非竞赛传统强校对物理竞赛生的培养——以南洋模范中学为例
非竞赛传统强校对物理竞赛生的培养
——以南洋模范中学为例
张颖筝
[摘要]
物理竞赛是培养学生物理核心素养和思维的重要平台，对学生今后的学习和科研大有帮助。物理竞赛传统强校具有选拔机制、班级建设、训练体系、外部支持等方面的优势。相比于物理竞赛传统强校，上海市南洋模范中学尚处在竞赛班开设初期，由于经验不足，发展受制于课业压力、学生心态、学习资源、生源基础的影响。在当今的起步阶段，要在选拔和培训两方面下功夫，引导学生平衡好高考和竞赛学习的关系，鼓励课内成绩优秀的学生接受适当的竞赛知识学习和训练，同时整合优秀资源，使这部分学生在未来的升学考试中把握更多的主动权，提高人才培养的效率，进而使更多的学生通过物理竞赛的学习提升自身的科学探究意识和学科核心素养，成为时代“青锋”。
[关键词]竞赛传统强校 物理竞赛 核心素养 知识体系
[正文]
一、前言
“青锋精神，模范追求”是上海市南洋模范中学（以下简称南模中学）的立校之本。为此，在学校最新五年发展规划中提出了培育具有“公、智、能”三大特质的高品质人才。其中“智”即要求学生具有适应未来社会的智慧，崇尚一流，追求卓越。这不仅要求学生具有强大的理性思维能力，还应具有青年的锐气，敢于质疑，具有好奇心和想象力；同时在学习的过程中正确地理解学习的价值，养成良好的学习习惯，勤于反思，善于学习，勇于创新。而物理竞赛的学习正是提升学生思维品质的有效途径，它既能提高尖子生的物理学科素养，使其具备更强的实力通过层层选拔进入顶尖大学，也有助于提升学校的社会声誉，吸引更多优质的生源，逐步形成良性循环。
二、学习物理竞赛的意义
1.学习物理竞赛的背景及目的
物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科，在社会发展的各领域中具有广泛的运用。中学物理教育涉及内容广泛，包括力学、运动学、电磁学、光学等诸多内容。2017年起，上海高考制度改革并开始实施“3+3”选科模式，而加试物理可以选择90%以上的大学专业。这一数据充分证实了大部分理工类专业的学习都离不开物理。
物理学科在培养学生科学素养方面有着其他学科无法取代的作用。在2014年3月印发的《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中，物理学科的核心素养被概括为包括“物理观念”、“科学探究”、“科学思维”、“科学态度与责任”。
物理在学生思维发展过程中也扮演着重要角色，通过对物理的学习，可以帮助培养学生的观察分析能力、逻辑推理能力、科学探究能力，思维创新能力等。
为了培养学生对物理学科的热爱，选拔真正具有卓越物理思维和素养的优秀学生，物理竞赛提供了一个很好的平台。它对于学科核心素养的影响表现在很多方面：首先物理竞赛开拓了学生的思维，不仅激发了学生对物理学科的兴趣，在学习其他理科的过程中也能发挥发散性思维提出多种解题思路，更培养了学生理论联系实际和独立思考的能力，学会将知识进行迁移，使得头脑更加灵活，思路更加宽广。同时在遇见情境较为复杂的物理问题时，学生更愿意通过同伴间的交流来解决难题，随着默契程度不断增强，这些学生在未来的学科学习中也表现出了极大的合作意向。当然，物理竞赛对核心素养的影响还体现在其他方面，比如提高了学生的理论联系实际的能力，鼓励学生对难题提出质疑、探究和挑战，同时也培养了学生严谨求实、勇于探究、积极进取的科学品质。
2.物理竞赛学习对学生未来发展的帮助
