分类： 赛事动态

在学术竞赛的璀璨星空中，丘成桐中学科学奖无疑是最耀眼的星辰之一。自2008年由数学大师丘成桐教授发起设立以来，这一赛事不仅成为了全球华人中学生展示科研才华的重要舞台，更成为了他们申请国内外顶尖学府的加分利器。那么，丘成桐中学科学奖究竟能否为获奖学生带来学术加分呢？本文将为您深入剖析这一话题。

丘成桐中学科学奖

丘成桐中学科学奖，作为一项面向全球华人中学生的科学创新类奖项，旨在激发和提升中学生对科学研究的兴趣和创新能力。该奖项涵盖了数学、物理、化学、生物、计算机以及经济金融建模等多个领域，为参赛学生提供了广阔的展示平台。通过提交研究报告、参与答辩等环节，学生们不仅能够锻炼自己的科研能力，还能够获得国内外知名学者的指导和认可。

获奖荣誉：名校申请的敲门砖？

对于许多有志于申请国内外顶尖学府的学生来说，丘成桐中学科学奖的获奖荣誉无疑是一块重要的敲门砖。自奖项设立以来，已有众多获奖学生凭借出色的学术表现和竞赛成果，成功获得了哈佛大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、耶鲁大学等海外名校的录取通知，或在清华大学、北京大学等国内大学的自主招生中脱颖而出。

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这些名校之所以对丘成桐中学科学奖的获奖学生青睐有加，一方面是因为该奖项的学术含金量极高，与Regeneron STS、Siemens Competition、Intel ISEF等国际知名赛事齐名；另一方面，获奖学生所展现出的创新思维和科研能力，正是这些名校所看重的核心素质。

学术加分：并非直接但影响深远

虽然丘成桐中学科学奖本身并不直接提供学术加分，但其在名校申请过程中的影响力却不容小觑。获奖学生在申请过程中，可以将丘成桐中学科学奖的获奖荣誉作为自己学术成就的重要证明之一，向招生官展示自己的科研能力和创新思维。

此外，获奖学生还有机会获得丘成桐教授、组委会主席等国内外知名学者的推荐信。这些推荐信在名校申请过程中往往具有极高的分量，能够为学生的申请增添不少亮点。

更重要的是，参与丘成桐中学科学奖的过程本身就是一种宝贵的学术经历。学生们在准备比赛的过程中，需要深入研究某个科学领域的前沿问题，设计实验方案，收集和分析数据，撰写研究报告。这些经历不仅能够提升学生的科研能力和创新思维，还能够为他们的未来学术生涯奠定坚实的基础。

获奖案例：成功背后的故事

以2024年丘成桐中学科学奖为例，来自北京师范大学附属实验中学的刘广羽同学凭借其出色的科研项目——“Design, Optimization, and Mechanism Study of Antithrombotic Microstructure Surfaces on Mechanical Heart Valves Inspired by Shark-Skin Riblet”荣获生物金奖暨科学金奖。该项目不仅展现了刘广羽同学对生物学领域的深厚兴趣和创新思维，更体现了他在跨学科研究方面的卓越能力。

刘广羽同学的获奖经历无疑为其他参赛学生树立了榜样。他的成功不仅源于对科学的热爱和执着追求，更得益于丘成桐中学科学奖这一平台的锻炼和提升。通过参与比赛，他不仅获得了宝贵的学术经历和研究成果，更为自己的名校申请增添了浓墨重彩的一笔。

虽然丘成桐中学科学奖本身并不直接提供学术加分，但其在名校申请过程中的影响力却不容忽视。获奖学生可以将这一荣誉作为自己学术成就的重要证明之一，向招生官展示自己的科研能力和创新思维。同时，参与比赛的过程本身就是一种宝贵的学术经历，能够为学生们的未来学术生涯奠定坚实的基础。因此，对于有志于申请国内外顶尖学府的学生来说，丘成桐中学科学奖无疑是一把开启学术梦想的金钥匙。

