近10年國(guó)內(nèi)PT系列競(jìng)賽相關(guān)研究的發(fā)展與現(xiàn)狀

張 楠 趙蕓赫 馬宇翰 徐明輝

（1.復(fù)旦大學(xué)高等教育研究所，上海 200433；2.首都師范大學(xué)附屬中學(xué)，北京 100048；3.中國(guó)工程物理研究院研究生院，北京 100193；4.山東大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266237）

國(guó)際青年物理學(xué)家競(jìng)賽（International Young Physicists' Tournament，簡(jiǎn)稱IYPT）是由蘇聯(lián)于1988年發(fā)起的以團(tuán)隊(duì)對(duì)抗為形式的中學(xué)生創(chuàng)新型物理競(jìng)賽.2008年，中國(guó)隊(duì)首次參加在克羅地亞舉辦的第21屆IYPT.兩年后，第一屆中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽（China Undergraduate Physics Tournament，簡(jiǎn)稱CUPT）于2010年在南開(kāi)大學(xué)成功舉辦.［1］自PT系列競(jìng)賽首次進(jìn)入中國(guó)，眾多高校及省市積極借鑒IYPT和CUPT的競(jìng)賽模式，開(kāi)展各類(lèi)地區(qū)性賽事，PT系列競(jìng)賽的影響力不斷擴(kuò)大，其教育功能也備受關(guān)注.

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2020）》中指出，應(yīng)當(dāng)全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)、積極開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)、培養(yǎng)新時(shí)代創(chuàng)新人才.［2］區(qū)別于傳統(tǒng)物理競(jìng)賽，PT系列競(jìng)賽更注重對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，同時(shí)由PT競(jìng)賽引發(fā)的中學(xué)IYPT選修課程、［3］大學(xué)物理研究性實(shí)驗(yàn)課程［4］等新型教學(xué)活動(dòng)不僅可以提高競(jìng)賽水平、改進(jìn)競(jìng)賽教學(xué)質(zhì)量；更重要的是，PT系列競(jìng)賽能夠啟發(fā)傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)，探索依托于競(jìng)賽的校本課程開(kāi)發(fā)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生長(zhǎng)期發(fā)展的能力，進(jìn)而推動(dòng)物理教學(xué)改革，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效途徑.［5］因此，開(kāi)展針對(duì)PT系列競(jìng)賽的研究是有必要的.PT系列競(jìng)賽進(jìn)入中國(guó)10余年，已形成主題分明的研究體系，但還缺乏針對(duì)PT系列競(jìng)賽研究的全面綜述與系統(tǒng)分析.圍繞這一研究領(lǐng)域的綜述分析，能夠在厘清目前該領(lǐng)域的核心主題和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)基于PT系列競(jìng)賽的教育教學(xué)研究，為大學(xué)和中學(xué)的物理教學(xué)改革深化提供參考，以推動(dòng)新時(shí)期創(chuàng)新人才培養(yǎng)的進(jìn)程.

據(jù)此，本研究選擇近10年來(lái)（2009—2020年）國(guó)內(nèi)物理及物理教學(xué)類(lèi)相關(guān)期刊中與PT系列競(jìng)賽相關(guān)的論文進(jìn)行質(zhì)性與量化分析：在中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）中對(duì)IYPT、CUPT、CYPT、PT、物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽、青年物理學(xué)家競(jìng)賽6個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，總計(jì)檢索出論文226篇.隨后從年度數(shù)量、作者單位、作者屬地、研究主題、期刊分布等維度對(duì)這些文章進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，揭示國(guó)內(nèi)PT系列競(jìng)賽研究現(xiàn)狀、梳理研究主題與熱點(diǎn)、探討可能的發(fā)展趨勢(shì).

1 國(guó)內(nèi)PT競(jìng)賽的歷史沿革

國(guó)際青年物理學(xué)家競(jìng)賽由蘇聯(lián)于1988年發(fā)起，最初由南開(kāi)大學(xué)引進(jìn)國(guó)內(nèi).［6］如圖1所示，經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成跨越中學(xué)、大學(xué)、研究生3階段、涵蓋全國(guó)—區(qū)域—省市—學(xué)校不同層次的系列性賽事.CUPT國(guó)賽、CUPT區(qū)域賽、CYPT參賽隊(duì)伍數(shù)量的年份變化趨勢(shì)在圖2中給出.可見(jiàn)，PT系列競(jìng)賽在國(guó)內(nèi)具有起步晚、發(fā)展快、覆蓋面廣的特點(diǎn).

