肉桂醛如何抑制癌细胞的生长？
人在品尝不同味道时发出的电信号有什么差异？
细丝蛋白A在细胞重构中起到了什么作用？
石墨烯磁感应传感器如何设计？
如何使用机器学习助力家庭自主医疗？
…………
你能想到
这一个个充满创意与技术含量的课题
都来自于一群零零后的中学生吗？
2019年3月23日至3月26日，第39届北京青少年科技创新大赛（以下简称“大赛”）在中国科学院大学（简称国科大）雁栖湖校区举行。这已经是大赛连续第4年在国科大举办。
应邀参加本次大赛的共有美国、澳大利亚、捷克、丹麦、以色列、马来西亚、俄罗斯、南非、韩国、意大利、泰国、土耳其、印尼、巴西、法国、日本等17个国家，以及香港、澳门、台湾地区的20个代表团，国际及港澳台代表共129人。
据统计，今年共有30万名青少年参加了大赛活动，初赛参赛的作品达2012项，其中竞赛项目1116项、展示类项目896项、优秀科技实践活动70项、科技辅导员科教创新竞赛项目142项、青少年科技创意比赛114项、少年儿童科学幻想绘画712幅。
各国代表队合影
大赛由北京市科学技术协会、北京市教育委员会、北京市科学技术委员会、北京市知识产权局、北京市怀柔区人民政府联合主办，中国科学院大学、北京青少年科技中心、北京青少年科技教育协会、北京市怀柔区科学技术协会、北京市怀柔区教育委员会、北京市怀柔区科学技术委员会共同承办。
参赛作品——高速巡检智能机器人
探索，始于兴趣
发现，源于生活
郑玮是来自北京市第五中学的一名高二女生，从小她就对科技十分感兴趣。她在初中的时候，就参加了2016年度DI全球青少年创意大赛，并且获得了全球第三的成绩。高中的时候，一次偶然的机会，她了解到肉桂醛对癌细胞有抑制作用的新闻。恰巧郑玮对肉桂这一香料十分喜欢，她便开始尝试寻找并阅读相关的资料和文献，想要更深入地了解肉桂与癌细胞之间到底有什么关系。在学校老师的指导下，郑玮学习到了关于癌细胞的不少前沿知识，对生物实验产生了浓厚的兴趣。之后，她便来到了中国科学院生物物理研究所蛋白质与多肽药物重点实验室，在秦志海研究员、陶宁副教授的指导下，开始了肿瘤微环境与肿瘤免疫方向的学习和研究。最终，她完成了《肉桂醛通过Toll样受体4诱导髓源抑制性细胞凋亡》这一课题。
郑玮讲解自己做的研究课题
同样来自于北京市第五中学的赵润涵是“中科院物理所”公众号的铁粉，几乎物理所的每一篇推送她都会看。“我觉得物理所的公众号可有意思了，每天都会推送有趣的科普文章，让人在哈哈大笑中还能学习到科学原理。”她说道，“我很多的课外知识都是在上面学到的。”在本次大赛中，她带来了自己的参赛作品《电波形的参数对电味觉咸度的影响》。她之所以选择这个题目，是因为她的爸爸患有高血压，不能过多摄入盐和糖类等食物，她就想到能不能通过某些方法，模拟出这些味道。这样既不会对患者的身体造成伤害，又可以满足他们对不同味道的需求。一次在浏览物理所推送的时候，她正好看到了相关的文章，于是，一拍即合，她便开始了电味觉方面的学习和研究。这些研究最终成为了她现在的参赛作品。
北京五中的赵润涵同学
北京市昌平二中的史涵君是一个热爱思考、善于发现的女孩。她在上高中物理时，学习到蒸腾作用这一水循环环节，便想到如果我们能把水蒸气蒸发时的能量收集起来，用于发电，是不是会节省很多能量呢。于是，她调研了大量的材料和文献，决定采用石墨烯薄膜作为电极材料，利用水蒸气进行发电。她根据自己的设计制作好简易的电池后，使用加湿器进行实验验证，但实验结果并不好。后来，在一次吃饭中，她观察到了三明治的分层结构，于是想到了将氧化石墨烯薄膜夹在两片金属电极材料中，以此来提高稳定性和牢固性。最终，她成功设计出了一款“基于蒸腾原理的湿气发电装置”。
