ISEF競賽機械工程/環境科學課題獲獎作品解析

隨著近年來申請TOP美本人數不斷增多，各項科研賽事不斷內(nei) 卷，大學招生官越來看重學生的綜合素質。如何通過一個(ge) 科研項目全麵地展示自己的科研思維、實操能力、項目參與(yu) 度和社會(hui) 觀察力，最大化發揮科研的作用，成為(wei) 了許多學生和家長的難題。

對於(yu) 把目標鎖定在機械工程、環境科學等專(zhuan) 業(ye) 的學生來說，最佳的破解之法也許就藏在ISEF的舞台上！

機械工程與(yu) 環境科學賽道比較硬核，項目中精彩的實物展示、數據對比能夠充分體(ti) 現學生的綜合能力，讓評委與(yu) 招生官眼前一亮！隻要具備契合自己的選題，肯於(yu) 鑽研的努力與(yu) 決(jue) 心，加之導師的正確引導，“科研小白”也能駕馭這份“背提神器”！

01、ISEF賽事解析

1、什麽(me) 是ISEF？

國際科學工程大賽（Internationa Science and Egineering Fair，ISEF）由美國Society for Science在1950年首次舉(ju) 辦，被譽為(wei) 青少年科創“世界杯”，從(cong) 首屆創辦以來，ISEF為(wei) 全球知名大學、名企輸送了大量頂尖科技人才。

ISEF在全球範圍內(nei) 知名度高、影響力廣，今年剛結束的ISEF大賽吸引了來自美國49個(ge) 州以及全球63個(ge) 國家以及地區，共計1750位參賽者參加。

2、ISEF參賽規則

• 參賽對象針對高中生（9-12年級），在2022年5月1日前必須小於20歲；
• 每位參賽者每年隻能提交一項作品，且該作品的研究時間不得早於2022年1月1日；
• 團隊項目不得超過3人且團隊項目成員在報名後不能修改；
• 團隊項目與個人項目會一起評審，根據項目質量進行評選；
• 文獻綜述類科研項目不得參加ISEF;
• 如參賽項目是一個大型科研項目的一部分，學生僅可展示自己完成的部分。

3、ISEF評審標準

W老師

作為(wei) 青少年科研賽事的“世界杯”，ISEF對於(yu) 參賽選手們(men) 的考察是非常全麵的，我們(men) 可以從(cong) ISEF的評審標準入手，更有針對性地備賽。

· 研究問題-10分

考察學生是否能在生活中發現有價(jia) 值的問題並清晰闡述。

· 研究計劃與(yu) 方法-15分

根據問題采用適合的研究方法，如數據分析和實驗等。

· 研究執行-20分

研究的核心部分，進行數據收集整理等，應用具體(ti) 方法解決(jue) 問題，並最終得出有數據支撐的結論。

· 研究創新性-20分

· 課題呈現-35分

包括項目海報製作和答辯，清晰準確且有邏輯地將項目展示給評委。

 

02、ISEF選題思路

W老師

好的開始是成功的一半。一個(ge) 契合學生個(ge) 性和優(you) 勢的科研選題對於(yu) 備賽至關(guan) 重要。但選題並非越難越好，而是要適合中學生身份。我整理了三個(ge) 選題思路，供大家參考

1、從(cong) 個(ge) 人生活、學習(xi) 以及生活背景出發

代表課題：A Sound Solution: An Innovative Application of Insects’ Bioacoutics Effect on Herbaceous Plants

獲獎情況：2022 ISEF PLNT Fourth Award

這個(ge) 思路適合絕大部分學生。其優(you) 勢在於(yu) 課題與(yu) 生活十分貼近，課題難度是高中生可以駕馭,具有鮮明的個(ge) 人特點和地域特色。而能夠從(cong) 生活中細致觀察發現問題的能力也是ISEF十分看中的。

