美國超高含金量科學競賽ScienceBee來了！國際學校學生必看！附備考資料領取！

Science Bee 國際科學競答是一項極具影響力的全球性科學知識競賽活動。它旨在激發學生對科學知識的熱愛，挖掘和培養具有科學天賦的青少年人才。競賽面向全球范圍內不同年齡段的學生開放，從小學低年級到高中階段都有相應的組別劃分。這種分層機制能夠確保比賽在各個年齡段都具有公平性和挑戰性，讓不同學習階段的學生都能在適合自己知識水平和認知能力的范圍內進行科學知識的比拼。最近也有很多家長朋友問有沒有小學段就可以參加的科學競賽，今天給大家介紹一下高含金量的科學競賽——International Science Bee 國際科學競答！由國際學術挑戰委員會主辦的科學挑戰活動，是美國最有影響力的中小學綜合學術活動之一。Science Bee 面向全球對科學感興趣的中小學生，是以科學為主題的個人知識競答挑戰活動，包含地球科學，生物學，物理學和化學。強調跨學科綜合運用的教育理念、靈活有趣的形式以及不斷融合前沿研究與基礎教育的活動內容，迅速風靡全球。每年有來自北美洲、歐洲、亞洲和大洋洲五十多個國家上千所學校的五萬多名同學參加。

ScienceBee競賽信息

級別

凡對科學有興趣的中小學生均可報名參加此活動。報名組別設置如下，建議學生根據實際學籍對應組別報

• 小學組(Elementary Division)(提供中文場和英文場):出生日期為 2012年9月1日及之后的學生(適合小學生)
• 初級組(Middle School Division)(提供中文場和英文場):出生日期為2010年9月1日至 2012年8月31日之間的學生(適合初中生、小學生)
• 中級組(Junior Varsity Division)(僅提供英文場):出生日期為 2008年9月1日至2010年8月31 日之間的學生(適合高中生、初中生)
• 高級組(Varsity Division)(僅提供英文場):出生日期為 2008 年8月31日及之前出生的學生(適合高中生)

測評時間

• 第一輪: 2024年11月16 日(周六) 14:00-14:30
• 第二輪: 2024年12 月14 日(周六)16:00-16:30
• 第三輪:2025年1月18 日(周六) 14:00-14:30
• 第四輪:2025年2月16日(周日)14:00-14:30
• 第五輪:2025年3月15日(周六)14:00-14:30

