摘得國際科學獎的上海中學生

王煜

彼此調和產生新顏色的方式卻讓姚悅大受啟發：如果這些顏色都是一個個的數值，那么為什么不能用它們來進行計算呢？

一

個透明盒子，里面裝著些不起眼的電子元件，全套設備成本不超過2000元，運算速度卻可能達到現有計算機的幾百倍。想象中，這樣的設備的發明者應該是一個“科技怪咖”，而實際捧著金牌站在人們面前的，只是一個高二的青年，言談間，稚嫩之中帶著羞澀，真誠之中帶著執著，說到興奮處，眼神之中閃動著光芒。

他是上海交大附中嘉定分校的姚悅，兩個月前，他以“光計算機”的發明項目，獲得2014年英特爾國際科學與工程競賽的金牌。他發明的是一個“盒子”，而他也自稱是從傳統教育模式的“盒子”里探出頭來的幸運兒。

“死而復生”的金牌設想

國際科學與工程競賽（International Science and Engineering Fair），簡稱ISEF，創辦64年來，對青少年的科技創新事業做出了顯著的貢獻和推動，在全球范圍內日益名盛，被冠之以世界范圍內中學生科學界的“奧林匹克”。

姚悅的獲獎項目說起來并不復雜，卻被業內專家認為是充滿顛覆式的思維和異想天開的創新。我們現在使用的計算機運算原理是二進制，所有需要計算的數值都由“0”和“1”來表示，通過兩個數字排列順序的變化來表示不同的數值，然后再進行計算。姚悅的“光計算機”的設計思想和上述的原理基本一致，只是用不同顏色的光代替了原來的“0”和“1”表示的數字，然后通過兩個顏色的疊加產生新的顏色，就像將兩個數字進行加法運算一樣，識別新的顏色就能得到計算出的數值。因為顏色有很多種，而且光的混合“不需要時間”，直接識別新的顏色很快捷，所以理論上姚悅設計的光計算機的運算速度能比現有計算機提高上百倍。國內光學計算機領域的知名專家、上海大學博導金翊評價說：他從未見到有論文闡述姚悅類似的想法，“這是顛覆性的”。

這頗具革新色彩的題目，誕生的靈感來自偶然的交談。姚悅有一位學美術的朋友，一次，姚悅在向他請教有關調色的知識時抱怨：這么多的調色搭配，怎么可能記得住啊。朋友告訴他，調色根本沒有他想象的那么復雜，而是有著最基本的合成規律：在色環（顏色分布圖）上，任何兩個點之間的顏色都可以調和產生新的顏色。這次談話后，雖然還是沒有記住具體的顏色調配組合，可這種彼此調和產生新顏色的方式卻讓姚悅大受啟發：如果這些顏色都是一個個的數值，那么為什么不能用它們來進行計算呢？想到這些之后，姚悅決定在綜合課上提出這個想法，向老師申請作為自己的研究課題。

雖然姚悅自己對這個課題充滿興趣，但是需要得到老師和專家的認可才能真正動手去做。滿心歡喜的姚悅邀請了兩個小伙伴作為研究隊友，然而讓他大失所望的是，綜合課的不少老師都很嚴肅地告訴姚悅：這個題目是做不出來什么東西的，尤其是以他現在高中生的身份而言更是如此。

這樣的打擊讓兩個小伙伴選擇了退出，只剩姚悅一個人堅持下來。姚悅能走上國際舞臺，還多虧了那個把他的項目“從垃圾堆里撿回來”的人：上海青少年科學社志愿者張逸中。一年多前，在中國科協組織下，全國各地都在層層選拔，以組建參加ISEF的“國家隊”。張逸中在翻看被初審淘汰的課題時，發現了姚悅的作品，繼而力挺。“大概是因為這個想法太獨特了，沒人理解。”他說。

