丘成桐化學(xué)獎有用嗎？往屆選題方向及參賽建議全知道！

Category: 化學(xué)國際競賽, 國際競賽, 翰林嚴(yán)選 Date: 2022年5月19日下午12:01

丘成桐化學(xué)獎有用嗎？以往小編介紹了很多丘成桐賽，今天就來看看化學(xué)獎相關(guān)內(nèi)容的內(nèi)容。

丘成桐中學(xué)生科學(xué)獎

丘成桐中學(xué)科學(xué)獎由中國著名數(shù)學(xué)大師丘成桐先生于2008年為全球華人中學(xué)生設(shè)立。原先僅數(shù)學(xué)一類獎項，如今歷經(jīng)十幾年，已發(fā)展出：數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、計算機、經(jīng)濟金融建模六大學(xué)科為基礎(chǔ)的中學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。
化學(xué)是一門古老的傳統(tǒng)基礎(chǔ)科學(xué)，也是現(xiàn)代社會的一門中心學(xué)科。化學(xué)是在原子、分子上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的基礎(chǔ)自然科學(xué)，是研究物質(zhì)化學(xué)變化的科學(xué)，其特征是研究分子和創(chuàng)造分子。
化學(xué)學(xué)科的發(fā)展不僅提供了關(guān)于化學(xué)鍵和化學(xué)反應(yīng)的基本理論，同時也發(fā)現(xiàn)與合成出了成千上萬的新物質(zhì)，為科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類社會生活的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。
對丘成桐化學(xué)獎感興趣的同學(xué)，不知道該如何入手？
來看看今天的化學(xué)專欄吧！

01 丘成桐化學(xué)獎

丘成桐化學(xué)獎研究課題可以是所有和化學(xué)研究相關(guān)的內(nèi)容，在評獎時考慮的主要因素是解決了一個什么樣的化學(xué)問題。
化學(xué)獎旨在：
提供國際化的交流平臺
激發(fā)中學(xué)生對化學(xué)研究的興趣
鼓勵中學(xué)生思維創(chuàng)新
培養(yǎng)年輕的化學(xué)科目人才

02 評審標(biāo)準(zhǔn)

官網(wǎng)上的評審標(biāo)準(zhǔn)一共9條：
與化學(xué)學(xué)科的相關(guān)性
研究主題和研究方法的原創(chuàng)性
概念的正確性和結(jié)論的合理性
研究成果完成過程的真實性
對未來化學(xué)發(fā)展的潛值
研究報告書的學(xué)術(shù)規(guī)范性
若參加面試答辯，口語表達(dá)的學(xué)術(shù)規(guī)范性：面試答辯需要說清楚問題的背景，關(guān)鍵背景材料，以及參賽隊伍的所有原創(chuàng)內(nèi)容
若參加面試答辯，闡述團(tuán)隊的合作性：如是團(tuán)隊參賽，其中每位隊員都必須口頭報告部分內(nèi)容，并回答評委所提問題
評審委員在關(guān)注研究的學(xué)術(shù)原創(chuàng)性的同時，還特別關(guān)注參賽團(tuán)隊的學(xué)術(shù)道德和誠信
摘取了化學(xué)選題需要注意的最重要的前5條，接著我們一起看下官網(wǎng)對這5條標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)解讀：
與化學(xué)學(xué)科的相關(guān)性
研究課題可以是所有和化學(xué)研究相關(guān)的內(nèi)容，在評獎時考慮的主要因素是解決了一個什么樣的化學(xué)問題。
研究主題和研究方法的原創(chuàng)性
提出的化學(xué)問題必須明確。研究的主題可以是原始的問題，或者現(xiàn)有尚未得到證實的猜想。參賽隊伍應(yīng)該提供相應(yīng)的關(guān)于背景或者創(chuàng)新性參考文獻(xiàn)。那些在學(xué)術(shù)團(tuán)體中已經(jīng)公認(rèn)知曉，但是參賽隊伍并不知道的問題不能夠被認(rèn)定有創(chuàng)新性。僅提供一個研究思路的論文不得參與評獎，必須要有實質(zhì)性的研究成果。
概念的正確性和結(jié)論的合理性
對于課題中涉及的各種概念的理解必須是正確的。對于通過研究獲得的（無論是實驗還是理論計算）數(shù)據(jù)的解釋可以不是唯一的，但必須是合理的。
研究成果完成過程的真實性
提交的研究成果必須是參賽選手在其指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成，不允許出現(xiàn)由某大學(xué)或科研機構(gòu)的研究者（包括研究生等）代替完成的內(nèi)容。如有必須由他人提供幫助才能完成的工作（如大型儀器的操作，測試等），須明確注明（包括提供幫助者的姓名以及提供幫助的內(nèi)容）。
對未來化學(xué)發(fā)展的潛值
研究課題的結(jié)果若能對化學(xué)研究的某一領(lǐng)域今后的發(fā)展產(chǎn)生一定影響，或者所運用的方法能夠推廣，這樣的研究課題會被認(rèn)為是高價值的。
化學(xué)與生物一樣，在評審標(biāo)準(zhǔn)中提出了“解決了一個什么樣的化學(xué)問題”，這要求了我們需要把選題的重點放在課題的解決方案上。而化學(xué)本身又是非常注重實驗的一個學(xué)科，因此選題的時候既要考慮解決方案，還要考慮實驗的問題。

