从传统考试型数学竞赛到以课题研究为基础的科技竞赛

传统数学竞赛的喜和忧

国际奥林匹克数学竞赛（IMO）自从1959年设立以来就引领了全世界的竞技数学风潮，各国纷纷开始为这个世界性的数学盛会举办地区性比赛以选拔人才。尤其是自从1985年中国代表队第一次参加了这个国际赛事并崭露头角以后，擅长理科的中国学生终于有了一个与来自世界各国的数学爱好者同台竞技互相切磋的机会。各大顶尖高校也开始对在数学竞赛中获得好成绩的理科尖子生敞开大门。

曾经作为1985年中国首次参加国际数学奥林匹克大赛的两名成员之一的王锋教授（Dr. Kevin Wang），凭借个人对数学的极大天赋和浓厚的研究热情，长期投身数学竞赛的教育和研究事业，多次担任竞赛的教练和评委，积累了丰富的教学研究经验。应广大家长的热情要求，2006年王锋教授和在美国著名学府宾州州立大学取得工程学硕士并在 IBM 等大公司担任过高级职位的任老师（Ms. Kelly Ren）创办了“Math Zoom”，一个专注数学竞赛培训的机构，帮助在数学方面有天赋的学生，进一步强化数学技能，在各种数学竞赛中夺得了一个又一个大奖。很快，“Math Zoom”在竞技数学培训领域为广大家长所认可。

同时，王锋教授渐渐意识到除了一些极具天赋的数学怪才和能在限时几十分钟的竞技高压下还能淋漓发挥的考场奇才，更多的是这样的同学：他们可能面对一道数学难题津津有味地研究半天，可能为了数学公式中的小小符号而翻阅数十本资料想弄清它的起源，但是他们却对竞技为目的的数学竞赛望而生畏，甚至因为奥数而抵触数学。对于大部分学生来说，数学等理科的教育需要一个激发兴趣的切入点和长期循序渐进的引导。数学竞赛训练的要旨是训练学生对概念的深入理解和应用概念解决实际问题的方法，借此培养学生的抽象思维能力，逻辑思维能力和分析问题解决问题的能力。这种训练讲究对题目的精确选择，忌讳搞题海战术。

另一方面，王锋教授和任老师也发现中美在数学教育上形成两个极端的趋势：在中国，数学教育，尤其是数学竞赛训练过于注重解题和应试技巧；被扭曲了的奥数题越来越复杂生僻，失去了数学应有的美；奥数培训的现状是，30个人的奥数班，实际上只有5个学生能跟上，其他25个学生坐在那里痛苦着。而在美国，学生所学的数学知识没有得到实际解题运用方面的强化训练，导致很多学生的高水平很难在数学竞赛中得到发挥。面对这样的两种极端情况，王锋教授和任老师认为有必要在其中找到一个平衡点，既能让适合竞赛的学生获得针对竞赛的解题技巧强化指导，也能让对数学有兴趣的同学能够在高水平导师的指引下，从自身兴趣出发，长期深入地进行课题为主导的研究性学习。于是，在王锋教授和任老师的领导下，一个注重启发兴趣和课题实践的全科类教育机构：Areteem学院，从Math Zoom中演化而生。

从竞赛走向研究

王锋教授所关注的情况同样也引起了国际数学奥林匹克（IMO）委员会的注意。在IMO设立50周年之际，为了让奥数从纯粹的竞技比赛走向能让更多数学爱好者参与并长期从事研究的活动，委员会邀请了世界范围内14位著名的数学家，合力撰写了一本“An Invitation to Mathematics: From Competition to Research”（《数学世界的邀请函：从竞赛走向研究》），用14篇由浅入深的启发性文章，鼓励所有对数学有兴趣的同学，抛开数学竞赛的压力和形式束缚，展开以课题为主导的深入数学研究。该书在学术界引起了巨大的反响，引领了传统数学竞赛向数学研究的过渡。而在实际运用领域，人们的关注点也从纯粹数学竞赛走向了以课题研究为主导的科技竞赛领域。

课题为主导的科技竞赛：大学申请中的重要筹码

一直以来数学，物理，化学等传统竞赛都是学生申请大学时重要的加分点。而近年来，这一趋势有了很大的变化：随着全美甚至全球范围内各种科技大赛的兴起，热爱数理学科的同学们有了新的用武之地！在美国大部分地区有区域范围的竞赛像南加州的洛杉矶科技工程大赛，橙县科技大赛等；从这些区域性的竞赛中选拔出来的好的课题被推荐到州一级的科技大赛；之后还有机会晋级到全国大赛。全球范围的有著名的英特尔，西门子，谷歌，西屋等多家科技大赛。值得一提的是，和西屋科技大赛奖类似，近年来著名的华人数学家，菲尔兹奖得主丘成桐先生创办了“丘成桐中学科学奖”，包括数学奖和物理奖两个分支，专门面向全球华人中学生开放。丘成桐先生创办该奖的宗旨就是“绝不希望该奖变成另一种形式的奥数”，希望通过这样的课题研究型科学大赛改变传统的科学教育方式。

这些不同于传统意义的科技竞赛的核心就是以课题为主导的研究性学习。没有标准化的试题，没有统一的答案，没有几十分钟的答题时间限制。参赛学生从几十种科学项目类别中自由选择自己感兴趣的题目，有数学，物理，化学，生物…而更多的是跨学科的选择：利用数学模型提高校园内草坪喷水设施的效率；排泄物中的能量转换等等。值得注意的是，在这类科学竞赛中，数学是一项核心技能：既可以作为一个独立的参赛课题研究，也可以融合在其他所有的科学项目中作为必不可少的工具和关键钥匙。