圖1 PT系列競(jìng)賽發(fā)展時(shí)間線

圖2 CUPT國(guó)賽、CUPT區(qū)域賽、CYPT參賽隊(duì)伍數(shù)量隨年份變化圖

2 PT系列競(jìng)賽的相關(guān)研究現(xiàn)狀

2.1 研究論文的時(shí)間分布

自2008年中國(guó)隊(duì)首次參與IYPT，國(guó)內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行針對(duì)PT系列競(jìng)賽的研究.近10年，226篇PT系列競(jìng)賽研究論文的發(fā)表數(shù)量時(shí)間分布如圖3所示，呈現(xiàn)整體上升趨勢(shì).這是因?yàn)殡S著PT系列競(jìng)賽的影響力不斷擴(kuò)大，參賽隊(duì)伍數(shù)量增加，該領(lǐng)域的研究熱度呈上升趨勢(shì).值得一提的是，2015—2016年論文增幅最大（16篇），這與CUPT國(guó)賽隊(duì)伍數(shù)量變化趨勢(shì)一致，在2015到2016年期間，國(guó)賽參賽隊(duì)伍增幅為16支，是近年來(lái)最大增幅.

圖3 PT系列競(jìng)賽相關(guān)研究的論文數(shù)量時(shí)間分布

2.2 作者單位分布

本研究將作者單位劃分為中學(xué)、高校及高?！袑W(xué)合作3類(lèi)，其數(shù)量分布如圖4所示.可以看出，高校研究者所占比重最大，約為73%，而高?！袑W(xué)合作單位發(fā)表的論文數(shù)量最少，占比不到9%.

區(qū)別于CPHO相關(guān)研究的主體是中學(xué)教師，［7］PT系列競(jìng)賽研究的主體是高校師生，其次是中學(xué)研究者.這可能是由如下兩個(gè)原因?qū)е碌模浩湟粎⒓覥UPT的高校隊(duì)伍數(shù)量遠(yuǎn)大于CYPT的中學(xué)隊(duì)伍數(shù)量，高校參與師生人數(shù)更多；其次，PT系列競(jìng)賽作為創(chuàng)新型競(jìng)賽對(duì)學(xué)生和教師的科研能力提出了更高的要求.這一定程度上限制了中學(xué)在該類(lèi)競(jìng)賽上的研究.另外，高校與中學(xué)在PT系列競(jìng)賽上的交流還處于初級(jí)階段，體現(xiàn)在其合作發(fā)表的論文占比最小.為了突破這一瓶頸，應(yīng)當(dāng)積極尋求高?！袑W(xué)的合作研究與學(xué)習(xí)，以高校帶動(dòng)中學(xué)參與競(jìng)賽并進(jìn)一步拓展PT系列競(jìng)賽的相關(guān)研究，提高PT系列競(jìng)賽在中學(xué)范圍內(nèi)的影響力，實(shí)現(xiàn)高校—中學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ).

2.3 研究論文的主題分布

根據(jù)文章內(nèi)容，本文將其按照研究主題劃分為具體問(wèn)題解決和基于PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究?jī)刹糠郑壕唧w問(wèn)題解決是指對(duì)單一競(jìng)賽題目的解決思路和方法的研究，PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究是指由競(jìng)賽引發(fā)的課程設(shè)計(jì)或教學(xué)改進(jìn)研究.

這兩個(gè)主題的研究論文數(shù)量的時(shí)間分布如圖3所示，總體呈上升趨勢(shì).在2015年以前，PT系列競(jìng)賽雖然在發(fā)展中，但是研究者對(duì)題目還沒(méi)有進(jìn)行深入挖掘.2015年后，對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行研究的論文數(shù)量才有了顯著增長(zhǎng).自2014年CUPT競(jìng)賽被列入中國(guó)物理學(xué)會(huì)物理教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)工作計(jì)劃中，更多的研究者開(kāi)始注重PT競(jìng)賽的教育功能，有關(guān)課程與教學(xué)研究的論文數(shù)量也有了明顯的上升趨勢(shì).這反映出完善的政策對(duì)教學(xué)改革的實(shí)施具有推進(jìn)作用.

