年末是一切尘埃落定,回归平静的时候。又是万物停止生长,静静地孕育新一轮机会的时候。今年国家级别的5大学科竞赛落幕,美本早申出炉,高校冬令营也步入正轨。
而在一片平静中,另一群人却在清华大学校园里展开了一场,豪华的庆功领奖大会
12月14日,2019年丘成桐中学科学奖颁奖典礼在清华大学蒙民伟音乐厅举行。来自北京、上海、广东等16个省市自治区及美国、新加坡、印度的90支参赛团队参加本次比赛,经过两天的全英文、封闭式面试和答辩,最终在数学、物理、化学、生物、计算机、经济金融建模六个领域分别评选出金、银、铜奖和优胜奖
在此向获得奖项的同学表示祝贺!「上海市复兴高级中学学子高三(8)班唐xxx凭物理类科技创新项目《Study on the flipping motion of coins covering on a strongly frozen bottle》荣获赛区一等奖」
学子还在12月15日参加了2019丘成桐科学论坛,在论坛中聆听了包括丘成桐、唐本忠、Samuel D. Bader、Wilfried Schmid等一批在国际科学界享有盛誉的知名科学家演讲,并与他们交流学习,机会非常难得,收获颇丰
部分与会国际评委及参赛师生在高一时,我选修了学校的stem课程“发明与真实物理问题探索”,在包老师的指导下开始研究国际青年物理学家锦标赛题目(IYPT)的课题“跳舞的硬币”,在老师的指导下自主设计开展实验,使我不再局限课本和习题,而是主动运用知识去解决实际问题,2018年7月参加了在上海交通大学举办的“2018年第四届上海市中学生物理学术竞赛”并获得上海市一等奖。该课题同时也获得“第34届上海市青少年科技创新大赛”成果类二等奖,到了高三,我查阅了一些新的文献,进一步改进我的研究,在包老师的帮助下完善了理论建模部分,经过多次修改,完善英文论文和PPT。2019年12月份,在丘成桐科学奖激烈的初赛与半决赛后角逐后,取得了中国赛区一等奖的好成绩,并成功入围全球总决赛
理性与感性是一个老生常谈的话题,以往有一种思维惯性,认为做理科的人对写作或艺术会很难把控,只因为理科生的思维比较线性。
No.1热爱专注
科研必须专注,在参与丘赛时,并没有过多的关注赛事体制,而是把它当做自己感兴趣的一件事去做。当时是从九月份开始准备的,也就是快要提交的时候才开始看题型和赛制。当时整个人的状态是比较放松的,在两个月的时间里,更专注于项目本身,而不是这个比赛。
No.2时间管理
根据自己的状态,把所有的事集中在一个时间段里,然后一件一件的处理,避免陷入多次循环式的焦虑。比如科研只需要阶段性的思考,因此做科研的时间一般都安排在课后或周末,艺术需要灵感,需要更多的时间来思考和沉淀,做艺术的时间是在长假期。
No.3良师启蒙
参与丘赛是一件非常困难的事情,尤其是在没有任何指导的情况下想要把它做好,这几乎是不可能的。不知道如何入手,而且还会碰到很多问题的情况下,是需要启蒙的。最好的启蒙就是找到一个比较靠谱的老师或者团队,他们会帮助参赛者精确的找到所需教材和视频资料,这比自己查找资料的效率高,
在接触的导师以及团队中,导师就像一个资源库,参赛所需要的资料它都能精准提供,老师会介绍一些学习的方向和好的想法。在指导丘奖竞赛的过程中减少了很多不必要走的弯路,让我快速得到明确有效的信息的同时,又给了很多思考空间,这是非常难得的。
No.4科研前途
从学校来讲,不论中国还是美国,都有两种情况。一种是学校非常在乎活动,有很多活动可以选,而学生不知道自己该选什么活动。另一种是学校不在乎活动,考试和学习最重要。这两种情况都会导致学校活动很匮乏,但在这两种情况下做科研都是很好的突破口。从自身来说,科研使人独立思考,独立思考对于一个人、一个学生、一个职业者来讲是非常重要的,只有不断的思考才能提高自己的工作和学习效率。由于做数学的思考时间是有限制的,所以科研对他来说是一件美好的事,通过它可以得到一些新鲜的东西,也会认识更多志同道合的人,得到更多交流的机会。
「上海交通大学附属中学高二年级学生詹xx同学,一举摘得丘成桐中学科学奖(生物)金奖」
一次偶然,上海交通大学附属中学高二年级学生詹林发现了这一标准疗法的不足——因为人体各部位曲率不同,压力服传递给患处的压力并不精确。她寻思着用自己的方式进行改良,从推导数学模型到制作康复样品,她的勇气不仅打动了院士,还说服了一家设计公司,将图纸变为现实。
说起一年多来做课题的收获,这位“初生牛犊不怕虎”的高中女生自信而又腼腆地说:“敢于质疑,是探究科学的第一把钥匙。”
姨妈灼伤手腕,女孩发现治疗“漏洞”
2017年5月,即将升入高一的詹xxx得知,姨妈在烧菜时不小心灼伤了手腕。遵循医嘱,她需要穿戴压力套进行康复治疗,可压力套并不合身,姨妈穿在身上感觉很勒、很难受。
