Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
34 |科學發展 2011年6月,462期
專題報導 國際青年物理學家
辯論錦標賽
物理如何辯論呢?是如孟子所說「予豈好辯哉?予不得已也」嗎?
還是有評量的準則呢?
每年的7月是暑假的開始,炎炎的夏季也開啟了一場數十萬學子的考季。學子們在一張張小小的方桌上,揮汗如雨,奮筆疾書,在限定時間內,完成各類指定科目的
考試—這是台灣教育學者最熟悉的一種評量方式,也是台灣社會所詬病的一種評量方
式。這個問題讓許多台灣社會賢達人士和教育
學者有如芒刺在背,他們試著在理想與現實間
找尋一個妥協的最佳平衡點!
然而在國際上每年都有各種方式的評量。
2010年的暑假,在徐有庠先生紀念基金會的贊助和台灣師範大學物理系的協助下,由本人領
隊帶領5位高中學生遠赴奧地利維也納,參加另一種類別的物理評量競賽,即第二十三屆國
際青年物理學家辯論錦標賽(http://www.iypt.at/en/home/)。5位參與的學生都很努力,且物理素質佳,配合指導老師與教授的指導,在徐
有庠先生紀念基金會充分的經費協助下,第一
次參加就在23個參賽國家中脫穎而出,獲得銀牌獎。
■ 賈至達
開幕時,隊長謝忠霖同學(建國中學)介紹團員,由右至左
依序是建國中學謝忠霖同學、協同中學劉富蘭克林同學、高
雄中學陳暐軒同學、協同中學儲君宇同學和高雄中學林宇程
同學。(圖片來源:http://gallery.iypt.at/index.php/Day-1/DSC_2170)
科學發展 2011年6月,462期| 35
國際青年物理學家辯論錦標賽的英文名稱是
「International Young Physicists’ Tournament」,通常縮寫成IYPT,官方網站是http//www.iypt.org/new/,該網頁對競賽組織和規則有詳盡的說明。台灣師範大學物理系林明瑞教授曾經在2005國際物理年時,撰文介紹國際青年物理學家辯
論錦標賽(http://www.phy.ntnu.edu.tw/ipho2003/wyp2005/001.htm),當年林教授也主辦了以中文表達的物理辯論比賽。
本文希望藉由說明國際青年物理辯論錦標賽
的組織架構及競賽評量方式,讓國內大眾、教師和
學生能更深入了解這個組織的理念,並理解這個辯
論錦標賽活動的精髓。
辯論錦標賽的起源
物理辯論錦標賽的起源,是前蘇聯的科學菁
英高中學校間相互挑戰物理問題,也就是某校的科
學菁英高中生以一個開放性物理問題,挑戰另一
個科學菁英學校的高中生。莫斯科大學(Moscow State University)物理教授Evgeny Yunosov注意到這件事情,並於1979年在莫斯科舉辦了物理辯論賽。
原來是僅止於舊蘇聯體制下東歐國家間以俄
文進行的物理辯論活動,在1988年開始了第一屆國際青年物理學家辯論錦標賽,正式朝國際化邁進,
同時引進英語做為俄語之外另一種辯論用的表達語
文。以英語和俄語的雙語方式進行辯論,實行了一
段時間後,目前改為僅用英語單一語言辯論。1994年首次在東歐以外的國家(荷蘭)舉辦辯論錦標
賽,2004年第一次由非歐洲的國家(澳大利亞)主辦,目前每兩年由歐洲以外的國家主辦一次。曾經
參加的國家超過40國,分布在世界各大洲。至2010年為止,已舉辦過二十三屆比賽,目
前預定在2013年由台灣主辦第二十六屆國際青年物理學家辯論錦標賽。
頒獎閉幕時,5位同學與兩位領隊老師在頒獎的舞台上合影,由右至左分別是領隊台灣師範大學賈至達教授、中正大學包健華教授、林宇程同學、陳瑋軒同學、儲君宇同學、劉富蘭克林同學和隊長謝忠霖同學。(圖片來源:http://gallery.iypt.at/index.php/Day-6/DSC_2625)