丘奖数学竞赛是一项面向全球中学生的开放性学科科研能力竞赛，它摒弃了传统的试卷考试和标准答案模式，转而通过报告、论文的形式来考核学生的学科知识和研究能力。这种开放式的考核方式不仅倡导学以致用，更激发了中学生的科研兴趣和创新思维。

与传统竞赛相比，丘奖数学竞赛的选题远远超出了中学生的知识体系范畴，难度徘徊在初等数学到高等数学之间，甚至涉及大学阶段的课程内容。然而，正是这种挑战性，使得丘奖成为了检验中学生科研能力和创新思维的重要平台。

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丘奖数学竞赛的五大特点

开放性：丘奖数学竞赛允许学生在赛事过程中查找资料、获取指导老师的帮助，这种开放的参赛形式为中学生提供了广阔的探索空间。

团队合作性：学生可以1-3人共同组队完成研究成果，这不仅考验了个人的科研能力，更锻炼了团队协作能力。

时间自由性：丘奖只规定在每年7月份完成报名，9月末完成论文提交，具体准备时间由参赛者自行安排，为中学生提供了充足的备赛时间。

内容自由性：选题完全由参赛者自主决定，只要有学术价值，都可以成为研究的对象。

考核自由性：丘奖没有统一的标准答案来核定成绩，完全通过评委阅读作品来评估与选拔优胜者，这种自由的考核方式更加注重作品的创新性和学术价值。

丘奖数学竞赛的必备能力

参与丘奖数学竞赛，中学生需要具备以下四种能力：

科研能力：研究解决学术问题的能力，要求参赛者能够针对现有资料中未解决的问题进行深入探究。

创新能力：在前人研究的基础上，提出新的研究方法或理论，展现独特的创新思维。

写作能力：将研究成果以论文的形式清晰、准确地表达出来，这是获得评委认可的关键。

表达能力：无论是书面还是口头表达，都需要能够清晰、简洁地阐述研究内容和结论。

丘奖数学竞赛的选题策略

丘奖数学竞赛的选题主要分为应用型和理论型两种。应用型选题需要解决实际问题，并涉及计算结果；而理论型选题则侧重于纯理论推导。虽然两者存在差异，但本质上没有优劣之分。

在选题时，需要注意以下三个重点：

新颖性：课题题目和研究内容要具有吸引力，能够引起评委的注意。理论型课题的新颖性主要体现在难度上，而应用型选题则更多从实际出发，考虑选题的应用价值。

创新性：丘奖数学竞赛非常重视作品的创新性。创新不仅体现在研究内容上，还体现在方法和结果上。参赛者需要站在前人的肩膀上，提出独特的研究方法和理论。

复杂性：课题难度要够高，能够体现研究价值。同时，也要考虑到中学生的能力水平，确保研究工作的复杂性适中。

丘奖数学竞赛的写作技巧

论文写作能力是丘奖竞赛中不可或缺的一部分。一篇优秀的论文需要具备好的逻辑、组织、语法、内容、实验、排版和引用等要素。其中，逻辑性尤为重要。一篇有逻辑性的论文需要定好结构，前后呼应，连词得当。总分结构是丘奖论文中最常见且最好的一种结构。

