各種機緣巧合，最近我參加了在西安舉行的第七屆全國大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽，觀(guān)摩了多場(chǎng)比賽，有些感想。
考試是檢驗教學(xué)質(zhì)量、選拔人才的重要方式，但考試有個(gè)很大的缺點(diǎn)——所有的考試都有標準答案?？紙?chǎng)里的任何一道題目，你肯定可以在規定時(shí)間內做出來(lái)，差別無(wú)外乎這個(gè)時(shí)間是五分鐘（中考高考）還是半小時(shí)（奧賽）而已。另外，物理研究是與實(shí)驗密切相關(guān)的，而對于考校實(shí)驗設計和操作能力來(lái)說(shuō)，普通的考試基本上是無(wú)能為力的，即使是奧賽也不行。
1979年，蘇聯(lián)物理學(xué)教授尤諾索夫（Evgeny Yunosov）提出了一種開(kāi)放式的物理競賽模式，選擇一些與實(shí)際生活密切相關(guān)的、沒(méi)有標準答案的物理問(wèn)題，讓參賽者（通常是幾個(gè)人組成一個(gè)參賽隊伍）用幾個(gè)月乃至一年的時(shí)間進(jìn)行研究，然后再把參賽隊伍聚在一起，以挑戰的方式進(jìn)行結果匯報、質(zhì)疑和討論。這種競賽模式既強調動(dòng)腦和動(dòng)手的做事能力，又注重表述和論辯的交流能力，有助于訓練學(xué)生解決具體物理問(wèn)題、匯報研究結果、以及開(kāi)展質(zhì)疑和辯論的能力。
起初，這種競賽模式是用來(lái)為莫斯科大學(xué)選拔優(yōu)秀學(xué)生的，后來(lái)逐漸推廣到蘇聯(lián)的一些加盟共和國以及東歐國家，影響越來(lái)越大。1988年成為了一項國際賽事，第一屆國際青年物理學(xué)術(shù)錦標賽（International Young Physicists' Tournament，簡(jiǎn)稱(chēng)IYPT，網(wǎng)址為http://iypt.org/Home）在莫斯科舉行。IYPT的參賽選手都是中學(xué)生，今年已經(jīng)是第29屆了，包括中國在內的29個(gè)國家參加了比賽。2009年，出現了針對大學(xué)生和研究生的比賽，也就是國際物理學(xué)術(shù)錦標賽（International Physicists' Tournament，簡(jiǎn)稱(chēng)IPT，網(wǎng)址為http://iptnet.info）。今年是第8屆，包括中國在內的14個(gè)國家參加了比賽。據我所知，我國中學(xué)生參加IYPT比賽的相關(guān)事宜是由南開(kāi)大學(xué)負責的；大學(xué)生參加IPT比賽的相關(guān)事宜，不知道是哪個(gè)單位負責的。
大約十年前，南開(kāi)大學(xué)把IYPT的模式引入中國。起初是在南開(kāi)大一大二的學(xué)生中展開(kāi)，后來(lái)逐漸推廣到國內其他的大學(xué)和中學(xué)。2010年，開(kāi)始舉辦中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽（China Undergraduate PhysicsTournament，簡(jiǎn)稱(chēng)CUPT），今年已經(jīng)是第7屆；2013年，開(kāi)始舉辦中國高中生物理創(chuàng )新競賽（China Young PhysicsTournament，簡(jiǎn)稱(chēng)CYPT），今年已經(jīng)是第4屆。無(wú)論是CYPT還是CUPT，采用的都是IYPT的試題和規則。