史涵君设计的三明治电池结构
探索，始于兴趣；发现，源于生活。正是他们对生活的仔细观察，认真思考，加上对科学技术的兴趣和热爱，促使他们不断学习，求知创新，这才有了这一个个贴近生活、饱含科技的课题项目，让他们一路走到了今天的决赛。
中国人民大学附属中学高二年级华嵘暄的参赛作品
《细丝蛋白A在低氧性肺动脉平滑肌细胞重构中的作用》
大赛主赛场
在离科学最近的地方，
遇见未来不可思议的自己
本次大赛，参赛选手的课题中也不乏中科院和国科大的身影。郑玮关于肉桂醛的研究便是在国科大博士生导师、中科院生物物理所研究员秦志海课题组中完成的。“非常感谢中科院的秦志海和陶宁两位老师的指导，他们给了我很多的帮助。前期更长的时间是在实验室观摩，向师兄师姐学习基本的生物实验操作。尤其是要感谢徐羽薇、郑齐霖、张会雷几位实验室里的研究生师兄师姐，他们对我的课题提供了很多支持，指导我顺利完成了相关的实验。”值得一提的是，徐羽薇是国科大2014级生物专业的本科生，如今她已毕业进入中科院生物物理所继续攻读研究生学位。
来自北京五中的四位参赛选手
类似的案例还有很多，例如赵润涵关于电味觉的课题是在中科院软件所方贵明研究员的指导下完成的；北京师范大学第二附属中学叶子凡同学的课题——《面向中小学生的中文词语智能学习系统》，则是在中科院自动化所工程师陆浩的指导下完成的；北京五中赵阳同学关于“遥感环境监测与环保政策关系”的研究，是在中科院遥感与数字地球研究所完成的（以上中科院研究所均为国科大培养单位）。
据了解，每一届北京青少年科技创新大赛的参赛选手中，都有一部分入选了中学生科技创新后备人才培养计划（简称“英才计划”）。该计划的主要任务是选拔一批品学兼优、学有余力，具有创新潜质的中学生走进大学，在自然科学基础学科领域的著名科学家指导下参加科学研究项目、科技社团活动、学术研讨和科研实践等活动。中国科学院大学自2015年开始参与“英才计划”。2019年北京地区参与“英才计划”的试点高校共5所，分别是北京大学、清华大学、北京师范大学、北京航空航天大学、中国科学院大学。
国科大实行“科教融合”的办学方针，与中国科学院所属科研机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面高度融合。国科大由京内四个校区（玉泉路、中关村、奥运村、雁栖湖）、京外五个教育基地（上海、武汉、广州、成都、兰州）和分布在全国的116个培养单位组成。
国科大雁栖湖校区毗邻怀柔科学城核心区。“怀柔科学城”作为北京市正在布局的三大科学城之一，将成为新的国家综合科学实力的高地。目前，怀柔科学城正积极与中国科学院开展合作，建设大科学装置，依靠这些大科学装置，支持建立跨学科交叉研究平台，建设北京综合性国家科学中心。
怀柔科学城鸟瞰效果图
北京市昌平区第一中学的李洋同学这次是第一次来到国科大雁栖湖校区，但“国科大”这个名字却早早印在了他的心中。他从很早就开始关注国科大的动态，一直把国科大当做自己的奋斗目标。他这次的参赛项目题为《从蜘蛛网到北京环路建设》。他分析了蜘蛛网的几何模型与拓扑结构，研究了蜘蛛网不同疏密程度的优化，将其类比到了城市道路中，希望通过蜘蛛网模型能得到数学上的优化解，指导和预测城市道路的规划建设。“国科大的校园很漂亮，我很喜欢。希望以后能机会来到国科大读书，继续学习我喜欢的数学学科。”李洋说道。