此外，论文中还需要注意以下几点：

前后呼应：表述要连贯，承上启下切忌突兀。通过合理使用连接词和承上启下类语句来表现文章的前后呼应。

词汇选择：使用常用词汇来表达顺序、转折、递进等关系，使文章层次分明、节奏感强。

内容充实：论文内容要完整、充实，能够充分展现研究过程和成果。

排版美观：合理的排版和格式能够提升论文的整体美感，使评委更加愿意阅读。

丘奖数学竞赛的获奖关键因素

课题来源的合理性：体现课题灵感、资料来源的可信度以及与参赛者的高相关度，让评委相信作品的真实性。

对作品内容背景知识的熟悉程度：充分了解作品内容背景知识，以便在评委提问时能够从容应对。

对作品内容创新性的理解：理解并阐述作品的创新性所在，展现独特的科研视角和方法。

表达能力：无论是书面还是口头表达，都需要能够清晰、简洁地阐述研究内容和结论，让评委能够轻松理解并认可你的研究成果。

综上所述，丘成桐中学科学奖数学学科竞赛不仅是对中学生科研能力和创新思维的考验，更是对他们综合素质的全面检验。希望广大中学生能够珍惜这一机会，积极参与备赛工作，不断提升自己的科研能力和创新思维水平。

丘成桐中学科学奖，这一由著名数学大师丘成桐先生于2008年发起设立的中学生科学创新类奖项，起初仅涵盖数学学科，但经过十余年的发展，现已扩展为涵盖数学、物理、化学、生物、计算机、经济金融建模六大学科的综合性奖项，为全球华人中学生提供了一个展示科研创新能力的广阔舞台。今天，我们将详细探讨丘成桐中学科学奖中的生物奖部分，包括其获奖标准、选题建议及备赛流程。

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丘成桐生物奖概述

丘成桐中学生物奖大赛以提交研究报告的形式进行，研究课题广泛，只要是生物学相关的内容均可参与，既可以是通过实验获得的研究成果，也可以是纯理论的分析。

这一奖项旨在激发中学生对生物研究的兴趣，夯实他们的基本生物理论基础，鼓励在生物领域的创新，拓宽科学上的国际视野，同时培养和发现专注生物研究的年轻人才，为中学和大学之间搭建起一座桥梁和纽带。

丘成桐生物奖获奖标准

丘成桐生物奖的评审标准严格而全面，主要包括以下几个方面：

与生物学科的相关性：研究课题必须是生物学领域的，且具有一定的深度和广度。

研究主题和研究方法的原创性：提出的生物学问题必须明确，研究主题可以是原始的问题，或者现有尚未得到证实的猜想。研究方法也应具有创新性，不能简单照搬已有方法。

概念的正确性和结论的合理性：对于课题中涉及的各种概念的理解必须正确，研究获得的数据解释可以不是唯一的，但必须是合理的。

研究报告书的学术规范性：研究报告应书写规范，包含题目、摘要、问题背景及研究现状介绍、材料和方法、结果、讨论、参考文献等部分，且必须清晰区分问题背景材料和原创内容。

面试答辩的学术规范性：若参加面试答辩，需说清楚问题的背景、关键背景材料以及参赛队伍的所有原创内容，口语表达应规范、清晰。

团队合作性：如是团队参赛，每位作者都必须口头报告部分内容，并回答评委所提问题，展示团队的合作能力。

学术道德和诚信：评审委员在关注学术原创性的同时，还特别关注参赛团队的学术道德和诚信。

丘成桐生物奖如何选题

面对广泛的生物学领域，如何确定一个既符合自己兴趣又具有创新性的选题呢？以下是一些建议：

从兴趣爱好出发：在确定选题时，可以从个人兴趣入手，选择感兴趣的研究内容。这些内容可以是日常生活中的小问题，也可以是解决人类疾病的大问题。

它不局限于生物学，也可以是多学科交叉的选择。例如，对植物学感兴趣的学生可以研究某种植物的生理状态或致病机理；对动物学感兴趣的学生则可以探索某种动物的形态结构或生活习性。

通过文献查阅确定选题：如果没有特别的兴趣点，也可以通过查阅文献来确定选题。选定一个学科方向后，归纳总结现有的未解决的问题，结合自身及周边可得到的资源，看能否通过实验或分析得到一定程度的解答。以往接触的研究中哪些还存在不明确的问题，在确定这些点后，也可以顺利地得到一个优质的选题。

