每日精選：喜報｜世界級院士認證！清瀾學子榮獲“青少年最佳論文獎”

2022

(相關資料圖)

近日，2022全球院士論壇暨青少年科研論壇圓滿落幕。

此次京領全球院士論壇暨青少年科研論壇，清瀾山學校第一次參賽，有5位12年級學生獲得“青少年最佳論文獎”的一、二、三等獎，同時，清瀾山學校被授予了“中國國際學校科研實驗?！?。

一等獎

王烜燁、望然然

二等獎

庾明磊、楊知翰、望然然

三等獎

卓新啟、楊知翰

獲獎喜報截圖

The Relationship between Yeast Multiplication Curve and Logistic Differential Equation

By王烜燁 & 望然然

我們論文的主題是觀察酵母菌的生長并得出增長率。在本文的寫作過程中，我們首先假設通過logistic函數來表達酵母的生長速度。為了證明這一點我們做了一個實驗，培養酵母菌。通過統計特定時間的酵母數量，并在收集到足夠的數據后，我們最終建立了酵母的生長曲線模型來證明我們的猜想。

在這一年AP微積分BC的學習中，我們對微積分有了初步的認知。為了加深我們對微積分的理解，我們決定對面包酵母的生長進行研究，嘗試用用logistic微分方程來對酵母的成長曲線進行擬合，并基于實驗結果寫出了這篇論文。在做實驗的過程中我們遇到了一些困難，但我們從困難中總結經驗，并在最后一次嘗試中取得了成功。

記錄酵母菌的數量

在收集論文數據的過程中，實驗進行了三次，前兩次的結果都并不如意，直到最后一次才成功。但失敗的經歷也很有價值，它教會了我們如何在做事之前制定一個清晰的計劃，如何從失敗中吸取教訓，使我們不必做重復的工作，也不必在截止時間前寫論文寫到凌晨2點。

在鞏固微積分知識的同時，我們也接觸到了生物學。培養酵母菌的實驗幫助我們學習到了生物學上一些全新概念。我們還接觸了非常專業的設備，如微量移液器和搖床。這些都可以幫助我們未來在科學領域中的發展。

學生制作的培養基

完成我們的項目給我們提供了一種不同于普通高中的學習體驗。我們首先需要思考我們的主題，接著在網上研究背景信息，聯系導師，計劃實驗流程，寫研究論文，包括修改一些錯誤。雖然它相當具有挑戰性，但這次的經歷幫助我們更好地準備未來的大學學習。

最后，我們要感謝教我們微積分的程娟老師。她給了我們參加這次比賽的機會，并為我們最終完成這篇論文提供了她所能提供的一切幫助。我們還要特別感謝李軒博士，她幫助我們準備了實驗所有需要的材料，并指導了我們整個觀察過程。沒有她們的幫助，我們不可能取得這一成就。

Real Life Calculation Using Calculus AB Skills Calculating the Volume of Tennis Awning

By庾明磊 & 楊知翰 & 望然然

學生們在測量學校外球場的棚子和柱子的高度

我們的選題是利用微積分知識計算清瀾山學校外球場的體積。首先，我們利用陰影法和直觀測量（無人機）實地測量球場支柱的高度，再用軟件3D建模，最后使用所得方程計算總體積。這三步說起來簡單，其實每一步都難如登天。

計算球場支柱時，我們一開始使用陰影法：利用一根垂直于地面的棍子測量投影長度，再用球場支柱投影長度計算支柱實際長度。由于我們做這個項目的時候球場外棚才剛剛建成，籃球場棚附近的地面崎嶇不平，地面并不與支柱垂直，是的我們無法用投影發，后來我們利用激光筆和量角器組裝成了簡易的裝備，通過三角函數來測量籃球棚的周圍柱子的高度。

清瀾山學校戶外球場

另外我們測量底部各個柱子的間距，在確定各柱子的點坐標后，我們利用Geogebra進行3D建模。首先我們確定比例尺，再推算出各點坐標，最后用直線連接各點。其中最復雜的是頂部建模，因為頂部是曲線而不是直線，所以我們只能慢慢用曲線擬合找到最接近的方程，而這個方程是每個截面的面積，他們是隨著地點的變動面積在變動，籃球棚是不規則的立體圖形，所以我們切割各截面，并通過黎曼積分來求解體積。

最后計算其實并沒有太難，手握神器TI84，我們也是很輕松的完成了計算！

在最后的論文中，我們清晰地闡述了測量過程，體現出我們清瀾學子對科研嚴謹細致的態度，相信這也是我們能獲獎的最重要原因！

用Geogebra 模擬籃球棚頂

此次論文的撰寫幫助我們加強了對于微積分AB的理解。從中我們拓展并學習到了很多新的技能，比如用不同方法測量現實建筑的高度，再將測量好的數據運用到電腦上的3D建模上。這些都是我們從前很少甚至從未嘗試過的。通過實踐，我們發現了能夠完整地寫出一篇論文十分不易，從頭到尾大家花了幾個星期去完成。在測量與計算的過程中我們也遇到了許多困難，因此我們要感謝程娟老師一直以來的支持。整個過程中我們有任何的困難她都非常耐心的幫助我們一個一個的解決，直到我們最終成功計算出想要的結果，并順利得將論文寫了出來。唯一不足的一點是，由于時間有限，我們沒能根據原本計劃通過自己將球場棚子的數據測量出來。因此，最終我們使用了工人提供的圖紙，將測量所需要花費的時間和精力放在計算和寫論文上。

The Hockey Myth and Age Cutoff: the Effect of Birth Month on Hockey Players" Performance

