摘得国际科学奖的上海中学生

王煜

彼此调和产生新颜色的方式却让姚悦大受启发：如果这些颜色都是一个个的数值，那么为什么不能用它们来进行计算呢？

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个透明盒子，里面装着些不起眼的电子元件，全套设备成本不超过2000元，运算速度却可能达到现有计算机的几百倍。想象中，这样的设备的发明者应该是一个“科技怪咖”，而实际捧着金牌站在人们面前的，只是一个高二的青年，言谈间，稚嫩之中带着羞涩，真诚之中带着执著，说到兴奋处，眼神之中闪动着光芒。

他是上海交大附中嘉定分校的姚悦，两个月前，他以“光计算机”的发明项目，获得2014年英特尔国际科学与工程竞赛的金牌。他发明的是一个“盒子”，而他也自称是从传统教育模式的“盒子”里探出头来的幸运儿。

“死而复生”的金牌设想

国际科学与工程竞赛（International Science and Engineering Fair），简称ISEF，创办64年来，对青少年的科技创新事业做出了显著的贡献和推动，在全球范围内日益名盛，被冠之以世界范围内中学生科学界的“奥林匹克”。

姚悦的获奖项目说起来并不复杂，却被业内专家认为是充满颠覆式的思维和异想天开的创新。我们现在使用的计算机运算原理是二进制，所有需要计算的数值都由“0”和“1”来表示，通过两个数字排列顺序的变化来表示不同的数值，然后再进行计算。姚悦的“光计算机”的设计思想和上述的原理基本一致，只是用不同颜色的光代替了原来的“0”和“1”表示的数字，然后通过两个颜色的叠加产生新的颜色，就像将两个数字进行加法运算一样，识别新的颜色就能得到计算出的数值。因为颜色有很多种，而且光的混合“不需要时间”，直接识别新的颜色很快捷，所以理论上姚悦设计的光计算机的运算速度能比现有计算机提高上百倍。国内光学计算机领域的知名专家、上海大学博导金翊评价说：他从未见到有论文阐述姚悦类似的想法，“这是颠覆性的”。

这颇具革新色彩的题目，诞生的灵感来自偶然的交谈。姚悦有一位学美术的朋友，一次，姚悦在向他请教有关调色的知识时抱怨：这么多的调色搭配，怎么可能记得住啊。朋友告诉他，调色根本没有他想象的那么复杂，而是有着最基本的合成规律：在色环（颜色分布图）上，任何两个点之间的颜色都可以调和产生新的颜色。这次谈话后，虽然还是没有记住具体的颜色调配组合，可这种彼此调和产生新颜色的方式却让姚悦大受启发：如果这些颜色都是一个个的数值，那么为什么不能用它们来进行计算呢？想到这些之后，姚悦决定在综合课上提出这个想法，向老师申请作为自己的研究课题。

虽然姚悦自己对这个课题充满兴趣，但是需要得到老师和专家的认可才能真正动手去做。满心欢喜的姚悦邀请了两个小伙伴作为研究队友，然而让他大失所望的是，综合课的不少老师都很严肃地告诉姚悦：这个题目是做不出来什么东西的，尤其是以他现在高中生的身份而言更是如此。

这样的打击让两个小伙伴选择了退出，只剩姚悦一个人坚持下来。姚悦能走上国际舞台，还多亏了那个把他的项目“从垃圾堆里捡回来”的人：上海青少年科学社志愿者张逸中。一年多前，在中国科协组织下，全国各地都在层层选拔，以组建参加ISEF的“国家队”。张逸中在翻看被初审淘汰的课题时，发现了姚悦的作品，继而力挺。“大概是因为这个想法太独特了，没人理解。”他说。

发明的实物初看上去确实平凡无奇。姚悦发明的光计算机的原型机只是装在透明盒子里的一些简单设备，没有一个元件的价格超过100元，整体成本不超过2000元。航空托运到美国参赛时，零件在拆卸的过程中还出了问题，到赛场组装之后怎么调试都不在合理误差的范围内。幸好在比赛的前晚，他在脑中进行各种错误的调试预演，第二天一早花了一个半小时调试完毕，一切恢复正常。

在往届的ISEF中也有类似的故事在激励着姚悦。2012年的赛事最高奖戈登·摩尔奖的获得者是美国马里兰州的一名15岁的中学生杰克。杰克的叔叔因为胰腺癌晚期而离世，他觉得应该想办法来帮助更多胰腺癌的患者：发明一种试纸，更早、更经济、更快捷地检测出胰腺癌。听上去像天方夜谭，对普通人是，对专家学者也是。杰克把自己的方案投给了两百多个教授，得到的回应几乎都是“这只是幻想”。最终只有一个教授邀请他来到自己的实验室，在那里杰克对着教授和他的十几名学生做展示讲解。讲完之后教授让他的博士生们评价杰克的想法。当所有博士生对杰克“狂轰滥炸”之后，教授看着杰克，告诉他这个想法可以做。在剩下不到两年的时间里，杰克就在实验室不断地完善自己的想法，攻破那些别人认为不可能的难关，把他的试纸做了出来。通过实验证明，相比已有的测试方法，杰克的试纸的速度快28倍、价格低28倍且灵敏度高100多倍，普通人就可以依照说明书上的指示测出结果。

冲破传统教育“盒子”