如圖5（a）所示.在226篇論文中，具體問(wèn)題解決的論文117篇（51.8%），課程與教學(xué)研究類(lèi)論文109篇（48.2%），兩類(lèi)論文數(shù)量的比例基本持平.這與發(fā)展更成熟的全國(guó)中學(xué)生物理奧林匹克競(jìng)賽（Chinese Physics Olympiad，CPHO）吸引的研究側(cè)重點(diǎn)不同.文獻(xiàn)［7］對(duì)2008年－2017年間《物理教師》、《物理教學(xué)》中的252篇有關(guān)CPHO的研究類(lèi)論文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類(lèi)，其中229篇是針對(duì)競(jìng)賽題目的解法研究，占總數(shù)的90.9%；有關(guān)競(jìng)賽教學(xué)研究的論文數(shù)量有23篇，僅占9.1%，如圖5（b）所示.這說(shuō)明PT系列競(jìng)賽對(duì)課程與教學(xué)的影響更為廣泛，而CPHO相關(guān)研究更多關(guān)注某一個(gè)具體競(jìng)賽題目的解答步驟與方法.從發(fā)展的角度來(lái)看，未來(lái)PT系列競(jìng)賽對(duì)高校與中學(xué)物理教學(xué)可能具有更強(qiáng)的啟發(fā)和引領(lǐng)作用.

圖5

IYPT的賽題本身就具有很高的研究?jī)r(jià)值.組委會(huì)每年會(huì)從物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域包括與其他學(xué)科的交叉領(lǐng)域選出17道開(kāi)放性物理問(wèn)題.比如IYPT2017的第5題“Leidenfrost Stars”：“萊頓弗羅斯特效應(yīng)里面，一個(gè)水滴，可以在炙熱的表面上存在幾分鐘.在某些特殊的條件下，這樣的水滴會(huì)產(chǎn)生星形振動(dòng).請(qǐng)引入不同的振動(dòng)模式，并且研究他們.”［8］這些題大多需要完整的理論建構(gòu)到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程，且不同學(xué)生完成題目的過(guò)程不盡相同.

有關(guān)PT競(jìng)賽具體問(wèn)題解決類(lèi)論文來(lái)自于21種學(xué)術(shù)期刊.其中，按論文發(fā)表數(shù)排序前5名的期刊如圖6所示.這5份期刊共計(jì)發(fā)表具體問(wèn)題解決類(lèi)論文共92篇，占具體問(wèn)題解決類(lèi)論文總數(shù)的78.6%.發(fā)表在《物理實(shí)驗(yàn)》雜志上的論文最多，為33篇，這表明研究者更側(cè)重從實(shí)驗(yàn)的角度解決PT競(jìng)賽問(wèn)題.

圖6 具體問(wèn)題解決類(lèi)論文發(fā)表期刊分布（前5名）

以下，本文主要關(guān)注現(xiàn)階段基于PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究的主要方向，并詳細(xì)分析相關(guān)的研究熱點(diǎn).

3 基于PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究

基于PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究論文共109篇，來(lái)自于37種學(xué)術(shù)期刊.按論文發(fā)表數(shù)排序，《物理教師》、《大學(xué)物理》、《物理與工程》、《物理實(shí)驗(yàn)》、《物理教學(xué)》、《物理通報(bào)》、《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》和《物理教學(xué)探討》這8種期刊排在前列，總數(shù)占這一類(lèi)所有論文數(shù)量的51.4%.其中，發(fā)表在《物理教師》雜志上的論文共11篇，說(shuō)明PT系列競(jìng)賽的模式與理念為物理課堂教學(xué)的反思與改革提供新思路.

圖7 課程與教學(xué)研究類(lèi)論文發(fā)表期刊分布（前8名）

課程與教學(xué)研究包括競(jìng)賽對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的意義與作用、［9］基于 PT 的大學(xué)［10］和中學(xué)［11］課程教學(xué)模式探討、PT系列競(jìng)賽的培訓(xùn)組織經(jīng)驗(yàn)［12］以及基于競(jìng)賽的大—中學(xué)生一體化培養(yǎng)研究［13］這5類(lèi)主題，如表1.數(shù)量最多的是基于PT的中學(xué)課程與教學(xué)模式研究，共發(fā)表37篇論文，占樣本總量的33.9%.在大學(xué)階段進(jìn)行PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)改革研究數(shù)量次之，也是相對(duì)較熱的研究方向.然而，盡管PT系列競(jìng)賽是覆蓋大學(xué)、中學(xué)，甚至研究生的競(jìng)賽活動(dòng)，基于競(jìng)賽的學(xué)生一體化培養(yǎng)研究還相對(duì)較少.下面，本文將對(duì)不同主題中的代表性工作進(jìn)行簡(jiǎn)述.

