生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系,其专业研究领域范围很广,从有关生命体的原子、分子研究,到遗传基因学、神经生物学、医药学、生态系统学等都归属于生物大类,是美本申请的大热门专业之一。
生物专业的“可塑性”强,还是医药、环境等学科的基础,也能与化学碰撞产生更加实用的创造成果,很多美本强校都开设了生物相关的交叉学科专业,申请人数一年比一年火爆!
交叉学科研究已成为大势所趋,在赛场上也同样如此,ISEF的现代生物学赛道也在不断内卷。
从300万人到1200人,ISEF到底在比什么?
生物学项目要做到什么程度才能获奖?
时间紧 任务重 没方向,中学生如何入门科研?
上周有方科学主管H老师为大家带来了ISEF现代生物学+行为学专场讲座,下面就一起来回顾一下这场精彩的讲座吧!
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ISEF在比什么?
ISEF全称为International Science and Engineering Fair国际科学工程大赛,由美国Society for Science在1950年首次举办,被誉为青少年科技赛事的世界杯。
ISEF也为世界科技发展培养了大量顶尖科技人才,具有高度国际影响力和Top大学认可度
国际级别:青少年科创「世界杯」
高影响力:全球最知名的科研科创赛事
历史悠久:几乎所有类似赛事的鼻祖
有方H老师
一个好的ISEF研究课题离不开完整严谨的研究步骤。我将ISEF课题的组成分为了以下四步:
1)发现并提出问题:在前人的研究成果上、用公开数据进行比较分析;
2)分析并解决问题:利用大数据分析、理论模型构造、实验讨论验证等手段进行分析;
3)得到结论:模拟仿真编程,总结提炼关键要点;
4)结果展示:利用高阶可视化手段展示研究成果。
ISEF共设置了21条赛道,在这其中,实验学科根据学科诞生时间以及分析手段,可以分为有传统实验科学和现代生物学。
之前H老师已经分享过传统实验学科,本场讲座中,我们将视角转向现代生物学、行为学,从具体案例中总结归纳其获奖趋势,总结备赛方法。
ISEF现代生物学获奖作品解读
H老师精选了近年ISEF现代生物学赛道中,最具代表性的几个获奖作品,进行项目解读和解析,拆解它们的亮点与缺陷。
1计算生物学与生物信息学
课题方向:药物不良反应的相关研究
课题构想:该项目开发了一个由随机森林分类器和支持向量机组成的分层模型,使用药物的化学指纹来预测靶点、酶和转运蛋白谱,最后将其用于预测ADR,最终稿提出一种可以预测ADR并阐述其病理机制的新模型。
有方评析👇
项目优势:该项目采用随机森林和支持向量等高级的算法进行数据处理,得出的结论更加可靠。且在项目展示中体现了自己项目的准确率(91%),进一步体现研究的严谨。
2生物医学与健康科学
课题方向:前列腺癌相关的免疫疗法
课题构想:该项目表征了前列腺癌种免疫浸润的细胞组成,研究了肿瘤免疫景观是否时患者预后的预测因素,确定了一个了解前列腺癌的肿瘤免疫微环境的概念框架。
有方评析
项目优势:利用了癌症基因组图谱中的数据,数据庞大且有价值。采用了两种不同的数据分析软件进行分析,并且得出了多项研究成果,充分体现了项目的研究深度和工作量之大。
3生物医学工程
课题方向:便携式检测口腔癌的设备
课题构想:该项目设计了一种无需专业干预即可扫描整个口腔寻找潜在癌变的设备。在硬件部分,学生利用荧光激发正常粘膜使癌组织颜色变深。软件部分学生利用影像分析技术,将处理后的图像发送到自己训练的机器学习模型中,以检测潜在的恶性病变和鳞状细胞癌形式的癌组织。
有方评析
项目优势:该项目从学生所在地的实际问题出发,有强烈的地方特色。项目的成果具有高度的应用价值。
4社会以及行为科学
课题方向:COVID-19 期间的新型数字自闭及其症诊断
课题构想:该项目设计了一种通过使用计算机视觉运动跟踪技术来评估自闭症儿童在ADOS期间与父母和考官的平均距离,并使用发声记录器来分析儿童的语言能力。
有方评析
项目优势:该研究发现了研究领域目前存在的问题,研究所设计的简单便携的方法可以在自然环境中提供实时数据,并彻底改变自闭症诊断,解决了该领域原本存在的缺陷。
ISEF获奖作品有哪些规律?
有方通过整理超过9000份ISEF Finalist摘要,与超过50位ISEF、丘奖评委导师进行学术探讨,总结了ISEF获奖作品的一些规律:
生活化的问题
方法的结合与创新
社会应用价值
这三个指标,其实也是近年来ISEF对于学生项目的要求。高中生的科研从来都不是从0到1的创新,而是希望学生能够从生活出发,通过已有的科研结果,做出一个“新”的东西,并且能够有很强的应用价值。
而就近年ISEF整体的获奖作品而言,以下几个趋势值得大家注意:
对当前科学或者项目中的问题能够清晰地、完整地阐述;
青年科学家们选择了合适的研究方案对于项目进行深入的研究;
项目创新点往往是将前沿方法应用于所研究的问题或者对于已有方法进行改进;
结论部分会介绍项目的应用价值。
作为中学生科研赛事“天花板”,现在正是备赛ISEF的黄金时间!据组委统计,在ISEF中获奖的学生有超过一半录取美国Top大学,其中更是不乏多所藤校!据组委统计,在ISEF中获奖的学生有超过一半录取美国Top大学,其中更是不乏多所藤校!
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