國立臺灣科學教育館(簡稱科教館)「巴斯無敵」南下專訪，由左至右依序為科教館吳郡怡小姐、蘇萬生博士、陸軍官校洪偉清教授(兼任中華民國物理教育學會理事長)、高雄大學余進忠教授及臺灣師大附中李柏翰老師

 物理學與思辯的激盪

試想如果你是一位科技公司的專案經理，你正規劃向潛在客戶做一個專案商品的簡報，你必須提出完整市場調查及商品企劃內容，並預想商品如何提升客戶的產值或價值，然而你的客戶及其專業人員勢必會盡可能找出商品與預想產出間的落差，經由快速討論後(時間就是金錢)，如果成案，那最終商品企劃的樣貌會如何呢?

國際青年物理學家錦標賽(The International Young Physicists’ Tournament, IYPT)，有時也稱為Physics World Cup，係由高中生組隊參與的一種團隊物理競賽，此一競賽起源於前蘇聯，於1988年舉行了第一屆國際IYPT，蘇聯解體後，IYPT也在其他歐洲國家中進行，2004年首次在歐洲以外舉行，此時參加國家的數目已增長到25國以上，而且參加國家的數量近年不斷地增長。每年該組織委員會將公告競賽題目，參加競賽的隊伍經由幾個月的準備，提出競賽題目的解決方案，然後與其他團隊討論解決方案的優劣及物理模型的完備性，競賽過程中有報告者、反對方及觀察者三隊共參與辯論的進行，並由國際專家擔任評審進行成績評定。

國內為選拔國際物理辯論競賽的隊伍，由國立臺灣師範大學及相關大學與高中端種子教師成立培訓團隊，透過「徐有庠盃—臺灣青年學生物理辯論」競賽，進行優秀隊伍及學生選拔，競賽全程以英語進行辯論，選拔出的優秀高中學生再進行專業培訓，並代表我國出賽，此競賽於《科學研習月刊》第56卷第2期中有進行詳細介紹。

「中華民國物理教育學會」諸多會員來自大學及高中端，本著對物理教育的熱忱，為培養學生資料蒐整、實驗研究、數據分析、問題探究及表達的能力，於每年五月舉辦「全國大專暨高中青年物理辯論競賽」(以下簡稱本競賽)，除高中生也將大學隊伍納入競賽。賽題由每年國際賽題中挑選，但競賽時僅保留報告者及反對方，同場競賽兩隊的賽題也可能不會相同，但競賽進行方式與國際賽相仿。以下就本競賽的進行、評審觀點、給獎情形作一說明。

 辯論競賽如何進行？

為提升各隊學生的臨場參與，物理教育學會將報告者、提問與討論者、及最後結報者，分別由同隊的不同學生來擔任(國際賽中每隊僅一人上場擔任主講)，如此較能全面地檢視各隊伍的強弱，而非僅由少數成員承擔競賽的成敗，這是今(2020)年與往年較大的不同處。

辯論競賽進行方式及時間規劃如圖1所示。參賽兩隊針對賽題進行「研究報告」各10分鐘(如圖2)；接著準備3分鐘，之後讓各隊針對他隊的研究報告中不明瞭處進行簡短提問各2分鐘，要注意的是這個階段主要是針對簡報中不清楚的地方做詢問，而非進入物理討論；簡短提問後有3分鐘的準備，接著才開始「賽題歧異討論」(如圖3)，這部分往往依討論進行的狀況讓各隊自行掌控時間，但總時間就是10分鐘，所以準備時間的3分鐘就相當重要了；接著「總結」時兩隊依研究報告及討論過程中的優缺點做結論，如果賽題為同一題目，此時如將兩隊的物理模型及數據解釋加以統整那將是最佳的結報。此類競賽，由於事前各隊已準備充分，往往具經驗的兩隊皆能提出完整的科學數據及物理模型，所以最後的「評審提問」就變得相當重要了，由於是即時回答，且往往是總結報告者回覆，因此學生的臨場反應、物理理論及實驗的熟悉度及其廣度變得相當重要，競賽分數差異可能因此改觀。最後評審舉牌公告分數，即完成競賽。今(2020)年較往年不同處在於分數列計至小數第1位，而且評審提問的計分不在滿分10分內，而是額外加計1分。


圖1. 競賽流程


圖2. 報告者進行10分鐘研究報告


圖3. 兩隊相互討論與詰問情形

 評審給予學生們即時回饋

如果參賽隊伍僅依據網路資訊而進行物理模型解釋，往往欠缺科學數據支撐。因此，研究報告的數據完整性、提出的物理模型能否與數據相呼應是關鍵要素。除此之外，多數競賽隊伍往往忽略進行實驗的誤差分析，這是相當可惜的，如何討論誤差來源給予合適分析，並透過誤差分析給出物理模型的適用性及合理性，這對於模型與數據有差異時變得相當重要。因此「科學數據取得」、「物理模型建構」、「誤差分析」是研究報告的必備三要素。

「賽題與歧異討論」中，各隊主講者須注意這是一場君子之爭，相互討論物理而非爭辯對錯，或是咄咄逼人讓人就範，類似行為如評審認為超出討論範圍而有不當舉措，那麼賽題與歧異討論成績就可能因此偏低。最佳的典範應該是經由歧異討論後雙方在總結中提出較為合理適用的物理模型或解釋，這樣就達到本競賽的宗旨與目的(如圖4)。