表1 基于PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究論文主題分布

3.1 PT系列競(jìng)賽對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的意義與作用

雖然PT系列競(jìng)賽進(jìn)入中國(guó)的時(shí)間較晚，但仍然能和奧林匹克物理競(jìng)賽一樣成為目前最具影響力的物理競(jìng)賽之一.這得益于PT系列競(jìng)賽在學(xué)生培養(yǎng)中所發(fā)揮的積極作用.相比于傳統(tǒng)物理競(jìng)賽，PT系列競(jìng)賽的題目多為貼近實(shí)際、開(kāi)放性的研究型問(wèn)題，學(xué)生在研究過(guò)程中需和小組成員共同嘗試不同的實(shí)驗(yàn)方案、討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果、調(diào)動(dòng)開(kāi)放性思維，這會(huì)提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新實(shí)踐、問(wèn)題解決等能力.［14］同時(shí)，參加PT系列競(jìng)賽還利于提升高校物理專業(yè)學(xué)生的專業(yè)興趣.［15］

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中明確了物理課程的總目標(biāo)，包括：學(xué)生能運(yùn)用科學(xué)思維方法解決實(shí)際問(wèn)題；具有科學(xué)探究意識(shí)、設(shè)計(jì)探究方案和獲取證據(jù)的能力；具有交流的意愿與能力、主動(dòng)與他人合作，并基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見(jiàn)解.區(qū)別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的學(xué)生培養(yǎng)模式，學(xué)生在解決PT問(wèn)題時(shí)都需要經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過(guò)程，因此參與PT系列競(jìng)賽是實(shí)現(xiàn)物理課程總目標(biāo)的有效途徑.同時(shí)，在高中階段接觸PT系列競(jìng)賽，能幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式：由被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)，促進(jìn)高中學(xué)習(xí)與大學(xué)學(xué)習(xí)接軌.［16］

3.2 基于PT系列競(jìng)賽的大學(xué)課程與教學(xué)模式

CUPT是面向大學(xué)生層面的PT系列競(jìng)賽，隨著各大高校的廣泛參與，一些高校研究者建議依托和借鑒CUPT進(jìn)行大學(xué)物理課程與教學(xué)改革：一部分高校利用競(jìng)賽的內(nèi)容及題目作為拓展性課程的內(nèi)容，比如西安交通大學(xué)［17］和華東理工大學(xué)［18］就將CUPT題目作為本科生科研訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)物理技術(shù)的作業(yè)題目，學(xué)生自由組隊(duì)并選擇有興趣的課題進(jìn)行一學(xué)期的研究，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，最后撰寫(xiě)研究報(bào)告并參與答辯.一部分高校借鑒PT系列競(jìng)賽的答辯模式開(kāi)展了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究性探索，比如重慶大學(xué)物理學(xué)院［19］就以普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，同時(shí)開(kāi)放“測(cè)鈉光雙線波長(zhǎng)差”等4個(gè)研究性實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選題，經(jīng)過(guò)完整的自主研究過(guò)程，最后采用CUPT的模式開(kāi)展答辯.實(shí)證結(jié)果表明，參與研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的班級(jí)表現(xiàn)顯著優(yōu)于普通班級(jí)，這也意味著依托CUPT模式的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)能夠提高教學(xué)的成效.

此外，包括CUPT競(jìng)賽在內(nèi)的創(chuàng)新型競(jìng)賽也促進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地的建設(shè).例如，清華大學(xué)、［20］大連理工大學(xué)［21］等多所高校近年來(lái)都創(chuàng)建了面向本科生的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái).這些平臺(tái)為CUPT競(jìng)賽提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主研究探索.