36 |科學發展 2011年6月,462期
專題報導
專題報導
IYPT活動國際青年物理學家辯論錦標賽是每年5月至
7月間舉辦的高中學生物理競賽活動,這項活動包含了3大要素,包括國際組織委員會所提供的17道辯論題目、評審和參賽學生。而整個活動的支柱,就是主辦的國家和執行委員會成員。
首先說明3大要素之一,競賽題目的產生和內涵。在4月時,各國的領隊受邀提出5題給題目的蒐集委員,IYPT國際組織委員在每年辯論賽結束後,彙整出17道新的辯論題目,並於7月底公布,以用於下一年度的比賽。這17個問題須具有開放性、生活性和物理性,開放性的題目才能
夠讓每位學生以不同方式找尋自己的解答。
學生們幾乎有一整年的時間思考、設計實
驗驗證,諮詢老師、專家學者、同儕等協助理
解這些問題,整理數據、理論並完成報告。題
目所需的器材要儘量簡單,且在生活中容易取
得。雖然每一個學生解決問題的做法不同,但是
解釋實驗或模擬的結果都必須合乎物理的原理和
曾經參與IYPT活動的國家,紅色表示曾經主辦過的國家。(圖片來源:http://www.iypt.at/en/tournament/history)
國際組織委員會所編撰的17道題、評審和參賽學生構成IYPT活動的3大要素,主辦單位和國際執行委員會是整個活動的支柱。
執行委員會
國際組織委員會和
17道辯論題
參賽學生 評審
科學發展 2011年6月,462期| 37
原則。題目內容有時也會和其他的科學領域相關,
如化學、生物、地球科學等,例如在2005年和2007年各考了一題和生物有關的問題。
2005年第一題問的是蜻蜓飛翔的模型,而2007年第7題是討論蟋蟀發出聲音的現象。雖然需要知道一些生物學的名詞和相關資料,但重點仍是
物理模型的建立、實驗數據的分析等和物理實質相
關的問題。
又例如2001年第12題是問和化學反應相關的物理現象。2008年第12題所討論的地熱物理模型,是一個地球科學的問題。因此要理解題目,也需要
一些和物理相關學科的知識。在維也納大學物理系
Heinz Kabelka教授的網頁(http://homepage.univie.ac.at/heinz.kabelka/problems.html)上,刊載了自1994年到2011年所有IYPT辯論的題目,提供有興趣的讀者參考。
第二個要素是評審。評審除了對英語的熟練
度要夠好外,對於題目所欲呈現的物理,也要能夠
事先了解或思考過。通常國際賽的評審多是各國辯
論賽組織的成員,或是參與學生訓練的老師。因為
評審物理素質的好壞直接影響辯論賽成功與否,因
此國際執行委員會對於評審的挑選也都是審慎考量
後決定的。
一部分評審是參賽隊伍的領隊,但每一國家
隊僅有一位領隊教師會擔任評審;另一部分評審是
所謂的獨立評審,由主辦國所邀請的教師和學者組
成。擔任領隊的評審不會參與該國家隊和其他隊伍
的辯論,也儘量不讓任何一位評審有超過兩次評判
同一隊的機會。依據競賽規則,每一場辯論賽需要
有5∼7位評審,其中包含1位評審主席,因此國際賽每年都需要超過60名以上的評審。
由於評審的觀點會影響評分的高低,有時會
造成爭論。為了消除因為評審的個人偏見所造成太
高或太低的分數,規定用最高分和最低分的平均值
做為取代前二者的一個分數。而另一個方法就是增
加每場辯論賽的評審人數,以近幾年的經驗為例,
每一場辯論賽都有7位評審。依照IYPT的規定,最後決賽時會有10∼12位評審,近些年的決賽就是以最上限12位學者、教師為決賽評審。這些都顯示IYPT組織規章中對於評審的公正性,有非常審慎的考量!