查阅资料后詹林得知,全球每年约有1100万烧伤病患,70%以上的患者会留下增生性瘢痕。医学界通常采用压力疗法结合硅胶贴的物理方法,对患者进行康复治疗,其最优压力值为20至32毫米汞柱。
善于观察的詹xxx发现,压力套看似给出了明确的压力值,但由于身体各部分曲率不同,不同患处所承受的压力其实各不相同。她解释说,压力套的压力不仅与面料弹性相关,还与压力面的曲率相关,要实现压力服压力传导的空间均一性,必须考虑三维人体的曲率变化。
“没想到如此常见的治疗手段,也会存在误差。”发现问题的詹xxx一下子兴奋起来,她寻思着是否可以通过初中接触过的三维扫描技术定制完全贴合人体的压力套,减少烧伤病患的痛苦。
接下来的近一年半里,詹xxx利用周末和寒暑假自学物理学、数学、服装设计等专业知识,研究自己发现的课题。她不仅推导出新的曲面压力值计算方式,还联系到了三维扫描设计公司,根据自己推导的数学模型来制作康复样品。
从生活出发,在不同学科之间观察和思考
平日里,詹xxxx最喜欢的学科是物理。熟知她的老师们经常用“自律、有规划”来评价这位乖巧可爱的女生。她所在的交大附中国际班,学习方式更考验学生的主动与自觉,老师布置的作业通常是开放式的。“我喜欢把事情做在前面,完成了书面作业,剩下的时间就由自己来安排。”
在上海交大附中科创中心负责人彭xxx看来,“中学生没有受到单一学科的规训,可以自由地出入于不同学科之间进行观察和思考,是进行跨学科探究的最佳时机。”他说,詹林的课题就涉及生物、物理、医学、数学以及服装设计等领域,解决的是生活中的具体问题。这也让教师们思考,中学教育要想激发学生更多创新意识,不妨给“詹xxx”更多观察生活、思考问题的时间和空间。
「上海中学跨学科天才赵xx同学,在一年内收获“明天小小科学家”称号和丘成桐计算机金奖」
2019年11月,由中国科协、中国科学院等主办的第19届"明天小小科学家"揭晓,上海市上海中学的赵xx同学与另外2名同学一起,从1785名学生中脱颖而出,荣获活动最高奖——“明天小小科学家”称号。赵海萌和上海中学一共获得奖金10万元
而且一个月后,在清华大学举行的2019年丘成桐中学科学奖颁奖典礼,来自国内16个省市自治区及美国、新加披等国家的90支参赛团队176名选手经过为期两天的激烈角逐。最终,赵海萌获得唯一一项丘奖计算机金奖。
同时荣获这两项中学生顶尖大奖,在全国尚属首次。赵xx同学的丘奖论文还被上海媒体称为——“由一位高中生完成的一场‘前无古人’的研究”。
论文题目:CAE-ADMM: Implicit Bitrate Optimization
via ADMM-based Pruning in Compressive Autoencoders
“我的梦想是物理科技交叉的领域”
“赵xx是一个很专注、很善于思考的人,我们对他能得奖并不意外”,他班上的一位同学告诉记者,赵xx在初中时,已经自学了很多计算机领域的内容,进入上海中学后,又关注了许多人工智能方面的网站和公众号,经常阅读学术论文。有一天,他读了一篇关于图像压缩的论文,文中提到了这个难点;接着,他又读到一篇关于剪枝理论的论文,小赵突然来了灵感——有没有可能把剪枝理论应用到图像压缩上呢?
他再一查,发现还从未有人关注过这个领域,顿时来了兴致,向老师说了自己的想法,也得到了老师的鼓励和支持。于是,一场几乎没有现成资料可借鉴的研究开始了。
之所以说“没有现成资料可借鉴”,是因为这个领域属于人工智能范畴下的神经网络架构搜索,小赵希望通过剪枝方法搜索一个更好的架构,这本来就是新兴领域,从能够搜集到的资料来看,也没有人想到过将其应用于图像压缩。于是,小赵利用上海中学给学生们的自主研究时间,一头扎了进去,潜心开始了他的研究。
他的这篇论文《基于ADMM 剪枝的图像压缩自编码器》也得到了丘奖评委们的高度认可。“丘奖的评委都是国际名校的专家,还要用英语进行答辩,坦率说,我之前真没想过自己能拿金奖”,赵xxx坦言。
但事实上,就连业内大名鼎鼎的JPEG公司都关注到了这个高中生的研究成果,还在业内的行业报告上专门引用,认为这是一个值得关注的方向。
下面让我们一起走进赵同学的世界
赵xxx从上海小学毕业后,进入华育初中就读。从预初一开始,就萌生了对科学的兴趣,读了很多物理方面的科普书。有一天,他读到一本物理书,发现附文里出现了高等数学里的微积分公式,顿时觉得,自己虽然读了那么多科普书,但其实只是学到皮毛,要真正走入科学的圣殿,还得先打好数学基础。于是,他又买了一本1000多页的《托马斯微积分》,花了一两年时间把这本书啃下来了.......
