“第七届全国大学生学术竞赛”观摩手记 --姬扬

各种机缘巧合，最近我参加了在西安举行的第七届全国大学生学术竞赛，观摩了多场比赛，有些感想。

考试是检验教学质量、选拔人才的重要方式，但考试有个很大的缺点——所有的考试都有标准答案。考场里的任何一道题目，你肯定可以在规定时间内做出来，差别无外乎这个时间是五分钟（中考高考）还是半小时（奥赛）而已。另外，物理研究是与实验密切相关的，而对于考校实验设计和操作能力来说，普通的考试基本上是无能为力的，即使是奥赛也不行。

1979年，苏联物理学教授尤诺索夫（Evgeny Yunosov）提出了一种开放式的物理竞赛模式，选择一些与实际生活密切相关的、没有标准答案的物理问题，让参赛者（通常是几个人组成一个参赛队伍）用几个月乃至一年的时间进行研究，然后再把参赛队伍聚在一起，以挑战的方式进行结果汇报、质疑和讨论。这种竞赛模式既强调动脑和动手的做事能力，又注重表述和论辩的交流能力，有助于训练学生解决具体物理问题、汇报研究结果、以及开展质疑和辩论的能力。

起初，这种竞赛模式是用来为莫斯科大学选拔优秀学生的，后来逐渐推广到苏联的一些加盟共和国以及东欧国家，影响越来越大。1988年成为了一项国际赛事，第一届国际青年物理学术锦标赛（International Young Physicists' Tournament，简称IYPT，网址为http://iypt.org/Home）在莫斯科举行。IYPT的参赛选手都是中学生，今年已经是第29届了，包括中国在内的29个国家参加了比赛。2009年，出现了针对大学生和研究生的比赛，也就是国际物理学术锦标赛（International Physicists' Tournament，简称IPT，网址为http://iptnet.info）。今年是第8届，包括中国在内的14个国家参加了比赛。据我所知，我国中学生参加IYPT比赛的相关事宜是由南开大学负责的；大学生参加IPT比赛的相关事宜，不知道是哪个单位负责的。

大约十年前，南开大学把IYPT的模式引入中国。起初是在南开大一大二的学生中展开，后来逐渐推广到国内其他的大学和中学。2010年，开始举办中国大学生物理学术竞赛（China Undergraduate PhysicsTournament，简称CUPT），今年已经是第7届；2013年，开始举办中国高中生物理创新竞赛（China Young PhysicsTournament，简称CYPT），今年已经是第4届。无论是CYPT还是CUPT，采用的都是IYPT的试题和规则。  

今年二月份，我在《物理学通讯快报》看到一篇关于摩擦力的文章，觉得很有意思，就写了一篇博文介绍这个工作。摩檫力的奥秘：两本书页交叉的书，可以吊起小汽车。不久，南开大学物理系的曹学伟老师跟我联系，告诉我这是今年IYPT的一道题目，并给我大致介绍了IYPT的情况。他还告诉我，中学生物理学术竞赛的全国决赛就要在南开举行了。我觉得挺有意思，就在二月底去了南开，听了几场比赛，跟曹老师和他的同事们聊了聊。回来以后，我又去IYPT的网站上看了看，对这件事情的了解也就更多了一些。五月份，国科大的一名学生跟我联系，邀请我做他们的学生社团“物理社团”的顾问，我说好吧，不过我能帮什么忙呢？她说他们准备参加明年的全国大学生物理学术竞赛，希望能找个人提些建议。再后来，就有了这个机会来看看今年的比赛。

根据竞赛指南的介绍，中国大学生物理学术竞赛（CUPT）自创办以来，参赛队伍持续增长：2010年在南开大学的第一届比赛，有17支队伍；2011年南京大学，24支（主办方可以出两支队伍，其他学校只能是每校一支队伍）；2012年北京师范大学，36支；2013年兰州大学，39支；2014年华中电子科技大学，39支队伍参赛，另有15所高校和3所中学观摩（如果想参赛，必须提前一年观摩）；2015年国防科学技术大学，49支队伍参赛，21所高校观摩。

