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原来,中学生可以这样做科研!

作者:新英才 时间:2025/11/26 16:26:00 点击数:


长期以来,科研被视为专业学者的高深领域,似乎与中学生相隔甚远。然而,新英才学校始终坚信科学探索是人类内在兴趣和驱动力的一部分,中学生完全具备开展高质量研究的潜力。


继BNTA首届青年学术论坛成功举办后,第二届BNTA青年学术论坛邀请到来自AP国际中心的赵子烨以及剑桥国际中心的甘杰瑞、刘嘉翊、朱法臻、周嘉禾、刘禹墨及夏锦轩七位同学,用横跨数学、自然科学、信息科学及社会科学四大领域的研究成果,向所有人展示了中学生开展高质量科研的实绩。



 01 尊重科学规律回归"真"本质


科研不是“为做而做”的任务,而是“以学生为中心”,让研究兴趣在真实生活的土壤中自然萌发、有机生长,最终结出饱满的学术果实。新英才学校的科创教育首要维度便是“求真”,并将这一理念贯穿于“真的教”与“真的做”的每一个环节。



夏锦轩(CIC Y12) 

计算机类Designing and Fabricating a Raspberry Pi-based Fish Tank Automation System


夏锦轩的“鱼缸自动化系统”萌生于最真实的日常生活。家中鱼缸维护的繁琐,是许多家庭共同的烦恼,但他却从中看到了一个值得探究的科学问题。“能否创造一个系统,让这一切自动化运行,从而更精准、更省力地维系一个健康的生态系统?”



夏锦轩学术海报


在项目过程中,他基于Raspberry Pi开发的鱼缸自动化系统,精准针对水温波动、营养污染等实际养殖痛点,通过整合温度、浊度、光照等多维度传感器,实现了远程监控与智能控制。整个项目仅以1121元的有限成本,借助开源技术与模块化设计,实现了出色的性价比。规划中进一步引入3D打印喂食器与升级ADC模块等创新方案,更展现出持续迭代、不断优化的工程思维。他的研究,是“做”中学的生动体现,是将课堂知识应用于解决真实世界问题的成功实践。


赵子烨(APIC Y12)


 自然科学类Study on the Influence of Fluid Viscosity on the pH Responsive Drug Controlled Release Kinetics of Sodium Alginate/PVA Composite Microspheres


赵子烨的医药研究之旅,便是一个“真”兴趣引领“真”研究的典范。他的起点源于童年时期与药物为伴的真切经历。“为什么这些小小的药片能缓解病痛?它们是如何在身体里发挥作用的?”在学校科学环境的浸润下,他获得了将之深化为科研内容的能力。这个稚嫩的疑问,引导他完成了“pH响应SA/PVA微球药物缓释研究”。



赵子烨学术海报




赵子烨研究直击口服药物吸收难题,通过复合海藻酸钠与聚乙烯醇制备智能微球,创新性地引入甘油模拟黏度、搅拌模拟肠蠕动,黏度-剪切力协同调控机制,为靶向给药技术提供了新思路。这项研究不仅展现了他在生命科学领域的前沿探索能力,更完成了从个人体验到科学探究的升华。


刘禹墨(CIC Y12)



 经济学类Profit and Purpose: Evaluating the Social Consequences of Profit-Seeking Behaviour

刘禹墨的研究则展现了“真思考”的力量。他对社会企业的研究灵感,直接来自于经济学课堂的启发。那堂课上,刘柯雨老师讲解了公司在法律与经济意义上的不同类型:既有以利润最大化为目标的盈利性企业,也有以社会服务为核心的非营利性企业。课堂讨论中,大多数同学的注意力仍集中在如何提高盈利、扩大市场份额的商业模型上,而刘禹墨却敏锐地意识到,非营利性企业在推动社会福祉、减少负外部性方面的重要作用常常被忽视。




课后,他进一步思考并提出疑问:“如果社会企业的目标全部变成非营利性的,社会运转是否会更高效?”带着这一问题,他查阅并梳理了弗里德曼等学者的经典理论,并通过特斯拉开放专利与BP漏油事件的正反案例进行对比,系统分析了营利与非营利组织在社会价值创造上的差异。批判性思维下,展现出青年学子对社会经济问题的深刻思考。


值得一提的是,刘禹墨在2025 John Locke Essay Competition(约翰·洛克论文竞赛)经济学分类中荣获Recognition奖,充分展现了他在经济学领域的扎实积累与学术潜力。



刘禹墨学术海报

 02 团队协作聚沙成塔的智慧



观察近年来的诺贝尔奖获奖趋势,奖项越来越多地由几人共同分享。我们正步入一个依靠团队协作、集体智慧攻坚克难的大科学时代。因此,新英才学校科创教育的第二个关键维度,便是着力培养学生的团队协作精神。

通过举办“Miracle Maker-Crafting Climate-resillient City”主题学术拉力赛、科创运动会等活动,新英才学校希望学生在实践中学会沟通、协调与合作,未来成为在科研道路上相互鼓励、共同前行的同行者。



刘嘉翊(CIC Y12)


 自然科学类&工程类EMG-Based Arm Motion Gesture Classification


刘嘉翊的研究源于经历的软组织损伤,激发了他对便携式高效医疗设备的探索热情。他萌生了一个想法——能否利用表面肌电(sEMG)信号,通过人工智能算法,实现精准的手势识别,从而为康复训练与智能交互系统提供更便捷的解决方案?


