2022丘成桐中學科學獎（丘獎）內(nei) 地賽區已於(yu) 4月15日開始報名。數學、物理、化學、生物、計算機、經濟金融建模六大獎項同步開通網上注冊(ce) 報名通道。丘成桐科學獎自開辟以來，就在國際上極具影響力和認可度。參賽院校不乏國內(nei) 外頂尖高中，且受到了國內(nei) 外的高校招生官的一致青睞。作為(wei) 曾經備戰丘獎的一員，我想分享一下自己的備賽以及參賽心路曆程。
01結緣丘賽：我眼中的丘成桐中學科學獎
從(cong) 最開始接觸科研這條路時，我就通過各種路徑了解了國內(nei) 含金量較高的科研類賽事。首當其衝(chong) 的就是丘獎，從(cong) 那時起，就一直向往著自己的項目能夠進入丘獎的頒獎台。我當時參加丘獎隻是為(wei) 了榮譽，同時希望獲得清華大學招生的優(you) 惠政策。雖
然現在看來，作為(wei) 一個(ge) 高考路徑的學生，丘獎並沒有讓我去到清華，但在這一整個(ge) 科研的過程中我比同齡人更早確定了自己未來的方向，同時也跟很多清華的學長們(men) 和老師成為(wei) 了朋友，這為(wei) 我之後成為(wei) 清華大學的科研助教（Research Assistant）、大一發表頂級會(hui) 議論文，還有申請本科轉學奠定了極大的基礎，整體(ti) 來說是一次難得可貴、十分難忘的經曆。
02高中生為(wei) 什麽(me) 要參加丘獎？
針對這個(ge) 問題我希望分兩(liang) 類人群進行分析：
a. 備戰高考的普高學生：
丘獎是眾(zhong) 多高中生科研類型比賽中難度較高，門檻較高的比賽，目前按照清北的政策丘獎是沒有實際優(you) 惠的，所以丘獎就毫無用處嗎？
答案肯定是否認的。中國大學生經常會(hui) 麵臨(lin) 的一個(ge) 大問題就是大學專(zhuan) 業(ye) 的選擇，選擇一個(ge) 好的專(zhuan) 業(ye) 順風順水，讀到不合適的專(zhuan) 業(ye) 痛苦整個(ge) 四年，所以丘獎是一個(ge) 很好的對未來領域做出選擇的機會(hui) ，可以在比賽過程中認清自己真正想做什麽(me) 不想做什麽(me) 。
b. 備戰美國和英國頂尖大學的出國黨(dang) &美高以及海外高中生：
丘獎是國內(nei) 賽事中國際知名度較高的比賽，甚至可以比肩ISEF，所以大部分參加丘獎的選手都是為(wei) 了背景提升，同時相比較國內(nei) 的應試教育，國外更喜歡學生自己動手做的大項目，這是高中生個(ge) 人能力和素養(yang) 的體(ti) 現。
03高中生想要參加丘獎需要具備什麽(me) 能力？
首先，需要牢牢掌握課內(nei) 知識或者有把握拿下申請需要的硬性指標，也就是說，對於(yu) 普高生，需要對高考科目的學習(xi) 得心應手，做項目和比賽的同時不會(hui) 耽誤到課內(nei) 知識的吸收程度；對於(yu) 出國黨(dang) 和美高生，需要同時保持一個(ge) 較高的（符合心中標準的）GPA，不能指望參加丘獎彎道超車。
其次，參加計算機類的參賽者需要具有一定的計算機功底，也就是說需要會(hui) C,C++,Python,Java一類的語言；參加數學物理等領域的視情況而定，比如純理論研究不需要太多的編程要求，但要求較深的學科知識和理解能力。
更重要的是，參賽者需要有充足的自我學習(xi) 和自我探索能力，因為(wei) 項目進行時會(hui) 遇到各種各樣的問題不能指望一個(ge) 個(ge) 都問別人。
最後，有學科特長的選手，比如參加過數學物理或者信息等競賽的同學可以優(you) 先考慮此類比賽。
04我的丘賽備戰過程
1. 第一階段基礎學習(xi) ：19年，我選擇清華大學人文與(yu) 計算科學實驗室作為(wei) 培養(yang) 地點，在之後我自己選擇了人工智能說唱歌詞生成作為(wei) 課題並在19年8月進行了開題。前三個(ge) 月的時間，我在教授的推薦下學習(xi) 了人工智能的相關(guan) 基礎內(nei) 容，包括機器學習(xi) 的入門知識還有深度學習(xi) 的經典網絡。然而學習(xi) 了這些內(nei) 容後我還是對具體(ti) 的實踐一頭霧水，於(yu) 是開始在網上學習(xi) python語言，同時在github上克隆項目並進行代碼解讀。