競賽的知識體系與范圍

• 物理學領域
• 力學部分
• 這是物理學的基礎部分，涵蓋了牛頓運動定律、摩擦力、彈性力等內容。學生需要理解物體在力的作用下的運動狀態變化，比如在學習牛頓第二定律 F = ma 時，要能夠運用它來解決簡單的動力學問題，如計算一個已知質量的物體在受到特定力的作用下的加速度。同時，對于摩擦力的理解也很關鍵，包括靜摩擦力和滑動摩擦力的區別與計算。例如，當一個物體在粗糙水平面上被拉動時，如何根據物體的質量和拉力大小計算摩擦力，這是競賽中可能出現的基礎題型。
• 電磁學部分
• 電磁學是現代科技的重要基礎，包括電場、磁場、電磁感應等知識點。學生要掌握庫侖定律來計算電荷之間的相互作用力，理解電場強度和電勢的概念。在磁場方面，要了解安培力和洛倫茲力的原理和計算方法。例如，在一個磁場中，判斷帶電粒子的運動軌跡就需要運用洛倫茲力的知識。電磁感應部分，法拉第電磁感應定律是重點，選手需要知道如何根據磁通量的變化計算感應電動勢。
• 熱學部分
• 熱學主要涉及熱量傳遞、熱力學定律等內容。選手需要理解熱量的三種傳遞方式：傳導、對流和輻射。比如，在解釋冬天室內暖氣是如何使整個房間變暖的過程中，就需要運用到熱對流的知識。同時，熱力學第一定律（ΔU = Q - W）和第二定律（熵增原理）也是競賽的重點內容。例如，在分析一個熱機工作過程中的能量轉化時，就需要依據熱力學第一定律。
• 光學部分
• 光學部分包括幾何光學和物理光學。幾何光學主要研究光的傳播、反射和折射規律。例如，在學習光的折射時，要掌握斯涅爾定律（n1sinθ1 = n2sinθ2），并能夠運用它來計算光在不同介質中的傳播路徑。物理光學則涉及光的波動性和粒子性，像光的干涉、衍射和偏振現象等。在競賽中，可能會要求選手解釋雙縫干涉實驗中條紋間距與光的波長、雙縫間距等因素之間的關系。
• 化學領域
• 無機化學部分
• 無機化學涵蓋了元素周期表、化學物質的性質等內容。學生需要熟悉元素周期表的結構和規律，比如同一周期或同一族元素的原子半徑、金屬性、非金屬性等性質的遞變規律。對于常見的無機化合物，如酸、堿、鹽的性質也要有深入的了解。例如，在學習堿金屬時，要知道鈉、鉀等元素與水反應的化學方程式和反應現象，并且能夠解釋反應劇烈程度不同的原因。
• 有機化學部分
  有機化學主要研究有機化合物的結構、性質和反應。學生要掌握烴類（烷烴、烯烴、炔烴）的命名規則和化學性質，例如，烯烴的加成反應、炔烴的加成和聚合反應等。同時，對于官能團（如羥基、羧基、醛基等）的性質和反應也要熟悉。在競賽中，可能會要求選手寫出一個復雜有機化合物的合成路線，或者根據給定的反應條件推斷有機化合物的結構。
• 化學平衡部分
• 化學平衡包括化學平衡狀態的判斷、平衡常數的計算和化學平衡的移動等內容。學生要理解勒夏特列原理，即當一個可逆反應達到平衡后，如果改變影響平衡的一個條件（如溫度、壓強、濃度等），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。例如，在分析一個合成氨反應（N2 + 3H2 ? 2NH3）在改變溫度、壓強等條件時平衡的移動方向和氨氣產量的變化時，就需要運用化學平衡的知識。
• 化學實驗部分
• 化學實驗要求學生掌握基本的實驗操作技能，如藥品的取用、儀器的使用（如酒精燈、容量瓶、滴定管等）、實驗數據的記錄和處理等。在競賽中，實驗部分可能會考查一個完整的實驗流程，從實驗目的、實驗原理、實驗步驟到實驗結果的分析。例如，進行一個硫酸銅晶體結晶水含量測定的實驗，選手需要準確稱量、加熱、冷卻、再稱量等操作，并根據實驗數據計算結晶水的含量，同時還要對實驗誤差進行分析。
• 生物學領域
• 細胞生物學部分