03 往屆獲獎分析

對往屆獲獎的項目進(jìn)行整理，在選題方面給出以下分析：
1 按側(cè)重點劃分第一種

圖1 丘賽化學(xué)獲獎理論與實驗分布情況（以2017-2021年金銀銅獎為例）

結(jié)合2017-2021年來的獲獎數(shù)據(jù)，我們將獲獎?wù)撐倪M(jìn)行分類整理，根據(jù)課題側(cè)重點分為“實驗性課題”和“理論性課題”的大方向（說明：若該獲獎?wù)n題同時研究理論和實驗，選取其更側(cè)重的點作為主要研究方向討論）。
圖1明顯可以看出，評委組更愿意把獎勵頒給實驗研究的學(xué)生。從化學(xué)這個學(xué)科的角度來看，理論上的研究確實太復(fù)雜，并不是大部分高中生能夠駕馭的，理論也不容易出成果，并且理論也需要長時間的實驗經(jīng)驗才能予以驗證。
老師建議，參加丘成桐化學(xué)賽的同學(xué)應(yīng)摒棄單一的理論研究，把重點放在實驗研究方面，如果課題特別需要理論部分，也可以適當(dāng)增加一些理論研究，但重點一定要放在實驗上。
2 按側(cè)重點劃分第二種
我們再次將獲獎?wù)撐倪M(jìn)行分類整理，根據(jù)課題側(cè)重點分為“無機化學(xué)大類課題”和“有機化學(xué)大類課題”的大方向。
若該獲獎?wù)n題同時研究有機化學(xué)和無機化學(xué)，選取其更側(cè)重的點作為主要研究方向討論；
該分類僅對大方向“有機”和“無機”進(jìn)行分類，詳細(xì)分類不做延伸。
為了方便大家理解這兩個方向，我們一起來對其研究特點進(jìn)行詳細(xì)分析：
有機化學(xué)
有機化學(xué)又稱為碳化合物的化學(xué)，因為有機化學(xué)是基于大量碳骨架而衍生出來的，是研究有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué)，是化學(xué)中極重要的一個分支。
有機化學(xué)的研究主體主要包括高分子化學(xué)、有機合成、藥物合成、生物有機合成、手性化學(xué)、化妝品材料、殺蟲劑等，重點在于結(jié)構(gòu)的合成方面的研究。
其中很大一部分和我們的日常生活息息相關(guān)，例如口紅、煙草、洗護(hù)用品中含有大量有機化合物，而其含量、比例以及特征有機結(jié)構(gòu)將會決定這些常見物品的氣味、柔軟度等。
用最精煉的一句話概括有機化學(xué)的研究對象，就是“如何形成碳碳鍵”，有機化學(xué)是碳的化學(xué)，有機化學(xué)的內(nèi)容說白了就是研究怎么搭建碳原子的大廈。
此類課題對理論基礎(chǔ)要求較高，實驗較為繁瑣，但是實驗趣味性高，如果潛心研究，合成出一種新型物質(zhì)，將是非常有意義的，甚至是可以進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用的，換句話說就是“出成果時間較慢，但是一出成果就是大成果”。

無機化學(xué)
無機化學(xué)是研究無機化合物的化學(xué)，是化學(xué)領(lǐng)域的一個重要分支。通常無機化合物與有機化合物相對，指多數(shù)不含C-H鍵的化合物，但是，碳氧化物、碳硫化物、氰化物、硫氰酸鹽、碳酸及碳酸鹽、碳硼烷、羰基金屬等都屬于無機化學(xué)研究的范疇（實際上是將“由無機化學(xué)研究的物質(zhì)”定義為“無機物”）。
無機化學(xué)的研究主體包括無機合成、電化學(xué)、量子合成、分子及原子結(jié)構(gòu)、催化劑、水化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等，覆蓋面廣。其中的環(huán)境污染、水污染、新能源電池、氫能發(fā)電等方面和我們的日常生活密不可分，例如手機電池、汽車電池蘊含了大量的電化學(xué)的知識，生活中用的除濕機、水分護(hù)膚儀等也蘊含大量水化學(xué)的知識。
此類課題實驗周期稍微較長，但是上手快，可操作性強，課題更為結(jié)合時事熱點，成果更容易產(chǎn)出，與其他學(xué)科學(xué)科的潛在性很大。
接下來我們根據(jù)上述所介紹的內(nèi)容，對其參賽情況進(jìn)行詳細(xì)分析：

