大学导师指导高中生做课题!嘉定一中这样“解锁”青少年科学教育“密码”

来源:上海教育新闻网

作者:刘时玉

时间:2026-04-03 09:51:36

融合传统与科技,研发硬笔书法人工智能评判系统;守护银发老人的安康,打造具备慢性病管理和过敏原控制的智能餐饮系统;促进工程优化,设计基于三维建模和优化算法的河道挖掘与高速公路系统……日前在嘉定区第一中学举行的第三届嘉懿科学论坛暨科学导师聘任仪式中,一系列兼具创新性与实用性的学生科创课题集中亮相,展现了当代学子的科学素养与创新活力。

现场,多所高校专家教授莅临现场,与高中学生“零距离”教学互动。香港培侨中学学生代表现场参会,中科嘉一教育集团师生线上参与,共赴这场科学盛宴。

10组学生聚焦真实问题“亮相”科学论坛

论坛中,10组学生展示了他们历时一年的课题研究成果,涵盖生物医学、环境科学、人工智能等三大领域。这些课题中既有对AI赋能社会生活的理性思考,也有对环境居住适宜性的检测探究;既有对走路形态的纠正设备的创新设计,也有基于健康生活的长者食堂餐饮系统建构。

其中,“人工智能、算法与智能系统组”的课题紧扣人工智能发展前沿,聚焦现实需求,展现了嘉一学子扎实的学科基础与敏锐的创新思维。如,赵睿宁、李慕梁、李明谦同学带来的《基于多维度特征提取与TOPSIS 熵权法的硬笔书法人工智能评判系统构建》,以传统书法审美为核心,创新地将笔法、字法、章法等抽象审美标准转化为可量化的评价指标,实现了硬笔书法评审的高效、公正与可复现,为传统文化与现代科技的深度融合提供了切实可行的方案。

又如,施悦涵同学的《AI学坏了吗?多智能体共性传染问题及其解决思路》,精准捕捉多智能体系统运行中的“共性传染”痛点,通过分析训练语料特征,提出个性化训练方案,为提升大模型应用多样性、规避智能趋同问题提供了新思路。叶嘉同学研发的《基于声音分析的乒乓球击球质量判断系统》,通过挖掘乒乓球碰撞声音频谱与击球质量的内在关联,借助机器学习技术,实现了低成本、非侵入式的击球质量实时判断,为大众体育训练提供了便捷的智能辅助工具。

此外,“生物医学、健康管理与生活服务组”聚焦民生痛点,徐雨婷等同学研发的《一种具备慢性病管理和过敏原控制的社区长者食堂餐饮系统》,为社区养老就餐安全提供智能解决方案;汤志杰等同学的《“快寻”——基于RFID的双向定位的新型超市冷藏商品柜》,有效解决超市冷藏商品查找低效、错位纠错烦琐等问题;林沐阳同学的《基于运动方向检测的外八字纠正设备》,以日常穿戴为载体,助力步态矫正。

“工程、环境科学与地理信息技术组”立足生态保护与工程实践,曲子墨同学的《环境对居民居住适宜性检测探究》为城市规划与住房选择提供数据支撑;程紫懿同学的《灭绝植物虚拟重构与生态地图构建》以跨学科方式普及生物多样性知识;步羽宸等同学的《基于三维建模和优化算法的河道挖掘与高速公路系统设计》兼顾工程效率与生态保护;杨欣怡同学的《基于Python的农村自建房结构分析系统设计与实现》,为乡村住房安全提供低成本技术保障。

大学教授“零距离”指导高中生做课题

现场,点评专家分别对学生课题进行了专业指导。同济大学大数据与人工智能系主任、教授、博士生导师赵才荣认为,同学们的选题紧扣时代前沿与现实急需,展现出敏锐的理论感知力,即便部分研究尚未深入细化,完整的研究过程已为同学们埋下宝贵的科学种子,同时勉励学子主动接纳新技术,在科创实践中培养严谨缜密的科学素养。

