有方探究项目 | 工程方向

关于探究项目

1. 探究项目适合有志于申请TOP50大学，计划申请的专业与特定行业有关的9-12年级学生
2. 探究项目对学生的编程能力不作要求，适合零基础学生，学生对某一领域有兴趣即可
3. 探究项目是有方科研教学体系中的一个重要环节，主要帮助学生在其感兴趣的领域中，完成有一定难度的研究项目（关于有方科研教学体系的详情介绍，请见文末）

教学成果

成果一：个性化个人网站展现学术研究成果

有方探究项目为学员制作个人网站展示学生的项目成果。网站展示包含项目课题介绍、研究过程、研究结论和学生学习心得等个性化内容，真实完整的反应学生的学习过程和个人学术成长与收获。同时，有方探究项目的项目成果还可以投放到计算机行业交流平台GitHub等业内人士交流平台中，让更多人关注到学生的学术成果。在申请过程中，招生官极其重视学生的科研项目经历，个人网站可以作为重要成果展示，帮助学生在诸多竞争者中脱颖而出。

成果二：能力提升

学生顺利完成有方探究项目的所有课程学习后，相当于达到美国优秀大学本科三年级计算机学科方向课程项目或独立研究项目要求。在大学申请时，独立项目的研究经历将极大的展现学生的学术积极性和独立解决问题的能力。

适合学生

1. 有志于申请前50名美国大学的9-12年级学生
2. 有一定的英语阅读和写作能力
3. 有较强的逻辑思维和抽象思维能力
4. 对于工程感兴趣
5. 对于学生在专业领域的基础没有要求，我们会提供学术知识培训帮助学生入门相关专业

有方根据不同的学科和研究方向，准备了工程方向的不同课题，以下我们选取了其中三个课题作为示例，可供参考：

探究项目 | 课题示例一

场效应管的模拟探究

加州理工探究项目

课题概览

1. 半导体物理是研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科，是固体物理学的一个分支。研究半导体中的原子状态以晶体结构学和点阵动力学为基础，主要研究半导体的晶体结构、晶体生长，以及晶体中的杂质和各种类型的缺陷。

2. 研究半导体中的电子状态以固体电子论和能带理论为基础，主要研究半导体的电子状态，即能带结构、杂质和缺陷的影响、电子在外电场和外磁场作用下的输运过程、半导体的光电和热电效应、半导体的表面结构和性质、半导体与金属或不同类型半导体接触时界面的性质和所发生的过程、各种半导体器件的作用机理和制造工艺等。

3. 本课题中，我们将介绍基本的半导体物理学，并深入掌握关于MOSFET的原理，模拟MOSFET的工作，了解各种物理参数对MOSFET的影响。

相关学科

1.电子工程   材料科学与工程
2.半导体物理学
3.计算机仿真模拟   应用数学

探究项目 | 课题示例二

用于相位调制的金属-介质混合超构表面

加州理工探究项目

课题概览

1. 超构材料（Metamaterial）指的是一类具有特殊性质的人造材料，这些材料是自然界没有的。超构材料是一个跨学科的课题，囊括电子工程，凝聚态物理，微波，光电子学、经典光学、材料科学、半导体科学以及纳米科技等等。超构材料拥有一些特别的性质，比如让光、电磁波改变它们的通常性质，而这样的效果是传统材料无法实现的。

2. 超构材料的成分上没有什么特别之处，它们的奇特性质源于其精密的几何结构以及尺寸大小。其中的微结构，大小尺度小于它作用的波长，因此得以对波施加影响。超构材料的奇异性质使它具有广泛的应用前景，从高接收率天线，到雷达反射罩甚至是地震预警。