圖2 丘賽化學(xué)實驗部分所涉及到的大類課題總結(jié)（以2017-2021年金銀銅獎為例）

由上圖總結(jié)出來的數(shù)據(jù)可知，歷年來，兩類課題均有進(jìn)入決賽，且無論是無機化學(xué)大類還是有機化學(xué)大類的課題均能獲獎，唯一的區(qū)別是近些年來無機化學(xué)類課題獲高層次獎概率相對較有機化學(xué)類課題獲獎概率更大。
從化學(xué)實驗的角度來講，有機化學(xué)類實驗更為復(fù)雜，對理論功底的要求更高，試驗周期也更長，也更難做出較為優(yōu)秀的成果。
因此，建議同學(xué)們盡量選擇無機化學(xué)大方向的課題，包括電催化、無機化學(xué)合成、水污染治理、環(huán)境化學(xué)、儲能及電容器研究、熒光材料合成、探針檢測等等，此類領(lǐng)域?qū)嶒灢僮鳑]有有機化學(xué)大類繁瑣，相對試驗周期也更短。獲獎?wù)撐牡姆治鲆沧C明了這樣的結(jié)論。

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03 選題建議

根據(jù)對大量參賽論文進(jìn)行解析，我們發(fā)現(xiàn)了獲得大獎?wù)撐牡暮芏喙餐c，以下是給予同學(xué)們的一些建議，希望可以進(jìn)一步啟發(fā)同學(xué)們選題：
學(xué)科交叉的課題
學(xué)科交叉融合，即多學(xué)科交叉融合，涵蓋學(xué)科交叉、學(xué)科融合，是指構(gòu)建協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科體系，打破傳統(tǒng)學(xué)科之間的壁壘，促進(jìn)文理滲透、交叉、結(jié)合，根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展需求設(shè)置新興交叉學(xué)科，培養(yǎng)滿足國家社會發(fā)展需求的復(fù)合型高層次創(chuàng)新人才。簡而言之就是大量的獲獎?wù)撐牟粌H只涵蓋化學(xué)學(xué)科，還結(jié)合了物理學(xué)科、生物學(xué)科，能與多學(xué)科進(jìn)行交叉，這是化學(xué)最有魅力的地方所在。
例如：
化學(xué)、生物學(xué)交叉：
2021年全球金獎?wù)撐摹禤lanted Bean Sprouts-Derived Transition Metal-Doped Carbon Nanosheets for Electrocatalysis of CO2 Reduction and Hydrogen Evolution Reaction（種植豆芽衍生過渡金屬摻雜碳納米片電催化CO2還原和析氫反應(yīng) ?）》
※ 創(chuàng)新性地將生物生長過程與化學(xué)催化劑結(jié)合起來，從而在生物體內(nèi)獲取催化劑。
化學(xué)、物理交叉：
2020年全球金獎?wù)撐摹禙acile Fabrication of Silicon Carbide Spheres and Its Application in Polymer Composites with Enhanced Thermal Conductivity（碳化硅球的簡易制備及其在增強導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料中的應(yīng)用）》
※ 創(chuàng)新性地將熱導(dǎo)材料與碳化硅結(jié)合起來，將兩個看似毫無關(guān)聯(lián)的材料融為一體。
化學(xué)、物理學(xué)、計算機三重學(xué)科交叉：
2020年全球銀獎?wù)撐摹禢ovel 4D-Coding System Based on Circularly Polarized Luminescent Pt Complexes（基于圓偏振發(fā)光鉑配合物的新型4d編碼系統(tǒng)）》
※ 構(gòu)建算法，利用編碼計算對橢圓偏振體系的化學(xué)配合物進(jìn)行解析，融入了大量非化學(xué)的知識。
選題背景貼近世界發(fā)展需求和民生問題導(dǎo)向
我們可以發(fā)現(xiàn)，大量的獲獎?wù)撐乃芯康臇|西并不是所謂“高、精、尖”的科學(xué)問題，而是更為貼近發(fā)展和民生所需的課題。因為這樣的問題能實實在在解決現(xiàn)實中的問題，具有這樣思維的高中生，能夠站在“需求導(dǎo)向”的角度思考，并落實起來，這是非常可貴的，培養(yǎng)一種“我要去解決現(xiàn)實中的問題”的學(xué)生，是丘成桐評委組老師更想看到的。
例如：