今年二月份，我在《物理學(xué)通訊快報》看到一篇關(guān)于摩擦力的文章，覺(jué)得很有意思，就寫(xiě)了一篇博文介紹這個(gè)工作。摩檫力的奧秘：兩本書(shū)頁(yè)交叉的書(shū)，可以吊起小汽車(chē)。不久，南開(kāi)大學(xué)物理系的曹學(xué)偉老師跟我聯(lián)系，告訴我這是今年IYPT的一道題目，并給我大致介紹了IYPT的情況。他還告訴我，中學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的全國決賽就要在南開(kāi)舉行了。我覺(jué)得挺有意思，就在二月底去了南開(kāi)，聽(tīng)了幾場(chǎng)比賽，跟曹老師和他的同事們聊了聊?；貋?lái)以后，我又去IYPT的網(wǎng)站上看了看，對這件事情的了解也就更多了一些。五月份，國科大的一名學(xué)生跟我聯(lián)系，邀請我做他們的學(xué)生社團“物理社團”的顧問(wèn)，我說(shuō)好吧，不過(guò)我能幫什么忙呢？她說(shuō)他們準備參加明年的全國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽，希望能找個(gè)人提些建議。再后來(lái)，就有了這個(gè)機會(huì )來(lái)看看今年的比賽。
根據競賽指南的介紹，中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽（CUPT）自創(chuàng )辦以來(lái)，參賽隊伍持續增長(cháng)：2010年在南開(kāi)大學(xué)的第一屆比賽，有17支隊伍；2011年南京大學(xué)，24支（主辦方可以出兩支隊伍，其他學(xué)校只能是每校一支隊伍）；2012年北京師范大學(xué)，36支；2013年蘭州大學(xué)，39支；2014年華中電子科技大學(xué)，39支隊伍參賽，另有15所高校和3所中學(xué)觀(guān)摩（如果想參賽，必須提前一年觀(guān)摩）；2015年國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，49支隊伍參賽，21所高校觀(guān)摩。
第七屆CUPT于2016年8月13日-18日在西安交通大學(xué)舉行，有64所高校的65支隊伍參賽，另外還有16所高校觀(guān)摩了比賽。大概有七百人參會(huì )，其中參賽選手大約三百多人，領(lǐng)隊和裁判大約一百多人（裁判實(shí)際上就是各隊的老師，并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)人員），觀(guān)摩的師生一百多人，西安交通大學(xué)負責比賽具體事宜的師生大約也有一百人（17個(gè)賽場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行比賽，每個(gè)賽場(chǎng)最少2-3名工作人員，還有負責后勤和總體調度的人員）。
今年夏天，西安特別熱。比賽那幾天，最高氣溫都是40度。西安交大開(kāi)放了一座三層教學(xué)樓、專(zhuān)門(mén)用于這次比賽，后勤工作做得挺好，整個(gè)比賽熱鬧而有序地進(jìn)行，取得了圓滿(mǎn)的成功。地方組委會(huì )的老師以及西安交大的師生為此付出了辛勤的勞動(dòng)。
明年的比賽是在哈爾濱工業(yè)大學(xué)，參賽隊伍可能接近80支。
簡(jiǎn)單介紹一些比賽的情況吧。
CUPT采用的是IYPT的試題，一共是17道題。第一道題通常是個(gè)“自主課題”，今年的題目是自行設計一個(gè)產(chǎn)生“真隨機數”的機械裝置。最后一道題往往有點(diǎn)搞笑的性質(zhì)，今年的題目是讓你研究“瘋狂的拉桿箱”：你拉著(zhù)雙輪拉桿箱走，在特定條件下，拉桿箱會(huì )左右晃動(dòng)得非常厲害，甚至會(huì )翻倒。中間的十五道題目涉及到物理學(xué)的很多領(lǐng)域，力熱光聲電，哪個(gè)方面都有。IYPT是針對中學(xué)生的，而CUPT的參賽者都是大學(xué)低年級學(xué)生（大約七成是大一學(xué)生，三成是大二）?？紤]到高考指揮棒對中學(xué)教育的強大影響，考慮到科研政策對大學(xué)普物教育的巨大沖擊，再說(shuō)，IPT與IYPT試題的難度也沒(méi)有本質(zhì)區別，我覺(jué)得，這種選擇應該說(shuō)是合適的。
