丘成桐化学奖有用吗？往届选题方向及参赛建议全知道！

丘成桐化学奖有用吗？以往小编介绍了很多丘成桐赛，今天就来看看化学奖相关内容的内容。

丘成桐中学生科学奖

丘成桐中学科学奖由中国著名数学大师丘成桐先生于2008年为全球华人中学生设立。原先仅数学一类奖项，如今历经十几年，已发展出：数学、物理、化学、生物、计算机、经济金融建模六大学科为基础的中学生科研创新能力培养模式。
化学是一门古老的传统基础科学，也是现代社会的一门中心学科。化学是在原子、分子上研究物质的组成、结构、性质及其应用的基础自然科学，是研究物质化学变化的科学，其特征是研究分子和创造分子。
化学学科的发展不仅提供了关于化学键和化学反应的基本理论，同时也发现与合成出了成千上万的新物质，为科学技术的进步和人类社会生活的发展做出了重要的贡献。
对丘成桐化学奖感兴趣的同学，不知道该如何入手？
来看看今天的化学专栏吧！

01 丘成桐化学奖

丘成桐化学奖研究课题可以是所有和化学研究相关的内容，在评奖时考虑的主要因素是解决了一个什么样的化学问题。
化学奖旨在：
提供国际化的交流平台
激发中学生对化学研究的兴趣
鼓励中学生思维创新
培养年轻的化学科目人才

02 评审标准

官网上的评审标准一共9条：
与化学学科的相关性
研究主题和研究方法的原创性
概念的正确性和结论的合理性
研究成果完成过程的真实性
对未来化学发展的潜值
研究报告书的学术规范性
若参加面试答辩，口语表达的学术规范性：面试答辩需要说清楚问题的背景，关键背景材料，以及参赛队伍的所有原创内容
若参加面试答辩，阐述团队的合作性：如是团队参赛，其中每位队员都必须口头报告部分内容，并回答评委所提问题
评审委员在关注研究的学术原创性的同时，还特别关注参赛团队的学术道德和诚信
摘取了化学选题需要注意的最重要的前5条，接着我们一起看下官网对这5条标准的详细解读：
与化学学科的相关性
研究课题可以是所有和化学研究相关的内容，在评奖时考虑的主要因素是解决了一个什么样的化学问题。
研究主题和研究方法的原创性
提出的化学问题必须明确。研究的主题可以是原始的问题，或者现有尚未得到证实的猜想。参赛队伍应该提供相应的关于背景或者创新性参考文献。那些在学术团体中已经公认知晓，但是参赛队伍并不知道的问题不能够被认定有创新性。仅提供一个研究思路的论文不得参与评奖，必须要有实质性的研究成果。
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是正确的。对于通过研究获得的（无论是实验还是理论计算）数据的解释可以不是唯一的，但必须是合理的。
研究成果完成过程的真实性
提交的研究成果必须是参赛选手在其指导教师的指导下完成，不允许出现由某大学或科研机构的研究者（包括研究生等）代替完成的内容。如有必须由他人提供帮助才能完成的工作（如大型仪器的操作，测试等），须明确注明（包括提供帮助者的姓名以及提供帮助的内容）。
对未来化学发展的潜值
研究课题的结果若能对化学研究的某一领域今后的发展产生一定影响，或者所运用的方法能够推广，这样的研究课题会被认为是高价值的。
化学与生物一样，在评审标准中提出了“解决了一个什么样的化学问题”，这要求了我们需要把选题的重点放在课题的解决方案上。而化学本身又是非常注重实验的一个学科，因此选题的时候既要考虑解决方案，还要考虑实验的问题。

