高中生申請國際科創專利?頂尖導師揭秘理工科申請秘訣

在“ZOOMiN專業系列規劃座談會”系列第一期直播中,我們邀請了斯特思Surtest創始人廖文建帶來了“理工科規劃專場”,分享了“什麼是科創”、“科創的申請優勢“、“具有社會意義的科創專案”,以及“科創的準備過程“與”什麼樣的同學適合科創“等等。
結合各位家長關心的問題,ZOOMiN的創始人Huini也為大家分析了理工科申請的底層邏輯,以及ZOOMiN如何去培養理工科的學生。特寫君整理了其中一部分內容,也分享給大家。
ZOOMiN
分享者:廖文建
廣深莞地區多所國際學校校外科創導師
頂級機器人競賽(FRC、VEX)導師
中學生專利研發輔導細分領域創造者
所輔導的學生已獲國內國際專利109項
《父母話術訓練》作者
什麼是科創?為什麼要做科創?
我們講的科創主要針對要出國留學的學生。它的特點是,有想法做出來一個發明只是第一步;我們要用發明成果去申請國家專利,幫助學生去參加各種發明展。
所謂中學生的科創就是做專案,做成果轉化。那為什麼要做科創?我們可以從多方面來驗證科創的價值。
第一方面 招生需求
我們會推薦學生參加美國知名大學認可的科創賽事。比如說,MIT官方招生網站就推薦學生參加各種發明展、機器人競賽,比如說機器人競賽 中的Vex, FRC,以及發明展中谷歌的Google Science Fair。另外,美本申請中Common App系統中,有兩個科創賽事特別受認可,一個是ISEF,另一個是FRC,這是兩個可以直接在申請頁面上勾選的選項,其他賽事可能需要自己填入賽事名稱。
美本申請講究故事性與獨特性。針對故事性,每一個科創專案背後都有故事;針對獨特性,在高中階段做出科創作品並獲得國家專利的學生非常少,一般大多數學生都是參加各種競賽,而科創就賦予了學生獨特性。同時科創也是跳出課內理論學習,透過實踐進行專業方向探索的方式。
第二方面 科創案例與社會意義
好的科創專案需要兼顧技術價值和人文關懷,同時需要大量的生活觀察和對問題的思考。我們之前有兩個學生,其中一個學生的家裡開了月子中心。這個學生觀察到,自己家開的月子中心模式比較傳統,於是想做一個APP來錄入月子中心客戶的資料。這個APP主要有三個功能:第一個是資訊記錄,第二個是跟進孕婦的心情狀態,第三個是專家論壇,會定期釋出孕期注意事項。後來他們開發出這個APP並上架到了安卓應用商店。
我們還做過一個反校園霸凌的裝置。一般情況下,只要出現霸凌,會伴隨著辱罵、暴力詞彙。而這個裝置的原理是,一旦邊上的噪音比較大就會開始自動錄音,錄完音之後上傳到百度雲端,透過百度人工智慧分析檢測詞彙。比如,一般一分鐘出現一次暴力詞彙是相對正常的頻率,但如果如果某一分鐘出現了三次、五次、十次、二十次暴力詞彙,它馬上會發微信到監護人的手機,提醒ta的小孩可能正在遭受霸凌或霸凌他人,提醒監護人去聽這個錄音。這樣可以在最短的時間內讓家長知道自己小孩的具體情況,在霸凌出現時及時去幹預、去阻斷。這個專案我們帶著六個學生做,獲得了國家軟體著作權,進入了德國專利康萊德全國總決賽,特斯拉國際發明節金獎。
還有一個經歷了三次迭代的專案,是一個導盲腰帶。當下的第三代有兩個很有特點的功能。第一個是兩側的雷射感測器,它是一個常規功能,比如在室內行走檢測到障礙物之後會震動,診斷往哪邊走。更重要的是第二個功能,這個裝置實際上是一個網路攝像頭,我們配套開發了一個APP,在盲人過紅綠燈的時候,只要按APP,APP另一端會提醒使用者進行幫助,使用者就可以透過網路攝像頭看到盲人前方紅綠燈的情況,並透過裝置震動進行幫助。如果要指引向前,就是雙震;如果停止,就是就是連續更激烈地震三次;相應指引向左或向右,也是裝置會向左或向右震動。為什麼我們不採用語音提示的方式進行指引?因為盲人聽覺的非常靈敏,如果使用耳機語音提示會非常痛苦,使用觸覺會更加穩妥。
一個比較有奇思妙想的專案是一個戒菸裝置。使用者的煙都放在裝置裡,裝置會限制開啟的次數,並逐月遞減。比如第一個月可以開啟20次,第二個月19次,第三個月18次,以循序漸進的方式輔助戒菸。同時,如果使用者試圖突破每個月的限制次數,裝置就會自動給使用者的家人傳送資訊,提示家人打電話來阻攔使用者。
QA時間
Q科創對學習的幫助?
