為了讓中學生近距離領略科學與工程相關專業(yè)的魅力，1月18日到23日，清華大學部分工科院系聯(lián)合舉辦2019年科學與工程挑戰(zhàn)賽，吸引了全國8000多名優(yōu)秀中學生報名，近700名優(yōu)秀中學生前來清華園挑戰(zhàn)。
   
    今年各院系對賽事進行升級，不僅賽事設計凸顯挑戰(zhàn)性，而且設計了豐富多彩的體驗活動，強化賽事的專業(yè)認知功能，希望通過參加賽事增強中學生對科學與工程相關專業(yè)及未來發(fā)展的認知與理解，培養(yǎng)學生從更多的視角來認識不同學科間的聯(lián)系。
   
    挑戰(zhàn)營升級為“挑戰(zhàn)賽” 13個院系參與組織
   
    2017年，清華大學各工科院系首次聯(lián)合起來參與、設計和實施了工程科學創(chuàng)新挑戰(zhàn)營。2019年，清華大學將挑戰(zhàn)營升級為科學與工程挑戰(zhàn)賽。作為挑戰(zhàn)營的2.0版本，今年的挑戰(zhàn)賽挑戰(zhàn)性強、難度高，注重深度體驗，以院系為主體，重點考查中學生將自身的科學素養(yǎng)與工程素養(yǎng)相結合，基于真實問題進行探究性學習的能力，以及在復雜的情境中綜合運用多學科知識來解決問題的能力。

    
    中學生參觀分布式航天器。

    1月20日，挑戰(zhàn)賽正式拉開帷幕。不同的分賽場挑戰(zhàn)任務各不相同，但卻有一個共同點——既要動手，又要動腦?！罢堅O計一個1位二進制加法電路”“以‘斐波那契數(shù)列’為靈感進行汽車創(chuàng)意設計”“請為清華大學東側臨街設計一個新的校門，新的校門至少滿足如下7個要求”……對于中學生而言，這些挑戰(zhàn)任務無疑具備極強的挑戰(zhàn)性。接到任務后，中學生或單獨、或分組投入比賽中。
   
    此次挑戰(zhàn)賽共設人居環(huán)境創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽、未來城市與智能建造創(chuàng)新賽、智能設計與制造挑戰(zhàn)賽、能源動力創(chuàng)新賽、汽車創(chuàng)新設計挑戰(zhàn)賽、空天技術科學體驗營暨錢學森班挑戰(zhàn)賽、智能材料創(chuàng)制與應用創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽、智慧能源與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新賽、工程物理創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽、未來化工與新材料創(chuàng)新賽等10個項目，由清華大學建筑學院、土木工程系、水利水電工程系等13個院系參與組織實施。
   
    動手動腦兩不誤 工科專業(yè)很“智能”
    
    1月20日上午，在電機系舉辦的智慧能源與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新賽現(xiàn)場，各組同學正在緊張著商討報價策略。一位同學篤定地說道“本輪我們應當報個高價，也許有翻盤的機會！”。另一位同學則面露擔憂地反駁：“我們上一輪太激進了，這一次應當報低一些確保自己中標”。原來，根據(jù)賽事任務，同學們需以小組為單位，每組代表一個光伏電站，經(jīng)過簡單的培訓后，利用人工智能與大數(shù)據(jù)技術預測光伏輸出功率，并據(jù)此參與基于互聯(lián)網(wǎng)的電力市場模擬競價，在博弈競爭中最大化自身的售電收益。比賽結束后，同學們紛紛表示感受到了智慧能源和經(jīng)濟學交叉以及能源大數(shù)據(jù)帶來的樂趣。
    
    1月20日下午，在汽車創(chuàng)新設計挑戰(zhàn)賽的現(xiàn)場，專業(yè)設計和動手能力的測試正在同時進行。汽車專業(yè)教室里，車身設計組的15名同學正在以“斐波那契數(shù)列”為靈感專心繪圖設計，另外4名則在進行實驗室環(huán)境下的輪胎拆裝比拼?！耙苍S大家都曾見過換備胎，但公路環(huán)境與實驗室環(huán)境是不同的，我們要考查的就是學生的應變能力和遷移能力?！爆F(xiàn)場主考官表示。
   
    除了這兩項測試以外，1月21日，這些同學還要分別進行繪畫基礎測試、立體造型測試以及綜合面試。今年，汽車創(chuàng)新設計挑戰(zhàn)賽首次增設了智能車輛方向，將所有參賽同學分成了兩個小組。智能車輛組共有4個測試環(huán)節(jié)，分別考查學生的動手能力、智能車設計能力和操控能力。無論是車身設計方向，還是智能車輛方向，測試難度都參照本科三年級的學生水平。
    
    今年，機械工程系、精密儀器系首次聯(lián)合舉辦了智能設計與制造挑戰(zhàn)賽。除了8小時的智能車設計個人賽之外，所有參賽成員還要分組進行36小時的封閉挑戰(zhàn)，吃住都在賽場，搭帳篷、睡睡袋。除了要以規(guī)定主題進行創(chuàng)意設計外，還要協(xié)商分工、分布實施、集體答辯。專業(yè)評委還將在比賽過程中分三次對不同項目階段進行跟蹤評價。賽事負責人表示，通過這樣的賽事，相信中學生能體會到“其實機械不‘機械’，機械很‘智能’”。
   
    增設游學實驗室環(huán)節(jié) 高中生近距離接觸科研
    
    今年的挑戰(zhàn)賽中，許多院系還增設了參觀實驗室、專業(yè)報告等環(huán)節(jié)，力求在賽事舉辦的同時強化高中生的專業(yè)認知，近距離了解相關的科研方向。
   
    空天技術科學體驗營暨錢學森班挑戰(zhàn)賽由航天航空學院和錢學森力學班共同組織。今年，賽事增加了游學實驗室環(huán)節(jié)，在正式比賽開始前，學生們參觀了人機環(huán)境/神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)實驗室、航空宇航推進/發(fā)動機系統(tǒng)實驗室、航空宇航電子系統(tǒng)實驗室、分布式航天器系統(tǒng)實驗室等6個實驗室，并安排各實驗室負責老師全程講解。增設這一游學環(huán)節(jié)，主要是為了讓中學生近距離地了解學院的研究方向，學習相關專業(yè)未來能夠從事哪些領域的工作，了解平時聽上去十分“高大上”的研究是如何做出來的。此外，賽事還安排了心理觀察員全程參與測試和面試環(huán)節(jié)。心理系的老師及工作人員全程在現(xiàn)場觀察并進行記錄，最后會進行專業(yè)性分析，并提供給面試老師參考。
    
    未來化工與新材料創(chuàng)新賽也安排學生參觀了化工系的重點實驗室，向同學們展示了化工系最新的科研成果、前瞻性學術內(nèi)容等，讓高中生感受“綠色、智慧、安全的未來化工與新材料”。人居環(huán)境創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽組織同學們參觀了清華大學藝術博物館以及清華園內(nèi)的老建筑。智慧能源與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新賽也組織同學們參觀了國家電網(wǎng)調(diào)度中心，深入了解對應行業(yè)領域。
   
    挑戰(zhàn)賽結束后，中學生紛紛表示，通過參加賽事活動，自己對科學與工程相關的專業(yè)有了比較直觀的了解，更堅定了自己報考清華從事工程科學領域研究的決心和信心，也開始思索國家未來的發(fā)展和自己的職業(yè)選擇之間的關系。
   
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