ISEF竞赛机械工程/环境科学课题获奖作品解析

随着近年来申请TOP美本人数不断增多,各项科研赛事不断内卷,大学招生官越来看重学生的综合素质。如何通过一个科研项目全面地展示自己的科研思维、实操能力、项目参与度和社会观察力,最大化发挥科研的作用,成为了许多学生和家长的难题。

对于把目标锁定在机械工程、环境科学等专业的学生来说,最佳的破解之法也许就藏在ISEF的舞台上!

机械工程与环境科学赛道比较硬核,项目中精彩的实物展示、数据对比能够充分体现学生的综合能力,让评委与招生官眼前一亮!只要具备契合自己的选题,肯于钻研的努力与决心,加之导师的正确引导,“科研小白”也能驾驭这份“背提神器”!

01、ISEF赛事解析

1、什么是ISEF?

国际科学工程大赛(Internationa Science and Egineering Fair,ISEF)由美国Society for Science在1950年首次举办,被誉为青少年科创“世界杯”,从首届创办以来,ISEF为全球知名大学、名企输送了大量顶尖科技人才。

ISEF在全球范围内知名度高、影响力广,今年刚结束的ISEF大赛吸引了来自美国49个州以及全球63个国家以及地区,共计1750位参赛者参加。

2、ISEF参赛规则

  • 参赛对象针对高中生(9-12年级),在2022年5月1日前必须小于20岁;
  • 每位参赛者每年只能提交一项作品,且该作品的研究时间不得早于2022年1月1日
  • 团队项目不得超过3人且团队项目成员在报名后不能修改;
  • 团队项目与个人项目会一起评审,根据项目质量进行评选;
  • 文献综述类科研项目不得参加ISEF;
  • 如参赛项目是一个大型科研项目的一部分,学生仅可展示自己完成的部分。

3、ISEF评审标准

W老师

作为青少年科研赛事的“世界杯”,ISEF对于参赛选手们的考察是非常全面的,我们可以从ISEF的评审标准入手,更有针对性地备赛。

· 研究问题-10分

考察学生是否能在生活中发现有价值的问题并清晰阐述。

· 研究计划与方法-15分

根据问题采用适合的研究方法,如数据分析和实验等。

· 研究执行-20分

研究的核心部分,进行数据收集整理等,应用具体方法解决问题,并最终得出有数据支撑的结论。

· 研究创新性-20分

· 课题呈现-35分

包括项目海报制作和答辩,清晰准确且有逻辑地将项目展示给评委。

 

02、ISEF选题思路

W老师

好的开始是成功的一半。一个契合学生个性和优势的科研选题对于备赛至关重要。但选题并非越难越好,而是要适合中学生身份。我整理了三个选题思路,供大家参考

1、从个人生活、学习以及生活背景出发

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

获奖情况:2022 ISEF PLNT Fourth Award

这个思路适合绝大部分学生。其优势在于课题与生活十分贴近,课题难度是高中生可以驾驭,具有鲜明的个人特点和地域特色。而能够从生活中细致观察发现问题的能力也是ISEF十分看中的。

2、从交叉学科出发

代表课题:BiDEX-Liver Fluke Infection AI Screening System

获奖情况:2022 ISEF TMED First Award

这个思路适合对跨学科研究感兴趣的学生

我比较推荐用计算机与其他学科领域相结合,一是因为现在计算机技术发展迅速,它几乎可以跟任何学科相结合;二是提高研究效率,比如本来要进实验室开展的生物实验,可以用计算机技术进行线上模拟;三是增加数据量,这些数据会让你给评委留下深刻的印象,体现研究的学术性和严谨性。

3、从科学前沿出发

代表课题:Self-Supervised 3D Human Motion Reconstruction

获奖情况:2022 ISEF ROBO Second Award

这个思路不太具有普适性,仅适合有深厚知识储备、自学能力优秀的学生

这类课题的共同点是,学生需要通过学习大量的前置概念,难度甚至可能达到研究生级别,而且学生需要对这个领域具有极其强烈的兴趣和研究热情,这样才能坚持研究下去。

如果学生没有很强的自驱力和学习能力,贸然尝试这类选题,就可能面临做不出来、研究陷入僵局的困境,这可能成为引发学术诚信问题的诱因

03、工程类获奖项目分析

2022 ETSD First Award/George

D. Yancopoulos Innovator Award

讲座回顾 | 科研小白如何攻克硬核 ISEF机械工程、环境科学赛道?备赛秘籍大公开!

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

老师点评

  1. 该项目发现了市面现有电车引擎存在的问题,指出自己研究项目的必要性和创新之处
  2. 用照片展示自己的研究过程,并展示自己的设计实物,可以细致地体现自己的投入度
  3. 用实验数据证明该项目设计的引擎性能优于市面现有引擎,数据清晰严谨
  4. 在结论处指出自己设计的引擎未来的应用领域,体现项目的实用性

 

2022 ETSD First Award / Craig

R. Barrett Award for Innovation

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课题:Around the World in Eighty Days: Small Radiosondes on a Great Mission

老师点评

  1. 该项目课题名称非常具有吸引力,字数不多但体现了创新之处。
  2. 指出目前用于气象观测的气球所存在的缺陷,并用自己设计的芯片进行改良,体现课题的实用价值
  3. 用大量的图片展示出自己设计的气球的观测路线和数据,视觉冲击力强,使人印象深刻。

 

2022 ENEV First Award

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

老师点评

  1. 该项目具有鲜明的地域特色,能够解决学生所在地存在的问题,体现出学生的社会观察力和责任感
  2. 项目应用技术难度并非顶尖,但是与所要解决的问题完美地契合。
  3. 在结论部分通过对比展示项目的优越性,并通过升华体现项目的社会价值和经济价值

 

2022 ENBM First Award

讲座回顾 | 科研小白如何攻克硬核 ISEF机械工程、环境科学赛道?备赛秘籍大公开!

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

老师点评

  1. 项目技术硬核,并与许多前沿的算法进行比较,体现出项目的优越性。
  2. 并用图片展示项目的设计成果的应用场景,体现出项目的应用价值和经济价值

关于科研,我们建议这样做······

  1. 科研赛事需要个性化,强调一致性与延伸性,切勿左右开弓,各种尝试
  2. 学会合理利用就读学校所在地的地区优势
  3. 注重时间管理,拉长时间线,让每个阶段都能有所进步
  4. 重视项目选择,切勿盲目跟风,巧妙借势,举一反三,成果最大化
  5. 注重心态调整,关注学生的心理健康,及时干预和调整
  6. 目光长远,顾全大局
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