美國中小學生如何玩轉(zhuǎn)科學設(shè)計競賽

這是少年商學院微信（ID:youthMBA）的第470次分享，作者是我們的專欄作者新澤西Cathy，她有一對聰慧的雙胞胎兒子。

【學院君說】在創(chuàng)造力培養(yǎng)上，美國基礎(chǔ)教育為人津津樂道，除了少年商學院分享過的諸多創(chuàng)造力課堂外，美國還經(jīng)常針對中小學生們舉辦一些創(chuàng)新實踐活動，如本文所記錄的這次科學設(shè)計競賽。雖然不是每個孩子都會到美國親歷感受，但本文的分享依然能在家長們?yōu)楹⒆舆x擇類似的實踐活動時，提供一些參考標準。

我們學區(qū)的資優(yōu)班（類似于國內(nèi)的重點班）辦得非常好，它不以灌輸知識為目的，通過參加各種競賽活動，開闊學生眼界，提高各種能力。六年級，資優(yōu)班從原來的5人，擴大到13個學生。我家的雙胞胎被分到了不同的小組。前三個月，每周半天的活動，除了參加奧數(shù)競賽，學生們把主要精力放在科學設(shè)計競賽上。

Toshiba/NSTA ExploraVision Competition，直譯為“東芝開發(fā)視野競賽”，是由美國科學老師協(xié)會主辦，東芝集團贊助冠名的科學設(shè)計競賽。這個競賽面向美國和加拿大的中小學生，2到4個學生一組，在老師的指導下，模擬真正的科學研究和開發(fā)，通過選題、研究，預(yù)測20年后的某項科技領(lǐng)域，且必須描述開發(fā)過程，優(yōu)缺點，和將遇到的研發(fā)障礙等。

競賽要求一份概述，一篇11頁以內(nèi)的文章，和5個網(wǎng)頁。評分以創(chuàng)造性、科學正確性、可行性和表達為標準，具體評分包括：

Present technology： 10 points

現(xiàn)在的技術(shù)：10分。

History：10 points

歷史：10分

Future technology：20 points

未來技術(shù)：20分

Breakthroughs：15 points

科技突破點：15分

Design process：0 points

設(shè)計過程：10分

Consequences：10 points

結(jié)果：10分

Bibliography：5 points

參考文獻：5分

Sample Web pages：20 points

網(wǎng)頁：20分

雙胞胎在不同的設(shè)計小組，為了選題，他們經(jīng)常在晚飯餐桌上討論，五花八門，什么想法都有。可惜，上網(wǎng)一查，很多都已經(jīng)有人嘗試過了。弟弟特別想利用龍卷風的原理，設(shè)計一個沖馬桶的東西。我給他潑涼水，說水是可循環(huán)利用資源，你這個設(shè)計的實用性不大。他堅持己見，直到老師把他的這個選題槍斃。

最后，哥哥組的選題是，一個貼在脖子上的小東西，可以實時發(fā)送人的重要生理指標（目前需要驗血和驗?zāi)虿拍艿玫降臄?shù)據(jù)），一旦有問題，急救中心就可以得到警報。弟弟組的選題是個透明的口罩，幫助過濾有害物質(zhì)。國內(nèi)的朋友們正需要這個！

選題確定過后，科研小組里的3個人開始分工寫論文。我看過弟弟組的10頁論文草稿，完全可以媲美我的大學畢業(yè)論文。文章首先介紹了世界空氣污染問題和口罩的發(fā)展史，然后分析了現(xiàn)在口罩的過濾技術(shù)。在未來技術(shù)一章，提出有效利用Nanocellulose（納米纖維素），一種已知的物質(zhì)，制造出透明的口罩。然后指出技術(shù)攻關(guān)點，研究方法等等，有太多的生僻詞匯，我讀不下去了。

慚愧地說，在寫大學畢業(yè)論文之前，我從來沒有寫過這種結(jié)構(gòu)嚴謹，論述清楚的科研文章。美國6年級的孩子就可以寫出這種論文，應(yīng)該歸功于他們的精英教育，對分析性，批判性思維的培養(yǎng)。同時，這個競賽的評分標準非常詳細，只要按照要求寫，就是一篇標準的科研論文。

（光參考文獻就列了兩頁多）

比賽分6個賽區(qū)，我們所在的第二賽區(qū)，馬里蘭州的一個小組獲勝。很多印度人的私立中學。他們的設(shè)計是迅速檢測食物是否有毒的盤子。弟弟小組的設(shè)計在競賽中獲得了提名獎。10%的設(shè)計可以獲得這項榮譽。

（上圖為我們所在的第二賽區(qū)——馬里蘭州的一個小組獲勝后合影）

下圖是獲得全國大獎的設(shè)計，來自紐約州的一所非常好的公立中學。他們的設(shè)計是利用荷葉的原理，涂在飛機表面，防止結(jié)冰。