8月21~22日,Brain Bee脑科学大赛中国组委会举办2021年脑科学创新挑战赛(Brain Challenge)在上海隆重举行。在远大教科朗威®DISLab系列数字化实验设备的有力支持下,由栾奕柠(女,济南新航实验外国语学校)、董朝伦(济南新航实验外国语学校)、王闰瑄(女,济南外国语学校)、李嘉禾(济南新航道锦秋A-Level学院)、姚瑞锋(江苏句容碧桂园学校)五位青年才俊组成的济南联队——“洗洗脑子队”一路杀出重围,最终与来自上海的三只强队并列获得技术含量最高的科研组一等奖。
Brain Bee脑科学大赛发源于美国,至今已有21年的历史。由美国心理学会(The American Psychological Association, APA)、欧洲神经科学学会(Federation of European Neuroscience Societies, FENS)、神经科学学会(Society of Neuroscience, SfN)、美国DANA基金会和国际脑科学研究组织(International Brian Research Organization, IBRO)联合主办,是一项面向全球青少年的竞赛。根据其比赛规则,各参赛国首先进行全国选拔赛,其中的获胜者将代表该国参加Brain Bee脑科学大赛国际赛,并可获邀列席上述国际脑科学组织举办的年度学术峰会。
参加本次大赛的济南联队五位青年才俊,虽无学校层面的统一组织,但他们志趣相投、团结一致、分工明确、配合默契,充分发挥出了综合素质好、外语过硬、学习能力强的优势,经过了长时间的准备,查阅了大量国内外文献,确定了一个在世界范围内都鲜有人涉足的研究方向——Exploring the reasons why particular melodies circulate in the brain and how to solve them: Earworm Effect,即“探索特定旋律在大脑中循环的原因及解决方法:耳虫效应研究”。他们自主学习并遵守科研规范,基于脑科学和神经科学的基本原理,通过坚实的文献研究、调查研究和实验-实证研究,给出了消除耳虫效应的解决方案,并最终征服了由国内顶尖级脑科学家组成的评委团队。
李嘉禾同学正在做实验
在这个貌似传奇的过程中,远大教科的数字化实验神器——朗威®DISLab给他们提供了关键助力。团队成员李嘉禾提前进驻上海市中小学数字化实验系统研发中心,使用朗威®DISLab声波传感器和赛灵格®移动式科学探究系统进行了反复实验,凭借清晰的声音波形,提取出了容易导致“耳虫效应”的音乐在声学层面的特质。李嘉禾同学针对图1、图2(详见下图)解释到:这两张图对应着两首流行歌的声波图像。蓝圈标出来的是歌曲的伴奏音波形;黑圈标出来的是歌手演唱时的峰值波形。声波图像的分析结果显示:导致“耳虫效应”产生的音乐普遍具有调性简单、不断重复、节奏欢快的特征。数字化实验的可视性揭示了音乐特征与“耳虫效应”之间的因果性联系,并构成了他们研究的坚实基础。
图1
图2
不经意之间,两获全国教学成果一等奖、进入国家理科课标和教材、先后帮助无数教师获得各级各类教学荣誉的朗威®DISLab,在几个高中生中又成了脑科学研究的利器。他们凭借创造力、想象力和学术思维能力,发掘出了朗威®DISLab的新用途,并将其成功应用于脑科学研究。这一出乎意料的迁移应用,一方面说明了数字化实验的基础性——可以下沉到基础科学研究层面,另一方面则证明了其延展性——可以被广泛用于各种科研数据的测量和分析。为此,我们需要向他们献上祝贺以及感谢。祝贺他们获得了一项重量级的科研桂冠!这也许是他们科研人生的光辉起点!感谢他们给我们启示:朗威®DISLab,能做的还有很多!