By卓新啟 & 楊知翰

調查背景與靈感：

這篇統計學論文的主題是NHL冰球運動員的出生日期是否會影響其生涯成績表現。這篇論文受《Outliers》啟發，也想嘗試反駁“成功皆是個人刻苦努力的結果”，“天賦和其他不重要，重要的是是否努力”這一類思想的不全面性。

研究主題背景為加拿大的冰球運動有設立年齡限制：需要在1月1號之后到達一定年齡才能參加，并且被分為同一個組。也就說，2003年1月出生的孩子，會和2003年12月出生的孩子分在一組，而那12月出生的孩子只有到了12月生日的時候，才可以踏入正規訓練場地。這將造成一個奇特的組合：1月份出生的孩子已經在場地里訓練了近一年，而12月的孩子才剛剛進入場地，但是這兩類人被分到了一組進行選拔。

數據來源與計算方法：

數據來源是NHL官網日期范圍為1980-2022的“NHL Total Point Ranking By Birth Month"和“NHL All Time Points Leaders"的出生月份；分析兩組數據的方式分別是1. Chi-Square Test for Independence and a one-sample z test 和2. one-sample z-test.

結論與啟迪：

對于大部分NHL的球員，出生日期是否在前半年有很大影響，出生在1-6月份的球手成績顯赫地高于出生在下半年的球手；但是對于最頂尖的紀錄排名（那30個人），出生于前半年沒有表現出顯著優勢。NHL球員本身就是球員中的精英，他們已經能夠代表絕大部分“成功者”，但是對于他們來說出生日期的影響卻是不容小覷。

因此，我們用確切真實的數據，發現了即使是運動員——人們通常認為其成就只會是和其努力程度掛鉤的職業——也受到了意料之外的奇異的影響：出生月份。確切來講，構成這個現象的主要原因是各個入學，入選條件中設立的“年齡截止日期”，比如英國足球的年齡截止日期設立為9月1號，中國小學入學年齡截止期是12月31號，美國通常于9月1號開啟入學...這一系列截止日期都會成為孩子最開始擁有的“怪異的優勢”。

重要的是，這些“怪異的優勢”不為人知，而“成功皆是個人刻苦的成果”思想卻深入人心；自然而然人們容易將“失敗”的責任全部攬到自己身上 —— “我在某處失敗了，全然是因為我自身的問題。”

這個論文的研究僅僅指出了眾多隱形因素中的一個；因此我們可以想象有多少我們習以為常，自然接受的“規則和習慣”添加了一些人的阻礙，又成就了一些人的優勢。

指導老師感言

程娟老師

學生在學習完AP課程后的時間后，我們會讓學生將自己所學的理論知識運用到實際生活中，在我的微積分和統計學班上，同學們都對于AP項目比較感興趣，他們覺得這是一個比較好的理論結合實際的機會，我會讓他們提出一些他們感興趣的問題，并結合所學的理論知識，完成分析和解決問題，并寫出一篇小論文。

因為數學是基礎學科，和很多學科都是有聯系的，特別是實際問題，有許多跨學科的時候，王烜燁和望然然同學的論文的數據就需要生物數據，所以他們需要和生物老師聯系實驗數據收集的可行性和可操作性，感謝李軒老師，在我讓同學和她聯系的時候，她很快就答應了幫助培訓學生做實驗和收集數據，雖然第一次數據失敗了，但是學生們很快調整并分析失敗的原因，并重新制定了計劃來收集數據，第二次數據成功收集。有了數據信息后，他們需要分析數據，并擬合模型，分析成稿，我在讀他們的初稿論文時，會給他們一下反饋，我會問他們為什么覺得自己使用的理論是可行的，在他們對我問他們的問題進行小組討論的時，他們自己會發現一些可以修改的地方，學生們在寫完論文后，都會感嘆原來我們的理論學習可以運用在這些實際的生活中。

我鼓勵他們參加此次的京領論壇青少年，這樣他們的論文有來自來自哈佛大學、劍橋大學、牛津大學等多領域學者專家的評審，對他們來說是一次很好的科研機會，在這次參賽中，我看到了同學們的跨學科的串聯能力、自主學習的能力、精益求精的精神（有學生在最后投稿的時候還在和我商量文稿的格式，論文題目的完善等等），整個過程我看到他們的好奇心、探索和專研精神。今年雖然是我們第一次參賽，但學生們表現都不錯，取得了最佳論文一，二， 三等獎，祝賀我們的同學們！

全球院士論壇簡介

Global Academician Forum

京領全球院士論壇由京領與來自哈佛大學、劍橋大學、牛津大學等多領域學者專家共同發起，秉持教育讓人生更美好的初心，以培養國際化創新性人才為使命，依托百余位來自以哈佛大學為代表的藤校終身正教授以及以劍橋大學、牛津大學為代表的名校教授，打造全球領先的青少年科研平臺，點燃青少年對創新和科研的熱情，讓更多學校培養出具有科研素養的學生，讓社會涌現出更多具備國際化創新性人才素養的年輕人。

京領全球院士論壇暨青少年科研論壇為點燃青少年對于科研創新的熱情、提升青少年科研素養與能力，為青少年提供科研成果的展示平臺，組委會以人文社科、經濟管理、科學、信息工程、醫藥健康、藝術設計六大學科，面向全球的青少年征集科研論文。在評審中，論壇組委會基于世界通行的學術標準，包括論文選題、研究價值、研究方法、論證分析、文獻引用以及原創性，對論文進行了嚴謹的評審。