2. 第二階段項目攻堅：19年末，我第一次通過改寫(xie) LSTM網絡實現了機器對歌詞押韻的學習(xi) 。20年初，我第一次見識到GPT-2模型的強大，並很快進行了複現和訓練，得到了第一版的說唱生成模型。接下來，我用了三個(ge) 月的時間進行模型改進與(yu) 結合，最後實現了可以指定主題的說唱歌詞生成模型。
5月份的時候開始初版論文的撰寫(xie) ，僅(jin) 一周時間就完成了7000字的論文，並完成了項目答辯。6月份的時候我開始對論文進行重構，使用標準的latex格式和頂會(hui) 模板在overleaf進行編輯，一個(ge) 月的時間內(nei) 完成了較為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 的論文的撰寫(xie) ，也為(wei) 後來丘獎做出了鋪墊。
8月份我憑借項目在一個(ge) 人工智能大賽中獲得頭獎，於(yu) 是繼續參加了接下來的丘獎。
3. 第三階段收獲成果：9月，我針對丘獎實現了一個(ge) 基於(yu) Django的展示平台。10月我成功通過複賽，並將論文翻譯為(wei) 了英文版。最後一個(ge) 月的時間不斷練習(xi) 英語口語，並完成了12月的最終答辯，獲得丘成桐科學獎的優(you) 勝獎。
總的來說，我在自己的努力下攻克眾(zhong) 多難關(guan) 實現了模型訓練，展示平台構建，論文撰寫(xie) ，答辯等流程，最後用項目參加丘獎，一路過關(guan) 斬將，並在比賽中逐步對項目進行完善。過程中遇到的困難數不勝數就不一一列舉(ju) 了，參加項目就要做好挑戰自我的準備。
05準備丘賽中挑戰最大的是什麽(me) ？
在準備丘賽的過程中遇到了很多的挑戰。首先是關(guan) 於(yu) Python環境的搭建，各種第三方庫的安裝，接著是對前沿人工智能自然語言處理領域模型的研究，其中涉及各種複雜的數學原理和線性代數知識。
其次是是模型訓練需要GPU，由於(yu) 家裏沒有顯卡隻能通過Google Colab免費的顯卡進行訓練。再之後是論文的撰寫(xie) ，其中包括論文結構、內(nei) 容的調整，還有使用overleaf進行排版。最後是純英文答辯，對英語能力也是極大的挑戰。
在此，需要強調一些對於(yu) 高中生而言相對較為(wei) 困難的地方：
1. 對於(yu) 前沿領域的快速理解和應用能力。如果想要完全掌握前沿領域的相關(guan) 知識，對於(yu) 一個(ge) 普通的高中生來說無論在時間上還是精力上都是不太允許，所以需要學生對前沿知識有快速的理解能力，能夠抽象出大概的原理和使用方法就足夠了。
2. 個(ge) 人能力。麵向隻有一人參賽的隊伍，參賽者需要承擔所有的任務，包括項目實現、論文撰寫(xie) 、溝通、答辯等等，這是對一個(ge) 人多方麵的考驗。同時時間觀念也很重要，參賽者需要能夠合理規劃時間和進度，合理地push自己，避免拖延。此外遇到困難時，沒有隊友的話很容易崩潰，所以還要磨煉自己的意誌，控製情緒。
3. 論文撰寫(xie) 。一篇完美的論文包括排版優(you) 美，結構合理，內(nei) 容充實、創新。這就需要寫(xie) 作者多閱讀頂會(hui) 文章，熟悉專(zhuan) 業(ye) 論文寫(xie) 作模式，同時還要多多閱讀文獻，為(wei) 論文增加必要的引用。
06通過參加丘獎收獲了什麽(me) ？
首先，收獲快樂(le) 。所有的艱辛在程序跑通、答辯完畢、拿到獎的時刻都顯得微不足道了，這種長期努力而得到的快樂(le) 是十分愜意的。
其次，收獲夥(huo) 伴。比賽過程中，會(hui) 認識很多很厲害的夥(huo) 伴，一起交流項目，學習(xi) 經驗等，在項目外的收獲是會(hui) 遠遠大於(yu) 項目本身的。
同時，收獲獎項。丘成桐獎含金量不用再贅述，項目還可以一物多用，參加其他賽事或者發表論文，SCI論文的含金量也是極大的。