不久前，笔者有幸采访了两位曾经参加过物理竞赛，如今已经成功步入清华大学和北京大学的学生。在询问他们参加物理竞赛的体会以及对后期学习发展的影响时，一位学生认为 ：“物理竞赛要求参赛者掌握基本的物理学体系，因此选手需要对物理学各个分支知识有涉猎和相当量的练习，考察的是对知识的熟练运用程度。高中两年多的竞赛训练培养了我的解题能力和理解能力。在刷题时，我常常要去理解一大段文字，将它们翻译成物理语言，建立物理模型，并利用数学工具解题。这样的过程正是对于一般理科问题的通用办法，让我在其他学科的学习中也能更快地理解题目意思并迅速反应出正确的解题思路，提升了各学科的解题效率和质量。物理竞赛对高中的学习有着非常直观的帮助，因为不仅在物理课堂甚至是数学课堂，大多对于别人来说的新知识都是自己已经学过的，因此第二遍学习会对其有更深的理解，考虑问题的时候也会更全面更仔细。”
另一位学生则表示：“物理竞赛的题目往往比高考难度大得多，经过长期训练再去做课内的高考物理题会更游刃有余，另一方面竞赛得奖也从某种程度上为我最后进入清华大学提供了非常有含金量的优势。记得高三的时候，参加完物理竞赛的我回到学校再参与高考复习时往往带有一种自信，这种相信自己能战胜难题的心态在考试中很关键，有时甚至是决定性的。在最后阶段的高考准备过程中，无论在什么学科上，每次遇到难题我都不会慌乱，都能静下心来思考解题问题的办法，最终顺利进入自己的理想学府。进入大学后我学习的是工科专业，需要学习一些基础的微积分课程和力学课程，这些课程所涉及到的知识对于学习过物理竞赛的同学来说是小菜一碟了。所以我在学习的过程中也感到十分轻松，最后都获得了不错的成绩。随着大学的深入学习，我慢慢认识到学习物理并不仅只是一个学习知识的过程，更重要的则是运用科学的逻辑思维以及强大的物理建模能力去解决实际问题。我的大学专业是汽车工程专业，很多课程都需要学习者有深厚的力学和热学知识，以及强大的建模能力。我在学习这些课程中，更容易理解和掌握比较复杂的问题。另外在大学跟着导师做课题的过程中，每次遇到困难时，我只要回想当年准备物理竞赛的过程，就能鼓足勇气继续下去，最后克服困难。感谢物理竞赛的经历，让我比旁人更能吃苦耐劳，不会轻言放弃。”
可见，物理竞赛学习大致有以下几个方面的优势：
（1）物理竞赛提高了学生的物理基础与逻辑思维能力，培养学生从现象中提炼出模型，通过合理的逻辑分析去剖析模型，再运用物理思维进行科学推理，同时运用大量的数学工具进行描述和解释，进而找出规律并形成结论的能力。这些能力的培养使学生在解决一般问题时能更快抓住问题的本质，找到解决问题的对策。
（2）物理竞赛帮助学生养成了科学严谨的思维以及开拓创新的独到眼界，更对学生升入大学的进一步学习起到先导性帮助，是培养研究型创新型人才的有效途径。
（3）物理竞赛培养学生的自主学习能力。学生遇到困难时，更善于自己去寻求书籍、文献、教师等帮助，迎难而上，这一过程也让学生具备更强的时间管控能力和迎难而上、坚毅执着的精神品质。
可见，物理竞赛的学习既培养学生良好的学习行为与素养，又顺应了时代潮流，使学生的核心素养得以全面发展。
三、物理竞赛竞争局势与传统强校的优势
纵观第36、37届全国中学生物理竞赛上海赛区获奖名单，获奖选手来源有着显著的特点，竞赛传统强校具有明显优势，如在第37届全国中学生物理竞赛复赛中，56名获得省级一等奖（以下简称“省一”）的学生中华师大二附中就占据了31人之多，其中有14人进入全国决赛，占上海队（共20人）的百分之七十，其他的省一也基本全数被上海中学、复旦附中、曹杨二中、交大附中、七宝中学等传统竞赛强校包揽。非竞赛传统强校要在这样的格局中突出重围，建立属于自己的地位实属不易，因此，培养物理竞赛生的第一步即要做到知己知彼。
为什么竞赛传统强校中的选手能大规模获奖，甚至高一高二的学生就可以进入省一的队伍呢？笔者认为大致有以下几个方面的原因：