發明的實物初看上去確實平凡無奇。姚悅發明的光計算機的原型機只是裝在透明盒子里的一些簡單設備，沒有一個元件的價格超過100元，整體成本不超過2000元。航空托運到美國參賽時，零件在拆卸的過程中還出了問題，到賽場組裝之后怎么調試都不在合理誤差的范圍內。幸好在比賽的前晚，他在腦中進行各種錯誤的調試預演，第二天一早花了一個半小時調試完畢，一切恢復正常。

在往屆的ISEF中也有類似的故事在激勵著姚悅。2012年的賽事最高獎戈登·摩爾獎的獲得者是美國馬里蘭州的一名15歲的中學生杰克。杰克的叔叔因為胰腺癌晚期而離世，他覺得應該想辦法來幫助更多胰腺癌的患者：發明一種試紙，更早、更經濟、更快捷地檢測出胰腺癌。聽上去像天方夜譚，對普通人是，對專家學者也是。杰克把自己的方案投給了兩百多個教授，得到的回應幾乎都是“這只是幻想”。最終只有一個教授邀請他來到自己的實驗室，在那里杰克對著教授和他的十幾名學生做展示講解。講完之后教授讓他的博士生們評價杰克的想法。當所有博士生對杰克“狂轟濫炸”之后，教授看著杰克，告訴他這個想法可以做。在剩下不到兩年的時間里，杰克就在實驗室不斷地完善自己的想法，攻破那些別人認為不可能的難關，把他的試紙做了出來。通過實驗證明，相比已有的測試方法，杰克的試紙的速度快28倍、價格低28倍且靈敏度高100多倍，普通人就可以依照說明書上的指示測出結果。

沖破傳統教育“盒子”

在美國參加ISEF的7天時間里，姚悅大開眼界。在展示過程中，其中一位評委沒有任何的架子，走到了姚悅的展臺前，對他笑笑說：不要用專業術語，要用那些能夠讓老奶奶聽得懂的話來講。聽完姚悅的講解后，評委一邊夸獎還一邊和他開玩笑：“我現在是個沒工作的人，你將來創立了大公司，可記得來找我哈。”姚悅后來才知道，這個人是加州大學的理工博士；而最終決定頒獎給他的幾十位評審里，還包括諾貝爾獎得主。

“在他們的眼中，只要你的成績在及格線以上，那么你與那些分數更高的人沒有什么區別。”這種對學術平等而開放的態度，讓姚悅刻骨銘心。姚悅說，自己從來不是學霸，之前也沒拿過其他任何比賽的名次。他的成績在年級里排40名左右，沒有一門課特別強，也沒弱項。從小到大，他除了上過英語培訓班之外，也從來沒有讀過課余輔導班，沒有參加任何奧數、文理競賽輔導。

在賽場上，讓姚悅印象深刻的還有德國代表隊。整個德國代表隊的成員有10人，最大的14歲，最小的13歲，有兩人獲得了青年科學家獎。這讓他大為感嘆：國內同齡的孩子還在滿足于聽懂課堂的授課，而國外的孩子們已經參加了世界范圍的科技創新大賽。在交流的過程中，姚悅發現他們不僅想法獨特，而且項目都做得非常扎實深入，足以讓國內的大學生汗顏。與中國孩子不同，對西方的青少年來說，尋找感興趣的課題進行研究和實驗，在大學階段以前就已經是家常便飯了，孩子們通過查閱資料和咨詢老師，甚至跑去申請一些專家教授的指導，得出相應的研究成果。從本質上來講，即便是那些上幼兒園的小朋友，他們做的課題和大學生甚至是專家教授的研究也沒有區別。在英國，曾經有幼兒園小朋友通過努力集體完成了一項課題，并最終被發表在國際科學界的權威期刊《Nature》上。endprint