丘奖备赛流程

一旦确定了选题，接下来的备赛流程就显得尤为重要。丘奖课题一般包括以下几个准备步骤：
明确课题：确定一个包含研究主体各要素、引人入胜的题目，以及合理、合规、内容充分、突出学术性的主题。

时间规划：整体时间比较紧凑，需要合理规划研究内容。包括背景知识调研、概念理论验证、方案设计、开展研究、多技术手段应用等各个环节。

研究报告撰写：研究报告应完整有逻辑，从问题的提出到研究方法、结果再到意义，一一阐述清楚。语言应简洁明了，语法正确，注重学术规范。同时，要确保结论正确、内容完整、整体格式美观。

答辩准备：在答辩前，需要全面掌握背景知识，具备优秀自信的英语表述能力，并对研究内容及结果有透彻的理解。

丘奖生物奖获奖论文示例

回顾丘成桐生物竞赛近几年的获奖情况，不乏许多令人瞩目的研究成果。例如，2022年的生物银奖作品《一种提高颅内出血CT检测准确性和可读性的用户友好算法》，学生结合家庭背景和对医学的兴趣，开发出一种能够准确显示脑出血位置的模型，并设计了相应的APP，为医生提供了宝贵的诊断依据。这样的作品不仅体现了学生的科研能力，也展示了他们对社会问题的关注和解决能力。

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总之，丘成桐中学科学奖生物奖是一个充满挑战与机遇的舞台。通过参与这一奖项的竞争，中学生们不仅能够锻炼自己的科研能力，还能够拓宽视野、增长见识。希望更多的中学生能够积极参与其中，为科学事业的发展贡献自己的力量。

一、奖项简介

丘成桐中学科学奖，由享誉国际的数学大师丘成桐先生于2008年倾力创立，由清华大学倾心主办，其下属的丘成桐数学科学中心精心承办。该奖项专为中学生量身打造，旨在点燃他们对科学探索的激情，挖掘并培养他们的科研创新潜能。凭借其卓越的学术品质和深远的影响力，丘成桐科学奖成功入选2022-2025学年教育部竞赛白名单，成为官方认证的权威赛事之一。

二、赛事特色

（一）面向群体

丘成桐中学科学奖面向全球范围内的中学生开放，无论是中国内地的高中生，还是港澳台及海外地区的华人中学生，都有机会参与这场学术盛宴。奖项不设门槛，鼓励所有怀揣科研梦想的中学生踊跃报名，尽情展示自己的才华与创意。

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（二）学科覆盖

赛事涵盖数学、物理、化学、生物、计算机和经济金融建模六大基础学科，几乎囊括了自然科学与社会科学的核心领域。数学奖不仅包含基础数学的代数、几何、概率、统计、分析等方向，还拓展至工程应用、商业应用、科学应用以及创新设计等多个维度；物理奖则全方位覆盖物理学的所有研究领域；化学奖聚焦于化学研究相关课题，关注化学问题的解决；生物奖既接纳实验研究成果，也包容纯理论分析；计算机奖探索计算机科学与技术的诸多问题；经济金融建模奖则致力于经济学（含金融学）领域的课题研究。

（三）参赛形式

与传统竞赛截然不同，丘成桐中学科学奖摒弃了试卷和标准答案的模式，要求参赛学生以提交研究报告（论文）的形式参与竞赛。这种创新的参赛方式，全方位激发了学生对科研的兴趣，促使他们在选题、研究、实验、数据分析、论文撰写等环节独立思考、自主探索，从而深度培养了他们的创新能力、科研素养以及学术表达能力。

三、奖项含金量

（一）升学优势

丘成桐中学科学奖被誉为世界顶尖大学的敲门砖。每年，超过一半的获奖中学生通过推荐，顺利进入清华、北大、哈佛、MIT、耶鲁、普林斯顿等中外知名高校就读。这些高校对丘成桐科学奖的获奖学生青睐有加，认为他们具备出色的科研潜质和学术实力，能够在未来的学习和研究中取得优异成绩。