1.选拔机制
竞赛传统强校对竞赛生的选拔起步会比较早，一般会在初中早期阶段就锁定好的苗子进行培养，选拔方式也较为多样，不仅仅局限于一两次的测试成绩，而是综合学生的课内学习成绩、竞赛学习潜力和日常学习习惯等因素进行综合考量。新选拔的学生经过一年左右的基础学习后会进入到更高层次、竞赛氛围更浓的高年级群体中，利用学长学姐的带动和环境的影响促进他们更快地成长和进步。
2.班级建设
竞赛传统强校一般会为学生组建单独的竞赛班。如十年前物理竞赛几乎每年都能获得上海市团体第一的格致中学，每一届的1班都是由专门参加物理竞赛的学生组成，由竞赛教练担任班主任和学科教师，利用平时放学或周末进行全班性的集中竞赛学习，俗称为“大理班”。传统强校也会在日常课内学习的基础上组建物理竞赛小组，利用学生课余时间每周增加两到三次专门的竞赛学习课程，为竞赛生学习提供了充足的准备。
3.训练体系
竞赛传统强校经过多年来的实践已经形成了一整套完整的训练体系，包括精选的教材和习题，以及合理的训练时间安排，保证学生在平衡课内学习压力的同时有足够的思维训练和高效刷题。
4.外部支持
对于竞赛传统强校的竞赛生，无论是老师还是家长都会给予更多精神上的理解和资源上的支持，在赛前停课复习、外出集训、聘请资深教练授课等方面给予竞赛生全方位的支持和帮助。
四、我校在物理竞赛起步阶段面临的问题与挑战
南模中学作为上海老牌“八大”高中，升学率一直稳居全市前列。但是对于竞赛生的培养，这两年才开始起步，相比于传统竞赛强校，势必也面临一些问题，大致总结为课业压力、学生心态、学习资源和生源基础四个方面。
1.课业压力
课业压力体现在学生需要平衡物理竞赛学习和繁重的高考与等级考学习内容。学生在刚进入新高一时，往往会因为一时的热情选择一门或几门竞赛课程，但这些课程往往会安排在放学、周末或寒暑假等课余时间。而学校的高考课程是每天按计划、循序渐进进行的，经过一两个月来自课内十门课程和竞赛学习的双重考验下，部分同学会出现因为竞赛的学习导致课内学习成绩有所下降的现象。这时候一方面会有来自家长和老师的压力，为了稳住高考科目成绩不得不对竞赛课有所取舍。
2.学生心态
高中学生尚处于青春期，自身心理发育尚未完全成熟，部分学生对抗挫折与压力的能力有待提高。面对日常课业压力和物理竞赛之间的平衡，一部分学生会觉得“因为前期对高中的节奏还不适应，自己对时间的分配不够合理，在某些学科上顾此失彼，才使得成绩下滑，后期只要调整策略，在巩固好弱势学科的基础上坚持竞赛学习。”这部分学生往往到了高一期末不仅能让课内成绩冲进年级前列，更能在竞赛上崭露头角，愈挫愈勇。而另一部分学生会想“我的智商可能不适合学习竞赛吧？”“我现在连课内都学不好哪有能力学习竞赛呢？”于是大约在高一第一学期进行到两个月的时候，就会有接近一半的同学选择退出。这时候对于留下来的学生，心态能否稳住，不被退赛的同学影响，也是很关键的。此外，高三竞赛结束全面回归高考时，如果和班里的同学存在一些差距时怎么追赶，心态如何调整至关重要。
学生心态的另一个影响因素体现在面对传统强校的不自信。南模中学地处徐汇区这样一个基础教育高地，区内有很多优质生源初中，其中具有一定竞赛基础的顶尖学生都会在中考自主招生中选择本区的竞赛传统强校——上海中学，或是外区华师大二附中等其他四大名校。据不完全统计，在历年来全区参加物理竞赛初赛的将近150名学生中，有超过三分之二的学生来自于上海中学，而每年能从初赛入围到复赛的学生大约在80~90人左右，初赛控分线一直是上海市各区县中最高的，因此想要在初赛中脱颖而出比较困难。学生往往在赛场上因为心理上受到来自上海中学的压制而影响了正常发挥。