北京市昌平区第一中学李洋的项目
今天，他们在离科学最近的地方，展示自己的科学小课题。希望他们能一直保持对科学的兴趣和热爱，坚持思考与学习，在未来遇到不可思议的自己。
参赛选手组装机器人
北京市第四中学徐震宇的参赛作品
《石墨烯可变灵敏度磁感应传感器的实验研究》
成果，是奋斗出来的
郑玮从高一开始，几乎每个假期都是在实验室度过的。为了完成自己的研究课题，她需要学习大量的“超纲”知识，阅读大量的中外文献，以及熟悉实验操作。与此同时，她还要保证正常的高中内容的学习。“由于要做生物活体实验，需要较长的连续性，所以整个实验的耗时比较长。基本上正常的假期都泡在实验室，要么看文献，要么做实验。” 郑玮说道。参加本次比赛的课题，大多数都达到了本科阶段的水平，这要求参赛选手在高中阶段就预修大量的大学知识。这就需要学生有能力做好权衡，平衡好高中课堂内容与大学内容的学习。
本次比赛北京东城区的领队李晨老师介绍道参赛选手的选拔过程：“每个学校基本都是从高一就开始选拔学生。选拔的时候会考虑到学生的高中成绩和自主学习的能力，一般都会选择学有余力的学生。选拔出来的学生还要通过严格的测试，才能加入科创团队，接受后续的一系列训练。最后每一届能坚持下来的也就几个孩子。”
参赛选手的展示模型
来自北京五中的王梓宁这次是第三次来到国科大雁栖湖校区了。2017年，刚上高一的他跟随自己的学长学姐来参加第37届北京青少年科技创新大赛，观摩他们比赛，学习经验；2018年，他从观众成为了参赛选手，来到国科大参加了第38届比赛，一举获得了一等奖以及国科大专项奖。今年，他再次来过国科大的校园，不过这一次，他不是前来参加比赛，而是为了领取“北京青少年科技创新市长奖”。该奖项是北京地区青少年科技最高奖。通过推荐与层层评审，2019年共评选出了10位获奖者，王梓宁就是其中之一。2018年，他还参加了第33届全国青少年科技创新大赛。他的课题《用废弃牛毛为原料制备多孔碳及其在废水净化中的应用》，获得了环境科学项目全国一等奖。
北京青少年科技创新市长奖获得者之一——北京五中的王梓宁
再次来到国科大雁栖湖校区，王梓宁十分感慨。从当初观摩学长学姐比赛，到现在自己成为学长，观看学弟学妹们比赛，这是一份成长，更是一种的传承。“我特别喜欢国科大的建筑风格，红砖红墙，很有韵味。同时又有一种现代的科技感和时代感在里面，西区的钟楼和图书馆就给我留下了很深的印象。”王梓宁说道，“可惜每次来到国科大，比赛行程都很匆忙。没来得及好好逛逛国科大的校园。希望以后有机会能认真参观一下国科大。”
国科大雁栖湖校区钟楼
王梓宁的荣誉证书
荣誉的背后是辛勤的耕耘。当别人在假期尽情玩耍的时候，他们放弃了休息和娱乐的时间，埋头文献、刻苦学习；当别人在玩游戏、看视频的时候，他们在实验室做实验、整理数据，与导师讨论研究中的某个关键点。他们还要兼顾正常的高中学习，因此要比别人付出更多的时间、更多的努力。在比赛现场，有不少参赛的高中生在比赛的间隙，争分夺秒地做高中作业。如果有人前来他们的展位参观，他们又立马切换状态，向别人仔细介绍自己的课题。
参赛选手在布展间隙争分夺秒学习
科学家讲座•英才计划交流会
3月24日晚19点，国科大博士生导师、中科院计算技术研究所蒋树强研究员还将带来题为《人工智能技术的梦想和现实》的科普报告，从技术的角度对人工智能有关的各个方面进行介绍，回顾人工智能的历史发展，并展望未来的人工智能。