第三個重要因素是參賽學生。參賽隊伍是以
國家隊的名義報名參加,每一國家代表隊包含5名高中學生和兩位領隊老師。由於17道題目的限制,每年參加隊伍的上限是27隊,因此當網頁開放時,每個國家的辯論賽組織委員就會先註冊,以保障該
國家隊參賽的權益。每一個國家選拔學生的方式不
盡相同,但都要經歷一番競爭,因此參賽學生的物
理和語文表達等能力都有一定的程度。
代表台灣參賽的學生,主要是透過徐有庠先
生紀念基金會和台灣師範大學物理系所主辦的台
灣青年學生物理辯論競賽(Taiwan Young Student Physicists’ Tournament, http://phys171.phy.ntnu.edu.tw/TYPT/)選拔的。
因為17個辯論題目涵蓋了許多物理科學的範疇,任何一位教授或學者都很難在短時間內就能完
全掌握所有辯論問題,一位學生更不可能完全理解
所有問題,並掌握其中的物理。
學生要在幾乎一整年的時間內專注於這麼多
的問題上,因此準備參加辯論賽的每隊學生,最重
要的是隊員之間的分工合作、協調、溝通、競爭和
默契,面對困難挑戰時的態度,能否用理性的方式
討論物理問題,以及有一位具領導氣質的隊長和願
意協助學生們的物理專家們。這些都是每個參賽團
隊要面對的問題,也都是成功的重要因素。
主辦國的組織委員和國際執行委員會必須考
量並融合上述的3大要素,因此在比賽的半年前,執行委員會要在該年度主辦國開會前會,確認所有
籌辦的相關問題。整個活動的支柱是兩者緊密合作
關係所產生的結果。
38 |科學發展 2011年6月,462期
專題報導 IYPT辯論的過程
整個約8天的IYPT活動中,每一隊都要參加5場次辯論賽,辯論賽成績最高的3個隊伍進入決賽,或這5場次辯論都贏的隊伍也可以進入決賽,但是以一隊為限。每一場次辯論賽通常
有3隊參加,有時有4隊,視報名的隊伍數目而定。每一場次要進行3個回合的辯論,也就是每一隊輪流擔任正辯者、反辯者和評論者3個角色,而評審依據他們的表現給1∼10分,每場次3隊角色輪替更換。每一回合所需的時間約1小時,每回合間休息約10分鐘。
在每一場次辯論賽的3個回合中,3隊角色輪換的規則表。
回合隊名
第一回合 第二回合 第三回合
A 正辯 評論 反辯
B 反辯 正辯 評論
C 評論 反辯 正辯
每一回合辯論的次序,首先是反辯者提出
題目挑戰正辯者,正辯隊伍有1分鐘的時間考慮接受與否,若不接受,反辯會再提出另外一個
題目挑戰正辯者。如果接受,正辯隊伍會推出
一位隊友擔任正辯者,他有5分鐘的時間準備報告;反辯和評論的隊伍也會各推出一位隊員擔
任這個回合的反辯者和評論者。
正辯者有12分鐘的時間針對挑戰的題目,報告他們的實驗設計、數據、理論擬合、結果
討論等。接著反辯者有兩分鐘的時間,就正辯
者所報告的內容中不清楚或有疑點的地方提出
問題,請正辯者說明清楚或澄清疑點。
每回合辯論的次序表
次序 過 程 時間(分)
1 「反辯者」由17道題目中選出1題,挑戰「正辯者」
1
2 「正辯者」考慮接受或拒絕 1
3 「正辯者」準備對挑戰的問題做
報告5
4 「正辯者」講述問題內容 12
5 「反辯者」向「正辯者」提問,
「正辯者」回答2
6「反辯者」對「正辯者」的12分鐘報告做優缺點整理,以及準備
要與「正辯者」討論的物理疑點
3
7
「反辯者」對「正辯者」的12分鐘報告進行優缺點分析(至多5分鐘),「反辯者」提出問題和
「正辯者」討論
15
8 「評論者」分別向「正辯者」和
「反辯者」提問,後二者回答3
9 「評論者」準備評論 2
10 「評論者」講評 4
11 「正辯者」綜結論點 2
12 評審教授提問 5
合計55
反辯者也有3分鐘準備時間,接著有至多5分鐘的時間對正辯者報告的內容,例如實驗方法、實驗結果、理論模型、結論等做優缺點
陳述。陳述優缺點後,反辯者有至少10分鐘的時間和正辯者討論報告內容中物理的盲點或疑
點,或者是實驗裝置、數據如何取得和實驗數
據解釋、理論的模型修正等。這部分總共費時
15分鐘,應該是整個回合辯論賽中最菁華的地方!