3.3 基于PT系列競(jìng)賽的中學(xué)課程與教學(xué)模式

基于PT系列競(jìng)賽的中學(xué)課程與教學(xué)模式探索共有37篇.本文按照各論文的第一作者所屬地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖8所示.可以看出，江蘇省和上海市的研究者占總數(shù)的87.2%.這一研究者所屬地集中的現(xiàn)象可能與江蘇和上海進(jìn)入新課程改革的時(shí)間更長(zhǎng)有關(guān).然而，作為傳統(tǒng)的物理競(jìng)賽強(qiáng)省——浙江省、湖南省并未出現(xiàn)在排名中，這說(shuō)明傳統(tǒng)物理競(jìng)賽的成績(jī)和水平與對(duì)PT系列競(jìng)賽的關(guān)注程度并無(wú)直接關(guān)系.

圖8 基于PT系列競(jìng)賽的中學(xué)課程與教學(xué)模式作者所屬地域分布

面向中學(xué)生的PT系列競(jìng)賽主要是IYPT和CYPT.依托這兩個(gè)競(jìng)賽進(jìn)行的課程與教學(xué)研究受到了教育研究者和中學(xué)教師的重點(diǎn)關(guān)注.相關(guān)研究可以分為以下3個(gè)方面：（1）基于IYPT的高中校本課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐，例如研究者以IYPT資源為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了研究型選修課程，給出了以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、問(wèn)題意識(shí)、合作交流能力為目的的培養(yǎng)方案.［22］（2）依托IYPT模式的探究式教學(xué)研究，比如將IYPT中的相關(guān)賽題引入到日常高中物理課堂教學(xué)中，拓展教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生的深度理解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)；［23，24］或者將IYPT的比賽模式引入日常教學(xué)，讓學(xué)生針對(duì)某一問(wèn)題進(jìn)行自主探究，并進(jìn)行辯論形式的交流討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.［25］（3）以IYPT為特色的高中物理課程基地建設(shè)，比如南京市金陵中學(xué)構(gòu)建了以IYPT社團(tuán)為核心的基地架構(gòu)，開(kāi)設(shè)“傳感器為載體的物化課程”特色課程.［26］

3.4 PT系列競(jìng)賽的培訓(xùn)與組織經(jīng)驗(yàn)

隨著PT系列競(jìng)賽的規(guī)模不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的中學(xué)和高校參與進(jìn)來(lái)，PT系列競(jìng)賽的培訓(xùn)、參賽和組織經(jīng)驗(yàn)也逐漸成為研究熱點(diǎn).

在PT系列競(jìng)賽的培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)方面，劉珊珊等針對(duì)近幾年競(jìng)賽問(wèn)題解決過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題給出了解決策略的6個(gè)步驟：界定問(wèn)題——表征問(wèn)題——探究建模——因素分析——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——談?wù)摲此?，并且針?duì)CUPT問(wèn)題解決給出了建議解決模式，這種解決策略的系統(tǒng)歸納不僅能幫助學(xué)生解決PT類(lèi)問(wèn)題，也為教師進(jìn)行競(jìng)賽的指導(dǎo)與培訓(xùn)提供參考.［27］

國(guó)防科技大學(xué)［28］和西安電子科技大學(xué)［29］等高校結(jié)合本校組織CUPT競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)，探究其競(jìng)賽組織和后續(xù)人才培養(yǎng)工作模式.比如西安科技大學(xué)的研究者從學(xué)校選拔、省級(jí)競(jìng)賽的縱向選拔和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室資源、發(fā)揮領(lǐng)隊(duì)作用的橫向培養(yǎng)兩

2020年，受新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）影響，幾乎所有的PT系列競(jìng)賽改變了組織模式，由線下轉(zhuǎn)為線上.北京師范大學(xué)的李佳蓮等人分別從參賽者、裁判、志愿者和學(xué)校組織者的角度，對(duì)疫情時(shí)代的線上比賽的準(zhǔn)備過(guò)程、賽況和組織模式進(jìn)行了總結(jié)和討論.［31］

3.5 基于PT系列競(jìng)賽的大—中學(xué)生一體化培養(yǎng)

