世外IBDP學(xué)子在上海市青少年科創(chuàng)賽中喜獲佳績(jī)

在三月剛結(jié)束的第34屆上海市青少年科技創(chuàng)新大賽中，上海市世界外國(guó)語(yǔ)中學(xué)IBDP高中部同學(xué)斬獲四名上海市一等獎(jiǎng)，兩名上海市二等獎(jiǎng)以及兩名上海市三等獎(jiǎng)。其中周正康，熊浩明和李景濤這一組同學(xué)以上海市第一名的成績(jī)晉級(jí)全國(guó)賽。

上海市科創(chuàng)賽一等獎(jiǎng)：周正康，熊浩明，李景濤

課題名稱：一種基于藤壺粘附性能的仿生膠水研制

所屬學(xué)科：化學(xué)

海洋污損一直是個(gè)非常大的問(wèn)題，每年全世界有數(shù)十億經(jīng)濟(jì)損失是海洋污損生物導(dǎo)致的。”相信許多人都或多或少了解海洋污損生物的危害性，它們不僅會(huì)縮短海洋設(shè)施的壽命，還會(huì)給船舶的航行增加阻力，能耗，引起危險(xiǎn)；但是，反過(guò)來(lái)想，海洋污損生物能始終黏附在船體上，堅(jiān)持不懈地造成損失，單靠這些生物的肌肉收縮顯然是做不到的，這不由引起了我們的好奇心，反觀我們接觸的更多的502強(qiáng)粘膠，粘性固然強(qiáng)，但接觸水后卻會(huì)被慢慢稀釋最終完全失效。通過(guò)上網(wǎng)查詢資料，我們了解到海洋污損生物中有一大“老大難”——藤壺，這種污損生物極難通過(guò)非人工的方式來(lái)清理，一些落后的地區(qū)甚至通過(guò)燃燒船體來(lái)清理黏附在船上的藤壺，然而這會(huì)造成大量污染和經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)屬得不償失。我們意識(shí)到，若是能闡明其附著原理，將對(duì)治理海洋污損產(chǎn)生一定參考意義。此外，從藤壺中分泌出的多種蛋白粘膠具有防水且天然無(wú)毒的特性，這能解決水下工作的粘結(jié)問(wèn)題，還具有醫(yī)藥應(yīng)用前景，能用于組織傷口粘合。

本課題歷經(jīng)9個(gè)月，從藤壺粘膠蛋白的制備開始，從中經(jīng)歷基因序列查詢優(yōu)化、基因序列人工合成、蛋白表達(dá)質(zhì)粒構(gòu)建、質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌、大腸桿菌蛋白表達(dá)和目的蛋白親和層析等實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在本課題的進(jìn)程中，很大的收獲是課題的研究方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用，研究材料等方面得到了全面提升，使我們認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究雖辛苦，但可以從中發(fā)現(xiàn)歡樂(lè)；找不到答案很正常，但要學(xué)習(xí)思考方法。

上海市科創(chuàng)賽一等獎(jiǎng)：劉梔鉌

課題名稱：輔助用藥管理APP

所屬學(xué)科：計(jì)算機(jī)科學(xué)

現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏越來(lái)越快，并逐步進(jìn)入老齡化社會(huì)，圍繞服藥產(chǎn)生的問(wèn)題越來(lái)越多。比如，現(xiàn)代人服用藥物越來(lái)越頻繁，而藥物不但更新?lián)Q代加快，其成分與作用也越來(lái)越復(fù)雜。本項(xiàng)目在深入梳理現(xiàn)代人的生活習(xí)慣與服藥時(shí)可能產(chǎn)生的問(wèn)題之后，提出了一個(gè)系統(tǒng)性解決方案，并在此基礎(chǔ)上嘗試開發(fā)了一款基于 Android 系統(tǒng)的輔助軟件。“輔助用藥管理APP”是一款針對(duì)醫(yī)生、藥劑師與護(hù)士缺位，現(xiàn)代人自主用藥而產(chǎn)生多種問(wèn)題的輔助解決方案。它不但提醒功能更友好更方便，而且具有類似于藥劑師的功能，提示用藥禁忌，針對(duì)特定活動(dòng)如飲酒、喝茶、開車、主持會(huì)議、簽署重要文件等活動(dòng)給出建議，特別是將用藥方式比對(duì)藥典以避免用藥錯(cuò)誤。在實(shí)施整個(gè)項(xiàng)目中，我不斷意識(shí)到了科技與社會(huì)的關(guān)系。只有擁有一顆善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，關(guān)注弱勢(shì)群體，才能讓科技更好地服務(wù)于社會(huì)。

上海市科創(chuàng)賽一等獎(jiǎng)：陳楮墨

課題名稱：利用NGS技術(shù)對(duì)大腸癌患者癌癥及正常組織的轉(zhuǎn)錄組比對(duì)研究

所屬學(xué)科：生物化學(xué)與分子生物學(xué)