国科大作为大赛承办方之一，每年在大赛期间都会邀请一位高水平的国科大博士生导师为中学生进行科普讲座，这已经成为了一种传统。第37届大赛中，国科大博士生导师、中科院高能物理研究所所长王贻芳院士，时任国科大副校长周琪院士，便分别做了题为《探索物质最基本的结构 ¾ 粒子物理研究》和《神奇的干细胞与再生》的科普报告。第38届大赛，国科大博士生导师、中科院大气物理所高登义研究员做了题为《知天知己实现中国梦》的科普报告。
王贻芳院士
周琪院士
高登义研究员
同时，大赛期间将举办“2019年英才计划（北京）——中外拔尖青少年科技创新人才交流会暨英才展评活动”。届时，英才储备学生代表将介绍自己的项目并接受外籍专家点评和现场交流。
来自北京育英中学的谢竞宁便入选了“物理英才计划”。她这次的参赛作品是《一种提高有机郎肯循环系统效率的新方法》。她很小就酷爱物理，入选英才计划后，在北京航空航天大学老师的指导下完成了这一项以节能减排为目的的课题，希望将废热转化为电能，目前该课题已经成功申请到了一项专利。对于这次比赛的答辩，谢竞宁表示完全不紧张，因为之前已经参加过很多类似的比赛，对于答辩流程、语言组织已经十分熟悉。“现在比较紧张的是下周二的考试，她希望自己能够在兼顾比赛的前提下将繁重的作业和考试完成好。”谈及对未来的想法，谢竞宁表示希望未来能在物理科学的道路上走得更远。谢竞宁同样获得了“2019年北京青少年科技创新市长奖”。
北京育英中学高二学生谢竞宁
北京青少年科技创新市长奖颁奖典礼
名校校长雁栖对话
为准确把握国际视野下创新人才培养模式的发展趋势，学习国际先进的创新人才培养方法，大赛将继续在国科大国际会议中心举办中外教师论坛，邀请名校校长及科教领域专家，围绕“国际化青少年科技创新人才培养”展开探讨。
第38届北京青少年科技创新大赛中外教师科技教育创新论坛现场
重点活动预览
中外教师科教创新论坛
时间：3月24日（周日）9:00—12:00
地点：中国科学院大学雁栖湖校区国际会议中心报告厅
主持人：洪亮清华大学iCenter创客空间副主任
主题：国际化青少年科技创新人才培养
主旨：通过中外科技教育领域专家、管理者及教师之间的对话，多角度研讨国际化视野下青少年科技创新人才培养的思路、举措、考核与评价等方面的内容，并向与会听众介绍解决实践问题的策略和方法。（目前邀请首师大附中校长沈杰，北师大实验中学校长李晓辉。）
科普报告
时间：3月24日（周日） 19:00-21:00
地点：中国科学院大学雁栖湖校区教1楼西侧阶梯教室
报告专家：中国科学院计算技术研究所蒋树强研究员
报告题目：人工智能技术的梦想和现实
主要内容：人工智能是人类的长期渴望，将会深刻改变人类生活和社会形态。近年来人工智能热潮再起，各行各业对此高度关注。本报告将从技术的角度对人工智能有关的各个方面进行介绍，回顾人工智能的历史发展，通过一些电影和实际中的例子分析和讨论当前人工智能技术的能与不能，并对人工智能的未来进行展望。
公开展览
时间：3月25日（周一）8：30-11:30
地点：中国科学院大学东区体育馆
内容：本届大赛参赛选手在各自展位上向前来观摩的人员展示并介绍自己的科学研究实践成果，并进行交流讨论。
活动日程
大赛开幕式
俄罗斯代表队在开幕式上展示
捷克代表队在开幕式上展示
北京代表队在开幕式上展示
中国科学院院士、著名物理学家陈佳洱宣读北京青少年科技创新市长奖评审报告
颁发北京青少年科技创新市长奖
创客展评区
参赛选手交流讨论