3. 该项目中，我们将学习超构表面的工作原理，运用布洛赫原理将模型简化并计算一种用于相位调制的金属-介质混合超构表面，深入理解幅度和相位调制等电磁特性。

相关学科

1. 电子工程   航空航天
2. 光学   电磁学
3. 计算机仿真模拟   应用数学

探究项目 | 课题示例三

基于人群大数据的环境与健康关系研究

密歇根大学探究项目

课题概览

1. 本课题旨在挖掘和发现NHANES中环境污染与人群健康相关关系。National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES)，即美国健康与营养调查研究，是一项美国针对成人和儿童健康和营养情况的研究项目。该项目结合了问卷调查和身体检测，包括生化指标监测等数据，是美国健康统计中心（隶属于美国疾控中心，负责产生美国健康情况数据）的一个主要项目。该项目大部分数据向公众公开，任何个人和组织可以免费使用，用于科研、政策制定等。

2. 该项目自1960年代初就开始，针对不同人群不同主题的研究已多次开展。从1999年开始，该项目变成一项持续性项目。该项目每年招募5000名受试者，覆盖全美国各州。该项目调查内容包括人口统计学、社会经济学、饮食习惯和健康相关问题 ；检测内容包括医学、牙科、生理学检测，以及一些实验室检测项目（包括各类污染物指标）。该项目主要通过评估营养情况以及身体健康，研究主要疾病的流行情况和风险因素。所获得的数据已经并且继续被用于流行病学和健康学研究，大量科学家从该项目数据中发现许多环境健康、营养学现象，为美国制定公共卫生政策、指导和设计健康服务项目提供了很大帮助，也扩大了对美国全国的健康情况的了解，是美国对人民身高、体重和血压等数据标准制定的基础。

3. 本课题将使用该项目中2009年以后的数据，研究目标污染物在人群中的内外暴露情况和人群健康状态的关系，包括VOC（挥发性有机污染物）、农药、重金属等。通过化学、生物学和毒理学等基础科学的知识指导可能发现相关关系的方向并提出假设，应用流行病学和统计学分析方法（相关分析，线性回归分析和逻辑回归分析方法等）检测假设的成立与否，以此发现可能的疾病风险，并提出可行的预防措施。

相关学科

1. 环境科学   流行病学   NHANES
2. 计算机   人工智能   机器学习
3. 数据科学   应用数学   统计学

关于 有方科研教学体系

有方科研教学体系 是有方教育与麻省理工、加州理工、斯坦福大学等众多美国顶尖大学的科研团队在深度合作的前提下，为国内初、高中生提供物理、化学、生物、工程、统计、经济、金融等领域的探究课程和科研项目。

成功案例

美国本科录取

1. 2017年，第一届学员七位中有六位被全球排名TOP 35大学录取，包括一位同时获得哥伦比亚大学、宾夕法尼亚大学两所常春藤大学录取通知的学生。
2. 第二届学员的申请尚未结束，目前已有一位学员被斯坦福大学录取，一位学员被加州理工录取，此外两位被麻省理工顶尖暑期项目录取。

丘成桐中学科学奖获奖概况

1. 2018年全球金奖（全球第一）
2. 2017年全球铜奖（全球前五）
3. 2018年全球优胜奖（全球前3%）
4. 2018年全球总决赛入围（全球前第5%）

美国高中数学建模学术活动获奖概况

1. 2017年 Outstanding 特等奖（全球前1%）一组
2. 2016年 Outstanding 特等奖（全球前1%）一组
3. 2016年National Finalist 特等奖提名奖（全球前2%）一组
4. 2017年Finalist 特等奖入围奖（全球前9%）一组

顶尖期刊发表

1. 多位学员以第一作者身份在 SCIE, EI, CPCI 所收录的期刊或会议上发表论文。

课程体系

1.第一阶段：科研集训营
（1）以 “PBL” 项目制学习的方法，
（2）掌握 “AI+X” 科研的核心知识和技能

2.第二阶段：探究项目
（1）在学生感兴趣的领域中，
（2）完成有一定难度的研究项目

3.第三阶段：学者项目
（1）在学生感兴趣的领域中，
（2）获得原创性研究成果，
（3）发表论文或参加科研科创学术活动