如何培养科学竞赛冠军

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


15位谷歌科学竞赛决赛选手

几位《大众科学》的工作人员最近飞往加利福尼亚州山景城,参加谷歌首届年度科学竞赛的闭幕式。《大众科学》是本次活动的赞助商,主编玛丽埃特·迪克里斯蒂娜担任评委和颁奖晚宴主持人。我们对15位决赛选手印象深刻:他们聪明、有魅力、口齿伶俐——当然,他们都真正热爱科学。(有关三位获奖者的信息,请点击此处。)我们不禁想知道:是什么最初吸引了这些令人印象深刻的青少年投身于数学、工程学、医学研究以及他们为这次比赛全身心投入的众多其他学科?父母和教育工作者可以从这些孩子的故事中汲取哪些教训?记者弗朗西·迪耶普采访了15位决赛选手中的14位,以找出答案。她的报道中突出的一点是,即使是最随意的早期科学启蒙——参观植物园或动物园,在乘车途中提出的有趣的数学问题,在火车站获得打票的机会——也可能改变年轻人的人生轨迹。以下是弗朗西的报道

要在谷歌科学竞赛中成为决赛选手需要什么?获奖者将获得丰厚的奖学金和在欧洲核子研究中心(大型强子对撞机的所在地)实习的机会。首先,让我们看一些基本统计数据。如果至少有一位家长是科学家,那会有所帮助。在我采访的14位决赛选手中,只有5位的父母都不是科学家;5位有一位科学家父母,4位有两位科学家父母。


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至于学校,10位决赛选手就读于普通公立学校;两位就读于专注于数学和科学的专门公立学校;5位就读于普通私立学校。(我将一位在两种不同类型学校都待过的决赛选手计算了两次)。

撇开统计数据不谈,决赛选手们认为,激发他们对科学兴趣的最重要的因素是,家里有对科学感兴趣的成员,以及参观当地的科学博物馆。今年的特等奖获得者、17岁的什里·博斯钦佩她的哥哥。“他一直是我的榜样,他一直热爱科学,”她说。她因一项关于蛋白质和癌症药物对卵巢癌细胞相互作用的研究而获奖。

15至16岁年龄组的获奖者娜奥米·沙阿回忆说,小时候,她和家人每隔几周就会去波特兰的俄勒冈科学与工业博物馆。她非常喜欢这种体验,以至于现在在那里做志愿者。“在化学实验室里,他们让我用手点火,”她回忆起早期的参观经历。她还记得“软泥室”。“我妈妈会厌倦软泥室,但我只想待在那里,”她说。(软泥是一种易于混合的物质,既能像液体一样流动,又能像固体一样保持形状。要在家里制作一种类似的名为奥布雷克的物质,请观看这个视频。)她的项目调查了室内空气污染对哮喘患者的影响。

一些决赛选手回忆起他们的父母努力以一种有趣、轻松的方式介绍数学和科学。维格内什·希夫的父母(他的父亲是一位计算机科学家,他的母亲学习新闻学和文学)在他两岁之前就开始用他的磁性画板玩具教他数数和做基本算术。后来,他们设立了“粉红勺子挑战”——“一系列有趣的数学问题,奖励是去巴斯金·罗宾斯冰淇淋店,”17岁的希夫解释道。这些问题包括一种数学填字游戏,线索如“10 * 10 * 10”会产生数字,这些数字可以转换成字母,拼写出一个有趣的单词或短语。他的母亲还提出了应用题,例如:“做一块苹果派需要三个苹果。妈妈用一个苹果能做几分之几块苹果派?”“我妈妈会在去跆拳道课的路上或陪她办事的时候随意给我出数学题,我爸爸也会在送我上学的车上做同样的事情,”他说。“他们仍然会笑着说,一旦我解决了他们的问题,我就会想出自己的问题并反过来考他们。”

即使在很小的时候,志愿者机会也能帮助建立自信和加深知识。丹尼尔·阿诺德在五岁时开始在当地的旅游铁路上做志愿者时,就对火车产生了兴趣,在他幼小的年纪,他就帮忙打票。现在14岁的他,在位于加利福尼亚州圣地亚哥家乡的铁路上担任蒸汽机车的消防员。“我观察火势,确保我们有足够的蒸汽,确保我们有足够的水,”他说。为了参加科学竞赛,他展示了一种更好的火车轨道开关。(他的母亲是一位风湿病学家,他的父亲是一位电气工程师)。

电视和电影也能激发对科学的兴趣。卢克·泰勒制作了一个能响应语音指令的机器人,他从《星球大战》、《钢铁侠》和《我,机器人》中找到了灵感。朵拉·陈制作了一个音视频记录仪,以帮助看护人员追踪患有痴呆症的人,她有“伟大的科学老师和很棒的父母”——以及比尔·奈。(奈最出名的是主持20世纪90年代的PBS节目“比尔·奈科学人”;他现在为迪士尼教育制作公司主持关于代数的节目“解题X”)。“比尔!比尔!比尔!比尔!” 陈在电子邮件中热情洋溢地写道。陈的父亲是一位首席技术官,她的母亲是一位统计分析师。

因此,似乎玩耍——无论是在植物园还是在家里,还是在看电视时——都是培养孩子对科学兴趣的方式。这甚至可能引导他们走上科学事业的道路。几乎所有我交谈过的决赛选手都想在大学里主修科学或工程学,并在工作中从事研究、编程或制造设备。

图片来源:安德鲁·费德曼

 

Anna Kuchment is a contributing editor at 大众科学 and a staff science reporter at the Dallas Morning News. She is also co-author of a forthcoming book about earthquakes triggered by energy production.

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