國際中等學校各種科學 奧林匹亞競賽...6 天文館期刊 第三十期天文館期刊...

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6 天文館期刊 第三十期 6 天文館期刊 第三十一期 國際天文奧林匹亞競賽 專輯 摘要 國際間為促進地球村科學教育的蓬勃發展,前蘇聯 1957年發射第一枚人造衛星史潑尼克後,自1959 年陸續舉辦各種中等學校數理科學奧林匹亞競賽, 包括 (不滿20歲青年):數學〔(IMO,國際46年, 6 名選手) (APMO,亞太17年, 10名選手)〕;物理 IPhO,國際36年, 5名選手) (APPhO,亞太6年, 8名選手) 〕;化學(IChO37,國際37年,4名選 );資訊(IOI,國際17年,4名選手)生物(IBO國際164名選手)天文〔IAO 國際10年, (314-15)少年(214-17)兩組 ) (APAO,亞 1年, 亦分青(314-15)少年(214-17)組,但未參加國際) 〕; (不滿15歲青少年國中生) 國際中等學校各種科學 奧林匹亞競賽 -我的經驗談 / 方泰山 科學 (IJSO,國際, 2年, 6名選手)臺灣則自1991年肇始,至2005年分別加入上述 各種中等學校數理科學奧林匹亞競賽: 數學與化學 都為14年,物理與資訊各為12年,生物7年,國中 科學2年。其間臺灣在1998200220032005別主辦國際數學、亞太物理、國際物理、國際化 學奧林匹競賽。也已確定2007在臺灣主辦國際國 中科學奧林匹亞競賽。至於仍未參加的國際與亞 太天文奧林匹亞競賽將在近期內派員觀摹,地球 科學界期待已久的高中國際地球科學奧林匹亞競 賽,也正由南韓草創中,預計2007年推出。 37th IChO 2005於臺師大中正堂舉辦理論考試

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6天文館期刊 第三十期

6天文館期刊 第三十一期

國際天文奧林匹亞競賽 專輯

摘要

國際間為促進地球村科學教育的蓬勃發展,前蘇聯

於1957年發射第一枚人造衛星史潑尼克後,自1959

年陸續舉辦各種中等學校數理科學奧林匹亞競賽,

包括 (不滿20歲青年):數學〔(IMO,國際46年, 6

名選手) (APMO,亞太17年, 10名選手)〕;物理

〔IPhO,國際36年, 5名選手) (APPhO,亞太6年,

8名選手) 〕;化學(IChO37,國際37年,4名選

手);資訊(IOI,國際17年,4名選手); 生物(IBO,

國際16年4名選手); 天文〔IAO , 國際10年, 分

青(3名14-15歲)少年(2名14-17歲)兩組 ) (APAO,亞

太1年, 亦分青(3名14-15歲)少年(2名14-17歲)兩

組,但未參加國際) 〕; (不滿15歲青少年國中生)

國際中等學校各種科學

奧林匹亞競賽 -我的經驗談

文/ 方泰山

科學 (IJSO,國際, 2年, 6名選手)。

臺灣則自1991年肇始,至2005年分別加入上述

各種中等學校數理科學奧林匹亞競賽: 數學與化學

都為14年,物理與資訊各為12年,生物7年,國中

科學2年。其間臺灣在1998、 2002、2003、2005分

別主辦國際數學、亞太物理、國際物理、國際化

學奧林匹競賽。也已確定2007在臺灣主辦國際國

中科學奧林匹亞競賽。至於仍未參加的國際與亞

太天文奧林匹亞競賽將在近期內派員觀摹,地球

科學界期待已久的高中國際地球科學奧林匹亞競

賽,也正由南韓草創中,預計2007年推出。

37th IChO 2005於臺師大中正堂舉辦理論考試

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【科學奧林匹亞競賽簡介 】

二十世紀,二次世界大戰後美蘇冷戰開始,

前蘇聯於1957年發射第一枚人造衛星史潑尼克

(Satellite Sponeck) ,震撼美國朝野與國際社會。六

0年代,第一波一

連串的科學教育改

革,在國際間如火

如荼地展開。基於

科技教育的人才

需求, 蘇聯東歐

共產國家陸續推

出,中等學校 (年

齡不超過20歲) 三

種基礎科學奧林

匹亞競賽: (1) 國

際數學奧林匹亞

Mathematics (IMO

1959創立;1980

停辦 , 邁入第46

年) ; (2)國際物理

奧林匹亞P h y s i c s

( IPhO,1967創立; 1973,1978, 1980停辦, 邁入

第36年) ; 與(3)國際化學奧林匹亞Chemistry(IChO

, 1968創立; 1971停辦, 邁入第37年) 。

70年代,能源危機產生,第二波科學生活化教

育改革,瀰漫全球,蘊釀了90年代, 電腦個人化資

訊時代的來臨與蘇聯的瓦解,此時國際資訊奧林匹

亞Informatics (IOI 1989創立, 邁入第17年); 國際

生物奧林匹亞Biology (IBO,1990創立, 第16年);

