第七屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽簡(jiǎn)訊

方愛(ài)平，趙述敏，劉 萍，李 榮，高 宏，李宏榮

（西安交通大學(xué) 理學(xué)院，陜西 西安 710049）

信息與動(dòng)態(tài)

第七屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽簡(jiǎn)訊

方愛(ài)平，趙述敏，劉 萍，李 榮，高 宏，李宏榮

（西安交通大學(xué) 理學(xué)院，陜西 西安 710049）

中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽（China Undergraduate Physics Tournament，簡(jiǎn)稱CUPT）是中國(guó)借鑒國(guó)際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽（International Young Physicists’Tournament，簡(jiǎn)稱 IYPT）模式創(chuàng)辦的一項(xiàng)全國(guó)性賽事.第七屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽于2016年8月13日-18日在西安交通大學(xué)舉行，西安交大副校長(zhǎng)鄭慶華，CUPT組委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)李川勇，西安交大理學(xué)院黨委書(shū)記鄭元鎖、工程坊主任王晶等出席開(kāi)幕式.西安交通大學(xué)理學(xué)院副院長(zhǎng)高宏主持開(kāi)幕式.鄭慶華副校長(zhǎng)、李川勇秘書(shū)長(zhǎng)、鄭元鎖書(shū)記分別在開(kāi)幕式上發(fā)表了重要講話.

中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽，是在全國(guó)高校本科學(xué)生中開(kāi)展的學(xué)生團(tuán)體學(xué)術(shù)賽事，這個(gè)競(jìng)賽有兩個(gè)主要特點(diǎn)：1）競(jìng)賽題目.競(jìng)賽共有17道題目，提前一年公布，這些題目的特點(diǎn)是敘述簡(jiǎn)潔、內(nèi)涵豐富、注重實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放性強(qiáng).都具有很強(qiáng)的生活應(yīng)用背景.2）競(jìng)賽形式.采取團(tuán)體對(duì)抗的形式進(jìn)行，參賽隊(duì)員圍繞選定的開(kāi)放性物理問(wèn)題，就問(wèn)題所涉及的基本物理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果、理論分析和解釋等內(nèi)容進(jìn)行辯論.這種競(jìng)賽形式有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用物理理論及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面解決實(shí)際物理問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和開(kāi)放性思維能力.競(jìng)賽不僅可以鍛煉學(xué)生的科研素質(zhì)，還能培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、交流表達(dá)能力及臨場(chǎng)應(yīng)變以及對(duì)抗謀略等能力，使學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)諸多方面協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于提升學(xué)生專業(yè)綜合素養(yǎng).該項(xiàng)賽事既可以納入國(guó)家理科基地能力培養(yǎng)項(xiàng)目，也可以在我國(guó)“拔尖學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施過(guò)程中起到非常大的推動(dòng)作用.中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽同時(shí)也可以促進(jìn)“大學(xué)物理”與“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段與方法的改革.

目前，CUPT的理念和模式得到了全國(guó)各高校的廣泛歡迎.本屆大賽的規(guī)模、水平和影響力又有了空前的提升.第七屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽共有81所全國(guó)高校參加，其中參賽學(xué)校64所、觀摩學(xué)校17所，整個(gè)競(jìng)賽參與師生達(dá)790人.經(jīng)過(guò) 5輪角逐，南開(kāi)大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)三支代表隊(duì)進(jìn)入決賽，最終南開(kāi)大學(xué)成功奪得第七屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽冠軍.由于參賽隊(duì)伍數(shù)量激增，經(jīng)過(guò)競(jìng)賽委員會(huì)全體表決，從第六屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽開(kāi)始，大幅提高了獲獎(jiǎng)的數(shù)量，其中一等獎(jiǎng)以上獲獎(jiǎng)比例提高到不多于 20%，二等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)比例提高到不多于 30%，三等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)比例減少到 50%.2016年最終評(píng)出團(tuán)隊(duì)特等獎(jiǎng) 3項(xiàng)、一等獎(jiǎng) 10項(xiàng)、二等獎(jiǎng)20項(xiàng)、三等獎(jiǎng) 32項(xiàng)、最佳風(fēng)采獎(jiǎng) 2項(xiàng)；個(gè)人表現(xiàn)最佳選手 3項(xiàng)、最佳女生 3項(xiàng)、最佳正方 3項(xiàng)、最佳反方 3項(xiàng)、最佳評(píng)論方 3項(xiàng).