2、從(cong) 交叉學科出發

代表課題：BiDEX-Liver Fluke Infection AI Screening System

獲獎情況：2022 ISEF TMED First Award

這個(ge) 思路適合對跨學科研究感興(xing) 趣的學生。

我比較推薦用計算機與(yu) 其他學科領域相結合，一是因為(wei) 現在計算機技術發展迅速，它幾乎可以跟任何學科相結合；二是提高研究效率，比如本來要進實驗室開展的生物實驗，可以用計算機技術進行線上模擬；三是增加數據量，這些數據會(hui) 讓你給評委留下深刻的印象，體(ti) 現研究的學術性和嚴(yan) 謹性。

3、從(cong) 科學前沿出發

代表課題：Self-Supervised 3D Human Motion Reconstruction

獲獎情況：2022 ISEF ROBO Second Award

這個(ge) 思路不太具有普適性，僅(jin) 適合有深厚知識儲(chu) 備、自學能力優(you) 秀的學生。

這類課題的共同點是，學生需要通過學習(xi) 大量的前置概念，難度甚至可能達到研究生級別，而且學生需要對這個(ge) 領域具有極其強烈的興(xing) 趣和研究熱情，這樣才能堅持研究下去。

如果學生沒有很強的自驅力和學習(xi) 能力，貿然嚐試這類選題，就可能麵臨(lin) 做不出來、研究陷入僵局的困境，這可能成為(wei) 引發學術誠信問題的誘因。

03、工程類獲獎項目分析

2022 ETSD First Award/George

D. Yancopoulos Innovator Award

課題：First Insights Into a Novel Synchronous Reluctance Electric Motor Design

老師點評

1. 該項目發現了市麵現有電車引擎存在的問題，指出自己研究項目的必要性和創新之處。
2. 用照片展示自己的研究過程，並展示自己的設計實物，可以細致地體現自己的投入度。
3. 用實驗數據證明該項目設計的引擎性能優於市麵現有引擎，數據清晰嚴謹。
4. 在結論處指出自己設計的引擎未來的應用領域，體現項目的實用性。

 

2022 ETSD First Award / Craig

R. Barrett Award for Innovation

課題：Around the World in Eighty Days: Small Radiosesondes on a Great Mission

老師點評

1. 該項目課題名稱非常具有吸引力，字數不多但體現了創新之處。
2. 指出目前用於氣象觀測的氣球所存在的缺陷，並用自己設計的芯片進行改良，體現課題的實用價值。
3. 用大量的圖片展示出自己設計的氣球的觀測路線和數據，視覺衝擊力強，使人印象深刻。

 

2022 ENEV First Award

課題：Eqwis: Rapid Animal Detection and Driver Warning System To Mitigate Animal Vehicle Collisions Using Artificial Intelligence

老師點評

1. 該項目具有鮮明的地域特色，能夠解決學生所在地存在的問題，體現出學生的社會觀察力和責任感。
2. 項目應用技術難度並非頂尖，但是與所要解決的問題完美地契合。
3. 在結論部分通過對比展示項目的優越性，並通過升華體現項目的社會價值和經濟價值。

 

2022 ENBM First Award

課題：A Novel End-to-End Deep Learning Pipeline for Stereotactic Cranial Surgery Planning

老師點評

1. 項目技術硬核，並與許多前沿的算法進行比較，體現出項目的優越性。
2. 並用圖片展示項目的設計成果的應用場景，體現出項目的應用價值和經濟價值。

關(guan) 於(yu) 科研，我們(men) 建議這樣做······

1. 科研賽事需要個性化，強調一致性與延伸性，切勿左右開弓，各種嚐試
2. 學會合理利用就讀學校所在地的地區優勢
3. 注重時間管理，拉長時間線，讓每個階段都能有所進步
4. 重視項目選擇，切勿盲目跟風，巧妙借勢，舉一反三，成果最大化
5. 注重心態調整，關注學生的心理健康，及時幹預和調整
6. 目光長遠，顧全大局