下一代測(cè)序技術(shù)(NGS技術(shù)), 又稱作高通量測(cè)序技術(shù), 通過(guò)DNA或RNA提取、純化、建庫(kù)、生物信息學(xué)分析等實(shí)驗(yàn)操作，全面獲取細(xì)胞與組織的總RNA與轉(zhuǎn)錄組RNA，檢測(cè)腫瘤基因的變異與異常表達(dá)，提供較為準(zhǔn)確的治療靶點(diǎn)。我收集了五位結(jié)直腸癌患者的五對(duì)腫瘤組織樣本，并通過(guò)NGS技術(shù)比較正常組織(n: normal)與腫瘤組織(t: tumor)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)：我從樣本中提取出組織總RNA用于mRNA建庫(kù), 通過(guò)基于NGS轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)(RNA-seq)與生物信息學(xué)分析收集與導(dǎo)致結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)錄組信息，并以此作為臨床研究與治療的指導(dǎo)。確定這個(gè)項(xiàng)目的初衷是為緬懷我因直腸癌而去世的外公，我希望能夠通過(guò)自己的這項(xiàng)研究更加深入地了解結(jié)直腸癌，也希望人們可以共同關(guān)注NGS技術(shù)對(duì)于這種疾病，乃至其他惡性腫瘤的檢測(cè)與診斷作用，讓這類技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，在現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)揮更大的作用。

上海市科創(chuàng)賽一等獎(jiǎng)：葉子冠

課題名稱：基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)翼升力與阻力系數(shù)預(yù)測(cè)

所屬學(xué)科：數(shù)學(xué)

飛機(jī)作為一種主要的交通工具，在空中飛行時(shí)受氣流影響很大，為了降低飛行成本，同時(shí)保證飛機(jī)在高空中正常工作，需要對(duì)機(jī)翼進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。不同的機(jī)翼在不同的工作狀態(tài)下的受力情況也有不同。因此需要一定的方法在給定機(jī)翼形狀的情況下，模擬機(jī)翼在氣流中的飛行狀態(tài)，與此同時(shí)預(yù)測(cè)出機(jī)翼在不同工作工況下的升力系數(shù)和阻力系數(shù)，來(lái)判斷這樣的機(jī)翼設(shè)計(jì)是否可取。如果能利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成這個(gè)過(guò)程，則效率和精度都能夠提高很多。為了達(dá)到這一目的，選用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）來(lái)建立近似函數(shù),并用訓(xùn)練出來(lái)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬驗(yàn)證，評(píng)估BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對(duì)飛機(jī)機(jī)翼的升力和阻力系數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果是否可以達(dá)到預(yù)期的精度要求，是否可以應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用。即便最后我的數(shù)學(xué)模型能達(dá)到的精度只能給出粗略的估計(jì)，但還是擁有一定的實(shí)用價(jià)值。

上海市科創(chuàng)賽二等獎(jiǎng)：王胤淇

課題名稱：組合博弈的抽象數(shù)學(xué)原理和拓展

所屬學(xué)科：數(shù)學(xué)

我研究的課題是有關(guān)于雙人游戲的組合博弈問(wèn)題，屬于數(shù)學(xué)分支。項(xiàng)目起始于2018.11，于2019.1完成。項(xiàng)目?jī)?nèi)容主要簡(jiǎn)化了圍棋，重新制定了規(guī)則，并研究在不同組合排列下的游戲的特征函數(shù)。

該課題在學(xué)術(shù)上的意義為：通過(guò)Mathematics induction的證明方法，將實(shí)數(shù)集擴(kuò)展至超現(xiàn)實(shí)數(shù)，使我對(duì)實(shí)數(shù)有一個(gè)嶄新的認(rèn)識(shí)。而科創(chuàng)自身也具備意義：在豐富自身課余生活的同時(shí)，我擴(kuò)展了自身的知識(shí)層面，在研究各類復(fù)雜的文獻(xiàn)中學(xué)會(huì)了基礎(chǔ)的檢索方法，從而也為自身的大學(xué)生活做好鋪墊。

上海市科創(chuàng)賽二等獎(jiǎng)：馬昕岳，楊含章

課題名稱：基于骨灰光盤的殯葬業(yè)改革嘗試

所屬學(xué)科：行為和社會(huì)科學(xué)

什么是孝道？從目的與效果來(lái)講，這是一種生者對(duì)于死者的愛與尊重的無(wú)聲表達(dá)。而具體到行為上，對(duì)于很多人而言，是生前服侍，死后厚葬。但我們是否停下來(lái)思考過(guò)，我們所履行的孝道，真的是死者所期待的嗎？當(dāng)我們?cè)谟眯⒌勒f(shuō)“我愛你”的時(shí)候，潛在的評(píng)判因素實(shí)質(zhì)上是金錢的價(jià)值——購(gòu)買以萬(wàn)元每平米作為單位的墓地，舉辦昂貴莊重的葬禮，生前花大價(jià)錢提供醫(yī)療護(hù)理，用金錢堆出維持生命跡象的儀器。其次，孝道的概念往往是從生者的角度出發(fā)，與其說(shuō)最終是為死者而“愛”，不如說(shuō)是生者自我的一種解脫。而當(dāng)這些程序化的行為結(jié)束之后，遺留給死者的除了形式上的愛，剩下的是遺忘和對(duì)人獨(dú)特性與存活價(jià)值的拋棄。因此，建立在這種錯(cuò)位的愛之上，我們決定做出改變。