03 往届获奖分析

对往届获奖的项目进行整理，在选题方面给出以下分析：
1 按侧重点划分第一种

图1 丘赛化学获奖理论与实验分布情况（以2017-2021年金银铜奖为例）

结合2017-2021年来的获奖数据，我们将获奖论文进行分类整理，根据课题侧重点分为“实验性课题”和“理论性课题”的大方向（说明：若该获奖课题同时研究理论和实验，选取其更侧重的点作为主要研究方向讨论）。
图1明显可以看出，评委组更愿意把奖励颁给实验研究的学生。从化学这个学科的角度来看，理论上的研究确实太复杂，并不是大部分高中生能够驾驭的，理论也不容易出成果，并且理论也需要长时间的实验经验才能予以验证。
老师建议，参加丘成桐化学赛的同学应摒弃单一的理论研究，把重点放在实验研究方面，如果课题特别需要理论部分，也可以适当增加一些理论研究，但重点一定要放在实验上。
2 按侧重点划分第二种
我们再次将获奖论文进行分类整理，根据课题侧重点分为“无机化学大类课题”和“有机化学大类课题”的大方向。
若该获奖课题同时研究有机化学和无机化学，选取其更侧重的点作为主要研究方向讨论；
该分类仅对大方向“有机”和“无机”进行分类，详细分类不做延伸。
为了方便大家理解这两个方向，我们一起来对其研究特点进行详细分析：
有机化学
有机化学又称为碳化合物的化学，因为有机化学是基于大量碳骨架而衍生出来的，是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学，是化学中极重要的一个分支。
有机化学的研究主体主要包括高分子化学、有机合成、药物合成、生物有机合成、手性化学、化妆品材料、杀虫剂等，重点在于结构的合成方面的研究。
其中很大一部分和我们的日常生活息息相关，例如口红、烟草、洗护用品中含有大量有机化合物，而其含量、比例以及特征有机结构将会决定这些常见物品的气味、柔软度等。
用最精炼的一句话概括有机化学的研究对象，就是“如何形成碳碳键”，有机化学是碳的化学，有机化学的内容说白了就是研究怎么搭建碳原子的大厦。
此类课题对理论基础要求较高，实验较为繁琐，但是实验趣味性高，如果潜心研究，合成出一种新型物质，将是非常有意义的，甚至是可以进行商业应用的，换句话说就是“出成果时间较慢，但是一出成果就是大成果”。

无机化学
无机化学是研究无机化合物的化学，是化学领域的一个重要分支。通常无机化合物与有机化合物相对，指多数不含C-H键的化合物，但是，碳氧化物、碳硫化物、氰化物、硫氰酸盐、碳酸及碳酸盐、碳硼烷、羰基金属等都属于无机化学研究的范畴（实际上是将“由无机化学研究的物质”定义为“无机物”） 。
无机化学的研究主体包括无机合成、电化学、量子合成、分子及原子结构、催化剂、水化学、环境化学等，覆盖面广。其中的环境污染、水污染、新能源电池、氢能发电等方面和我们的日常生活密不可分，例如手机电池、汽车电池蕴含了大量的电化学的知识，生活中用的除湿机、水分护肤仪等也蕴含大量水化学的知识。
此类课题实验周期稍微较长，但是上手快，可操作性强，课题更为结合时事热点，成果更容易产出，与其他学科学科的潜在性很大。
接下来我们根据上述所介绍的内容，对其参赛情况进行详细分析：

图2 丘赛化学实验部分所涉及到的大类课题总结（以2017-2021年金银铜奖为例）

由上图总结出来的数据可知，历年来，两类课题均有进入决赛，且无论是无机化学大类还是有机化学大类的课题均能获奖，唯一的区别是近些年来无机化学类课题获高层次奖概率相对较有机化学类课题获奖概率更大。
从化学实验的角度来讲，有机化学类实验更为复杂，对理论功底的要求更高，试验周期也更长，也更难做出较为优秀的成果。
因此，建议同学们尽量选择无机化学大方向的课题，包括电催化、无机化学合成、水污染治理、环境化学、储能及电容器研究、荧光材料合成、探针检测等等，此类领域实验操作没有有机化学大类繁琐，相对试验周期也更短。获奖论文的分析也证明了这样的结论。