自IYPT競(jìng)賽引入中國(guó)以來(lái)，南開(kāi)大學(xué)將PT在高中階段和研究生階段推行，包括CYPT和面向研究生的國(guó)際物理學(xué)家錦標(biāo)賽（International Physics' Tournament，簡(jiǎn)稱IPT），使得PT系列競(jìng)賽成為覆蓋高中—本科—研究生3個(gè)階段的物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽.因此，PT系列競(jìng)賽能加強(qiáng)大中學(xué)物理教育的銜接，幫助學(xué)生完成從高中階段的被動(dòng)式學(xué)習(xí)向大學(xué)階段自主式學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變.［32］

南開(kāi)大學(xué)作為最早將PT競(jìng)賽引入國(guó)內(nèi)的高校，發(fā)起了CUPT和CYPT，并首先依托PT系列競(jìng)賽，開(kāi)展了貫穿大—中學(xué)物理教育的人才培養(yǎng)模式探索.南開(kāi)大學(xué)物理學(xué)院的教研團(tuán)隊(duì)基于學(xué)生特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室資源，開(kāi)發(fā)了科研方法論、創(chuàng)新研究與訓(xùn)練、PT學(xué)習(xí)物理新思路等物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽教學(xué)模式系列課程，并且建設(shè)了基于現(xiàn)代技術(shù)的主動(dòng)學(xué)習(xí)教室.［33］在備賽階段，中學(xué)和大學(xué)可以互相觀摩研究問(wèn)題的匯報(bào)、辯論，南開(kāi)大學(xué)為不同學(xué)段的學(xué)生及教師交流提供了共享平臺(tái).［34］這樣的一種相通相助、共建共享、互促互強(qiáng)的模式也促進(jìn)了大中學(xué)物理教學(xué)的有效銜接.［35］

3.6 學(xué)位論文

除了中學(xué)教師和高校研究者對(duì)PT系列競(jìng)賽開(kāi)展了教學(xué)研究之外，部分在讀研究生也在導(dǎo)師指導(dǎo)下對(duì)基于PT競(jìng)賽的教學(xué)模式改革與實(shí)踐進(jìn)行了研究.從研究單位的分布來(lái)說(shuō)，南京師范大學(xué)、［36］華東師 范大 學(xué)［37］和 上海 師 范大 學(xué)［38］是 主力.例如，南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院的陸建隆教授課題組基于IYPT的競(jìng)賽形式與內(nèi)容，設(shè)計(jì)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)或綜合實(shí)踐活動(dòng).他們進(jìn)一步以某一初中或高中為實(shí)踐校，進(jìn)行案例教學(xué)，最后對(duì)教學(xué)及研究過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和思考.［39］

4 總結(jié)與展望

本文對(duì)近10年P(guān)T系列競(jìng)賽相關(guān)研究的統(tǒng)計(jì)分析表明：隨著PT系列競(jìng)賽的蓬勃發(fā)展，研究熱度明顯上升；具體問(wèn)題解決和基于PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究這兩個(gè)研究主題分布均勻，比例持平；以師范類(lèi)高校為首的大學(xué)是PT研究的主陣地；大學(xué)與中學(xué)在依托PT系列競(jìng)賽進(jìn)行新課程教學(xué)模式探索的基礎(chǔ)上，逐漸開(kāi)始嘗試大中學(xué)生一體化培養(yǎng)模式的研究與建構(gòu).盡管PT系列競(jìng)賽的研究有了快速發(fā)展，取得了很多研究成果，但還在以下方面存在較大的發(fā)展空間：

（1）現(xiàn)有的具體問(wèn)題解決類(lèi)研究視角單一.在對(duì)PT競(jìng)賽的題目進(jìn)行研究時(shí)，研究者多偏向于研究單個(gè)問(wèn)題或由其引申的某一個(gè)物理現(xiàn)象的解決過(guò)程，少有對(duì)某一類(lèi)問(wèn)題的解決策略的探索.針對(duì)此問(wèn)題，北京師范大學(xué)研究者趙蕓赫和劉珊珊［40］通過(guò)對(duì)歷年IYPT物理問(wèn)題的歸納，基于科學(xué)研究方法，提出了CUPT問(wèn)題解決策略，并針對(duì)探究性類(lèi)物理問(wèn)題提出了建議性解決模式.在未來(lái)，研究者應(yīng)在PT問(wèn)題解決策略研究方面進(jìn)行持續(xù)聚焦，從“就題論題”的研究范式轉(zhuǎn)向深入進(jìn)行系統(tǒng)的問(wèn)題解決模式研究.