通過這次比賽，姚悅覺得自己對教育有了不一樣的看法。反觀國內教育的現狀，應付考試還是日常教學的重點，老師在課堂上傳授的主要是具體的知識點，不需要知道是“怎么來的”，也不需要知道“為什么”，但一定要知道“是什么”。對于方法的要求也更多集中在解決考試題目上，自由的想象和顛覆的創新則因為對于升學沒有幫助而被斥為異端、“打入冷宮”。姚悅給記者打了個比方：現在絕大多數的課堂就好比是一個個的小盒子，一個個小小的封閉空間，而同學們則是在老師的帶領下在這個狹小的空間內去捉迷藏；即便進入了更高的學府，所改變的也不過是盒子的大小而已，不鉆研的話就永遠不會有機會來到盒子的外邊，去發現求知真正迷人的地方。姚悅直言自己很幸運，因為相比其他同學，他有機會從盒子中探出頭來，發現了外邊世界的美麗，他很珍惜。

“發現孩子的興趣并加以鼓勵和引導，讓他們有不一樣的學習體驗，這也正是現在的基礎教育改革的一個趨勢。”在姚悅獲獎后不久舉行的2014上海基礎教育信息化論壇上，上海市教委基礎教育處處長倪閩景這樣說。他介紹說，作為全國教育改革的先鋒，上海正在嘗試在中小學日常的課堂中加入更多自主研究的部分，讓學生有更多的機會自己動手操作，對感興趣的課題進行研究。姚悅的獲獎項目就是在學校新開設的綜合課上，得到了一次能夠自己鉆研的機會。但是現在學校的措施還遠不能達到國外的水準，每周一次的綜合課雖有幫助，但杯水車薪。

另外，雖然社會各界一直強調要讓學生能夠更多去學習與自己興趣相關的東西，但是不能忽略的現實問題是，在考試、升學等壓力面前，學生們在耗費了大量的精力和時間去學習基本的課程之后，是否還有余力去接觸課程以外的內容？“要讓學生有更多的精力去接觸感興趣的內容，所以最基礎的課程內容也就需要相應地做一定的壓縮。”倪閩景告訴記者，“這也是基礎教育改革的另外一個趨勢。”（實習生李玉對本文有貢獻）

上海學生財商全球最高

由經濟合作與發展組織（OECD）發布的國際學生評估項目（PISA）“2012年財經素養測評國際報告”顯示，上海學生平均成績高達603分居首，較參與國平均分500分高出103分。

此前上海已連續兩次在PISA數學、閱讀素養和科學項目中全球“奪魁”，在上海“四個中心”建設的大背景下，這一現象也引發教育專家的關注和討論。專家分析稱，上海連續“稱霸”PISA測試的“秘密武器”是基礎學科扎實。

上海市教育科學研究院相關專家表示，目前正在研究在數學、思想政治等基礎教育課程中進行包括財經素養在內的跨學科領域滲透。在不加重學生負擔的前提下，讓他們接觸到更多的金融、經濟知識。

對于這一成績，有評論認為上海學生學習很苦，學校和家長給的壓力不小，上海市教委基礎教育處處長倪閩景回應說：“我也注意到了社會上存在這樣的聲音，但我覺得這類聲音并不客觀。事實上上海的孩子確實非常優秀，而這種優秀的來源，有多方面原因。孩子自身的努力，也是非常重要的。說我們中國的孩子就是‘死讀書，就是考試成績很好，能力不行，這樣的說法對我們的孩子來說是不公平的。因為一個孩子努力學習，是非常寶貴的品質。努力本身是一個國家和地區競爭的軟實力體現。諷刺孩子只會讀書，只會考試，是不公平的。

香港曾經有一個評論家說過，上海基礎教育最令人感動的是三個方面：一是均衡，不同的家庭背景的孩子都很優秀。二是學生非常努力，他們的努力應該是被表揚的，而不是被諷刺的。第三是成績很優異，這是基于前面兩個方面得出的良好的結果。” （綜合《東方早報》報道）endprint