此外,复旦大学物理系何琼教授肯定了同学们立足生活实际、聚焦真实问题的探究精神与实践能力,同时从研究内容深耕、技术路径选择、成果表达规范三个方面提出指导性建议,助力同学们优化课题、推广成果。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表示,同学们的研究融合前沿技术、体现多学科交叉特点,真正做到学以致用、知行合一,强调科学研究的核心不仅在于成果,更在于探究过程中的成长与收获。

华东师范大学二级教授、博士生导师、国务院政府特殊津贴专家、中国化学会会士姜雪峰教授通过现场连线进行总结点评:科学是引导人类探寻“我们从哪里来、我们到哪里去、我们是什么”三大终极之问的核心路径,一切智能应用都源于对垂直领域的深耕与学科的深度认知。他勉励嘉一学子,知识积累与认知提升虽潜移默化,却能夯实探索未知的底气,希望同学们以本次论坛为起点,保持好奇、深耕探究、学以致用,在科学探索中叩问终极命题。

中国科学院上海硅酸盐研究所副所长、研究员、嘉定一中科技副校长杨金山表示,同学们的课题选题精准务实,既体现了对前沿科技的探索,也饱含对社会现实的关怀,希望大家持续深化科学思维训练、提升探究能力。他提出,后续将进一步为同学们搭建科研交流平台,深化科普活动,营造浓厚科学氛围,勉励同学们将个人成长与国家发展紧密相连,以过硬本领扛起时代重任。

值得一提的是,为进一步强化科创教育专业支撑,学校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。中国科学院上海硅酸盐研究所副所长、研究员、嘉定一中科技副校长杨金山,嘉定一中党总支副书记沈淑雅共同为各位专家颁发聘书,高校与科研院所专家资源的融入,为学生的科学探索提供了权威指引与有力保障。

分层分类构建“科学教育金字塔”体系

嘉定一中副校长庄珠凤谈道,嘉懿科学论坛作为学校创新人才培养的重要实践平台,已连续举办三届,为学生搭建了课题研究、成果展示、专家指导的专业舞台,此次论坛更是学校百年校庆系列活动的重要载体,集中呈现了学校科创教育的丰硕成果。“这些课题既关注新兴前沿技术,也尝试改进日常生活,都聚焦了真实问题并提出了创造性的解决方案,实现了科技与教育的‘双向奔赴’,逐步形成了‘人人爱科学、人人做科学、人人创科学’的良好校园氛围。”

作为“全国中小学科学教育实验校”、嘉定区唯一的一所“上海市科学高中试点校”,嘉定一中是区域内科学教育的标杆。学生在各类竞赛和活动中表现出色,10位学生入选2025年上海市青少年工程院小研究员,5位学生入围百名“未来科学家”培养计划,这两个项目的入选总人数均位列全市第一。

“这些科学研究与竞赛活动极大地挖掘了学生的科学潜能,调动了他们的学习主动性和内驱力,带领他们找到了自己生命成长的内在密码。”庄珠凤表示,今年恰逢建校百年之际,学校将始终以“追踪前哲、认识时代”为校训,秉持“科学报国、争存图强”的校风,深耕科学教育特色,构建点面结合、分层分类、因材施教的“科学教育金字塔”培养体系。

另据悉,论坛当天还举行了《自主·合作·创新——嘉定一中2025研究性学习论文集》发布仪式,系统展示了学校一年来研究性学习的丰硕成果。上海市科技艺术教育中心副主任刘扬、嘉定区青少年科创集散地负责人王晗为获奖学生代表颁发证书,激励同学们持续深耕科学探索、勇攀创新高峰。

校方表示,未来,学校将继续坚守科学教育初心,深化馆企合作,完善创新人才培养体系,让科学精神浸润校园,让创新活力充分涌流,为国家科技创新人才培养持续贡献力量。

记者 刘时玉

学校供图



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