本次大賽取得圓滿成功的同時(shí)，我們也應(yīng)該注意到大賽存在如下兩個(gè)問(wèn)題：1）參賽學(xué)生對(duì)競(jìng)賽宗旨理解不準(zhǔn)確.CUPT采用正方報(bào)告、正反方辯論對(duì)抗的競(jìng)賽形式，其最根本的宗旨是希望正反方能夠以互相探討交流的形式就正方報(bào)告中存在的問(wèn)題或者正反方理解偏差的問(wèn)題進(jìn)行深入交流，達(dá)到雙方共同進(jìn)步的目的.然而很多參賽學(xué)生對(duì)辯論對(duì)抗環(huán)節(jié)的宗旨理解不準(zhǔn)確，導(dǎo)致部分參賽隊(duì)伍在這一環(huán)節(jié)中針?shù)h相對(duì)，言辭激烈.雖然很多參賽隊(duì)準(zhǔn)備充分，但是由于對(duì)這一點(diǎn)理解有失偏頗，在辯論對(duì)抗階段無(wú)法有效進(jìn)行討論，從而導(dǎo)致正反方成績(jī)都不是很理想.2）裁判打分公平性問(wèn)題.從去年的CUPT開(kāi)始增加了領(lǐng)隊(duì)的數(shù)量，各高校的CUPT指導(dǎo)教師更愿意當(dāng)領(lǐng)隊(duì).導(dǎo)致本次大賽的新裁判比例增多（本次大賽裁判數(shù)量大約為 130人，其中新裁判將近100人），而且有少部分裁判可能對(duì)競(jìng)賽題目不太熟悉，對(duì)競(jìng)賽規(guī)則、競(jìng)賽宗旨不太了解等原因，導(dǎo)致在打分環(huán)節(jié)存在偏高或者偏低的問(wèn)題.裁判組采取了在裁判安排上盡可能多的回避原則和對(duì)被投訴的裁判在充分了解情況的條件下采取學(xué)習(xí)模擬打分和取消裁判資格等方法，有效地保障了裁判的公平公正.整體來(lái)說(shuō)，本次大賽是歷屆比賽中裁判投訴最少的一次.

第七屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽在各方的共同

努力下，已經(jīng)落下帷幕.整體來(lái)說(shuō)，競(jìng)賽組織圓滿成功，來(lái)自西安交通大學(xué)彭康書(shū)院及理學(xué)院的 83名志愿者同學(xué)參加了本屆大賽的志愿者服務(wù)工作，他們的熱情服務(wù)展示了東道主的風(fēng)采，贏得了參賽學(xué)校的老師和同學(xué)們的贊譽(yù).第八屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽將于2017年8月在哈爾濱工業(yè)大學(xué)舉行.

附錄1 2016年中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)名單

附錄2 2017年中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽題目

1.Invent Yourself

Construct a passive device that will provide safe landing for an uncooked hen’s egg when dropped onto a hard surface from a fixed height of 2.5 m.The device must fall together with the egg.What is the smallest size of the device you can achieve？

2.Balloon Airhorn

A simple airhorn can be constructed by stretching a balloon over the opening of a small container or cup with a tube through the other end （see Figure）.Blowing through a smallhole in the side ofthe container can produce a sound.Investigate how relevant parameters affect the sound.

3.Single Lens Telescope

A telescope can be built using a single lens，provided that a small aperture is used instead of an eyepiece.How do the parametersof the lens and the hole influence the image（e.g.magnification，sharpness and brightness）？

4.Magnetic Hills

A small amount of a ferrofluid placed in an inhomogeneous magnetic field forms hill-like structures.Investigate how the properties of these structures depend on relevant parameters.

5.Leidenfrost Stars

In the Leidenfrost effect，a water drop placed on a hot surface can survive for minutes.Under certain circumstances， such a drop developsoscillating star shapes. Induce different oscillatory modes and investigate them.

6.Fast Chain

A chain consisting of wooden blocks inclined relative to the vertical and connected by two threads（see Figure）is suspended vertically and then released.Compared to free fall，the chain falls faster when it isdropped onto a horizontal surface. Explain this phenomenon and investigate how the relevant parameters affect the motion.

