有方探究项目 | 化学方向

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. 对于化学感兴趣
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，准备了化学方向的不同课题，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

高分子材料合成与构型探究

康奈尔探究项目

课题概览

1. 从高分子材料诞生的100年以来，已经有哪些高分子材料制品普及到了我们的日常生活中呢？在日化产品中，高分子材料曾经带来过哪些产业变革？（一些使用了高分子材料的产品举例：所有乳状的洗护用品，纸尿布，塑料瓶，人造皮革，人造橡胶，人造纺织品，等等。）
2. 高分子材料以其广泛的应用，已成为对人们日常生活影响最大的科学分支学科之一。在高分子材料下，有许多有趣的方向可以探究。此课题设计意在带领学生熟悉科学研究中的文献调查(literature research)部分。在基础知识（包括基础的高分子材料合成，以及高分子材料性质与构型）讲解、巩固之后，学生可以自由选择自己感兴趣的调查研究方向，在导师的指导下进行文献阅读和进一步的知识点补充讲解，并完成最后的调研报告。

相关学科

1.材料科学   有机化学   热力学

探究项目 | 课题示例二

太阳能电池板的电子元件原理探究

康奈尔大学探究项目

课题概览

1. 中美之间的贸易战使得芯片行业再次被放到了聚光灯下，电子材料科学的发展也再度引起了大众的兴趣。而半导体材料的应用也不仅仅止于芯片。此课题设计意在带领学生熟悉科学研究中的文献调查(literature research)部分。在基础知识（包括与电子材料相关的基础量子力学，以及能带隙与半导体性质）讲解、巩固之后，学生可以自由选择自己感兴趣的调查研究方向，在导师的指导下进行文献阅读和进一步的知识点补充讲解，并完成最后的调研报告。

2. Solar panels and p-n junction diode p-n junction diode是结构相对简单的半导体材料器件，却也是太阳能利用最开始也是最关键的部分。选择这个方向，学生可以研究太阳能电池板的原理，发展，现在面临的瓶颈，以及对未来的展望。（p-n junction diode的另一个应用是LED灯，大致就是太阳能板的原理反过来应用。LED因此也是这个方向下另一个可以探讨的话题）

相关学科

1. 材料科学   无机化学   量子力学

探究项目 | 课题示例三

基于Python的工业反应系统设计

卡内基梅隆大学探究项目

课题概览

1. 在现代化工产业中，反应系统占据着整个化工设计体系的核心位置。总体上，反应系统可以分为全混反应器（Batch reactor），连续搅拌反应器（Continuous stirred-tank reactor），推流式反应器（Plug flow reactor），三大反应体系。三种反应体系各有优劣，以适应各种类型的化学反应。在大规模大投入大产出的背景下，反应体系设计的好坏直接影响到整个工厂产出投入比，换句话说，也直接影响公司的经济效益。
2. 一个不合格的反应体系带来的经济亏空，安全隐患，社会反响往往对一个企业来讲是致命打击。相反，一个好的反应体系能带来的经济效益，安全生产，和附带的产业链优势往往是数以千亿计。
3. 本课题旨在基于化工行业里基础的“三传一反”（传质，传热，反应），运用python拟合，计算化工过程中重要参数并加以设计反应体系。后期加以python神经网络介绍来让拟合参数过程趋于最优。
4. 本课题是化学工程和计算机学科的交叉应用，研究者将获得使用Python进行工业参数计算，神经网络应用经验，并获得对化学工业极具价值的宏观概念和强大的背景知识。

相关学科

1. 化学工程-化工原理  数学-微积分
2. 线性代数  反应工程
3. 计算机-线性回归  神经网络

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%）

HiMCM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