第七届CUPT于2016年8月13日-18日在西安交通大学举行，有64所高校的65支队伍参赛，另外还有16所高校观摩了比赛。大概有七百人参会，其中参赛选手大约三百多人，领队和裁判大约一百多人（裁判实际上就是各队的老师，并没有专门人员），观摩的师生一百多人，西安交通大学负责比赛具体事宜的师生大约也有一百人（17个赛场同时进行比赛，每个赛场最少2-3名工作人员，还有负责后勤和总体调度的人员）。

今年夏天，西安特别热。比赛那几天，最高气温都是40度。西安交大开放了一座三层教学楼、专门用于这次比赛，后勤工作做得挺好，整个比赛热闹而有序地进行，取得了圆满的成功。地方组委会的老师以及西安交大的师生为此付出了辛勤的劳动。

明年的比赛是在哈尔滨工业大学，参赛队伍可能接近80支。

简单介绍一些比赛的情况吧。

CUPT采用的是IYPT的试题，一共是17道题。第一道题通常是个“自主课题”，今年的题目是自行设计一个产生“真随机数”的机械装置。最后一道题往往有点搞笑的性质，今年的题目是让你研究“疯狂的拉杆箱”：你拉着双轮拉杆箱走，在特定条件下，拉杆箱会左右晃动得非常厉害，甚至会翻倒。中间的十五道题目涉及到物理学的很多领域，力热光声电，哪个方面都有。IYPT是针对中学生的，而CUPT的参赛者都是大学低年级学生（大约七成是大一学生，三成是大二）。考虑到高考指挥棒对中学教育的强大影响，考虑到科研政策对大学普物教育的巨大冲击，再说，IPT与IYPT试题的难度也没有本质区别，我觉得，这种选择应该说是合适的。

试题是提前一年就公布了的。感兴趣的人都可以做。因为CUPT规定，每个学校只能派一支代表队，所以，学校往往会做一些动员，甚至搞一些选拔赛。采用的方法也是惠而不费：参与者加分，比如说，成绩好的学生，物理实验课程加分，甚至可能直接给优秀。至于具体的操作手法，每个学校是不一样的。另外，各个学校对CUPT的重视程度也不一样：有的学校不过是报销参赛师生的参赛费用，而有的学校会专门开辟宽敞的实验室，甚至借用价格不菲的先进科学仪器。简单的说，机会多的学校对此往往不太重视，基本上是放任自流；而机会少的学校经常是更加重视，但能够提供的支持有限；处于二者之间的学校，则要看学校的态度了，这往往跟传统有关，比如说，南开和哈工大就很重视。

比赛大致是这么进行的：每个赛场有三个队，他们轮流做正方、反方和评论方。正方汇报自己的工作和回答问题；反方进行提问、质疑，但不得谈论自己的工作；正方和反方进行讨论或者说辩论；然后，评论方对正反双方的讨论进行评论。最后由裁判（5人分别打分）根据三方的表现来给他们打分。实际上有个经过多年检验的、非常详细的竞赛规则，这里就不多说了。今年因为参赛队伍很多，每个赛场变成了四个队，除了正方、反方和评论方以外，还有个观摩方。观摩方其实什么事情也不干，就是坐在那里看，等着轮到自己做正方、反方或者评论方，才能表演。

进行五轮比赛以后（抽签分组，随机分配赛场，裁判不参与本校的赛场），由排名最靠前的三个队进行决赛。今年参加决赛的队伍是哈工大、浙大和南开。决赛在大礼堂里举行，其他参赛师生都来观摩。在我看来，决赛更像是个表演赛：参赛的三个队都已经得到特等奖了，第一名其实并没有那么重要；竞赛组委会更希望通过决赛让更多的人看到，优秀团队的表现是怎样的，标准的比赛流程是怎样的，公开公正的裁决是怎样的。

这次比赛，我大概看了二十多个队的表现，也看了三个团队的决赛，旁听了会议组委会晚间召开的几次会议，也和一些参会的老师和同学聊了聊。

我觉得，参赛学生的素质是很高的，各方面的表现都很好。他们只是大一大二的学生而已，我拿到博士学位的时候，他们才刚刚出生。可是他们大多能够自己动手去解决问题，总结整理自己的表述材料，比我当年强得多了。而且私下交谈时给我的感觉是，他们中间确实有些人知道自己将来要干什么。当然这里有时代进步的因素，但更多可能还是因为他们确实喜欢物理。

