贴近生活实际、聚焦真实问题,中学生课题研究积极探索前沿科技

嘉懿科学论坛首次迎来初中生登台分享
青年报·青春上海记者 刘春霞/文 受访者/图
给鞋搭载传感器与震动提醒模块,帮助使用者在日常行走中逐步纠正外八字步态;研发集灯光提示与语音播报于一体的智能提示设备,科学守护社区养老就餐安全;用AI“复原”灭绝植物,帮助人们更好认识这些曾经生活在地球上的生命……在上海市嘉定区第一中学举行的第三届嘉懿科学论坛上,10组同学现场展示的研究课题赢得了大学教授的交口称赞。
自2024年创办至今,嘉懿科学论坛为学生提供了课题研究、成果展示、专家指导的专业舞台,成为嘉定一中培养创新人才的重要实践平台。今年的论坛首次迎来初中生参与,10组初高中学生的课题研究成果涵盖了生物医学、环境科学、人工智能等三大领域。
◇ 聚焦真实问题提出创造性解决方案 ◇
爷爷奶奶有高血压、高血糖等慢性健康问题,但他们对饮食禁忌了解不多,去社区长者食堂用餐时还是挑选了一些高油高糖的食物。一次陪长辈去长者食堂的用餐经历,让嘉一实验初级中学初二学生金玥辰关注起了老年群体的健康管理问题,于是和徐雨婷、徐玮洁同学组成团队展开课题研究。
她们调研发现,截至2024年底,我国60岁以上老年人口达2.8亿,其中空巢老人占比超半数,全国已建成社区长者食堂超5万家,成为居家养老体系的重要支撑。与此同时,65岁以上老年人慢性病患病率达76.8%,食物过敏发生率较成年人高出40%,当前多数社区长者食堂未能充分兼顾老年人个体饮食禁忌,易导致老年人因误食不适食物加重病情,且部分老年人对自身饮食禁忌认知不足,饮食选择存在盲目性。
如何能在老人就餐时直观进行提示呢?团队以小区门禁卡为灵感,开发了一套兼顾慢性病管理和过敏原控制的社区长者食堂餐饮系统:老年人在芯片卡中录入健康数据,持卡前往长者食堂选菜窗口,一刷卡,每道菜品前便会亮起红灯或绿灯,亮红灯说明该菜品不适合该名老人食用,亮绿灯则适合食用,直观告知其适宜食用的菜品,同时可标注口味偏好,实现精准化膳食管理。她们的这一课题在2024—2025学年全球发明大会中国区全国总决赛中斩获二等奖。
在去年的嘉懿科学论坛上,徐檬皓同学使用AI复原《山海经》里神奇异兽的课题经验了很多人。受学长启徐檬皓的发,程紫懿展开了用AI“复原”灭绝植物的探索。为了复原灭绝植物,她实地探访了上海植物园和上海辰山植物园,向科研人员深入了解我国灭绝植物情况,基于文献梳理构建灭绝植物基础科学数据集。目前,程紫懿已经借助AI大模型生成我国典型的12种灭绝植物三维动态形态及生态环境视频,并基于VSC开发工具制作了交互式灭绝植物生态地图。她坦言,这次课题研究激发了自己对生物学的兴趣,也对科学精神有了更深的体悟。
◇ 课题精准务实饱含对社会现实深切关怀 ◇
论坛上,10组同学一一上台展示课题研究成果。带来《AI学坏了吗?多智能体共性传染问题及其解决思路》的施悦涵同学说,研究过程中,她发现智能体在长期交互中极易趋同,为了从根源上解决智能体“学坏”,她运用LoRA微调技术反复调试训练数据,为三个AI角色设计了“人格DNA”。借用AI小镇思路进行方法的验证。“在整个课题研究过程中我深刻体会到,科研不仅需要技术突破,更需要对细节的耐心打磨。”
同学们的课题研究也得到了大学教授的认可。复旦大学物理系教授何琼充分肯定了同学们立足生活实际、聚焦真实问题、积极探索解决方案的探究精神与实践能力。上海交通大学环境科学与工程学院首席研究员、博士生导师程金平教授也认为,同学们的研究紧密贴近生活实际、聚焦真实问题,有效融合大数据处理、人工智能等前沿技术,技术路线科学严谨、研究目标清晰明确。各课题充分体现多学科交叉融合特点并能够灵活运用生物、数学建模等多领域知识开展研究,真正做到学以致用、知行合一。同济大学大数据与人工智能系主任、教授、博士生导师赵才荣表示,同学们展现出敏锐的理论感知力,选题紧扣当下前沿与现实急需,具有很强的时代价值。即便部分研究尚未深入细化,但其完整的研究过程本身已极具意义,为同学们埋下了宝贵的科学种子,是未来持续探索与成长的重要起点。
华东师范大学二级教授姜雪峰也勉励同学们,知识的积累、认知的提升往往在潜移默化中发生,看似未能即时见效,却在不断夯实探索未知的底气,希望同学们保持好奇、深耕探究、学以致用,在科学探索中叩问终极命题。
为进一步强化科创教育专业支撑,现场嘉定一中还举行了科学导师聘任仪式,聘请复旦大学何琼教授、上海交通大学程金平教授、同济大学赵才荣教授、华东师范大学姜雪峰教授担任嘉定一中科学导师。
青年报·青春上海记者 刘春霞/文 受访者/图
编辑:张红叶
来源:青春上海News—24小时青年报
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