試題是提前一年就公布了的。感興趣的人都可以做。因為CUPT規定，每個(gè)學(xué)校只能派一支代表隊，所以，學(xué)校往往會(huì )做一些動(dòng)員，甚至搞一些選拔賽。采用的方法也是惠而不費：參與者加分，比如說(shuō)，成績(jì)好的學(xué)生，物理實(shí)驗課程加分，甚至可能直接給優(yōu)秀。至于具體的操作手法，每個(gè)學(xué)校是不一樣的。另外，各個(gè)學(xué)校對CUPT的重視程度也不一樣：有的學(xué)校不過(guò)是報銷(xiāo)參賽師生的參賽費用，而有的學(xué)校會(huì )專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟寬敞的實(shí)驗室，甚至借用價(jià)格不菲的先進(jìn)科學(xué)儀器。簡(jiǎn)單的說(shuō)，機會(huì )多的學(xué)校對此往往不太重視，基本上是放任自流；而機會(huì )少的學(xué)校經(jīng)常是更加重視，但能夠提供的支持有限；處于二者之間的學(xué)校，則要看學(xué)校的態(tài)度了，這往往跟傳統有關(guān)，比如說(shuō)，南開(kāi)和哈工大就很重視。
比賽大致是這么進(jìn)行的：每個(gè)賽場(chǎng)有三個(gè)隊，他們輪流做正方、反方和評論方。正方匯報自己的工作和回答問(wèn)題；反方進(jìn)行提問(wèn)、質(zhì)疑，但不得談?wù)撟约旱墓ぷ?；正方和反方進(jìn)行討論或者說(shuō)辯論；然后，評論方對正反雙方的討論進(jìn)行評論。最后由裁判（5人分別打分）根據三方的表現來(lái)給他們打分。實(shí)際上有個(gè)經(jīng)過(guò)多年檢驗的、非常詳細的競賽規則，這里就不多說(shuō)了。今年因為參賽隊伍很多，每個(gè)賽場(chǎng)變成了四個(gè)隊，除了正方、反方和評論方以外，還有個(gè)觀(guān)摩方。觀(guān)摩方其實(shí)什么事情也不干，就是坐在那里看，等著(zhù)輪到自己做正方、反方或者評論方，才能表演。
進(jìn)行五輪比賽以后（抽簽分組，隨機分配賽場(chǎng)，裁判不參與本校的賽場(chǎng)），由排名最靠前的三個(gè)隊進(jìn)行決賽。今年參加決賽的隊伍是哈工大、浙大和南開(kāi)。決賽在大禮堂里舉行，其他參賽師生都來(lái)觀(guān)摩。在我看來(lái)，決賽更像是個(gè)表演賽：參賽的三個(gè)隊都已經(jīng)得到特等獎了，第一名其實(shí)并沒(méi)有那么重要；競賽組委會(huì )更希望通過(guò)決賽讓更多的人看到，優(yōu)秀團隊的表現是怎樣的，標準的比賽流程是怎樣的，公開(kāi)公正的裁決是怎樣的。
這次比賽，我大概看了二十多個(gè)隊的表現，也看了三個(gè)團隊的決賽，旁聽(tīng)了會(huì )議組委會(huì )晚間召開(kāi)的幾次會(huì )議，也和一些參會(huì )的老師和同學(xué)聊了聊。
我覺(jué)得，參賽學(xué)生的素質(zhì)是很高的，各方面的表現都很好。他們只是大一大二的學(xué)生而已，我拿到博士學(xué)位的時(shí)候，他們才剛剛出生?？墒撬麄兇蠖嗄軌蜃约簞?dòng)手去解決問(wèn)題，總結整理自己的表述材料，比我當年強得多了。而且私下交談時(shí)給我的感覺(jué)是，他們中間確實(shí)有些人知道自己將來(lái)要干什么。當然這里有時(shí)代進(jìn)步的因素，但更多可能還是因為他們確實(shí)喜歡物理。
會(huì )議舉辦的很成功?，F在國內的會(huì )議，往往是虎頭蛇尾：開(kāi)幕式的時(shí)候，人很多；到了閉幕的時(shí)候，連一半人都剩不下了。做報告的時(shí)候，踩著(zhù)點(diǎn)兒來(lái)；做完報告，就溜之大吉了。這次比賽有六七百人參加，自始至終都很齊整。天熱，人又多，賽場(chǎng)也多，地方組委會(huì )的老師以及西安交大的師生們都辛苦了。當然這跟賽制有很大關(guān)系，但也能說(shuō)明他們確實(shí)喜歡物理。
CUPT有助于促進(jìn)大學(xué)物理教學(xué)工作。南開(kāi)以及各參賽學(xué)校借助這個(gè)賽事，有效地吸引了一批學(xué)生對物理感興趣，用相當的時(shí)間思考和解決一些實(shí)際的物理問(wèn)題。直接參會(huì )的學(xué)生大約有400人，而且還有一些女生。雖然參會(huì )的學(xué)生以男生為主，但是（部分地）因為設立了最佳女生獎，許多團隊里會(huì )有一兩名女生，甚至還有兩個(gè)隊全部是由女生組成的。這些學(xué)生花了時(shí)間準備比賽，來(lái)到賽場(chǎng)又可以通過(guò)交流而見(jiàn)賢思齊，對于他們今后的成長(cháng)肯定是有幫助的。此外，各個(gè)學(xué)校因此而被帶動(dòng)參與的學(xué)生總數應該有一兩千人，他們也會(huì )有所收獲。