• 細胞是生命活動的基本單位，這部分內容包括細胞的結構和功能。學生要了解真核細胞和原核細胞的區別，掌握細胞膜、細胞質、細胞核等細胞結構的功能。例如，細胞膜的流動性和選擇透過性是細胞進行物質交換的重要基礎，學生需要理解物質是如何通過主動運輸、被動運輸等方式進出細胞的。同時，對于細胞器（如線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體等）的功能也要熟悉，比如線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，葉綠體是植物進行光合作用的場所。
• 遺傳學部分
• 遺傳學是生物學的核心領域之一，包括遺傳的基本規律（孟德爾遺傳定律）、基因的結構和功能、基因表達和調控等內容。學生要能夠運用孟德爾的分離定律和自由組合定律來解決遺傳問題，例如，通過親代的基因型推斷子代的基因型和表現型的概率。對于基因的表達過程，包括轉錄和翻譯，學生要理解 DNA 是如何將遺傳信息傳遞給 mRNA，mRNA 又是如何在核糖體上合成蛋白質的。
• 生態學部分
• 生態學研究生物與環境之間的相互關系。學生要了解生態系統的組成成分（生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量），理解食物鏈和食物網的概念。例如，在一個草原生態系統中，分析狼、羊和草之間的數量關系和能量流動情況。同時，生態平衡的概念也很重要，學生要知道當生態系統受到外界干擾（如環境污染、物種入侵等）時，生態系統是如何自我調節的，以及在什么情況下會導致生態系統的崩潰。
• 生物進化部分
• 生物進化是生物學的重要理論，學生要掌握達爾文的自然選擇學說，理解生物進化的證據（如化石記錄、解剖學證據、分子生物學證據等）。例如，通過比較不同生物的同源器官（如鳥的翅膀和人的手臂）來推斷它們的親緣關系和進化歷程。同時，現代進化理論（如基因頻率的改變、物種形成等）也是競賽的重點內容，學生需要理解在自然選擇、基因突變、基因重組等因素的作用下，種群的基因頻率是如何發生變化的，以及新物種是如何形成的。
• 地球與空間科學領域
• 地質學部分
• 地質學主要研究地球的物質組成、內部結構和地質作用。學生要了解巖石的分類（巖漿巖、沉積巖和變質巖）和形成過程。例如，巖漿巖是由巖漿冷卻凝固形成的，沉積巖是由沉積物經過壓實、固結等作用形成的，變質巖是在高溫、高壓等條件下，巖石的礦物成分和結構發生改變而形成的。對于地質構造（如褶皺、斷層）的形成和特點也要熟悉，褶皺是巖層在水平擠壓力作用下發生彎曲變形，斷層是巖層沿斷裂面發生明顯位移的地質構造。
• 氣象學部分
• 氣象學研究大氣的物理狀態和現象。學生要掌握大氣的分層結構（對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層）和各層的特點。例如，對流層是與人類關系最密切的一層，天氣現象主要發生在這一層。同時，對于天氣系統（如冷鋒、暖鋒、氣旋、反氣旋）的形成和天氣變化也要了解。例如，冷鋒過境時，會出現降溫、大風、降水等天氣現象，暖鋒過境時，天氣會逐漸轉暖，多連續性降水。
• 天文學部分
• 天文學包括天體的觀測、太陽系的結構和天體運動等內容。學生要認識各種天體（如恒星、行星、衛星、彗星等）的特點，了解太陽系的組成和行星的運動規律。例如，開普勒定律描述了行星繞太陽運動的軌道、速度等規律。同時，對于宇宙的起源和演化（如大爆炸理論）也要有一定的了解，大爆炸理論認為宇宙起源于一個溫度極高、密度極大的奇點，之后不斷膨脹和演化，形成了現在的宇宙。
• 海洋學部分
• 海洋學研究海洋的自然現象、性質和變化規律。學生要了解海洋的分層結構（如表層、中層、深層和底層）和各層的物理、化學性質。例如，表層海水溫度較高，鹽度較低，而深層海水溫度較低，鹽度較高。對于海洋生態系統的組成和特點也要熟悉，海洋生態系統包括海洋生物、海水、海底沉積物等成分，是地球上最大的生態系統。同時，海洋的地質作用（如海浪、潮汐、洋流等）也是競賽的重點內容，例如，海浪的侵蝕和堆積作用會改變海岸的地貌，潮汐是由于月球和太陽的引力作用引起的海水周期性漲落，洋流對全球氣候和海洋生態系統有著重要的影響。

