科创赛事:全国青少年科学探究建模能力大赛——白名单新增赛事,从项目申报书到总决赛答辩

一、先认识这项"年轻"的白名单赛事

全国青少年科学探究建模能力大赛,主办单位是北京师范大学,出现在教育部办公厅《关于公布2025—2028学年面向中小学生的全国性竞赛活动的通知》(教监管厅函〔2025〕7号,2025年10月22日印发)名单中,序号20,属于"自然科学素养类",是本轮47项白名单里新增的赛事之一。

它面对的是小学、初中、普通高中和中职在校学生(按学段分组评审),也就是说,小学三、四年级的同学也能报。大赛的官方平台设在北京师范大学,网址是 simcc.bnu.edu.cn,通知、赛项说明、获奖名单公示、证书发放都在这个平台发布。

主办方把这项赛事的宗旨概括成三句话:激发好奇心、想象力、探求欲;格物致知、机器致知、算法致知。前半句讲的是科学探究,后半句讲的正是"建模"——用数学和算法把现实问题翻译成可以被计算、被验证的形式。

二、三个赛项,三种"把问题变成模型"的路子

大赛设三个主要赛项,另有数智创新编程建模(E4、E5)、开源硬件建模(F2)等分赛项:

  1. 科学探究能力赛。给一个真实现象或问题,自己设计实验、采集数据、给出结论。
  2. 建模能力赛。核心是用数学语言描述现实。这个赛项的前身正是北京师范大学数学科学学院数学建模教育中心主办多年的"高中数学建模(应用)能力展示"活动。
  3. 应用实践能力赛。要求把模型用起来,做出能落地、能推广的方案。

三个赛项不是三种不同的考试题型,而是同一条科研链条上的三段:先弄清事实(探究),再把事实抽象成关系(建模),最后让关系产生价值(应用)。

三、从申报书到总决赛:材料是"过程"的证据

赛程分三个阶段,每一阶段的提交物都不一样,这是这项赛事最需要提前留意的地方:

  • 初赛:提交《项目申报书》(PDF),线上提交,评的是"这件事值不值得做、你打算怎么做"。
  • 复赛:提交《科学探究报告》《模型构建方案》《项目实践报告》以及演示视频,评的是"你到底做了什么、怎么做出来的"。
  • 总决赛:提交完整成果材料(文稿+作品+视频+项目展板),并现场答辩,评的是"成果是否真实、你是否真的懂"。

参考2026年这一届的节奏:报名大致在3月至5月,初赛选拔在5月至6月,决赛集中在7月至8月,8月至9月公布获奖名单,之后按通知领取纸质证书。

四、案例:把"食堂排队"做成一个模型

假设你想做一个校园食堂排队问题的小课题。可能的思路如下:

第一步,提出问题。 中午12:00—12:20,一楼第二窗口排队最长时达到多少人?加一个窗口能不能把等待时间压到5分钟以内?

第二步,假设与简化。 假设学生到达是均匀的(现实中往往在12:05—12:10形成高峰,所以后面要修正);假设每人打饭平均耗时25秒;忽略找座位的时间。

第三步,建立模型。 设服务窗口数为 c,到达速率 λ(人/分钟),服务速率 μ(人/分钟),窗口利用率 ρ=λ/(c·μ)。当 ρ 越接近1,队列就越长、越不稳定。用实测数据代入:λ=4人/分钟,μ=2.4人/分钟,c=1时 ρ≈1.67>1,队列必然无限增长——这说明"一个窗口根本不够"不是感觉,而是算出来的。

第四步,求解与检验。 令 c=2,则 ρ=4/(2×2.4)≈0.83,排队能被稳定住;再回到现场数一数,看实际等待时间是否落在预测范围内。

第五步,应用与推广。 给出建议:高峰时段开两个窗口、或把备餐提前10分钟。同样这套方法可以搬到图书馆借还、校门口测温通道、公交站候车。

这就是"建模"和"做计算题"的区别:题目里的条件是别人给的,模型里的假设是你自己找的,而且必须交代清楚。

五、备赛最容易踩的三个坑

  1. 数据靠编。 评委第一眼看的是数据来源:什么时候测的、测了几次、用什么工具、原始记录在哪里。没有原始记录的项目,模型再漂亮也会被扣分。
  2. 只讲结论不讲过程。 探究报告要写清对照组、变量控制、重复次数、误差来源。结论只能落在证据支持的范围内,不能"一步跳到大结论"。
  3. 展板和答辩脱节。 总决赛的展板是给评委和观众看的摘要,讲的时候要用一条线串起来:问题—假设—方法—数据—结论—推广,30秒说清是什么,2分钟说清凭什么。

六、练一练

  1. 观察你家楼下电梯的等候情况,记录10次到达时间与等候时长,判断"高峰期需要几部电梯同时运行",并写出你的两个假设。
  2. 一个小球从桌面滚落,测量5组落地点到桌脚的水平距离,取平均值并说明误差可能来自哪些因素。
  3. 上面食堂排队的例子里,如果12:05—12:10的到达速率变成6人/分钟,c=2时 ρ 等于多少?还稳定吗?请提出一个改进方案并说明理由。