（二）学术认可

该奖项在国内外学术界享有极高的声誉。获奖学生的科研成果不仅在国内各大高校得到广泛认可，还吸引了众多国际顶尖学府的目光。评委阵容强大，评审过程严谨，确保了获奖作品的高质量和学术价值，为获奖者在学术领域的发展奠定了坚实基础。

（三）推荐信机会

进入丘成桐中学科学奖决赛并获奖的学生，有机会获得丘成桐教授亲自撰写的推荐信。这份珍贵的推荐信，无疑为学生申请学校时增添了重磅砝码，让他们的申请材料更具说服力和吸引力。

四、参赛要求与流程

（一）参赛队伍组成

每支参赛队伍由1-3位同一学校的中学生组成，由1-2位指导老师带领。学生不得跨校组队，以确保团队成员之间的默契与协作。指导老师可以是中学教师，也可以是高校、科研机构的老师，但须据实填写，不能来自公司、培训机构及其它以盈利为主要目标的机构。

（二）参赛流程

报名阶段：参赛学生需登录丘成桐中学科学奖的官方网站（www.yau-awards.com）进行报名，填写相关信息并提交参赛申请。报名通道仅针对中国内地赛区，海外赛区的报名安排需另行关注。

研究与论文撰写：参赛团队在指导老师的帮助下，选定研究课题，开展深入的科学研究。从查阅文献、设计实验方案，到进行实验操作、收集数据、分析结果，再到撰写研究报告（论文），整个过程都需要团队成员的共同努力和严谨态度。

提交论文：在规定的时间内，参赛团队需将完成的研究报告（论文）提交至组委会。论文应详细阐述研究背景、目的、方法、过程、结果以及结论等，格式需符合学术规范。

评审与答辩：组委会组织专家对提交的论文进行初审，筛选出优秀作品进入决赛。决赛阶段，参赛团队需进行现场答辩，向评委展示自己的研究成果，并回答评委的提问。评委将根据论文质量、答辩表现以及团队的综合素质，评选出获奖团队。

参赛过程中，学生必须严格遵守学术诚信的相关规定，不得抄袭、剽窃他人的研究成果，不得伪造数据或实验结果。一旦发现学术不端行为，将取消参赛资格，并对相关责任人进行严肃处理。

丘成桐中学科学奖不仅是一场竞赛，更是一个培养中学生科研创新能力、学术素养和团队合作精神的优质平台。它为怀揣科研梦想的中学生提供了展示自我、挑战自我的舞台，让他们在科研的道路上迈出坚实的第一步。即便没有获奖，参赛中积累的科研经历和论文成果，也极具竞争力，为学生未来的学术发展和升学之路增添了浓墨重彩的一笔。

一、丘成桐中学科学奖简介

（一）赛事背景

丘成桐中学科学奖由数学大师丘成桐先生于 2008 年发起设立，是一项面向中学生的科学创新类奖项。它以“科研学术论文”和“专业学术答辩”为评价主体，倡导创新思维和团队合作，舍弃传统试卷和标准答案，鼓励学生以提交论文的形式参赛。丘奖官网为 http://www.yau-awards.com/。

（二）发展历程

2008 年：设立丘成桐中学数学奖。
2013 年：启动丘成桐中学物理奖。
2016 年：生物奖、化学奖启动，并设立跨学科综合奖项——科学金奖。
2017 年：计算机奖启动。
2018 年：设立经济金融建模奖。
2022 年：正式入选教育部白名单赛事。

（三）赛区划分

中国内地赛区：面向中国内地各大中学的在校学生（仅限高中生），各学科分南、北部评审，数学奖还设有东部赛区。
亚洲赛区：除中国内地外，港澳台地区及亚洲其他国家的中学生。
北美赛区：除亚洲国家外，其他海外国家的中学生。