專題報導
科學發展 2011年6月,462期| 39
在台灣要推動物理辯論競賽,即使知道這是一個很好的科學學習活動,但是和升學無關時,所遭遇的難度是相當高的。
正辯者12分鐘的報告是花費了數個月才有的成果,反辯者要針對正辯者所進行的實驗、理論分
析等提出挑戰,有時是相當困難的,而且在討論時
雙方的態度、理性問答,也是重要的評分要點。
對於開放性的題目,每隊對於解決問題所提
出的實驗架構和理論模型會不相同,有時甚至完全
不同,因此要一個高中生能夠完全理解,並提出盲
點和疑點來討論,是非常不容易的!許多教授都曾
經參加和自己研究相關的研討會,是否都能理解台
上學者的內容,並對報告者提出問題呢?因此團隊
的合作非常重要,在討論的時間內,不論正、反雙
方的隊友,都要極力地協助台上的隊友進行攻防和
澄清物理上的盲點、疑點等。
在反辯者提出盲點和疑點與正辯者討論,並
試著澄清問題後,評論者有3分鐘的時間向正辯和反辯兩者提出問題,藉著問兩者問題了解雙方歧見
的所在,並給予評論等。向正、反雙方問完問題
後,評論者有兩分鐘的報告準備時間,接著有4分鐘的時間對整場辯論的正、反雙方的表現等做評
述。最後正辯者有兩分鐘的時間,對於先前報告內
容,經過與反辯者討論和就評論者所提出的問題做
說明或修正,提出該辯論回合的總結。
在所有評審評分之前,評審們會有約5分鐘的時間,向正辯、反辯和評論三者提出簡短且有助於
評分的問題,三方回答也要簡短以利於評分。評審
對三者給予1∼10的評分,最高分和最低分兩者取平均成為一個分數,以消除因偏見所造成的不公
平。正辯者得分加權3倍,反辯者加權2倍,評論者加權1倍。
評分結束後,評審主席有時會要求評審,或
分數與平均值差異較大的評審(通常是要求最高分
與最低分兩者),說明給分的理由。這樣可以讓學
生知道他們自己長處和缺失的地方,或正、反、評
論三方所疏忽的物理實驗或理論部分。
整個辯論回合的次序設計,看得出辯論賽的
嚴謹度和公平性,但也深具挑戰性。這樣的競賽,
對於學生團隊的合作和學習如何面對面地討論等,
有相當大的助益。
台灣青年學生物理辯論競賽緣起
在台灣要推動物理辯論競賽,即使知道這是
一個很好的科學學習活動,但是和升學無關時,所
遭遇的難度是相當高的。因為教育部有行政考量,
學校老師有教學考量,家長和學生又有升學考量,
所以推動費時費力。
第一屆「徐有庠盃-台灣青年學生物理辯論賽」頒獎典禮的出席
貴賓,由右至左分別是基金會執行長王孝一先生、國科會副主委
(現任清華大學校長)陳力俊教授、基金會董事長徐旭東先生、
台灣師範大學校長郭義雄教授、台灣師範大學理學院院長郭忠勝
教授和物理系林明瑞教授。
40 |科學發展 2011年6月,462期
專題報導
幸好在2005世界物理年時,林明瑞教授舉辦了幾項物理競賽(http://www.phy.ntnu.edu.tw/ipho2003/wyp2005/),成果豐富。其中一項是中文的物理辯論競賽,深受當時的學生和教授
好評,但因經費、人力等多重因素的限制,無
法繼續辦理。
2006年在筆者擔任物理系主任,接續辦理「2007體現吳大猷精神—第二屆物理人才發現計畫」時,吳大猷基金會的執行長,同時是
元智大學校長彭宗平教授,注意到林明瑞教授
所主辦的物理辯論競賽是一項非常值得推廣的
活動。彭校長向財團法人徐有庠先生紀念基金
會遊說後,基金會原則上同意在經費上大力協
助,並透過林明瑞教授協助,由台灣師範大學
物理系和財團法人徐有庠先生紀念基金會共同
主辦台灣青年學生物理辯論競賽,不過當時未
獲教育部和國家科學委員會(國科會)的支持
