从丘奖到英才计划，包校学子的科研之旅

从丘成桐中学科学奖的化学探索，到“英才计划”中的生物、算法研究，再到国际AI竞赛的艺术创作，五位学子凭借四个独具匠心的项目，在各自热爱的领域内潜心钻研，将课堂所学转化为解决真实问题的创新实践，展现了他们卓越的跨学科探索能力。

近日，包校十一年级的唐祺瑶凭借名为《多功能铈纳米酶水凝胶的构建及其在皮肤损伤修复中的微环境调控机制研究》的课题，摘得丘成桐中学科学奖化学组铜奖。这位热爱运动的校队队长，用两年时间，在皮肤损伤修复领域留下了自己探索的足迹。

唐祺瑶的科研之路始于课堂。九年级时，她的兴趣尚在经济领域，是化学老师李曦的课堂为她打开了新世界。“那是‘不会让人困的化学课’，”她回忆道，老师清晰的逻辑与多元的授课方式，将抽象原理化为思维游戏，不仅让她领略化学魅力，更在心中埋下了科学探究的种子。

作为匹克球校队首届队长，球场上的汗水和擦伤让她对“修复”有了切身体会。“这个课题恰好把我对运动的喜爱和对生物化学的兴趣结合了起来。”她解释道。一个从实际需求出发的科学构想由此成形：研发一种能主动修复皮肤创伤的新型“智能敷料”。

与传统敷料型创可贴不同，唐祺瑶所研发的是一种能够治疗皮肤创伤、烧伤的新型水凝胶敷料。这种水凝胶能主动清除伤口有害物质，发挥抗菌抗炎协同作用，从微环境层面促进高效修复。

然而，对一名高中生而言，独立进行一项前沿研究，挑战是全方位的。“一开始最难的是读文献，那些专业论文我完全看不懂。”唐祺瑶坦言。她一边请教老师，一边借助AI工具逐段理解，硬是“啃”下了大量的背景知识。更大的考验在实验室里。从自主合成四种关键材料，到反复调整配比与紫外线光照时间，只为让水凝胶的弹性模量达到最适宜细胞生长的“黄金数值”；再到精细调控氧化铈浓度，确保其对人体细胞安全无毒，每一个微小参数的背后，都是无数次的失败与重来。

研究的突破离不开坚实支持。指导老师李曦在论文写作上给予关键指导，竞赛负责人沈亦凡老师全程协助。包校基金会“探源基金”提供的一万元专项科研经费，更为后续实验提供了重要保障。

这段科研历程带来了深刻成长。她收获的远不止奖项，更是一套完整的科研思维与执行能力——从提出问题、设计实验，到处理数据、撰写论文并进行学术答辩。她开始将IB课堂所学在真实科研中激活验证。“我变得更坚韧，也更清楚未来的方向。”

在包校生物课上，当老师将细胞运输蛋白的工作方式比作酒店的旋转门和敞开的大门时，十一年级的印天奕感受到了生命科学的奇妙魅力。这份对微观世界的好奇，引领她走进上海交通大学的实验室，在“英才计划”中开启了关于中草药与真菌的探索。

印天奕的研究聚焦于一个常见困扰——头皮屑。在交大导师林双君的指导下，她开始探索中草药对抑制头皮屑元凶“糠秕马拉色菌”的最佳天然配方。起初，她从《本草纲目》等古籍中筛选了四种中草药进行实验，但结果与预期不同，只有侧柏叶表现出一定效果。这个“意外”反而激发了她更深入探究的兴趣。

经过与导师讨论，印天奕扩大了筛选范围，发现白花蛇舌草和连翘具有更好的抑制效果。她深入研究不同中草药间的协同作用，通过大量实验和数据分析，最终找到了最佳配比并优化了提取条件。

在历时半年的研究中，印天奕有两个月专注在实验室工作。从真菌培养到数据记录，每个环节都需要严谨与耐心。“真正的科研不仅在于结果，前期准备和数据处理的过程更让我感受到科学探索的魅力。” 这段经历不仅锻炼了印天奕的实验能力，更让她对科研有了新的理解。

在数字与逻辑构筑的迷宫中，他选择了一条与众不同的路径。来自包校十二年级的潘钧，凭借对计算机科学那份“安静时也觉得迷人”的纯粹兴趣，入选“英才计划”，在华东师范大学周爱民教授的指导下，开启了针对“求解数独问题的智能算法研究”这一课题的探索之旅。

面对经典的数独问题，潘钧没有遵循常规的遍历思路。经过系统研读和深入思考，他提出了一种高性能的算法方案——将遗传算法引入数独求解，并辅以一系列优化策略。周爱民教授的指导让潘钧豁然开朗：“数独是一个约束满足问题的绝佳范例，我们的研究最终要服务于解决实际问题的算法设计。”这番话将课题从单纯的游戏求解，提升到了算法研究的更高维度。潘钧解释道：计算机科学中将问题分为NP问题与P问题，其中NP问题求解更复杂、耗时更长，而数独正是典型的NP难问题。通过求解这类难题，他尝试探索将复杂计算问题转化为高效可解的通用算法框架，这为提升实际算法的整体性能提供了有价值的尝试。

在实践过程中他收获了超越课堂的成长，包校IB课程中扎实的数学和物理课程培养了他严谨的逻辑思维能力，而"英才计划"的信息可视化课程则提供了"如何清晰表达复杂问题"的方法论。

在今年WAICY国际AI竞赛中，包校初中部学生关皓心与杨雨霏凭借《Life of a Leaf》取得全球第四名，孔令瞳凭借《Táphia》取得全球第五名的好成绩。本届竞赛吸引了来自全球103个国家、超过13.2万名学生参与，涵盖所有大洲。最终，仅96个项目脱颖而出，获奖率极低。

关皓心与杨雨霏的作品《Life of a Leaf》以一片叶子的生命旅程为主线，运用AI技术刻画了从萌芽到凋零的完整历程，将微观世界的盎然诗意与生命哲思，生动地呈现于观众眼前。

作品创意源于两人不同视角的融合。杨雨霏希望通过具体可感的自然叙事唤起环保意识，而关皓心则从童年对微观世界的着迷出发，以“拟人化+微距纪实”手法赋予无声生命以表达。她们希望通过叶子的生命循环，传递“每一个结束都是新的开始”这一自然智慧。

创作过程是艺术与技术的耐心对话。她们先构建出叶子生命四阶段的故事框架，再通过反复调整指令与AI生成工具协作，逐步接近理想画面。过程中她们面临诸如旁白使用的抉择，最终选择以更含蓄的字幕形式，让影像与音乐自行诉说。夜深人静时反复调整细节的专注，初版完成时纯粹的欣慰，都成为创作旅程中难忘的片段。

这次实践拓宽了她们对科技与艺术的理解。在关皓心看来，科技是“读懂自然的钥匙”，当科技、艺术与自然三者结合，科技赋予精度，艺术赋予温度，自然则赋予灵魂。杨雨霏则突破了对AI的既有认知，看到其在创意表达上的潜能。以一片叶子为起点，两位学子不仅完成了一次成功的跨学科创作，更进行了一场关于生命、技术与美的深刻对话。