心态问题主要靠学生自行调整，如果无法承受上述压力，在竞赛学习上确实很难坚持并有所建树。
3.学习资源
作为非竞赛传统强校，在2019年暑假前，南模中学还没有完整的竞赛训练体系，学习资源不足，更没有参加过校外的竞赛集训。学生哪怕经历了一个阶段学习后也无法准确衡量其大致水平或是在全市乃至全国的排位，因此对每个选手初次参赛时目标的设定非常模糊。同时，学校实验室现有的条件无法满足学生完成物理竞赛的相关实验，无法很好地让学生把理论知识应用到实践中去。
4. 生源基础
对于南模中学的学生，大多数在初中没有任何竞赛基础，在最初选择参加竞赛小组时也没有真正理解竞赛的学习内容和方式，他们的学习意识和习惯培养都比较晚，很难通过一年的时间就站上金字塔的顶峰。
五、竞赛教学起步阶段对物理竞赛生的选拔和培养
1、竞赛生的选拔
竞赛生的选拔除了应重点考察学生对物理知识的掌握程度，也应考察学生对物理的兴趣、是否有勤奋踏实的学习态度和扎实的数学基础。
“兴趣是最好的老师”，因此，在选择竞赛苗子中首先应将学生对物理的热爱作为最重要的考虑因素，这也将是他们后期学习物理竞赛的原动力。在高中两年多的竞赛学习过程中，他们所学习的知识面涉及很广，解决问题的方法也相对抽象，这一过程中学生会遇到很多困难，他们需要积极主动地查阅文献，钻研大量的课外知识。这就要求学生对物理学科具有深厚的学习兴趣、长效的学习热情以及对科学真知执着的追求。
此外，在物理竞赛学习的过程中，勤奋踏实和聪明有灵气同样重要。有时候通过一次竞赛测试选拔进来的成绩最好的学生，没过多久就因为受各种外界干扰或者自控力不足、缺乏热情而中途退出，无法持之以恒，很难有更长远的发展。反而是一些初态测试不是最优秀的学生，但是由于越学越有热情，加之有很好的学习习惯，潜力慢慢被开发出来，最终走上了最高领奖台。
再者，由于物理竞赛除考试除了需要具备扎实的物理基础，还需要巧妙利用数学分析和解题技巧对物理问题展开深层探索。因此，学生在学习物理知识的同时也需对高等数学进行自主学习，耐心、细心地应对竞赛题中大规模的数学运算。
2、竞赛生的培养
南模中学正处于竞赛教学起步阶段，为鼓励更多学生课内学有余力的学生参与到物理竞赛学习中,应在以下方面尽力营造积极、健康的竞赛学习氛围：
（1）素养为先，形成思维。学校组织竞赛培训首先应把培养学生的综合素养作为竞赛培训的目的。让学生意识到物理竞赛的学习实质是素养的提升，思维方法的认识和能力的掌握，从长远的角度来看，即使后期未能如愿获奖，至少在竞赛学习中养成的思维方法还能运用于其他领域。
（2）前期引导，动态监控。对新高一学生应开设年级大会指导每个学生针对自己的实际情况做出理性、准确的三年规划，之后学校和家长全面配合朝着这个方向共同用力。同时以选修课的方式让一部分成绩优秀的学生接受适当的竞赛知识学习和训练，在保证课内学习成绩优秀的前提下，引导学生自主选择是否参加以及要参加哪一门学科的竞赛学习，并在学习过程中实行动态筛选和实时指导，从而达到高效率地培养人才的目的。一个出类拔萃的尖子生只有夯实学科基础，全面发展，才能在未来的升学考试中把握主动权，走得更远。
（3）规划学习，营造氛围。由于我校学生绝大多数没有竞赛学习基础，对与选择物理竞赛班的学生应设定一个两年学习规划：“第一年打基础，第二年出成绩”。第一年竞赛学习从新高一的暑假开始，由指导老师引导完成高中三年的课内物理和自主招生内容学习。对于能力出众的学生，鼓励他们跟随高年级的学生超前学习大学物理。当然这个时候可以给予高年级学生更多的机会让他们给低年级的学生讲解解题方法和技巧，营造良好的学习氛围。