（2）在現(xiàn)有的基于PT系列競(jìng)賽的相關(guān)研究，特別是課程與教學(xué)研究中，鮮有實(shí)證研究.目前，來(lái)自高校和中學(xué)的研究者依托IYPT的形式內(nèi)容和競(jìng)賽理念，設(shè)計(jì)了相關(guān)選修課程、新型課堂教學(xué)模式，少有研究者利用實(shí)證的方法檢驗(yàn)其教學(xué)效果來(lái)直接證明PT系列競(jìng)賽或由其引發(fā)的課程與教學(xué)改革能真正培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力［41］，導(dǎo)致很多新模式因缺乏科學(xué)依據(jù)僅僅止步于構(gòu)想層面，難以推廣并實(shí)踐.這也說(shuō)明，推進(jìn)PT系列競(jìng)賽的實(shí)證研究是必然趨勢(shì).

（3）PT系列競(jìng)賽的相關(guān)研究地域性明顯，存在區(qū)域不均衡的特點(diǎn).在基于PT系列競(jìng)賽的課程與教學(xué)研究中，中學(xué)研究者主要集中在江蘇、上海兩個(gè)省份，而高校研究者的所屬地相對(duì)分散.這一方面是因?yàn)榻K和上海是國(guó)內(nèi)最先開(kāi)始進(jìn)行新課程改革的地區(qū)，PT系列競(jìng)賽因其對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念；另一方面，區(qū)別于CUPT競(jìng)賽每一年都由國(guó)內(nèi)大學(xué)輪流承辦，CYPT競(jìng)賽一直是由南開(kāi)大學(xué)負(fù)責(zé)承辦，參賽中學(xué)的區(qū)域分布相對(duì)固化.本文建議CYPT競(jìng)賽可以輪流地由全國(guó)范圍內(nèi)的優(yōu)秀中學(xué)與當(dāng)?shù)匾涣鞲咝：献鞒修k，從而促進(jìn)PT系列在中學(xué)內(nèi)的傳播與發(fā)展.上海已優(yōu)先在SYPT中進(jìn)行了這樣的嘗試.

（4）研究者多來(lái)自高校，缺乏大學(xué)與中學(xué)的合作研究.從統(tǒng)計(jì)分析資料來(lái)看，高校研究者的人數(shù)比例最高，高校與中學(xué)合作研究論文的數(shù)量最少.然而，與高校合作研究的中學(xué)無(wú)論是在競(jìng)賽組織還是基于PT系列競(jìng)賽的研究中都具有更高的熱方面闡述了如何在目前的競(jìng)賽規(guī)則下提高競(jìng)賽水平.在中學(xué)層面，中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)積極舉辦校內(nèi)競(jìng)賽，開(kāi)設(shè)相關(guān)研究課程，已經(jīng)有了相當(dāng)成熟的校內(nèi)比賽組織、選拔機(jī)制.［30］情，因此為了打通高校研究與中學(xué)研究之間的壁壘，未來(lái)應(yīng)積極開(kāi)展高校與中學(xué)的合作研究與學(xué)習(xí)，在共同備賽的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展PT系列競(jìng)賽的相關(guān)研究.

（5）有關(guān)如何加強(qiáng)大中學(xué)物理教育的銜接，一直是物理教育學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題.PT系列競(jìng)賽作為輻射大學(xué)和高中的創(chuàng)新型競(jìng)賽，重視學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用以及創(chuàng)新實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作和解決問(wèn)題的能力，因此是推進(jìn)大中學(xué)物理教育銜接的有效途徑.目前，國(guó)內(nèi)只有南開(kāi)大學(xué)對(duì)推進(jìn)大中學(xué)生能力培養(yǎng)一體化模式進(jìn)行了理論層面的探索，還有一些高校和中學(xué)開(kāi)展了實(shí)踐層面的合作：例如南京大學(xué)與省內(nèi)中學(xué)共同組織青年物理學(xué)家友誼賽、［41］青島二中與中國(guó)海洋大學(xué)的聯(lián)合培育計(jì)劃等.［34］事實(shí)上，高校和中學(xué)都可利用當(dāng)?shù)刭Y源，互相結(jié)對(duì)，共同探索拔尖創(chuàng)新人才的一體化培養(yǎng)，推動(dòng)大學(xué)與中學(xué)物理教育的有效銜接.