在美国参加ISEF的7天时间里，姚悦大开眼界。在展示过程中，其中一位评委没有任何的架子，走到了姚悦的展台前，对他笑笑说：不要用专业术语，要用那些能够让老奶奶听得懂的话来讲。听完姚悦的讲解后，评委一边夸奖还一边和他开玩笑：“我现在是个没工作的人，你将来创立了大公司，可记得来找我哈。”姚悦后来才知道，这个人是加州大学的理工博士；而最终决定颁奖给他的几十位评审里，还包括诺贝尔奖得主。

“在他们的眼中，只要你的成绩在及格线以上，那么你与那些分数更高的人没有什么区别。”这种对学术平等而开放的态度，让姚悦刻骨铭心。姚悦说，自己从来不是学霸，之前也没拿过其他任何比赛的名次。他的成绩在年级里排40名左右，没有一门课特别强，也没弱项。从小到大，他除了上过英语培训班之外，也从来没有读过课余辅导班，没有参加任何奥数、文理竞赛辅导。

在赛场上，让姚悦印象深刻的还有德国代表队。整个德国代表队的成员有10人，最大的14岁，最小的13岁，有两人获得了青年科学家奖。这让他大为感叹：国内同龄的孩子还在满足于听懂课堂的授课，而国外的孩子们已经参加了世界范围的科技创新大赛。在交流的过程中，姚悦发现他们不仅想法独特，而且项目都做得非常扎实深入，足以让国内的大学生汗颜。与中国孩子不同，对西方的青少年来说，寻找感兴趣的课题进行研究和实验，在大学阶段以前就已经是家常便饭了，孩子们通过查阅资料和咨询老师，甚至跑去申请一些专家教授的指导，得出相应的研究成果。从本质上来讲，即便是那些上幼儿园的小朋友，他们做的课题和大学生甚至是专家教授的研究也没有区别。在英国，曾经有幼儿园小朋友通过努力集体完成了一项课题，并最终被发表在国际科学界的权威期刊《Nature》上。endprint

通过这次比赛，姚悦觉得自己对教育有了不一样的看法。反观国内教育的现状，应付考试还是日常教学的重点，老师在课堂上传授的主要是具体的知识点，不需要知道是“怎么来的”，也不需要知道“为什么”，但一定要知道“是什么”。对于方法的要求也更多集中在解决考试题目上，自由的想象和颠覆的创新则因为对于升学没有帮助而被斥为异端、“打入冷宫”。姚悦给记者打了个比方：现在绝大多数的课堂就好比是一个个的小盒子，一个个小小的封闭空间，而同学们则是在老师的带领下在这个狭小的空间内去捉迷藏；即便进入了更高的学府，所改变的也不过是盒子的大小而已，不钻研的话就永远不会有机会来到盒子的外边，去发现求知真正迷人的地方。姚悦直言自己很幸运，因为相比其他同学，他有机会从盒子中探出头来，发现了外边世界的美丽，他很珍惜。

“发现孩子的兴趣并加以鼓励和引导，让他们有不一样的学习体验，这也正是现在的基础教育改革的一个趋势。”在姚悦获奖后不久举行的2014上海基础教育信息化论坛上，上海市教委基础教育处处长倪闽景这样说。他介绍说，作为全国教育改革的先锋，上海正在尝试在中小学日常的课堂中加入更多自主研究的部分，让学生有更多的机会自己动手操作，对感兴趣的课题进行研究。姚悦的获奖项目就是在学校新开设的综合课上，得到了一次能够自己钻研的机会。但是现在学校的措施还远不能达到国外的水准，每周一次的综合课虽有帮助，但杯水车薪。

另外，虽然社会各界一直强调要让学生能够更多去学习与自己兴趣相关的东西，但是不能忽略的现实问题是，在考试、升学等压力面前，学生们在耗费了大量的精力和时间去学习基本的课程之后，是否还有余力去接触课程以外的内容？“要让学生有更多的精力去接触感兴趣的内容，所以最基础的课程内容也就需要相应地做一定的压缩。”倪闽景告诉记者，“这也是基础教育改革的另外一个趋势。”（实习生李玉对本文有贡献）

上海学生财商全球最高

由经济合作与发展组织（OECD）发布的国际学生评估项目（PISA）“2012年财经素养测评国际报告”显示，上海学生平均成绩高达603分居首，较参与国平均分500分高出103分。

此前上海已连续两次在PISA数学、阅读素养和科学项目中全球“夺魁”，在上海“四个中心”建设的大背景下，这一现象也引发教育专家的关注和讨论。专家分析称，上海连续“称霸”PISA测试的“秘密武器”是基础学科扎实。

上海市教育科学研究院相关专家表示，目前正在研究在数学、思想政治等基础教育课程中进行包括财经素养在内的跨学科领域渗透。在不加重学生负担的前提下，让他们接触到更多的金融、经济知识。

对于这一成绩，有评论认为上海学生学习很苦，学校和家长给的压力不小，上海市教委基础教育处处长倪闽景回应说：“我也注意到了社会上存在这样的声音，但我觉得这类声音并不客观。事实上上海的孩子确实非常优秀，而这种优秀的来源，有多方面原因。孩子自身的努力，也是非常重要的。说我们中国的孩子就是‘死读书，就是考试成绩很好，能力不行，这样的说法对我们的孩子来说是不公平的。因为一个孩子努力学习，是非常宝贵的品质。努力本身是一个国家和地区竞争的软实力体现。讽刺孩子只会读书，只会考试，是不公平的。

香港曾经有一个评论家说过，上海基础教育最令人感动的是三个方面：一是均衡，不同的家庭背景的孩子都很优秀。二是学生非常努力，他们的努力应该是被表扬的，而不是被讽刺的。第三是成绩很优异，这是基于前面两个方面得出的良好的结果。” （综合《东方早报》报道）endprint