7.Spiral Waves

Spiral waves and other types of wave patterns may occur on a thin liquid film flowing over a rotating disk.Investigate these wave patterns.

8.Visualising Density

Schlieren Photography is often used to visualise density variations in a gas.Build a Schlieren setup and investigate how well it can resolve density differences.

9.Ball in a Tube

A sealed transparent tube is filled with a liquid and contains a small ball.The tube is inclined and its lower end is attached to a motor such that the tube traces a conical surface.Investigate the motion of the ball as a function of relevant parameters.

10.Pulling Glasses Apart

Put a thin layer of water between two sheets of glass and try to separate them.Investigate the parameters affecting the required force.

11.Hair Hygrometer

A simple hygrometer can be built using human hair.Investigate its accuracy and response time as a function of relevant parameters.

12.Torsion Gyroscope

Fasten the axis of a wheel to a vertical thread that has a certain torsional resistance（see Figure）.Twist the thread，spin the wheel，and release it.Investigate the dynamics of this system.

13.Resonating Glass

A wine glasspartially filled with liquid will resonate when exposed to the sound from a loudspeaker.Investigate how the phenomenon depends on various parameters.

14.Gee-Haw Whammy Diddle

A gee-haw whammy diddle is a mechanical toy consisting of a simple wooden stick and a second stick that is made up of a series of notches with a propeller at its end.When the wooden stick is pulled over the notches，the propeller starts to rotate.Explain this phenomenon and investigate the relevant parameters.

15.Boiled Egg

Suggest non-invasive methods to detect the degree to which a hen’s egg is cooked by boiling.Investigate the sensitivity of your methods.

16.Metronome Synchronization

A number of mechanical metronomes standing next to each other and set at random initial phases under certain conditions reach synchronous behaviour in a matter of minutes.Investigate the phenomenon.

17.Vacuum Bazooka

A‘vacuum bazooka’can be built with a simple plastic pipe，a light projectile，and a vacuum cleaner.Build such a device and maximise the muzzle velocity.

歡迎訂閱2017年《大學(xué)物理》

《大學(xué)物理》是中國(guó)物理學(xué)會(huì)主辦的、以高校物理教學(xué)研究為主要內(nèi)容的學(xué)術(shù)性刊物，連續(xù)多年被評(píng)為中文核心期刊.《大學(xué)物理》的辦刊宗旨是：緊密結(jié)合我國(guó)高等院校物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，報(bào)導(dǎo)物理教學(xué)研究成果，介紹物理學(xué)在技術(shù)領(lǐng)域和交叉學(xué)科的應(yīng)用及物理學(xué)前沿進(jìn)展，以提高我國(guó)高校物理教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)研究水平.主要欄目有教學(xué)研究、教學(xué)討論、物理實(shí)驗(yàn)、教學(xué)改革、基礎(chǔ)物理教學(xué)現(xiàn)代化問(wèn)題、物理教育與科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)、前沿綜述、專論、物理學(xué)史、大學(xué)生園地、專題連載等.本刊讀者對(duì)象為高校物理教師、學(xué)生、中等學(xué)校物理教師和物理學(xué)工作者等.

自創(chuàng)刊以來(lái)，本刊始終堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的原則，發(fā)表了許多高水平的論文.在這些論文中，有些澄清或糾正了某些國(guó)內(nèi)外教材或文獻(xiàn)中長(zhǎng)期存在的混亂和錯(cuò)誤；有些對(duì)擴(kuò)展教師的知識(shí)面有重要的參考價(jià)值；有些論文的內(nèi)容完全可以用來(lái)更新國(guó)內(nèi)外教材的相應(yīng)內(nèi)容.本刊在推廣教學(xué)研究成果，促進(jìn)我國(guó)高校物理教學(xué)改革和教學(xué)現(xiàn)代化的進(jìn)程中做出了積極的貢獻(xiàn)，并在一定程度上起到了導(dǎo)向的作用.本刊以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和認(rèn)真的工作態(tài)度，贏得了廣大讀者的信賴與好評(píng)，被譽(yù)為“研討教學(xué)、解決疑難、交流學(xué)術(shù)、開(kāi)闊眼界、啟迪思維”的良師益友.

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