圖4. 評審團手持分數牌即時給分

由於評審最後的詰問(如圖5)考驗學生臨場反應及涉獵科學的廣度，因此建議所有參賽者都應時時吸收科學新知，並多多參與面對面的報告與詰問，訓練臨場反應才是根本之道。


圖5. 評審團針對雙方報告內容提問

 獎勵給予更多的肯定

本競賽歷次評分、給獎方式及獎金金額均有些微變動，但均會給出金獎、銀獎、銅獎及最佳辯士獎等四類獎項。以今年為例，每隊參加競賽的題目中，中文或英文競賽合計以 1~3 題為限，每賽題僅安排一場競賽，各場次中若平手，且平均分數達 8 分以上，兩隊得同計 1 場優勝，若分數低於 8分則兩隊均不列計優勝(如圖6)。

因此每組最多可參加三場辯論賽，三場皆獲優勝列為金獎、二場優勝者列為銀獎，一場優勝者列為銅獎，可獲學會頒予競賽獎狀，以資鼓勵。除此之外，單場成績平均達 9 分以上者，三位報告者均可獲頒最佳辯士獎，以鼓勵單場表現優異隊伍。除給予參賽證書、獎狀外，也頒發1000〜4000元不等的獎金以鼓勵競賽學生(如圖7)。


圖6. 分組競賽成績公布情形


圖7. 於國立高雄大學理學院一樓戶外辦理頒獎與合影

 賽前準備及參與條件知多少

本競賽今年於5月31日(星期日)移師至國立高雄大學舉辦，共計41隊約200名學生參與，競賽學生分別來9所高中及5所大專院校，也邀請國內46位大學教授及高中種子教師擔任評審。由於疫情因素，國立高雄大學王學亮校長特別事先錄製競賽開幕致詞為學生加油打氣(如圖8)，致詞中表示為承辦本次競賽，國立高雄大學做足防疫準備請參賽同學安心競賽，也說明此次競賽由於賽場有限，原訂報名上限為35隊，但最後爆滿至41隊參賽，顯示具備挑戰性的競賽過程已慢慢深入高中及大學端，加上本競賽使用新穎探究題目且與國際接軌，希望同學能盡情發揮實力積極為各校爭取榮譽。


圖8. 國立高雄大學 王學亮校長預錄開幕致詞為參賽學生加油打氣

以今年的參賽狀況可以知未來幾年類似的全國性競賽活動仍然會相當熱烈，本競賽的不同點在於賽題已於競賽前兩個月公布，而且賽題主要擷取自「國際青年物理學家錦標賽」，因此多數賽題可於網路上搜尋到類似資料，將有助於有意參賽者做事前的準備。建議有意參與學生可事先透過「國際青年物理學家錦標賽」官網獲取最新賽題，並由「中華民國物理教育學會」Facebook社群獲取由學會舉辦的相關全國競賽，抑或透過google搜尋「全國大專暨高中青年物理辯論競賽」，即可取得報名網址，相關賽題、賽程及競賽規則皆公告於報名網頁中。

以今年為例，本競賽報名網頁(如圖9)，報名期間為3月2日〜5月2日，且預計40隊滿額，一般於4月初即告額滿，因此賽題選擇與組隊報名的動作需要迅速些，以免向隅。競賽多安排於5月底進行，且同時開啟8〜10個競賽場地，平行進行辯論。

相較於國際辯論競賽僅由高中生參與，物理教育學會本於鼓勵學生參與物理研究，因此除高中生外也規劃大專院校學生參與，每隊限3~5人，並以報名網頁中公告之賽題為限，參與隊伍可選擇中文或英文進行辯論，大會將依高中組大專組，及中文組英文組進行組別分類，後續再經由大會統一抽籤排定賽程，並以同一賽題優先安排為原則進行比賽規劃。


圖9. 「2020全國大專暨高中青年物理辯論競賽」報名網頁

 由物理辯論競賽思考人生課題

回到文章的開頭，一場物理辯論其實也是一場「商品專案的推銷」，你必須事前針對商品進行市場調查(科學數據)、設計商品原型、規格及行銷規劃(物理建模)等，然後在面對客戶時，於簡短的商業報告(研究報告10分鐘)中呈現出你對商品的整體規劃，當然客戶對你的說明有些許不明瞭處可以提問(簡短提問2分鐘)，之後客戶內部可以做專業討論(準備時間3分鐘)，接著再對你的商品提案做實質的討論與詰問(賽題與詰問討論10分鐘)，最後你必須針對你的商品企劃及客戶的要求做企劃的修正報告(總結4分鐘)，但此時客戶仍然可以尖銳地提出不認同處，那緊接著就是臨場的攻防(評審詰問3分鐘)。短短約30分鐘的商業報告與討論其實相當符合物理辯論的精神，在極短的時間內大家共同討論出商品的最佳企劃方案(如圖10)。


圖10. 商品專案的推銷流程

試想在人生旅途中，你會遇上多少類似情景?你又如何準備因應呢?該如何組隊打一場漂亮的人生競賽，這是一件人生課題，建議不妨從「全國大專暨高中青年物理辯論競賽」開始。