美国中小学生如何玩转科学设计竞赛

这是少年商学院微信（ID:youthMBA）的第470次分享，作者是我们的专栏作者新泽西Cathy，她有一对聪慧的双胞胎儿子。

【学院君说】在创造力培养上，美国基础教育为人津津乐道，除了少年商学院分享过的诸多创造力课堂外，美国还经常针对中小学生们举办一些创新实践活动，如本文所记录的这次科学设计竞赛。虽然不是每个孩子都会到美国亲历感受，但本文的分享依然能在家长们为孩子选择类似的实践活动时，提供一些参考标准。

我们学区的资优班（类似于国内的重点班）办得非常好，它不以灌输知识为目的，通过参加各种竞赛活动，开阔学生眼界，提高各种能力。六年级，资优班从原来的5人，扩大到13个学生。我家的双胞胎被分到了不同的小组。前三个月，每周半天的活动，除了参加奥数竞赛，学生们把主要精力放在科学设计竞赛上。

Toshiba/NSTA ExploraVision Competition，直译为“东芝开发视野竞赛”，是由美国科学老师协会主办，东芝集团赞助冠名的科学设计竞赛。这个竞赛面向美国和加拿大的中小学生，2到4个学生一组，在老师的指导下，模拟真正的科学研究和开发，通过选题、研究，预测20年后的某项科技领域，且必须描述开发过程，优缺点，和将遇到的研发障碍等。

竞赛要求一份概述，一篇11页以内的文章，和5个网页。评分以创造性、科学正确性、可行性和表达为标准，具体评分包括：

Present technology： 10 points

现在的技术：10分。

History：10 points

历史：10分

Future technology：20 points

未来技术：20分

Breakthroughs：15 points

科技突破点：15分

Design process：0 points

设计过程：10分

Consequences：10 points

结果：10分

Bibliography：5 points

参考文献：5分

Sample Web pages：20 points

网页：20分

双胞胎在不同的设计小组，为了选题，他们经常在晚饭餐桌上讨论，五花八门，什么想法都有。可惜，上网一查，很多都已经有人尝试过了。弟弟特别想利用龙卷风的原理，设计一个冲马桶的东西。我给他泼凉水，说水是可循环利用资源，你这个设计的实用性不大。他坚持己见，直到老师把他的这个选题枪毙。

最后，哥哥组的选题是，一个贴在脖子上的小东西，可以实时发送人的重要生理指标（目前需要验血和验尿才能得到的数据），一旦有问题，急救中心就可以得到警报。弟弟组的选题是个透明的口罩，帮助过滤有害物质。国内的朋友们正需要这个！

选题确定过后，科研小组里的3个人开始分工写论文。我看过弟弟组的10页论文草稿，完全可以媲美我的大学毕业论文。文章首先介绍了世界空气污染问题和口罩的发展史，然后分析了现在口罩的过滤技术。在未来技术一章，提出有效利用Nanocellulose（纳米纤维素），一种已知的物质，制造出透明的口罩。然后指出技术攻关点，研究方法等等，有太多的生僻词汇，我读不下去了。

惭愧地说，在写大学毕业论文之前，我从来没有写过这种结构严谨，论述清楚的科研文章。美国6年级的孩子就可以写出这种论文，应该归功于他们的精英教育，对分析性，批判性思维的培养。同时，这个竞赛的评分标准非常详细，只要按照要求写，就是一篇标准的科研论文。

（光参考文献就列了两页多）

比赛分6个赛区，我们所在的第二赛区，马里兰州的一个小组获胜。很多印度人的私立中学。他们的设计是迅速检测食物是否有毒的盘子。弟弟小组的设计在竞赛中获得了提名奖。10%的设计可以获得这项荣誉。

（上图为我们所在的第二赛区——马里兰州的一个小组获胜后合影）

下图是获得全国大奖的设计，来自纽约州的一所非常好的公立中学。他们的设计是利用荷叶的原理，涂在飞机表面，防止结冰。