好了，正面的話(huà)基本上說(shuō)完了，再說(shuō)點(diǎn)其他的。
首先，我很吃驚地發(fā)現，CUPT竟然沒(méi)有正式的中文試題（CYPT更是如此）。我是說(shuō)，采用IYPT的試題當然沒(méi)有問(wèn)題，但是，把它翻譯過(guò)來(lái)、形成一個(gè)競賽委員會(huì )認可的中文翻譯版本，應該還是要做的。這次比賽，至少有兩個(gè)隊把第一題的題意理解歪了，他們認為量子力學(xué)裝置也是機械裝置，而非像我們通常認為的quantum mechanics has nomechanics at all。此外，CUPT好像沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)站（至少我沒(méi)有找到），很難找到相關(guān)的材料，而IYPT和IPT在這方面都做得很好。這些都不利于CUPT的推廣。
第二，我覺(jué)得這次比賽反映了當前國內大學(xué)物理教學(xué)方面的不足。對公式推導強調的多，對仿真模擬強調的也多，但是在實(shí)驗設計和分析重視不夠，對物理圖象的要求更是嚴重忽視。這次比賽中，很多隊伍都是簡(jiǎn)單地說(shuō)說(shuō)題目以后，就開(kāi)始列公式，各種微分方程，乃至偏微分方程，然后就是Mathematica求解或者Comsol仿真，采用的儀器和材料也有些高大上，讓人忘記這本來(lái)是給中學(xué)生的競賽，給人以“高射炮打蚊子”的感覺(jué)。
第三，有時(shí)候，有些人似乎過(guò)于強調所謂的原創(chuàng )性了，從而造成了一些不必要的矛盾。這些題目確實(shí)是開(kāi)放性的題目，但是，也沒(méi)有必要太當真，畢竟這都不是什么嚴格意義上的新東西，很多題目（如果不是全部的話(huà)）都是這一兩年里發(fā)表的學(xué)術(shù)文章的簡(jiǎn)化版。我覺(jué)得其實(shí)可以默認參賽選手必然會(huì )參考相關(guān)文獻。當然應該指出自己的參考文獻，但似乎也不必要上綱上線(xiàn)——畢竟連這些題目都是用別人的呢。
最后，參賽隊伍的迅速增加，也讓更多人關(guān)注比賽的公平和公正。IYPT的參賽隊伍大多只有一二十個(gè)，或者二三十個(gè)，而且有著(zhù)相對獨立的裁判，現行的競賽規則還是合適的。CUPT由于條件所限，參賽隊伍很多，而裁判老師來(lái)自各個(gè)學(xué)校，對題目的理解乃至準備程度相差很多，打分的標準也各不相同，不同賽場(chǎng)的成績(jì)恐怕很難比較。最終成績(jì)是由各輪比賽成績(jì)直接相加得到的，這就不免讓有些參賽師生覺(jué)得不是很滿(mǎn)意?，F在的各隊抽簽、隨機分配賽場(chǎng)和裁判的競賽制度，面臨著(zhù)很大的挑戰。特別是，以后的參賽隊伍還會(huì )增加，賽事組委會(huì )面臨的壓力會(huì )越來(lái)越大。我強烈建議今后考慮棋類(lèi)比賽中常用的積分循環(huán)賽制，這樣既可以保持抽簽的公平性，也保證了比賽的公開(kāi)性（有人建議全部參賽學(xué)校匿名，這恐怕就失去了交流的真意了），還可以根據歷屆成績(jì)建立適當的種子隊伍，而且裁判只需要確認本組內三個(gè)（或四個(gè)）隊伍的相對優(yōu)秀程度就可以了。更重要的是，積分循環(huán)可以讓表現好的隊伍對陣表現好的隊伍，使得比賽更加精彩，也更容易讓參賽選手們碰撞出思想的火花。每次只有兩人對決的普通積分循環(huán)賽制，只需要做一些簡(jiǎn)單的修改，就可以適用于每組三個(gè)或四個(gè)隊伍的情況。
祝賀CUPT的成功舉辦，祝愿CUPT越辦越成功！
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