会议举办的很成功。现在国内的会议，往往是虎头蛇尾：开幕式的时候，人很多；到了闭幕的时候，连一半人都剩不下了。做报告的时候，踩着点儿来；做完报告，就溜之大吉了。这次比赛有六七百人参加，自始至终都很齐整。天热，人又多，赛场也多，地方组委会的老师以及西安交大的师生们都辛苦了。当然这跟赛制有很大关系，但也能说明他们确实喜欢物理。

CUPT有助于促进大学物理教学工作。南开以及各参赛学校借助这个赛事，有效地吸引了一批学生对物理感兴趣，用相当的时间思考和解决一些实际的物理问题。直接参会的学生大约有400人，而且还有一些女生。虽然参会的学生以男生为主，但是（部分地）因为设立了最佳女生奖，许多团队里会有一两名女生，甚至还有两个队全部是由女生组成的。这些学生花了时间准备比赛，来到赛场又可以通过交流而见贤思齐，对于他们今后的成长肯定是有帮助的。此外，各个学校因此而被带动参与的学生总数应该有一两千人，他们也会有所收获。

好了，正面的话基本上说完了，再说点其他的。

首先，我很吃惊地发现，CUPT竟然没有正式的中文试题（CYPT更是如此）。我是说，采用IYPT的试题当然没有问题，但是，把它翻译过来、形成一个竞赛委员会认可的中文翻译版本，应该还是要做的。这次比赛，至少有两个队把第一题的题意理解歪了，他们认为量子力学装置也是机械装置，而非像我们通常认为的quantum mechanics has nomechanics at all。此外，CUPT好像没有一个专门的网站（至少我没有找到），很难找到相关的材料，而IYPT和IPT在这方面都做得很好。这些都不利于CUPT的推广。

第二，我觉得这次比赛反映了当前国内大学物理教学方面的不足。对公式推导强调的多，对仿真模拟强调的也多，但是在实验设计和分析重视不够，对物理图象的要求更是严重忽视。这次比赛中，很多队伍都是简单地说说题目以后，就开始列公式，各种微分方程，乃至偏微分方程，然后就是Mathematica求解或者Comsol仿真，采用的仪器和材料也有些高大上，让人忘记这本来是给中学生的竞赛，给人以“高射炮打蚊子”的感觉。

第三，有时候，有些人似乎过于强调所谓的原创性了，从而造成了一些不必要的矛盾。这些题目确实是开放性的题目，但是，也没有必要太当真，毕竟这都不是什么严格意义上的新东西，很多题目（如果不是全部的话）都是这一两年里发表的学术文章的简化版。我觉得其实可以默认参赛选手必然会参考相关文献。当然应该指出自己的参考文献，但似乎也不必要上纲上线——毕竟连这些题目都是用别人的呢。

最后，参赛队伍的迅速增加，也让更多人关注比赛的公平和公正。IYPT的参赛队伍大多只有一二十个，或者二三十个，而且有着相对独立的裁判，现行的竞赛规则还是合适的。CUPT由于条件所限，参赛队伍很多，而裁判老师来自各个学校，对题目的理解乃至准备程度相差很多，打分的标准也各不相同，不同赛场的成绩恐怕很难比较。最终成绩是由各轮比赛成绩直接相加得到的，这就不免让有些参赛师生觉得不是很满意。现在的各队抽签、随机分配赛场和裁判的竞赛制度，面临着很大的挑战。特别是，以后的参赛队伍还会增加，赛事组委会面临的压力会越来越大。我强烈建议今后考虑棋类比赛中常用的积分循环赛制，这样既可以保持抽签的公平性，也保证了比赛的公开性（有人建议全部参赛学校匿名，这恐怕就失去了交流的真意了），还可以根据历届成绩建立适当的种子队伍，而且裁判只需要确认本组内三个（或四个）队伍的相对优秀程度就可以了。更重要的是，积分循环可以让表现好的队伍对阵表现好的队伍，使得比赛更加精彩，也更容易让参赛选手们碰撞出思想的火花。每次只有两人对决的普通积分循环赛制，只需要做一些简单的修改，就可以适用于每组三个或四个队伍的情况。

祝贺CUPT的成功举办，祝愿CUPT越办越成功！