学生们可以提前半年，甚至一年时间准备。经过发现问题，制定研究计划，搜集资料，实地考察，设计和实施各种相关的实验，团体协作讨论，研究成果展示，评委答辩等环节，最终学生所获得的不仅仅是竞赛的奖励，更多的是对研究课题的全面深入的理解。长期来看，课题研究是对学生自身内在潜力的挖掘，无形中提高了学生自信心，成就感；增强了团队协作能力，沟通交流能力；锻炼了学生综合展示和表达自我的能力。很多同学从这样的科技竞赛的参赛经历中养成了名牌大学录取时十分看重的思维能力和科研精神，并对未来的职业规划有了渐渐清晰的思路。这就是科技竞赛成为最近顶尖名校录取新宠的原因：这是一个学生科研潜力和综合能力的全面展示。

Areteem，科技竞赛前的模拟竞技场

时值2015年5月，加利弗尼亚州州级科技竞赛的备战正处在紧锣密鼓的最后冲刺阶段，担任此次竞赛评委，现任Areteem学院学务校长的任老师说，从大赛评委经验和评分标准来看，对所选专题的深入探索和研究，结合周边生活现象，在答辩中展现出的深厚的兴趣热情对获得高分十分重要。任老师在之前的洛杉矶郡科技大赛中担任初中物理组的评委组长，并在橙县科技大赛中担任能源类别组的评委。任老师强调，兴趣从何而来？从实践中来。很多中学生厌倦数学物理等学科，认为理科枯燥深奥。这种偏见主要来自于离实际生活比较远的抽象理论。科技大赛就是鼓励学生们从生活中发现问题，并用所学的数学知识解决这样问题。这样的培养方式从根本上解决了学生对数学的畏惧：兴趣是最好的老师。当学生知道自己所学的数学知识可以用来解决身边的实际问题时，他所获得的学习动力和激情将是应试教育中满堂灌的教育方式所无法比拟的。正如那句教育名言：教育不是灌满一桶水，而是点燃一团火。

因此，在Areteem的学术性夏令营中，教师们都是在本学科和领域有着专业训练和研究经验的大学教授或者工业界的专业从业人员，以引导的方式进行互动教学，让学生自己动手实践一个自选课题的方式开始知识的讲解，在指导实践的过程中已自身的浓厚热情影响学生和传授知识，在成果展示的形式中检验学习成果，在团队合作交流的激烈思维碰撞中加深学生对知识理解和激发学生继续探索课题的激情。Areteem的课堂就是一个小型的科学大赛模拟训练场。

经过Areteem培训的学生中，不但在各种传统数学竞赛和研究性的科技大赛中获奖，90%的毕业生进入了Top20的名校！从去年获得包括哈佛，麻省理工等八大名校录取最终选定斯坦福大学攻读计算机科学的诺娃，到今年被包括斯坦福，麻省理工，加州大学伯克利分校等11所名校录取，并获得加州大学圣地亚哥分校生物工程全额奖学金的辛迪，Areteem不但为学生打造进入名牌大学的通行证，更为学生在大学和职场的成功培养综合的素质和永不衰退的兴趣和热情！

从Math Zoom到Areteem：从数学培训到跨学科的综合性学习

曾经有人说过这样一个真实的故事（出自一止《关于美国高中AP课程的思考》），教授在课堂上问：谁知道哪种气体最难固化？一学生答道：氦气。教授大为惊奇，问学生从何知道。学生解释：海克·卡末林·昂内斯因为液化了氦气而获得了诺贝尔奖，液化尚且如此难得，固化应该是更难了。由此可见，科学研究和人文历史知识相结合的重要性。

这个例子极好地印证了Areteem的办学宗旨。Areteem的科技活动一直以来都秉承跨学科研究的原则：在今年洛杉矶科技大赛的互动展示大厅，Areteem活动部的员工们给参加大赛的选手们带来了一场集科技人文为一体的嘉年华：飞驰的过山车模型，人工智能模拟过山车效果，机器人障碍赛跑，绿野仙踪中走出的德瑞西演示龙卷风形成的过程，热气球的原理，科幻小说《科学怪人》中的弗兰肯斯坦博士带领学生转动手摇发动机，点亮小灯泡，一边的A.R.Teem博士讲解直流电和爱迪生，交流电和特斯拉的那段科技发明史，文学作品和科学技术完美结合。

每年夏天的Areteem夏令营，更是这一办学宗旨的完美体现。从以往的Math Zoom数学集训，演变到如今的四个方向，八个主题的多选择夏令营，Areteem在原有的高人气Math Zoom训练营的基础上，扩大了版图。竞技数学，趣味数学，生活科学，自然科学，科幻文学，心理世界，职业潜能探索，创新创业……在这些方向中，参营学生可以选择一项或多项交叉学科，在两三个星期的时间里，体验不同学科在启发智慧开启能动性的完美结合，发现自己身上隐藏的更多潜力。

到2014年，Areteem已经成功地从一个专注培养各类数学竞赛选手的集中训练营Math Zoom，演变成了一个集合竞技数学，实用科学，人文艺术，职业潜能开发于一体的全科类培养机构。在各个领域有着不同特长和兴趣的孩子们，都在这里找到了适合自己的“朋友圈”，零距离接触这些领域的顶尖专家，得到第一手指导。从传统的数学竞赛，走到如今的以兴趣驱动，以课题为主导的研究性学习，Areteem培养了一批又一批对所钻研的领域有着长期从事的强烈兴趣和激情，并对相关的其他学科也涉猎广泛的全面发展的优秀学生，帮助他们在科技大赛上崭露头角，圆梦名牌大学，开启事业航程。