为了将想法变为现实,刘嘉翊与来自厦门、上海两所国际学校的三位学生组成跨校研究团队。团队成员各展所长,有人精于信号采集与电路设计,有人专攻算法构建,还有人擅长数据分析。他们通过多次方案迭代和实验优化,逐步将构想转化为现实。


最终,团队不仅在最佳电极组合上取得了97.5%的识别准确率,更在硬件设计上实现了低成本、高性能的平衡。这一成果的背后,是团队成员在协作中不断磨合、互信与整合的过程。



刘嘉翊学术海报

03 跨学科融合创新生长的沃土



真正的创新,往往诞生于不同学科交汇的十字路口。新英才学校的科创教育第三个维度就是大力推动跨学科融合,主动打破界限。真正的创新,往往诞生于不同学科交汇的十字路口。新英才学校的科创教育第三个维度就是大力推动跨学科融合,主动打破界限。



甘杰瑞(CIC Y11)



 数学类Cognitive Biases: The Monty Hall Problem and Individual Differences in Probabilistic Reasoning

甘杰瑞以经典的“蒙提霍尔问题”这一数学概率论谜题为起点,分析人们在实际决策中常见的概率误解。为深入探索这一现象,他引入了诺贝尔经济学奖得主丹尼尔·卡尼曼的前景理论,将研究视野从纯数学领域拓展至认知科学与行为经济学的交叉地带。



通过对25位不同专业背景同学的实验调查与数据分析,甘杰瑞完成理论模型的构建与验证,在此基础上,他尝试将这一研究与医学检测中的可信度分析建立关联,展现出解决实际问题的强大潜力。



甘杰瑞学术海报



朱法臻 周嘉禾(CIC Y11)


 生态环境类&数学类Ecological and Economic Changes during the Conversion of Forests to Farmland


朱法臻与周嘉禾的研究通过建立四个递进的数学模型,系统分析了森林生态系统向农田转型过程中的复杂变化:从初始生态系统的动态平衡,物种引入后的生态影响,再到去除除草剂与推行有机农业的环境效益。朱法臻运用数学工具构建了量化分析框架,通过公式推导与数据模拟,将生态变化过程转化为可计算的变量关系;周嘉禾则从生态学视角解读模型结果,分析生物多样性、土壤健康与农业实践的内在联系,为农业可持续发展提供了量化依据。




朱法臻&周嘉禾学术海报



学生们跨学科融合的背后,源于学校整体性的顶层设计,新英才学校科学学科委员会尝试从不同视角研究科学教育问题并制定策略,统筹规划从小学到高中的科学课程体系,鼓励学生提问,并引导不同阶段的学生提出有质量的问题,为跨学科融合提供了制度保障和课程土壤。


 04 授之以渔科研路上的导师引领


优秀的导师不是代替学生思考,而是引导他们掌握思考的方法;不是提供现成答案,而是教会他们寻找答案的路径。


在实验操作环节,赵子烨得益于化学教师周炳江博士对规范细节的耐心指导;而在数据分析阶段,则有物理教师刘玲老师启发他洞察数据背后的研究突破口;夏锦轩面对技术瓶颈时,计算机科学教师曾啸文老师引导他理解传感器数据原理并优化代码架构;刘嘉翊在生物医学信号处理研究中,得到导师对多学科知识融合的关键点拨。在新英才学校老师们的指导下,学生们收获的不仅是具体的研究成果,更是独立开展研究的自信与能力,这份宝贵的科研素养将伴随他们走向更广阔的学术天地。


新英才学校剑桥国际中心副校长谭长玲博士回顾道:“BNTA青年学术论坛的举办,不仅是一次学术成果的展示,更是一堂面向未来的成长课。中学阶段是学生思维能力、表达能力和学科兴趣形成与发展的关键时期。通过完整经历‘发现问题—收集资料—开展实验—分析数据—整理成果—公开汇报’这一科研全过程,学生们真正学会了以科学的方式提出问题、解决问题;在实践中验证知识、深化理解;在讲台上自信、清晰地表达观点;在交流中与同伴互相启发、共同成长。”



真实的科研从来不曾远离中学生——它始于一个真实的问题,成于一段真实的探索,最终也将照亮他们走向真实世界的道路。让每一位学子在“做中学”,在研究中成长,正是新英才学校始终践行的教育使命。




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