[Из песочницы] Турнир Юных Физиков
Добрый день, дорогие друзья! Сначала немного скажу о себе. Меня зовут Михаил, в этом году закончил школу (СУНЦ НГУ). Вот уже два года занимаюсь турниром юных физиков (сокращенно ТЮФ) и дважды ездил в составе российской сборной на международный турнир, который еще называют кубком мира по физике среди школьников. Рассказ о турнире, и о том, как нынешние школьники изучают мир вокруг, от недавнего школьника ожидает вас под катом.
Демонстрация из ТЮФовского доклада
Что такое ТЮФ? Итак, что же такое ТЮФ? Википедия гласит: «Турнир юных физиков» — коллективное состязание школьников старших классов в умении решать сложные научные проблемы, убедительно представлять свои решения, отстаивать их в научных дискуссиях — физбоях.
Разберемся по порядку. Существует множество разных турниров, главным из которых является международный (он же IYPT). В конце июля оргкомитет IYPT публикует список из семнадцати задач, которые будут играться в этом году. С этого начинается новый сезон, который будет длиться почти год, до самого международного турнира, который пройдет в начале июля следующего года.Пример задач 2014 года: Русский вариант, Английский вариант.
Пример одной задачи:
При легком столкновении двух стальных шаров или твердых шаров из других материалов можно услышать необычный «чирикающий» звук. Исследуйте и объясните природу этого звука.
Итак, когда задачи опубликованы, региональные оргкомитеты переводят их для своих турниров (в некоторых странах задачи добавляются или изменяются на время регионального турнира), и команды начинают свою работу, готовят задачи. Но о процессе подготовки чуть позднее. Пока скажу только, что делая задачи мы глубоко уходим в физику явлений, строим теоретические модели, проводим эксперименты, периодически находя что-то по-настоящему новое.
И вот настал вожделенный час, когда стартует турнир. В России турниров, помимо всероссийского существует еще несколько. Так, например, у нас в Сибири существует свой отдельный Сибирский турнир, на котором разыгрывается не полный комплект задач, а только десять из списка IYPT. Но, как правило, структура всех турниров если не одинакова, то очень похожа.
Структура турнира В начале любого турнира проводится жеребьевка, с помощью которой и решается, кому с какими командами предстоит биться на физбоях, которые стартуют сразу же через несколько часов после открытия. Средний физбой длится 3–4 часа, а всего боев за турнир проходит 4–5.Теперь о структуре самого боя. Существует три роли: докладчик, оппонент и рецензент, у каждого из них свои задачи. Докладчик должен рассказать о своем решении задачи, оппонент разобраться в решении докладчика, в своем выступлении сделать обзор доклада и провести 10-ти минутную дискуссию по задаче, обсуждая решение с докладчиком. Рецензент же обязан вникнуть в позицию и докладчика, и оппонента, проанализировать бой, осветить доклад, выступление оппонента, дискуссию и выразить свое мнение о решении. Важным аспектом работы оппонента и рецензента является то, что согласно правилам, они не имеют права раскрывать свое решение во время выступления.
Именно команда оппонента является определяющей, какая задача будет сыграна во время боя. Оппонент вызывает докладчика на задачу, и за время турнира каждая команда вправе отказаться всего три раза, иначе к ней будут применены штрафы.
Далее начинается сам бой (привожу с разлиновкой по времени, так как за этим следят очень строго):
— Оппонент вызывает докладчика на задачу (1 мин); — Докладчик принимает вызов (1 мин); — Подготовка докладчика (5 мин); — Презентация доклада (12 мин); — Вопросы на понимание доклада от оппонента к докладчику (2 мин); — Подготовка оппонента (3 мин); — Выступление оппонента (4 мин); — Дискуссия оппонента и докладчика (10 мин); — Оппонент подводит итоги дискуссии (1 мин); — Вопросы на понимание от рецензента к докладчику и оппоненту (3 мин); — Подготовка рецензента (2 мин); — Выступление рецензента (4 мин); — Заключительное слово докладчика (2 мин); — Вопросы жюри (5 мин) (Да, тут следят даже за тем, что бы жюри укладывалось во время, поэтому не более 2-х вопросов от одного члена жюри).
Потом команды меняются ролями, в итоге каждая команда побывает во всех трех ролях за бой.
По итогам каждого раунда командам выставляются оценки по десяти бальной системе, которые потом усредняются и умножаются на коэффициент, соответствующий роли (3 — докладчику, 2 — оппоненту, 1 — рецензенту). Таким образом, максимум, который может получить команда, равен 60 баллов. Хорошо сыгранным считается бой, когда сумма баллов перевалила за сорок. Далее составляется рейтинговая таблица, в соответствии с баллами. После пятого боя первые три команды проходят в финал.