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二、2024 丘成桐中学科学奖总决赛概况

（一）奖项设置

2024 年丘成桐中学科学奖总决赛共评选出数学、物理、化学、生物、计算机、经济金融建模 6 个学科的金、银、铜、优胜奖，以及跨学科最高奖项——科学金奖，共计 61 个奖项。

（二）获奖情况

生物金奖暨科学金奖课题

Design, Optimization, and Mechanism Study of Antithrombotic Microstructure Surfaces on Mechanical Heart Valves Inspired by Shark-Skin Riblet。

该项目将仿生鲨鱼鳞片微沟槽结构应用于心脏机械瓣叶，以降低血栓风险，为心脏机械瓣置换患者提供新思路。

生物银奖课题

Exploring the“Brain Switch” of Alcoholics: A Study on the Neural Mechanisms of Liraglutide in Reducing Alcohol Addiction。

研究利拉鲁肽对酒精成瘾的治疗效果，紧扣小分子类研究技术前沿。

生物铜奖课题

Tableware Jitter Elimination Technology for Parkinson’s Patients：通过算法调整餐具适应帕金森病人的抖动，研究核心为计算机和机械工程。

蚯蚓对土壤中微塑料降解的影响：研究蚯蚓肠道微生物对微塑料的处理情况，提出可能有降解作用的菌群，为微生物学、动物学、生态学和环保领域贡献新知。

An Intelligent Bee Health Assessment System with Cross-Attention Multimodal Integration of Visual and Audio Data：结合视觉和音频信号，通过多模态神经网络对蜂群进行监控，提高蜂群健康评估准确性，核心为 AI 算法运用。

三、丘奖参赛规则解读

（一）学科相关性

研究课题需与生物学相关，既包括实验研究成果，也涵盖纯理论分析。评奖时主要考量解决的生物学问题。

（二）研究主题和方法

生物学问题需明确，主题可为原始问题或现有未证实猜想。参赛队伍应提供研究背景或创新性参考文献，仅提供研究思路的论文不得参评。

（三）概念正确性与结论合理性

课题涉及概念理解需正确，数据解释可多样但必须合理。

（四）团队合作性

团队参赛时，每位作者均须做出足够贡献，面试答辩过程中，每位作者均须口头报告部分内容并回答评委问题。

（五）学术规范性

研究报告应书写规范，清晰区分问题背景材料和原创内容，非论文作者的研究结果需明确注明。面试答辩时，需说清楚问题背景、关键背景材料及原创内容。

（六）实验规范性

涉及人的生命科学和医学研究课题，需提交伦理审查委员会书面审批意见、研究对象知情同意书，以及相关合作机构书面说明。涉及人体数据等信息，需取得本人同意书。

四、丘奖生物学科备赛建议

（一）科研小白备赛指南

明确论文差异：丘奖论文与科研论文（如 SCI）不同，不要求精炼语言，更注重展示科研过程和心路历程。

选择合适项目：做自己能理解的项目，不盲目追逐高精尖，避免专家一眼看出非高中生所写。

个性化与一致性：竞赛/科研需个性化，强调一致性与延伸性，切勿频繁更换研究方向。

利用优势：合理利用就读学校所在地、家庭等优势资源。

时间管理：拉长时间线，确保每个阶段都有所进步，关注心理健康，及时调整。

（二）项目选择建议

切勿盲目跟风：不盲目追求热门课题，巧妙借势，举一反三。
注重生物学问题解决：课题应解决生物学问题，而非单纯展示生物学技术。

2024 丘成桐中学科学奖总决赛已圆满落幕，获奖项目展示了中学生在科研领域的卓越潜力和创新能力。备赛丘奖，学生需深入理解赛事规则，选择合适的课题，注重科研过程的展示。