（4）引进资源，形成体系。对于我校尚处于经验不足的现状，可引进竞赛强校先进的教学经验，并整合外部优势资源，如聘请优秀竞赛教练、积极参与到物理竞赛圈内部的定期测试，组织优秀的物理竞赛学生参与到清北交复的先修课程学习及寒暑假举办的高校自主测试活动，推进学校在短时间内提升竞赛教学能力，精准定位每一位学生的成长轨迹，快速完成拔尖创新人才培养体系。
（5）朋辈互助，集体探究。初学竞赛的学生，对于复杂的竞赛问题往往无从下手，这时候可以鼓励学生通过集体力量去完成一项任务。学生作为同龄人更有共同语言，容易大胆地说出真实的想法，这样就会收集到更多思路，主动钻研，让思维越来越开阔，并通过交流、利用合理的证据互相说服再找到最优的办法，合力去解决一个问题，有效地培养了核心素养中的科学探究精神，个人能力也会在一次又一次地问题解决中得到显著提升。
（6）独立思考，取长补短。笔者在日常的竞赛课程中，尽可能地让学生有一段独立思考的时间，然后鼓励有不同见解的学生依次走上讲台进行讲解，其他学生通过收获不同的思路提升学习效率。学生之间可以互相开拓思路，彼此纠正思维中存在的不足之处。一个人的能力毕竟是有限的，但是集体的智慧凝聚在一起就会开出成千上万的智慧之花，互补所短，互取所长，整个竞赛过程不仅可以增进组员之间的感情和默契度，更给大家提供了一个共同成长的舞台。教师作为旁听者，亦可以在第一时间了解学生的真实情况，便于更好地去设计符合不同层次学生的教学内容，同时让学生成为课堂真正的主人。
（7）训练思维，激发创新。由于参与物理竞赛的学生普遍具有学习兴趣浓厚、反应灵敏、学习主动、接受能力强、抽象思维品质高等共同特点，所以对于竞赛生的培养应重视非智力因素。在竞赛集训中注重对学生进行创新思维训练，调动学生的主观能动性，放手让学生参与其中。教师在整个过程中需要引导学生自主学习，指导学生进行课外知识拓展，要求学生广泛阅读各科知识、积极观察和分析生活中的物理现象，完善知识体系，注重培养学生综合分析问题和解决问题的能力，并对学生遇到的集中、关键的难点进行适当的点拨和引导，起到画龙点睛的作用，让学生能将所学知识在实际中灵活运用，这样才能激发学生的创新性思维，使之豁然开朗，同时还要引导学生养成时时总结的好习惯，对进步之处加以发挥，不足之处加以改进，有针对性地进行训练。
（8）心理疏导，保持热情。很多学生在竞赛学习过程中都会遇到瓶颈期，这时教师就应帮助他们克服学习中的盲目性，当学生出现心理压力时及时疏导，调动积极性，调节学生心理状态，使其保有对物理竞赛学习的热情和研究的动力。
（9）兼顾高考，相得益彰。作为指导老师，也应关注学生各科学习情况，兼顾其专业发展和各科全面发展的关系，在物理竞赛学习过程中也带动其他学科的共同发展，增强综合科学素养，让物理学科和其他学科相得益彰，健全学生的知识体系。
（10）教师自勉，共同成长。作为竞赛教师也应在实践的过程中不断探索和学习新的知识来拓宽自己的知识体系，调整策略从而让学生更积极主动地参与到竞赛的学习中，提高学习效率。
六、结语
以上是笔者在这一年竞赛指导中的一些体会。作为非竞赛传统强校，南模中学在提升竞赛培训水平，提高物理竞赛成绩上尚有很长的一段路。这既需要学校竞赛教师兢兢业业一丝不苟地完成好竞赛教学任务，也需要学校、学生、家长等方方面面的通力配合。希望南苑优秀学子平衡好课内外通过物理竞赛的学习在获得荣誉的同时，可以保持对科学最初的热爱和热血，学以致用，早日投身科学事业，在国内外科技战线上担负重任。正如王选院士所言：“科学研究本身就是一种美，给人带来的愉快是最大的报酬，是一种高级享受。”
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