2017年全球銀獎?wù)撐摹禨creening and Evaluation of the Risk Factors in Drinking Water based on High Throughput Methods（基于高通量方法的飲用水危險因素篩選與評價）》
看似“天馬行空”的設(shè)想或許能使評委眼前一亮
2019年全球銅獎?wù)撐摹禖offee Grounds Derived Hard Carbon towards Enhanced Performance Anode Material for Sodium-ions Battery（咖啡渣衍生硬碳制備高性能鈉離子電池負(fù)極材料）》
利用咖啡渣衍生的硬碳材料來改善鈉離子電池的性能，在常人看來，咖啡渣屬于廚余垃圾，并沒有什么利用價值，而該同學(xué)敏銳發(fā)現(xiàn)其中的硬碳能與電池中的負(fù)極產(chǎn)生微妙的“化學(xué)反應(yīng)”，從而使得這樣看似“天馬行空”的設(shè)想獲得了評委的高度肯定。
金獎、銀獎的化學(xué)獲獎?wù)撐拇蠖寂c污染治理相關(guān)
正如前面第二點所說，環(huán)保類問題是全球的民生焦點也是全球發(fā)展的重中之重，而污染治理，則是環(huán)境問題的核心所在。
化學(xué)不同于其他學(xué)科，僅僅從單角度去解析污染問題，化學(xué)的魅力在于它有百變的方法和途徑（源頭上采取化學(xué)節(jié)源、過程中采取綠色化學(xué)方法、后期采取化學(xué)循環(huán)污染治理等等），為污染防治增磚加瓦。
例如：
2019年全球金獎?wù)撐摹禙acile Green Synthesis of Titanium Dioxide/Polymer Nanocomposites with Enhanced Photocatalytic Activity（具有光催化活性的二氧化鈦/聚合物納米復(fù)合材料的簡易綠色合成）》
※ 用一種綠色的方法，取代長時間、高能耗的碳化硅球制備技術(shù)，直接從源頭上避免了合成方法帶來的污染（污染源頭上的化學(xué)防治方法）。
站在當(dāng)下國際化學(xué)前沿?zé)狳c（即化學(xué)合成）上的論文更容易獲得更高層次的獎（專業(yè)性解析）
化學(xué)合成（涵蓋材料合成、有機合成等等）一向是化學(xué)中的熱點、焦點。縱觀2017-2021年金獎?wù)撐模?018年極具創(chuàng)新性的理論研究獲獎以外（這個理論研究也是理論熱點方向），其余獲獎?wù)n題均為實驗研究，且均與化學(xué)合成相關(guān)，而其他類別，如銀獎、銅獎、優(yōu)勝獎的論文則不具有這個趨勢。
例如：
2021年全球金獎?wù)撐摹禤lanted Bean Sprouts-Derived Transition Metal-Doped Carbon Nanosheets for Electrocatalysis of CO2 Reduction and Hydrogen Evolution Reaction（種植豆芽衍生過渡金屬摻雜碳納米片電催化CO2還原和析氫反應(yīng)）》
※ 生物質(zhì)催化劑的合成，而且是極具創(chuàng)新性的合成方法，從生物體內(nèi)“合成”。
通過上述解析，我們可以得到一些啟示：
比如在選題方面，可以選擇與生活息息相關(guān)的課題，最好是符合國家戰(zhàn)略發(fā)展、符合民生大計的課題。好的論文選題需要具有一定的前瞻性和創(chuàng)造性，最好是要具有交叉學(xué)科背景，傳統(tǒng)的研究僅僅局限于某一單一學(xué)科，因此研究出來的成果可能受到限制，交叉學(xué)科融入了各個學(xué)科的精華，形成優(yōu)勢互補，更容易碰撞出不一樣的東西。
同時，無機化學(xué)大類的課題更容易受到評委的青睞，其中的精準(zhǔn)的化學(xué)合成、水化學(xué)、污染治理是一些比較有利的方向。當(dāng)然，所研究的內(nèi)容也要有很強大的成果支撐，需要有遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)方法的性能。
作為溝通微觀與宏觀物質(zhì)世界的重要橋梁，化學(xué)是人類認(rèn)識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，對化學(xué)學(xué)術(shù)活動感興趣的同學(xué)一定要收好這份備賽指南哦~希望大家最終都能獲得自己心儀的成績！
以上就是今天帶來的丘成桐化學(xué)專欄選題解讀，還想了解更多丘成桐學(xué)術(shù)活動信息的記得關(guān)注我們哦！