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03 选题建议

根据对大量参赛论文进行解析，我们发现了获得大奖论文的很多共同点，以下是给予同学们的一些建议，希望可以进一步启发同学们选题：
学科交叉的课题
学科交叉融合，即多学科交叉融合，涵盖学科交叉、学科融合，是指构建协调可持续发展的学科体系，打破传统学科之间的壁垒，促进文理渗透、交叉、结合，根据经济社会发展需求设置新兴交叉学科，培养满足国家社会发展需求的复合型高层次创新人才。简而言之就是大量的获奖论文不仅只涵盖化学学科，还结合了物理学科、生物学科，能与多学科进行交叉，这是化学最有魅力的地方所在。
例如：
化学、生物学交叉：
2021年全球金奖论文《Planted Bean Sprouts-Derived Transition Metal-Doped Carbon Nanosheets for Electrocatalysis of CO2 Reduction and Hydrogen Evolution Reaction（种植豆芽衍生过渡金属掺杂碳纳米片电催化CO2还原和析氢反应  ）》
※ 创新性地将生物生长过程与化学催化剂结合起来，从而在生物体内获取催化剂。
化学、物理交叉：
2020年全球金奖论文《Facile Fabrication of Silicon Carbide Spheres and Its Application in Polymer Composites with Enhanced Thermal Conductivity（碳化硅球的简易制备及其在增强导热聚合物复合材料中的应用）》
※ 创新性地将热导材料与碳化硅结合起来，将两个看似毫无关联的材料融为一体。
化学、物理学、计算机三重学科交叉：
2020年全球银奖论文《Novel 4D-Coding System Based on Circularly Polarized Luminescent Pt Complexes（基于圆偏振发光铂配合物的新型4d编码系统）》
※ 构建算法，利用编码计算对椭圆偏振体系的化学配合物进行解析，融入了大量非化学的知识。
选题背景贴近世界发展需求和民生问题导向
我们可以发现，大量的获奖论文所研究的东西并不是所谓“高、精、尖”的科学问题，而是更为贴近发展和民生所需的课题。因为这样的问题能实实在在解决现实中的问题，具有这样思维的高中生，能够站在“需求导向”的角度思考，并落实起来，这是非常可贵的，培养一种“我要去解决现实中的问题”的学生，是丘成桐评委组老师更想看到的。
例如：
2017年全球银奖论文《Screening and Evaluation of the Risk Factors in Drinking Water based on High Throughput Methods（基于高通量方法的饮用水危险因素筛选与评价）》
看似“天马行空”的设想或许能使评委眼前一亮
2019年全球铜奖论文《Coffee Grounds Derived Hard Carbon towards Enhanced Performance Anode Material for Sodium-ions Battery（咖啡渣衍生硬碳制备高性能钠离子电池负极材料）》
利用咖啡渣衍生的硬碳材料来改善钠离子电池的性能，在常人看来，咖啡渣属于厨余垃圾，并没有什么利用价值，而该同学敏锐发现其中的硬碳能与电池中的负极产生微妙的“化学反应”，从而使得这样看似“天马行空”的设想获得了评委的高度肯定。
金奖、银奖的化学获奖论文大都与污染治理相关
正如前面第二点所说，环保类问题是全球的民生焦点也是全球发展的重中之重，而污染治理，则是环境问题的核心所在。
化学不同于其他学科，仅仅从单角度去解析污染问题，化学的魅力在于它有百变的方法和途径（源头上采取化学节源、过程中采取绿色化学方法、后期采取化学循环污染治理等等），为污染防治增砖加瓦。
例如：
2019年全球金奖论文《Facile Green Synthesis of Titanium Dioxide/Polymer Nanocomposites with Enhanced Photocatalytic Activity（具有光催化活性的二氧化钛/聚合物纳米复合材料的简易绿色合成）》
※ 用一种绿色的方法，取代长时间、高能耗的碳化硅球制备技术，直接从源头上避免了合成方法带来的污染（污染源头上的化学防治方法）。
站在当下国际化学前沿热点（即化学合成）上的论文更容易获得更高层次的奖（专业性解析）
化学合成（涵盖材料合成、有机合成等等）一向是化学中的热点、焦点。纵观2017-2021年金奖论文，除了2018年极具创新性的理论研究获奖以外（这个理论研究也是理论热点方向），其余获奖课题均为实验研究，且均与化学合成相关，而其他类别，如银奖、铜奖、优胜奖的论文则不具有这个趋势。
例如：
2021年全球金奖论文《Planted Bean Sprouts-Derived Transition Metal-Doped Carbon Nanosheets for Electrocatalysis of CO2 Reduction and Hydrogen Evolution Reaction（种植豆芽衍生过渡金属掺杂碳纳米片电催化CO2还原和析氢反应）》
※ 生物质催化剂的合成，而且是极具创新性的合成方法，从生物体内“合成”。
通过上述解析，我们可以得到一些启示：
比如在选题方面，可以选择与生活息息相关的课题，最好是符合国家战略发展、符合民生大计的课题。好的论文选题需要具有一定的前瞻性和创造性，最好是要具有交叉学科背景，传统的研究仅仅局限于某一单一学科，因此研究出来的成果可能受到限制，交叉学科融入了各个学科的精华，形成优势互补，更容易碰撞出不一样的东西。
同时，无机化学大类的课题更容易受到评委的青睐，其中的精准的化学合成、水化学、污染治理是一些比较有利的方向。当然，所研究的内容也要有很强大的成果支撑，需要有远优于传统方法的性能。
作为沟通微观与宏观物质世界的重要桥梁，化学是人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，对化学学术活动感兴趣的同学一定要收好这份备赛指南哦~希望大家最终都能获得自己心仪的成绩！
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