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物理碗美國物理競賽

Category: 國際競賽, 物理國際競賽 Date: 2019年4月28日上午10:45

最近很多家長和同學(xué)向我們咨詢物理碗（physics bowl）。和 AMC 一樣，物理碗是所有想申請美國本科，尤其是 STEM 專業(yè)的同學(xué)，都可以考慮參加的物理入門學(xué)術(shù)活動(dòng)。

我本科畢業(yè)于清華大學(xué)，幾乎整個(gè)高中時(shí)期都在為物理學(xué)術(shù)活動(dòng)拼搏，現(xiàn)在全職從事物理教學(xué)。我希望把物理碗推廣給更多中學(xué)生，讓他們從小就開始探索對物理的興趣。

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1、物理碗是什么？

“Physics Bowl”高中物理學(xué)術(shù)活動(dòng)由“美國物理教師協(xié)會(huì)”AAPT 主辦，試題由協(xié)會(huì)注冊的大學(xué)物理教授和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的高中物理老師組成理事會(huì)進(jìn)行出題和評(píng)審。該項(xiàng)賽事是美國最具影響力的高中物理學(xué)術(shù)活動(dòng)，每年全球11 個(gè)國家超過500 所著名高中參加。

在比賽中獲得高分者備受美國名校歡迎，過去9 年僅1名高中生在該學(xué)術(shù)活動(dòng)中得到滿分。

比賽語言：英文

比賽方式：個(gè)人比賽，試卷筆試，沒有實(shí)驗(yàn)考試

參賽同學(xué)：任意年級(jí)高中生

考題分為兩套:

高一學(xué)生（10年級(jí)，A-的G1年級(jí)部分優(yōu)秀學(xué)生和G2年級(jí)）建議選擇Division1考題;

高二，高三學(xué)生（11-12年級(jí)，A-年級(jí)）選擇Division2考題，Division2難度大于Division1。

比賽地點(diǎn)：各大城市考點(diǎn)學(xué)校（注冊后可以查閱和選擇參賽考點(diǎn)）

比賽內(nèi)容：40道單選題，持續(xù)45分鐘

主辦方“美國物理教師協(xié)會(huì)”：成立于1930年，是美國唯一專注于普及與提升物理教育的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。該協(xié)會(huì)旗下有8000名注冊物理老師，其中一半成員是美國各名牌大學(xué)物理教授，約三分之一成員是美國高中的有經(jīng)驗(yàn)的物理老師。協(xié)會(huì)每年都會(huì)通過會(huì)議、論壇、雜志、學(xué)術(shù)活動(dòng)等方式為美國大學(xué)與高中物理教育提供最新的物理前沿思想與更豐富的物理教育資源。

2、參加物理碗的意義是什么？

從近期收獲來看：

物理碗在美國的公信度很高。

在2017年和2018年，中國大陸地區(qū)已經(jīng)連續(xù)兩年有超過4000名學(xué)生參賽，只要獲得Top 100的獎(jiǎng)項(xiàng)，將會(huì)為自己申請美國名校本科物理專業(yè)、機(jī)械工程專業(yè)和其他物理學(xué)科相關(guān)專業(yè)贏得很大的學(xué)術(shù)優(yōu)勢。

從長遠(yuǎn)收獲來看：

參加物理碗對于物理模型的擴(kuò)展有著非常大的幫助，尤其是對國內(nèi)的學(xué)生來說。

這還要從國內(nèi)外的物理學(xué)科差異說起。

在國內(nèi)上學(xué)的同學(xué)們肯定知道，高一的物理僅僅靠幾個(gè)定律就可以出非常非常復(fù)雜的題目：板塊模型，一個(gè)木塊在一個(gè)不光滑的木板上運(yùn)動(dòng)，這個(gè)題目可以根據(jù)前提條件的設(shè)定把過程變得非常繁瑣，但是我們回過頭來看的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)其中也只用到了牛頓三定律。

我們寧肯花1個(gè)月的時(shí)間去利用較為明確的模型定律做繁瑣的題目，也不會(huì)學(xué)習(xí)一個(gè)更貼近實(shí)際，更貼近生活的新模型。

我舉幾個(gè)例子吧。

比如說物體運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力，這個(gè)問題即使在國內(nèi)的高中也基本沒有考察過，但是國外的初中練習(xí)中就涉及到了阻力與速度成正比的這種假設(shè)，這個(gè)阻力的模型其實(shí)并不復(fù)雜，而且更接近實(shí)際，但是國內(nèi)是很少接觸的。

再比如說電路問題，國內(nèi)高中基本只學(xué)電阻，電源，電容器這幾種簡單的電路元件，但是實(shí)際生活中的電路元件是相當(dāng)多的，國內(nèi)會(huì)有很難的電路分析，但是卻學(xué)不到一個(gè)簡單的電容器在交流電路中的容抗，可是生活中明明是交流電路更為普遍。

戴森背后的物理學(xué)原理，你知道嗎？

簡要來說，國內(nèi)的物理學(xué)習(xí)可以讓同學(xué)更具備鉆研精神，但是掌握的模型卻不夠廣泛，參加物理碗可以讓我們對物理模型的認(rèn)知更加全面，你看到戴森卷發(fā)棒的時(shí)侯，從國內(nèi)高中課本中找不到任何知識(shí)與它有關(guān)，但其實(shí)它只是很好的利用了一個(gè)簡單的空氣動(dòng)力學(xué)的效應(yīng)：康達(dá)效應(yīng)。

3、物理碗的難度如何？

物理碗的難度不在深度，而在廣度。

45分鐘的時(shí)間做40個(gè)單選題，每個(gè)題的難度必然不大，但是題目涉及到的范圍卻非常廣泛，我們從下面這個(gè)表里可以看出來：國內(nèi)的某幾個(gè)內(nèi)容板塊過重，分布不是十分均勻，而物理碗的考察范圍其實(shí)是比較廣的，所以對于國內(nèi)學(xué)生來說，有些部分的內(nèi)容是需要惡補(bǔ)的，比如轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)，天文學(xué)，熱學(xué)等等。

4、物理碗如何準(zhǔn)備？

其實(shí)了解了物理碗的考察內(nèi)容和基本難度之后，準(zhǔn)備這個(gè)考試就十分有目的性了，準(zhǔn)備物理碗考試只要從這兩個(gè)方面入手即可：

1、知識(shí)的廣泛性

我們需要把所有考察到的范圍的公式以及初步的使用和分析全都掌握，雖然在考場上會(huì)提供給我們一個(gè)公式表，但是實(shí)際上想拿高分的話這個(gè)表基本用不到，因?yàn)槊總€(gè)題1分鐘的時(shí)間，如果你連公式都沒記住，再去查公式，說明公式的用法你肯定也沒掌握，那么這個(gè)題基本就做不對了，下圖是考試時(shí)給的公式表，不過試卷中用到的公式范圍會(huì)更大。

2、做題速度

速度由多方面原因決定，在學(xué)習(xí)了規(guī)定的所有知識(shí)之后，影響速度的最大因素其實(shí)就是熟練度了，因此刷題在物理碗的準(zhǔn)備中是十分必要的，刷的題越多，見的題型就越多，考場上碰到完全陌生題目的情況就越少，這是提高速度的關(guān)鍵。

關(guān)于知識(shí)的廣泛性，我后續(xù)會(huì)補(bǔ)充物理碗的知識(shí)框架，想看的話，歡迎關(guān)注。