参加的科技活动:省级青少年科技创新大赛、省级五项学科竞赛
最喜欢的课程:数学
中学阶段爱好:物理竞赛,人工智能,编程,数学,写作,阅读。
过去三个寒暑假做了什么?
2018寒假,学习物理竞赛,课题研究,创办“龙门学院”慕课项目组等;
2018暑假,学习物理竞赛,课题研究,制作个人文集《独上高楼/望尽天涯路》等;
2019寒假,学习物理竞赛,研究成果发表至arXiv:1901.07196 [cs.CV],投稿至ICIP2019.
参与的其他科技实践活动:
物理竞赛学习,至今持续两年,赴上海、杭州、深圳等地参加比赛和学习;物理实验培训,上海市物理学会; 3D打印机的从零件开始组装、调试;Kaggle数据科学竞赛;
未来10—15年有什么计划?
攻读计算机科学PhD,在知名大学得到教职,做我自己喜欢的研究(目前暂定为量子计算),为人类知识的进步添砖加瓦。”
如何评价自己?
“我认为自己最主要的优点在于自学能力很强。从初中开始,我对自然科学产生了浓厚的兴趣,从科普书籍开始,我阅读了大量的有关物理的书。渐渐地,我发觉横在我和真正地自然科学之间的,就是数学这一道坎了。一年下来,我慢慢理解了微积分。至此,作为我第一个自学的科目,我对感兴趣的知识的自学变得一发不可收拾。
在新高一的全国中学生物理竞赛中,我便凭借着自学的微积分知识拿到了省二等奖,并由此开始了至今长达两年的物理竞赛的学习。到目前为止,借助发达的互联网慕课资源以及书籍,我已经掌握了包括理论力学、电动力学、热力学与统计物理等一部分的物理系专业课,并对物理竞赛考纲之外的量子力学也有所涉猎。目前,我的物理知识水平大致相当于大二至大三的物理系学生。
同样源于我的兴趣以及自学能力,我在初三时了解到了Coursera这个在线课程网站,并在其上学习了来自Stanford等大学的四门课程,内容涵盖机器学习、心理学、经济学等等,都以高分取得了结业证书。升入高中后,我对机器学习方面的研究格外感兴趣,于是凭借着先前自学的基础,大量阅读了近年的顶级会议论文,并从中汲取灵感,形成了我的这个研究。在整个研究过程中,我不可避免地学习了大量研究生级别的人工智能的知识,并且熟悉了完整地英文学术写作与投稿的流程,最后,我也成功地将论文预印于arXiv(共享平台)上,并投稿至ccf推荐会议。有了这样的经验,我相信,在进入大学之后我能很快地进入实验室进行研究和学习,开启我的学术生涯。
面对一个问题仔细而长久地,有时需要合作的,思考的能力。这个能力是我在学习物理竞赛的过程中培养的。物理竞赛的题目,常常被作为考研用书,在难度和深度上都是极大的。于是我不可避免地会遇到难以解决的问题。从坐下来想一个小时,到演算再到与同学就一个问题辩论、争吵,这样的经验让我能够面对科研中必将会遇到的困难和问题。
然后是学术规范与研究习惯。在课题研究的过程中,我完整地经历了一遍从选题到投稿的过程,因而对真正的学术研究有了一定的了解。磨练了学术英语写作,我对未来的科研事业做好了充足的准备。理论的推演,实验的记录、日志等等,都使我习得了一套良好的研究习惯。
最后,竞赛学习和课题研究中有时的失利也磨砺了我的抗挫折能力。新高二时的物理竞赛,我没有发挥出理想的成绩,但我认真总结了失败的教训,痛定思痛,深刻地体会到了挫折带给人的成长。正如古语所云:“行拂乱其所为。所以动心忍性,增益其所不能”,竞赛的坎坷经历坚韧了我的性格,我不再渴望春风得意马蹄急,我开始学会尽人事、听天命,在平凡中孕育不平凡。”
关于未来,赵海萌坦言,他的梦想是清华姚班,高考科目选的是物理、化学和生物,“未来可能还是想走学术研究路线,物理科技交叉的路线,希望能梦想成真
如果你志在申请国内外世界名校!!!
如果你就读立刻方向,喜欢科学探索!!!
如果你具备一定的自主研究能力和学习能力!!!
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