競賽的意義與價值

• 對學生個人的影響
• 激發科學興趣
• Science Bee 國際科學競答為學生提供了一個接觸廣泛科學知識的平臺。在準備競賽的過程中，學生能夠深入探索物理、化學、生物等多個學科的奧秘。例如，在研究天文學部分時，學生可能會對宇宙的起源和黑洞的形成產生濃厚的興趣。這種興趣的激發可以引導他們在課外自主閱讀更多的科學書籍、觀看科學紀錄片，甚至進行一些簡單的科學實驗，從而拓寬自己的科學視野。
• 提升知識水平
• 競賽涵蓋的知識面非常廣泛，要求學生系統地學習多個科學領域的知識。無論是在物理中的復雜力學問題，還是化學中的有機合成路線，或者是生物中的基因遺傳規律，學生都需要深入理解和掌握。通過這種高強度的學習，學生能夠完善自己的科學知識體系，對學科知識有更深入的理解，不再局限于學校課本中的基礎知識。
• 培養綜合能力
• 在競賽過程中，學生不僅要具備扎實的知識，還需要培養多種綜合能力。例如，在實驗操作環節，學生需要鍛煉自己的動手能力，學會正確使用各種實驗儀器，準確記錄和分析實驗數據。在演講環節，學生要提高自己的表達能力，能夠清晰、有條理地闡述自己的科學觀點。此外，團隊合作項目還能培養學生的團隊協作能力，學會與他人溝通、分工合作，共同解決復雜的科學問題。
• 增強自信心和競爭力
• 當學生在競賽中取得優異成績時，他們的自信心會得到極大的提升。這種自信心會激勵他們在今后的學習和生活中更加積極主動地面對挑戰。同時，在全球范圍內的競賽經歷也會讓學生在升學、留學等過程中更具競爭力。例如，在申請國外名校或者國內重點高校的自主招生時，參加 Science Bee 等國際競賽的經歷可以作為一個重要的加分項，展示學生的學術潛力和綜合素質。
• 對教育的推動作用
• 改進教學方法
• 競賽的內容和形式可以為學校和教師提供教學參考。學校可以根據競賽的要求，調整科學課程的教學內容和教學方法，更加注重培養學生的實踐能力和創新思維。例如，增加實驗課程的比重，采用項目式學習的方法，讓學生在實際操作和探索中學習科學知識。同時，教師也可以借鑒競賽中的案例和問題，設計更加具有挑戰性和啟發性的課堂教學內容。
• 促進學科融合
• Science Bee 國際科學競答涵蓋多個學科領域，這有助于打破學科之間的壁壘，促進學科融合。在學校教育中，教師可以引導學生將物理、化學、生物等學科知識聯系起來，解決實際的科學問題。例如，在研究生態系統中的能量流動時，既需要生物學中關于食物鏈和生態系統組成的知識，也需要物理學中關于能量守恒的原理和化學中關于物質循環的知識。這種學科融合的教學方式可以培養學生的綜合思維能力。
• 營造良好的學術氛圍
• 競賽的開展可以在學校和社會范圍內營造良好的學術氛圍。學校可以組織科學知識講座、競賽培訓等活動，吸引更多的學生關注科學。在社會層面，競賽的宣傳和推廣可以讓家長和社會各界更加重視科學教育，鼓勵更多的青少年投身科學研究。這種良好的學術氛圍有助于培養創新型人才，推動整個社會的科學技術發展。

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競賽的準備

• 書籍方面
• 《時間簡史》（斯蒂芬?霍金著）是一本非常經典的科普讀物，它用通俗易懂的語言介紹了宇宙的起源、黑洞等復雜的天文學概念，對于參加 Science Bee 競賽的學生來說，是一本很好的天文學知識拓展書籍。在物理學科方面，《費曼物理學講義》是一套很有深度的教材，雖然內容有一定難度，但它能夠幫助學生深入理解物理原理，尤其是對于力學、電磁學等重點領域。在化學領域，《普通化學原理》（北京大學出版社）能夠系統地介紹化學的基本概念和原理，包括無機化學和有機化學的基礎知識。在生物學領域，《細胞生物學》（翟中和等著）是國內比較權威的教材，詳細介紹了細胞的結構和功能等內容。
• 在線資源方面
• 一些知名的科學教育網站，如 Coursera、EdX 等，提供了許多優質的科學課程。這些課程由世界各地的知名大學教授授課，學生可以根據自己的需要選擇相關的課程進行學習。例如，在 Coursera 上有關于遺傳學的專項課程，通過視頻講座、課后作業和在線討論等方式，幫助學生深入學習遺傳學知識。此外，許多科學雜志的官方網站，如《科學》（Science）、《自然》（Nature）等，會定期發布最新的科學研究成果和科普文章，學生可以關注這些網站，及時了解科學前沿動態。

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