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.

image
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 врем�� 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 ��ейтинговая 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!

image
Финал Российского Турнира, слева — оппонент Александр Северинов, справа — 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:

image
Качественное описание формирования колец на закрученном резиновом шнуре (зада��а «Резиновый мотор», 2014)

image
Математическое описание движения цепочки связанных маятников (задача «Солитон», 2013)

image
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.

image
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 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.

image

Ссылки по теме:
Официальный сайт IYPT
Официальный сайт Российского Турнира
Официальный сайт Сибирского Турнира

P.S. Если это будет интересно пользователям Хабра, тема будет продолжена в следующих постах.