最後，收獲意誌力。過程中極大磨煉一個(ge) 人的意誌，而這種品質對其它學科和事情也是至關(guan) 重要的。
07給想要備戰2022丘賽的小夥(huo) 伴們(men) 的建議
關(guan) 於(yu) 賽事規劃思路
a.確定升學目標：
首先想好未來的升學目標，是參加高考選拔還是進行美本的申請。這一點十分重要，因為(wei) 高中開始就應該養(yang) 成目標導向的習(xi) 慣，做事要有目的性，拒絕上頭。否則不管前因後果參加比賽很有可能把自己推入漩渦。
b.做好時間管理，準備投入足夠多的時間：
對課內(nei) 的事情做好時間安排，可以具體(ti) 到每周甚至每天的做項目和學習(xi) 時間的分配。做好分配才能合理地推進項目進度，同時保證課內(nei) 的東(dong) 西不落下。
c.做好心理準備，意識到自己將會(hui) 涉足新的領域，遇到新的困難和挑戰： 對於(yu) 第一次做項目的人來說，這無疑是一次巨大的挑戰，需要做好心理準備，清醒地知道自己將要做什麽(me) ，為(wei) 了什麽(me) 而做，會(hui) 有怎樣的後果，遇到困難和挫折怎麽(me) 辦。這些東(dong) 西提前想好，就可以防患於(yu) 未然，免得到時候遇到問題了應接不暇。
d.證明學術實力，直接助力申請：
對於(yu) 走美本申請路線的同學，如果發現項目進行得不錯，那麽(me) 就可以和自己未來的申請規劃進行結合，開辟屬於(yu) 自己的路線。申請中，這樣的一條路線是十分難得的，很難不獲得招生官的青睞。
關(guan) 於(yu) 選題的建議
在近兩(liang) 年丘獎的獲獎課題中，“人工智能”“大數據”相關(guan) 的研究占據了半壁江山，深刻體(ti) 現了產(chan) 業(ye) 界與(yu) 學術界對於(yu) 教育的影響。在選題時結合當下行業(ye) 熱點，向行業(ye) 前沿靠攏，是個(ge) 不錯的選擇。
要想在眾(zhong) 多課題中脫穎而出，不僅(jin) 要考慮到行業(ye) 特點，也要考慮到自身個(ge) 性，選擇適合中學生身份的研究方向。對此我整理了兩(liang) 個(ge) 選題思路供大家參考：
1. 從(cong) 個(ge) 人生活、學習(xi) 以及生活背景角度出發
這類課題需要學生從(cong) 生活中的問題和現象出發，歸約到已知的問題形式，再用已有的方法去嚐試解決(jue) 這個(ge) 問題。此類選題的優(you) 勢在於(yu) 其源自於(yu) 生活，具有現實意義(yi) ，而研究的問題本身就是一個(ge) 創新，能夠更好地體(ti) 現學生的創新意識與(yu) 能力。
以我參加丘獎的選題為(wei) 例：我的選題就是這麽(me) 來的。因為(wei) 我本身就是說唱愛好者，同時也參加信息學競賽，在得知AI能夠主力文本生成這個(ge) 方向後，我決(jue) 定創新性地嚐試通過AI對說唱歌詞進行生成。
2. 從(cong) 科學前沿出發
這類課題研究計算機科學與(yu) 技術領域已有的常見問題，創新點主要集中在研究方法上，一般是對已有的方法進行一些微創新，或是把原來兩(liang) 種不同的方法整合在一起。
比如，我的項目最後也是這樣的：我通過當時熱門的GPT-2模型，結合傳(chuan) 統的LSTM模型和LDA主題分析模型，對生成重複度較高的問題提出了一些創新性的小改進，最後便產(chan) 生了較為(wei) 出色的效果。
丘獎參賽建議
1. 課題選擇需要考慮個(ge) 性化。
2. 要注重時間管理，拉長項目準備時間線，給充足時間在每個(ge) 階段收獲進步。
3. 項目選擇要慎重，三思而後行。切勿盲目跟風，要巧妙借勢，結合自身優(you) 勢。
4. 及時調整心態，關(guan) 注心理健康，及時幹預和調整。
5. 目光要放長遠，結合目標，顧全大局。要衡量好丘獎對自己的價(jia) 值有多大，避免頭重腳輕，如果遇到無法解決(jue) 的困難要學會(hui) 放棄，及時止損，科研不是唯一路徑，不要忘了主要目標。
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