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北京时间12月8日，2024丘奖总决赛在清华大学落下帷幕，共有60个项目从来自全球的2813支队伍中脱颖而出，在决赛舞台摘下荣誉奖项！

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以下整理了网上部分老师对丘奖作品的解析。

🏆生物金奖暨科学金奖作品解析

学校：北京师范大学附属实验中学
参赛学生：刘广羽
课题：Design, Optimization, and Mechanism Study of Antithrombotic Microstructure Surfaces on Mechanical Heart Valves Inspired by Shark-Skin Riblet

研究背景与挑战：①当心脏瓣膜病变影响正常血流时，需要进行瓣膜置换手术；②目前使用的双叶机械瓣虽能恢复血流功能，但易引发血栓；③机械瓣叶位于高速血流中央，产生流动阻碍，导致瓣叶附近血液剪应力过大，进而活化血小板并形成血栓；④鲨鱼鳞片上的微沟槽具有优异的减阻效果。

本项目的 研究目标将仿生鲨鱼鳞片微沟槽结构应用于心脏机械瓣叶，以缓解其对血流的阻碍作用，进而降低血栓风险。

该项目首次将仿生微沟槽应用于心脏机械瓣，提出了微沟槽对血液剪切力场影响的机制。 为解决每年数十万心脏机械瓣置换患者的血栓问题提供了新思路和新方法。 虽然课题的技术核心都是物理（力学）相关的，但是毋庸置疑最终解决的是一个意义重大，应用场景广阔的生物学问题。

数学金奖作品解析

学校：北京一零一中学
参赛学生：巩芸杉
课题：Optimizing Dart Throwing Strategies for the Elderly Based on Markov Decision Process

出人意料的是，今年的数学金奖是一个数学建模研究，而并非传统的纯数学。 课题从现实生活出发，以社区老人的体育活动为接入点， 用数学建模的方式设计了一套科学的投镖策略，旨在降低老年人的学习门槛。

该研究建立了基于马尔可夫决策过程的飞镖投掷策略模型，并利用在活动中采集到的老年人投掷数据，用最近邻方法估计出这些老人投掷飞镖的准确度，并利用二维正态分布的极坐标形式计算出了模型中的马尔可夫过程的转移概率。

在这个模型的基础上，他们提出了老年人开展飞镖运动的三种优化策略：策略一是帮助老人在运动中选择最合理的投掷目标；策略二是帮助老人选择适合自己比赛规则；策略三是帮助老人制定合理的训练方案。

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物理金奖作品解析

学校：南京外国语学校
参赛学生：彭子轩、周小希、张济帆
课题：Number Recognition by Listening—Traditional Acoustic Feature Analysis and Machine Learning Method for Estimating the Number of Balls in a Black Box

该项目探讨了使用非侵入性方法准确估算密封容器中物体数量的问题，并提出了一种基于声学分析和机器学习的新颖实用方法。

该方法 在行李安检、自动化生产线和制药行业等领域具有广泛的应用前景，为非侵入性物体计数提供了新的可能性。

研究设计了一个实验系统，通过左右振荡盒子来收集球碰撞的声音，并建立了多模态物理仿真模型来预测碰撞产生的声能。通过快速傅里叶变换（FFT）等声学特征提取方法分析声音信号，并利用卷积神经网络（CNN）训练预测模型，对梅尔频率倒谱系数（MFCC）、恒Q变换（CQT）和小波变换等音频数据进行处理。

研究结果表明，结合传统声学分析和机器学习方法，可以实现对黑箱中球数的准确可靠预测。 论文还讨论了模型过拟合问题，并提出了正则化、数据增强等潜在解决方案，以进一步提高模型的泛化能力。

化学金奖作品解析

学校：北京师范大学附属实验中学
参赛学生：孔繁淏
课题：Improving intracellular synthesis efficiency of GFP catenane through directed evolution

