最近很多家长和同学向我们咨询物理碗(physics bowl)。和 AMC 一样,物理碗是所有想申请美国本科,尤其是 STEM 专业的同学,都可以考虑参加的物理入门学术活动。
我本科毕业于清华大学,几乎整个高中时期都在为物理学术活动拼搏,现在全职从事物理教学。我希望把物理碗推广给更多中学生,让他们从小就开始探索对物理的兴趣。
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“Physics Bowl”高中物理学术活动由“美国物理教师协会”AAPT 主办,试题由协会注册的大学物理教授和教学经验丰富的高中物理老师组成理事会进行出题和评审。该项赛事是美国最具影响力的高中物理学术活动,每年全球11 个国家超过500 所著名高中参加。
在比赛中获得高分者备受美国名校欢迎,过去9 年仅1名高中生在该学术活动中得到满分。
比赛语言:英文
比赛方式:个人比赛,试卷笔试,没有实验考试
参赛同学:任意年级高中生
考题分为两套:
高一学生(10年级,A-的G1年级部分优秀学生和G2年级)建议选择Division1考题;
高二,高三学生(11-12年级,A-年级)选择Division2考题,Division2难度大于Division1。
比赛地点:各大城市考点学校(注册后可以查阅和选择参赛考点)
比赛内容:40道单选题,持续45分钟
主办方“美国物理教师协会”:成立于1930年,是美国唯一专注于普及与提升物理教育的学术机构。该协会旗下有8000名注册物理老师,其中一半成员是美国各名牌大学物理教授,约三分之一成员是美国高中的有经验的物理老师。协会每年都会通过会议、论坛、杂志、学术活动等方式为美国大学与高中物理教育提供最新的物理前沿思想与更丰富的物理教育资源。
从近期收获来看:
物理碗在美国的公信度很高。
在2017年和2018年,中国大陆地区已经连续两年有超过4000名学生参赛,只要获得Top 100的奖项,将会为自己申请美国名校本科物理专业、机械工程专业和其他物理学科相关专业赢得很大的学术优势。
从长远收获来看:
参加物理碗对于物理模型的扩展有着非常大的帮助,尤其是对国内的学生来说。
这还要从国内外的物理学科差异说起。
在国内上学的同学们肯定知道,高一的物理仅仅靠几个定律就可以出非常非常复杂的题目:板块模型,一个木块在一个不光滑的木板上运动,这个题目可以根据前提条件的设定把过程变得非常繁琐,但是我们回过头来看的时候,我们发现其中也只用到了牛顿三定律。
我们宁肯花1个月的时间去利用较为明确的模型定律做繁琐的题目,也不会学习一个更贴近实际,更贴近生活的新模型。
我举几个例子吧。
比如说物体运动时受到的阻力,这个问题即使在国内的高中也基本没有考察过,但是国外的初中练习中就涉及到了阻力与速度成正比的这种假设,这个阻力的模型其实并不复杂,而且更接近实际,但是国内是很少接触的。
再比如说电路问题,国内高中基本只学电阻,电源,电容器这几种简单的电路元件,但是实际生活中的电路元件是相当多的,国内会有很难的电路分析,但是却学不到一个简单的电容器在交流电路中的容抗,可是生活中明明是交流电路更为普遍。
戴森背后的物理学原理,你知道吗?
简要来说,国内的物理学习可以让同学更具备钻研精神,但是掌握的模型却不够广泛,参加物理碗可以让我们对物理模型的认知更加全面,你看到戴森卷发棒的时侯,从国内高中课本中找不到任何知识与它有关,但其实它只是很好的利用了一个简单的空气动力学的效应:康达效应。
物理碗的难度不在深度,而在广度。
45分钟的时间做40个单选题,每个题的难度必然不大,但是题目涉及到的范围却非常广泛,我们从下面这个表里可以看出来:国内的某几个内容板块过重,分布不是十分均匀,而物理碗的考察范围其实是比较广的,所以对于国内学生来说,有些部分的内容是需要恶补的,比如转动力学,天文学,热学等等。
其实了解了物理碗的考察内容和基本难度之后,准备这个考试就十分有目的性了,准备物理碗考试只要从这两个方面入手即可:
1、知识的广泛性
我们需要把所有考察到的范围的公式以及初步的使用和分析全都掌握,虽然在考场上会提供给我们一个公式表,但是实际上想拿高分的话这个表基本用不到,因为每个题1分钟的时间,如果你连公式都没记住,再去查公式,说明公式的用法你肯定也没掌握,那么这个题基本就做不对了,下图是考试时给的公式表,不过试卷中用到的公式范围会更大。
2、做题速度
速度由多方面原因决定,在学习了规定的所有知识之后,影响速度的最大因素其实就是熟练度了,因此刷题在物理碗的准备中是十分必要的,刷的题越多,见的题型就越多,考场上碰到完全陌生题目的情况就越少,这是提高速度的关键。
关于知识的广泛性,我后续会补充物理碗的知识框架,想看的话,欢迎关注。
上面我们说了,物理碗对于在国内物理水平较高的同学来说,确实不难。
但是这不意味着,考前刷刷题就能得奖。
物理碗 2015 年开始在中国举办,三年的数据说明一个很重要的情况:考试的平均分越高,成绩分布的标准差也越大。
那么在近年的物理碗考试中,平均分越高,标准差越大,说明这个平均分其实是由一部分更优秀的同学带上去的,也就是说,近年来的竞争是愈发激烈的。
这种情况的出现其实并不是题目变简单了,而是有些人“偷偷努力”了。因此从宏观的成绩分布来看,物理碗的考试难度在逐年增加,有很多优秀的人正在更加努力的备考。
但是我还有一个好消息要告诉大家。
我们可以看一下 2017 年全球前20名的名单:
国内学生占了75%,有15个之多。
因此物理碗学术活动对于国内学生来说其实也是非常友好的,这是可以通过短时间的训练得到效果的。
一般定在4月份初,不过19年的考试是在3月30号,每年的具体时间不尽相同,需要等确切通知。比赛结束后6周之内会公布结果。
中国分为5个赛区:
华东赛区,中西部赛区,华南赛区,华北赛区具有考点学校,报名之后可以查阅和选择参赛考点,全国共有130所学校作为考点。
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