A科創是集體專案,一個團隊裡需要有人做硬體、有人做程式設計、有人做商業宣傳。科創賽事在美國已經非常系統化,比如FRC已經有31年的歷史。仔細去想,科創團隊比賽其實機器接近現實中的創業。所以這是美國教育透過科創去從小培養學生的將知識技能與團隊合作融合的方式。
Q科創專案需要多長的準備時間?
A我們分為兩種情況討論:一種是科創,一種是機人競賽。科創從補充知識到製作測試的正常週期是四到六個月,六個月之後我們會做成果轉化,比如提交專利申請或參加國際發明展。機器人競賽建議參加兩年,因為第一年不容易出結果。FRC是半年高強度的準備,需要自己去與工廠合作,做加工設計;VEX入門的門檻相對較低,因為它的零件都由官方指定,可以現場搭建。
總體上來說,到場學習需要至少五十個小時。但有的學生是真心喜歡,投入就絕對不止五十個小時。
Q什麼樣的學生適合參加科創?是否感興趣就可以參加?需要有什麼技術或知識上的儲備?
A一般來說,對科創專案有興趣的同學理工科知識儲備也會比較強,比較少會有興趣與能力彎缺割裂的情況。在此之外,可以觀察一下學生尤其是在小的時候是不是很喜歡自己動手去做東西、思考有沒有可能發明一些裝置解決生活中的問題。其實大多數學生小時候都有這樣的能力,只是長時間的課內學習會淡化這種思考。
Q在理工科專業申請較為困難的大環境下,是否要曲線救國?是否要跨學科申請?
A我覺得喜歡什麼就學什麼,排名上做一些妥協其實關係沒有那麼大。我這邊也有一些學生喜歡計算機,但家長為了好申請讓他化學。其實有時候這樣學生很痛苦,高中四年做的都不是他喜歡的。
Zi如何規劃理工科學生的申請?
Huini|ZOOMiN特寫創始人
我們主要要把握關鍵的決策,而關鍵的決策是什麼,我們會放到一個具體的模型裡去看。像剛才廖老師提到的反霸凌裝置和導盲腰帶這樣的專案,在我們這個模型的語境下會被分為熱情專案
但在熱情專案之外,我們也會從底層去培養理工科學生的能力。很多同學在做專案的時候並沒有考慮他人、考慮現實因素。更重要的是,在西方文化和申請的語境裡,在文書裡表達情感的,是一種能力,是人格成熟很重要的一部分。而很多國內理工科的學生並不習慣於直言自己的情感,這在西方教育裡其實是一種能力的喪失。而我們所做的,就是去培養這一部分。我們有一些理工科的男生,只喜歡做題,我們希望他做一些社會型的專案,剛開始他還會不情願,覺得這有什麼意義。後來他自己做完了之後,也意識到了世界很大,自己可以不那麼自我。這也是反映了很多美國大學沒有錄這些理工科學生的真正原因是,這一類學生在機率上更容易沒那麼成熟。
透過大量的例子,我們發現,最卓越的那一批同學,在這個模型中基石的板塊一定足夠紮實。高中階段的學術科研、社會活動實踐等做得好的同學,早期基礎性的東西一定做得也很好。我們希望去培養從長遠角度來看獨立自主的學生,而不是還需要依賴各類輔導、父母和老師支援的學生。
同時,我們的特色就是可以幫助學生找到“熱情專案”的部分。什麼是熱愛?興趣和熱愛的區別是什麼?很多學生並沒有熱愛的概念,只是覺得一個東西好玩有趣,想要滿足好奇心。而熱愛是必然伴隨著責任心的,是需要去創造的,而不只是去消費一個好玩的東西。比如說申請生物的學生,其實生物競賽並不是最重要的,重要的是對生命的理解和尊重。就說學術高度本身,高中生的做出來的專案再厲害,也不會超過頂尖大學的教授;所以在高中階段,相比專案本身的厲害程度,熱愛和底層的能力才是更需要打磨的
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