赛共设14个学科组和一个团体组。奖项包括特等奖，其中两人将赴斯德哥尔摩参加当年的诺贝尔奖颁奖典礼，特等奖得主每人将获得4万美金的大学奖学金；每一学科的1～4等奖获得者均可获得3000～5000美金的奖学金；另外，每一学科组的第一名将获得英特尔成就奖称号。各类奖项的获奖者约占决赛人数的近四分之一。除了英特尔公司和美国科学服务社(Science Service)外，美国各有关教育科学团体组成了阵营强大的后援团，以向各类获奖者提供助理或实验岗位、各类奖学金及科学野外考察等各种机会。
尽管是一次中学生的科学比赛，费城市政当局十分重视，称这是整个费城市的盛大节日，安排了市内最豪华的会议中心作为主会场。开幕式当天，市中心燃放了焰火。美国科学界也高度重视这些最年轻的科学家，有7位诺贝尔奖得主和一批著名科学家和学生见面，回答他们的问题。
从参赛作品看美国中学生的科学教育
数万平米的费城会议中心的高大展厅内，近千名学生的展台同场开放。这些学生代表了全美国近100万高中学生，也在一定程度上代表了当今美国中学科学教育的成功经验。徜徉在这些展台，看着眼前这些极富创新潜能的中学生，令人对美国经济强劲表现的缘由有了深一步的理解：关键不在于它有多少巡航导弹、精确制导武器，而在于其人才优胜明显，在于其一代一代科学后备军的培养有方上。
这些参赛作品的选题大都是当今世界科技前沿的热门研究方向，如：实时三维图像的制取；电极用于冰层的探测；用移植杂交细胞治疗脊髓运动神经疾病；分子界面中的能量转换动力学；用化学方法控制金属腐蚀；机器人和计算机视觉等等。尽管参赛者研究的题目只是涉及诸多科学前沿领域中的某一分支、某一个点，但他们在老师的指导下，在科学前沿的这一点里已钻得很深，并显示出难能可贵的创新性。
其二，这些课题的实施极其规范，可以说已进入严格意义上的科学实验过程。无论是课题思想、方案的提出依据，试图论证的问题；还是实验步骤、实验材料的准备以及实验结果的评价等都同正规研究课题的步骤、做法完全一样。尽管有教师的指导，但课题的提出、实施都是学生独立完成的。有一个能说明问题的指标是：差不多每届ISEF大奖赛的参赛作品中都有约15%被接受申请美国专利发明。
我在评选活动期间同几位华裔学生作了交谈，一位名叫曹珉秋，是加利福尼亚阿尔汉布拉高中3年级学生，他参赛作品题目是《物理因子在蜘蛛织网中的作用》。他说，他从初中起就对这个题目感兴趣，并一直通过看杂志了解这方面进展。进入高中后，随着知识面的扩大，在和老师讨论后，他想了这样一个题目，并设计了实验步骤。然后，他就打电话与相关的研究实验室联系，说想利用假期到他们那里做一些论证的实验。实验室在了解了他的实验构想后，非常支持他，不但无偿提供了必要的实验材料，还专门让一位博士后指导他做实验。经过两个假期的努力，这一工作得到了较好的结果。现在，这一课题已被列为该实验室的计划，准备继续支持他做下去。另一位来自纽约罗切斯特高中2年级的华裔学生潘张也有类似的经历，他也是与一家素不相识的医院联系，利用假期到它们的实验室做实验，医院免费提供了试剂、材料，一直到实验完成。这两位华裔学生分别获得了三、四等奖。
我与之交谈的几位华裔学生都有这样的感受，美国的研究实验室、大学、医学院等对年轻学生在科学上的想法和做实验的申请，只要是有一定依据的，都给予热心的扶持、支持、鼓励学生在科学上的求知欲望似乎已成为整个社会的共识。这些初高中学生通过课余和假期的科研实验活动，接触到了科学家，亲身体验到科学实验是怎么回事，而做实验、做论文的过程又大大地训练了他们的科学思维能力、动手能力。不难想象，这一批批高中学生中将会出现多少创新性的科学家、工程师！如何强化中学生的科学教育，我们国家的不少中学都在作尝试，也确有一些好的做法。强调通过动手、通过研究和实验来学习、理解科学，即通过“课题式研究”方法来促进科学知识的传播理解，已经被证明能有效地促进学生对科学的兴趣。美国人的这一做法值得借鉴，但要真正做到这一步，需要全社会的支持，特别是高校、研究所的支持。
美国全社会对人才培养极其注重
未来国家之间的竞争一定是综合国力的竞争，而支撑国力的首要因素是人才。维系美国霸主地位的主要也是其人才优势，研究美国的人才培养之道应该成为我们学术界的重要课题。这次，笔者应美国英特尔公司之邀参加ISEF活动，虽只有短短的几天，仍能感受到美国全社会对人才培养倾注了极大的热情。
首先是像英特尔这样的著名大公司的推动。英特尔公司每年出资200万美元支持ISEF活动，决不仅仅是为了打广告。事实上，英特尔公司在教育上有很长远的考虑，该公司已把对科技教育的投资列为其全球性目标之一。作为一家跨国公司，它需要有受过良好教育的员工队伍来源源不断地设计、制造新产品；同对，受过良好教育的顾客群人数越多，英特尔公司产品的铺路也会越好。英持尔公司深信，对教育的投资是未来可以增加其产品附加值的最好途径。仅1998年，英特尔公司就斥资1亿美元支持小学、初中到高中阶段学生的科学、数学和技术教育。另外，英特尔公司还每年出资上百万美元支持包括中国在内的亚太地区国家的科技教育工程和计算机网络培训计划，其中包括资助亚太地区部分国家的学生赴美参加ISEF活动。把钱投向学校教育，投向学生，英特尔公司看中的是未来的市场，未来的消费者，未来的员工队伍。在美国，类似英特尔公司这样有长远眼光的公司不在少数。
除了大公司外，美国的各学术团体、高校、政府机构无不对青少年学生“奥林匹克”科学大奖赛给予强烈的关注。不少美国高校意识到一年一度的ISEF是全美乃至全球优秀高中学生的集中亮相，因而在会展期间纷纷在会场内外设摊，以高额奖学金等吸引获奖者加入它们的学校。美国的许多自然科学学会，如物理学会、化学学会、植物学会、地质学会等或是以资助获奖学生考察，或是授予其名誉会员称号等积极参与此次活动；一些科学普及类刊物也纷纷以赠阅一年杂志等形式扩大普及科学宣传。
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