而作罷。
2008年底,國科會科學教育發展處核定筆者申請的「台灣青年物理辯論競賽」科普專題
計畫,順理成章開展了台灣師範大學物理系和
財團法人徐有庠先生紀念基金會兩者在「台灣
青年學生物理辯論競賽」的合作關係,也促成
了2009年台灣首次以觀察員身分參與天津南開大學主辦的第二十二屆IYPT國際活動。
現任台灣師範大學物理系主任高賢忠教授
第八屆有庠科技獎頒獎典禮上,徐旭東先生表揚參賽同學。由右至左分別是:建國中學謝宗霖同學、協同中學儲君宇同學、協同
中學劉富蘭克林同學、基金會董事長徐旭東先生、高雄中學陳暐軒及林于程同學。
科學發展 2011年6月,462期| 41
賈至達 台灣師範大學物理系
和徐永源教授,把天津觀察的經驗帶回台灣,並於
2009年8月底,在國科會和財團法人徐有庠先生紀念基金會的大力支持下,台灣師範大學物理系創辦
了以英語進行物理辯論的「第一屆徐有庠盃-台灣
青年學生物理辯論賽」。
2010年2月26日至3月1日,舉辦了「第二屆徐有庠盃-台灣青年學生物理辯論賽」,並從這次競
賽中甄選出10名高中學生進行初訓,配合研究物理的大學教授和高中老師實施討論、實作的訓練。初
期訓練結束後,再做一次激烈的辯論淘汰賽,由10名學生中再挑選5名做為國家代表隊。
選出的5位代表接著進行周末集訓,針對17道國際物理辯論競賽題目,對實驗和理論不足的部分
做更深入的探討。出國比賽前,還在台灣師範大學
做了為期10天的集訓,內容包括指導老師和學生密集的辯論和討論。
在幾個月的訓練期間,學生根據題目所描述
的現象設計製作實驗,觀察結果並探討隱藏其中的
物理機制,進一步建立實驗模型和對手答辯。學生
在台上報告,而由台下教師和學生針對報告內容提
出質疑,秉持著「真理越辯越明」的精神,藉由不
同的觀點逐步深入問題核心。
2010年7月9∼15日,奧地利維也納大學舉辦第二十三屆國際青年學生物理辯論錦標賽,台灣首
次組隊參加,在23個參賽國家中脫穎而出獲得銀牌。財團法人徐有庠先生紀念基金會董事長徐旭東
先生為了獎勵學生的優異表現,特別在第八屆有庠
科技獎頒獎典禮中表揚參賽同學,希望他們能繼續
在科學研究領域中努力,造福大眾。更希望能夠吸
引更多莘莘學子參與這項有意義的物理活動,提升
台灣的物理科學水準,以儲備未來科技發展的重要
人才。
物理辯論活動強調的是團隊合作,學生要能
夠長期合作(約1年的時間),對於IYPT提出的題目做資料查詢、實驗和理論的探討,同時學習能夠
和同儕、指導老師、大學教授及相關研究學者請教
並討論,增進對問題的理解,進一步充實報告中物
理的內涵,也才有能力對所了解的問題辯論。
根據筆者的經驗,藉由長時間不斷的來回討
論、質詢和資料查詢,物理辯論活動不僅讓參賽學
生的物理和邏輯思考能力增長,許多參與指導學生
的教授和老師們也受益良多。
台灣已經正式向IYPT國際組織提出申辦第二十六屆國際青年物理學家辯論錦標賽,也就是在
2013年,台灣要主辦這個錦標賽。希望屆時能夠有更多的青年學生投入參加競賽,或參與主辦單位的
活動。
物理辯論的內容是以物理科學為主,但也可
以訓練學生許多方面的能力,尤其是理性的思考、
溝通、討論和辯論。這些能力很難靠課堂上的訓練
來達成,而這正是國際青年物理學家辯論錦標賽的
精神,十分值得在台灣進一步推展!希望更多青年
學生參與物理辯論活動,培養出理性思考、溝通、
討論和辯論的社會氛圍。
物理辯論的內容是以物理科學為主,但也可以訓練學生許多方面的能力,尤其是理性的思考、溝通、討論和辯論,這些能力很難靠課堂上的訓練來達成。