Финал
В финале раскрываются самые интересные решения, ведь тут три сильнейшие команды сами выбирают, какую задачу им докладывать. Зачастую финалы проводятся в крупных аудиториях известных университетов, например, в 2014 Всероссийский Турнир проходил в Новосибирском Государственном Университете, финал был в Большой Физической Аудитории, и всегда набирается огромное количество людей, желающих посмотреть на это. Однако и баталии тут раскрываются самые жаркие, ведь счет тут уже идет на десятые балла. Например, в этом году в финале международного турнира команда победитель (это, кстати, был Сингапур) оторвалась от следующей за ней всего на 0,1 балла! 
Финал Российского Турнира, слева — оппонент Александр Северинов, слева — я, докладчик Михаил Луптаков
По итогам финала назначается победитель турнира.
После того, как проходит Российский турнир, формируется сборная России, которая будет представлять нашу страну на IYPT.
Подготовка команды Перейдем теперь к подготовке команд. Рассказывать буду на примере своих команд, сначала команды СУНЦ НГУ (которая благополучно заняла второе место на Российском турнире), и сборной.Я выделяю три этапа подготовки, расскажу о каждом подробнее:
Физика задач На первом этапе мы непосредственно решаем задачи и занимаемся физикой явлений. Безусловно, это самый важный этап, который длится все время, так как это самое важное. Хорошее решение задачи обязательно включает в себя: — Наблюдение явления; — Качественное описание; — Эксперименты для подтверждения качественной модели; — Количественная модель; — Эксперименты для подтверждения количественной модели; — Выводы.Это своего рода скелет, поверх которого строится все решение. Конечно, мы не останавливаемся только на этом и делаем отдельные исследования интересных моментов. Примеры решений 2012 и 2013 годов можно увидеть тут.А вот несколько слайдов из наших решений:
Качественное описание формирования колец на закрученном резиновом шнуре (задача «Резиновый мотор», 2014)
Математическое описание движения цепочки связанных маятников (задача «Солитон», 2013)
Экспериментальная установка для задачи «Солитон», 2013
Всего за время подготовки глубоко решается 12–14 задач, по части из них пишутся публикации. Так, наш капитан сборной, Матюнин Виталий, написал статью по задаче этого года — «Замерзающая капля», в которой была построена оригинальная теоретическая модель, превосходно согласующаяся с экспериментом, и она была принята для публикации в American Journal of Physics!
Отработка оппонирования и рецензирования
На этом этапе отрабатывается как непосредственно оппонирование с рецензированием, так и поведение докладчика во время дискуссии. На этом этапе обнаруживаются подводные камни, а порой и ошибки в наших решениях. Мы подготавливаемся к дискуссии как по достаточно базовым вещам, так и рассматривая решения с совершенно новых ракурсов. Это очень важный этап, ведь оппонирование и рецензия дают половину баллов.Структурирование докладов и подготовка к выступлению
Это тот самый этап, которому раньше мы не уделяли особого внимания, и это не играло нам на пользу. Наши решения были достаточно сложно доступны для понимания, а сами мы порой были недостаточно спокойны и лаконичны во время докладов. Но в этом году ситуация изменилась и мы стали обращать внимание и на этот важный пункт. Большое спасибо Михаилу Амелькину — директору компании ТИОН, который помогал нашей сборной в этом направлении. Наши доклады стали понятны людям, кто впервые видел их, а мы сами стали вести себя значительно уверенней на публике.Поездка на IYPT 2014
В этом году на международном турнире в Англии сборная России была представлена следующим составом: Матюнин Виталий (капитан сборной), Северинов Александр, Янко Павел, Доронин Роман и я, Луптаков Михаил, а также двумя тренерами: Башкатов Юрий Леонидович и Щетников Андрей Иванович. Примечательно, что вот уже два года в сборную России попадают только Новосибирские школьники.
Участники сборной
Рассказывать о ходе самого состязания не буду, ибо рассказ об этом, написанный другими участниками сборной подробно, можно почитать тут.
Результатом этого соревнования стало 8-е место в мире и серебряные медали IYPT 2014!
Заключение
В 1979 году в СССР Евгением Юносовым и был создан турнир. Тогда это было во многом другое соревнование, но дух настоящей физики сохранился до сих пор. Именно ТЮФы позволяют попробовать себя в настоящей исследовательской деятельности. И очень радостно видеть, что это движение растет и привлекает все новых школьников и учителей.
Ссылки по теме: Официальный сайт IYPTОфициальный сайт Российского ТурнираОфициальный сайт Сибирского Турнира
P.S. Если это будет интересно пользователям Хабра, тема будет продолжена в следующих постах.
