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新教育

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发布: 1:20pm 19/06/2024

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中学生

物理

陀螺仪实验

马来西亚队

第24届亚洲物理奥林匹克竞赛

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陀螺仪实验

马来西亚队

第24届亚洲物理奥林匹克竞赛

物理奧林匹克競賽之奪金夢

文:谢上才(前吉隆坡中华独中校长、 物理奥林匹克竞赛国家队教练) 图:A队与B队领队老师提供、取自拉曼大学脸书

談起“奧林匹克”,一般人想到的是四年一度奧運會,那是運動健兒追求的運動最高殿堂,代表人類追求“最快、最高、最遠、最強”的競技場。但還有一類國際奧林匹克學術競賽,秉持著與奧運相同的信念,只不過是聚焦中學生的“最強大腦”競賽。

出題者在試驗卷會議中向各國領隊介紹陀螺儀實驗。

自1959年起,羅馬尼亞舉辦第一屆“數學奧林匹克”開始,年復一年地在世界各地輪流上演。這種世界級的中學生(20歲以下)腦力大比拼,逐漸發展到其他學科。例如1967年波蘭就主辦了第一屆國際奧林匹克大賽(1st IPhO)。

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我國遲至2001年,才第一次參加在臺灣舉行的第2屆亞洲物理奧林匹克(2nd APhO),並於次年組團參加第33屆在印尼主辦的國際物理奧林匹克大賽(33rd IPhO)。

馬來西亞隊奪1銀1銅3優秀獎

今年6月3日至10日,金寶拉曼大學在校長拿督尤芳達與潘昌宏博士領導下的傑出團隊承辦了第24屆亞洲物理奧林匹克競賽,迎來27個國家與地區的208位中學生和111位正副領隊及觀察員,他們分別組成28隊, 作為主辦國的大馬派出16位中學生(A隊)與B隊(觀摩隊伍)參加首次在大馬國土進行的物理腦力與實驗操作之國際大比拼。

大馬派出16位中學生(A隊)與B隊(觀摩隊伍)參加首次在大馬國土進行的物理腦力與實驗操作之國際大比拼。(圖為A隊)
大馬派出16位中學生(A隊)與B隊(觀摩隊伍)參加首次在大馬國土進行的物理腦力與實驗操作之國際大比拼。(圖為B隊)

結果A隊黃健斌(吉隆坡中華獨中)榮獲銀牌而陳奕勻(坤成中學)則獲得優秀獎(Honourable Mention)。至於B隊的羅珖榮(十五碑亞洲學院八打靈再也校區) 也斬獲了一面銅牌;潘俊熙(吉隆坡雙威學院)與廖康軒(吉隆坡衛理學院) 也各自奪取到優秀獎。

黃健斌(吉隆坡中華獨中)榮獲銀牌而陳奕勻(坤成中學)則獲得優秀獎(Honourable Mention)。
羅珖榮(十五碑亞洲學院八打靈再也校區) 斬獲了一面銅牌。
潘俊熙(吉隆坡雙威學院)獲得優秀獎。
廖康軒(吉隆坡衛理學院) 獲得優秀獎。

七天競賽流程

●6月3日(第1天):
各國領隊、觀察員與學生在不同的住宿地點報到後,就進行嚴格隔離, 學生們的手機與其他通訊工具必須上繳給主辦方由6月3日至7日統一管理。開幕儀式隔天在拉曼大學敦林良實禮堂舉行, 大會也邀請科學、工藝及革新部長鄭立慷親臨主持。是日下午2時主辦方招開領隊老師與出題者之理論卷研審題目及評分標準會議。

6月5日 (第3天):
早上,考生參加理論題的比賽。

●6月6日 (第4天):
第4天招開實驗卷會議。這項競賽是分為理論與實驗兩部分,理論卷3題(60%),實驗卷1題(40%),每份考卷需耗時5小時來作答,對於學生的心理及生理都是極限考驗!

通常賽前的領隊會議氣氛是非常激烈的,如果意見不合,有時考題會被捨棄,而被迫啟動後備題。幾經修訂後,最終大家投票決定只要超過半數的領隊同意, 考題就算完成審核程序!

緊接著,各國領隊與觀察員就會通宵達旦的把題目由英文翻譯成其他語文,讓各國考生可以用自己熟悉的語文作答!

●6月7日 (第5天):
考生參加實驗卷的比賽。

●6月8日 (第6天):
各國領隊及觀察員會不眠不休地線上批改考生的答卷,然後在規定時間結束前把分數上傳到官網。

●6月9日 (第7天):
上午,領隊會出席評分會議(Moderation)與批卷官“爭搶”分數。這是一次鬥智鬥勇的物理知識大搏弈!

由於奧林匹克競賽題目通常來自高難度的科研項目,鮮少會有考生可以全數答對,因此各國領隊都會想方設法為各自考生答卷中有爭議的解題步驟,盡力爭取減少扣分!

因此一場比賽下來, 各國領隊的生理及心理負擔比考生還要更苦更累。這也是奧林匹克學術競賽的魅力所在,因為它提供了一個世界級的較量平臺,讓師生共同參與比拼和交流!這次A隊也多派了3位物理老師以觀察員身分全程參與這項盛會。

競賽考驗選手生理與心理素質

值得一提的是今年拉曼大學之物理團隊研擬了以下高水準題目:

理論卷:
題1:水噴泉之幾何學
題2:斯涅耳定律之運用(光纖)
題3:第一顆被發現之類星體:揭開天體物理源3C 273之神秘面紗

實驗卷:陀螺儀
目的1:研究陀螺儀之角速度如何影響其穩定性與進動週期
目的2:研究改變陀螺儀支臂長度對其進動行為之影響
目的3:研究改變陀螺儀盤之重量對其進動行為之影響
目的4:瞭解外力力矩如何影響陀螺儀之行為
目的5: 觀察衝量對陀螺儀之章動頻率和阻尼之影響
目的6: 陀螺儀在自平衡中之應用

第24屆亞洲物理奧林匹克競賽的實驗卷是研究陀螺儀。

由於現今高中物理課程綱要中鮮少有“剛體動力學”內容,學生們也從未做過陀螺儀相關實驗,所以考生務必儘快詳細研讀並瞭解題目要求,然後自己動手安裝及操控陀螺儀裝置並提取可靠實驗數據。過程中必須關注在不同變數之下, 一些相關物理量之細微變化,再進行分析, 同時也要估算實驗誤差, 然後作圖及解碼隱藏在陀螺儀中之物理學大奧秘!這是一項世界級別之高水準大比拼!選手們務必個個心靈手巧, 具備十八般手藝;同時生理與心理素質也是頂瓜瓜的人中龍鳳才能脫穎而出奪取金牌啊!

參賽者正進行陀螺儀實驗。

明年的賽會將移師至沙地阿拉伯舉辦, 筆者建議我們的國家隊務必優化集訓課程的安排。學生的基本物理素養尤其是實驗操作是首要之關鍵因素,這和運動場上的奧運一樣。學生們平時必須自動自發的多解題,全心投入與發揮團隊互助精神,才有望在這國際舞臺上揚眉吐氣,實現我們期待已久的奧林匹克奪金之夢!

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