项目背景与挑战：蛋白质是生命体的重要功能分子，但需拓扑修饰以满足特定需求。绿色荧光蛋白（GFP）在分子生物学中至关重要，但传统修饰方法导致荧光强度损失和合成效率低下。
**该项目的创新之处在于引入定向进化方法，模拟自然进化机制，通过DNA重组和突变体库构建，实现靶向基因修饰。**定向进化的优势在于它能够快速、高效地筛选出具有特定优良特性的蛋白质分子，显著提高了蛋白质工程的效率和成功率。

主要结果：①筛选出适合连环蛋白转化的蛋白质，提高了细胞内合成效率。② 定向绿色荧光蛋白在生物医学和功能材料领域具有巨大应用价值，例如在疾病诊断、药物筛选和生物传感器等方面具有广泛的应用前景。

计算机金奖作品解析

学校：华润小径湾贝赛思国际学校
参赛学生：何坤朗
课题：LLM Mathematical Reasoning Grounded with Formal Verification

自从ChatGPT问世以来，大语言模型逐渐成为了一种新的研究范式。随着LLM推理能力方面的提升，它能够在数学等领域为用户带来帮助。但是LLM生成的解决方案常常包含不合逻辑的证明步骤，如使用错误的前提、跳过推理步骤或包含计算错误，导致答案既容易出错又缺乏合理性，即出现幻觉问题。

本项目 最大的创新之处在于将LLM与形式化定理证明（FTP）进行结合。 LLM能够基于FTP验证的证明来生成解决方案，从而减轻LLM的幻觉问题。从作者的实验可知，这一算法设计在在一系列数学竞赛问题准确性从总体上的46.7%显著提高到了65.8%。

大语言模型技术还在不断发展，相信未来还会有大量LLM相关的项目， 通过今年丘奖计算机金奖，我们可以体会到丘成桐中学科学奖是一个关注研究方法或者说科学本质的赛事， 我们需要关注计算机学科以及相关交叉学科的问题，以及在计算机方法上的创新和实践。

经济金融建模金奖作品解析

学校：上海美国学校浦西
参赛学生：李清璈
课题：Importing for Producing: The Net Effect of Carbon Regulation on Emission Reduction

本项目主要探讨了碳税政策对国内外二氧化碳排放变化的实际影响， 可以看的出来课题仍然以近期的时政为主，这也是经济金融建模这一学科的典型特征。

该研究发现，尽管碳税政策在国内有效减少了二氧化碳污染，但全球范围内的碳排放仍在增加。论文指出，随着碳税的实施，进口污染密集型产品的价值显著增加，尤其是当进口国实施碳税而出口国未实施时。这表明，碳税政策可能导致污染密集型产品的生产转移到监管宽松的国家，即所谓的“碳泄漏”现象。

进一步的分析显示，增加的碳密集型产品进口所带来的排放，超过了碳税减少的国内排放，导致全球净排放增加。研究还发现，高收入国家进口碳密集型产品的增长尤为显著。论文强调，为实现全球减排目标，需要建立更加协调的国际环境监管政策，以应对碳泄漏问题。

研究结论指出，单方面的气候政策可能因碳泄漏而削弱其有效性，因此各国需加强国际合作，共同制定全面的减排策略。通过实证研究， 论文为理解碳税政策的全球影响及制定更有效的气候政策提供了重要见解。

“高中阶段培养好奇心是非常重要的。”丘成桐老先生曾说。 今年丘奖总决赛的获奖项目是对丘老这句话最好的诠释，也是对于丘成桐科学奖初心最好的体现。

丘成桐科学奖是一个关注研究方法或者说科学本质的赛事， 总决赛各学科中的金奖作品的研究问题往往来自学生们的生活感悟以及细致观察，这些获奖项目给了我们很多启示，丘奖获奖项目无需过分追求前沿技术，我们更应关注生活， 学会提出更多更有意义更有趣的问题。期待2025年的丘成桐中学科学奖。

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