我們希望能構(gòu)造一個(gè)平臺(tái)，讓逝者說(shuō)出自己所期待的“愛”的方式，以聲音作為切入點(diǎn)，決定研制骨灰光盤。然而，為了進(jìn)一步改良，我們決定打破先前金錢價(jià)值衡量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)凸顯逝者獨(dú)特性，去尋找更為便宜，可塑性更高的材料，并最終選用環(huán)氧樹脂，以“默片”抽象化形式表現(xiàn)逝者的故事與思緒。

而在整個(gè)科研的過(guò)程，除了對(duì)于科研能力的提升，更促使我去思考其背后存在的人文，道德等思想，并著實(shí)改變了我對(duì)死亡的看法。

上海市科創(chuàng)賽三等獎(jiǎng)：趙允一，涂雯欣，張桐需

課題名稱：林肯鏈霉菌中簇內(nèi)調(diào)控基因lmbU 氨基酸位點(diǎn)突變對(duì)LmbU蛋白轉(zhuǎn)錄與翻譯效率的影響

所屬學(xué)科：生物化學(xué)與分子生物學(xué)

林肯鏈霉菌可以在脅迫環(huán)境下合成林可霉素，現(xiàn)被廣泛用于治療人、獸革蘭陽(yáng)性需氧菌及厭氧菌所致的感染。但其提取工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，提高林肯鏈霉菌株中林可霉素的產(chǎn)率具有重要工業(yè)價(jià)值與研究意義。

在開展項(xiàng)目過(guò)程中，我和我的組員們也遇到了很多問(wèn)題。最大的困難之一是對(duì)于基因數(shù)據(jù)的分析。為此，我們從零開始，學(xué)習(xí)了基因工程軟件SnapGene，學(xué)習(xí)并嘗試全新的數(shù)據(jù)分析方法。這個(gè)項(xiàng)目讓我們收獲了很多。我們積累科研經(jīng)驗(yàn)、提高自我的科學(xué)素養(yǎng)和思維能力，在研究過(guò)程中體會(huì)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作、共同奮斗的重要性，并深切地感受到，在無(wú)數(shù)次失敗后一點(diǎn)點(diǎn)的細(xì)微的成功，也有如星火，支持我們堅(jiān)定如一地繼續(xù)推進(jìn)我們的項(xiàng)目。

上海市科創(chuàng)賽三等獎(jiǎng)：丁宸，竇笛揚(yáng)

課題名稱：上海市花木街道閑置資源改善社區(qū)養(yǎng)老設(shè)施的調(diào)查分析和研究

所屬學(xué)科：行為和社會(huì)科學(xué)

通過(guò)調(diào)研花木地區(qū)有80%以上有生活自理能力的老人對(duì)社區(qū)現(xiàn)有的養(yǎng)老設(shè)施存在很大的不滿。但在一些已建成社區(qū)，現(xiàn)有空間資源有限，已無(wú)法再集中增建大型新的養(yǎng)老服務(wù)設(shè)施。這次課題以花木地區(qū)為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)地走訪現(xiàn)場(chǎng)考察，根據(jù)社區(qū)存在的閑置資源的特性給出改造成養(yǎng)老設(shè)施的可行性方案：如空置酒店公寓可改為老人公寓；空置的臨街商鋪可改為日間托老所，社區(qū)公共廚房餐廳；青少年培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教室利用錯(cuò)峰時(shí)間無(wú)償提供給社區(qū)老人活動(dòng)之用；社區(qū)醫(yī)院落實(shí)慢性病長(zhǎng)處方、延伸處方等便捷用藥服務(wù)，為老人們提供長(zhǎng)護(hù)健康管理等。盡可能在不加大太多成本的情況下，增加改善本社區(qū)的養(yǎng)老服務(wù)設(shè)施，使我們的老人們，在自己熟悉環(huán)境中得到“老有所養(yǎng)，老有所樂(lè)”，有個(gè)真正快樂(lè)的晚年生活。在做課題的過(guò)程中我也感悟到了科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)和艱辛，不論是調(diào)研過(guò)程還是論文撰寫，都必須一絲不茍。每一次的現(xiàn)場(chǎng)采訪，問(wèn)卷收集，都需要極大的耐心和長(zhǎng)期的堅(jiān)持。

撰文｜獲獎(jiǎng)學(xué)生提供拍攝｜獲獎(jiǎng)學(xué)生提供

美編｜周雅倩

責(zé)編｜朱妍