與年齡介於17(青)、15(少) -14(年)兩組的國際天文

奧林匹亞 (IAO 1996創立, 邁入第10年) 亦相繼登

上國際舞臺。 期間,由於亞太地區強大的競爭驅動

力與參賽國日異增加,亞太數學奧林匹亞(APMO,

s ince 1989創立,邁入第17年) 亞太物理奧林匹亞

(APPhO, 邁入第6年) 亞太天文奧林匹亞(APAO,

邁入第1年),應運而生 。本世紀伊始,科學統整與

一貫的理念漸趨成熟而盛行, 歐盟科學奧林匹亞

(EUSO 2003創立,邁入第4年, 年齡不超過16歲) 與

國際國中科學奧林匹亞(IJSO 2004創立, 年齡不超

過15歲)。

【臺灣的先後加入科學奧林匹亞

競賽與活力 】

環顧現實世界的大環境: 科學發源地歐洲,

由希臘為中心,發展出西方四大人文科學體系:北

方是斯拉夫語系

〈俄語〉、西北

方偏西是” 科

學” 航空母艦─

日耳曼語系(德

語)、西方是藝

術與邏輯冠世的

拉丁語系與法語

系、西北方則是

可能融合世界的

英語系。斯拉夫

語系歷經共產主

義的洗禮,其經

濟 正 重 新 出 發 ;

日耳曼語系挺進

北歐,成為世界

G D P最高的福利

國;法語系道出「人文藝術與科學」對話的數學省

思;而英語系則譜出一針見血的“動手做科學”,

並與美國聯手掀起“高能量”的第三次世界“反恐

大戰”(第二次波斯灣戰爭)。

鳥瞰國際間的科學教育網,是以英國為首的英

美集團,由北美的加拿大、美國為起點,以中美拉

丁語系的墨西哥做橋樑,延伸至紐西蘭、澳洲與南

非,再接回日不落的大英皇室。1988年大英先發難

課程標準國家化,美國也在1995年推行至最高峰,

以“動手做”的科教主軸,是要手能遠伸至哈雷彗

星於2061 年即將到來的高能計畫(巨觀世界);而

2000年9 月所發表的“在太遲之前”,則是要手能

觸摸奈米長的物質微觀世界。此完備科教改革將培

育出現代化與未來化的高品質世界公民。

數理為主軸的科學教育,一向被視為重要的

教育策略。自三度空間〈實體,ent ropy〉出發,

去經營第四度空間〈時間, energy〉,以嬴取第

37th IChO 2005臺灣選手榮獲二金二銀

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8天文館期刊 第三十期

8天文館期刊 第三十一期

國際天文奧林匹亞競賽 專輯

在國際間大環境的影響下, 我國

在60 年代,太空探險引發的全世界第

一波科學教育改革,如九年義務教育的

登場,期間國中引進英國,而高中引進

美國的各種高強度科學課程與教材。70

年代,能源危機引發的第二波科教改

革,如科教中心與科指會成立,領引國

人開始自行研發較實用的科學課程。直

到10年前的90年代,東歐共產解體,而

我國開始進軍國際數理奧林匹亞,先後

加入大部分的數理科學奧林匹亞,如表

一。 國際排名結果,在參與的60~90個

國家中,可說成績相當一致,都在前十

名內的第一流的隊伍,可見我國科學教

育的品質了!

【 臺灣主辦2005年37屆化

學奧林匹亞競賽的甘苦】

基於參賽國之權利與義務,我國

曾於1998年,臺師大數學系陳昭地教

授主辦國際數學奧林匹亞競賽、2001

年臺師大物理系林明瑞教授主辦亞洲

物理奧林匹亞競賽、2003年主辦國際

物理奧林匹亞競賽。筆者有幸,在去

年(2005年)夏天主辦第37屆國際化學

奧林匹亞競賽,恭逢其盛並主其事。

各個奧林匹亞競賽,都有其學科

獨特的本質與運作的模式,筆者僅以

熟識的國際化學奧林匹亞競賽為例,

和學界共同分享。臺灣加入國際化學

奧林匹亞整整15年, 再加上前5年為

爭取成為觀察員的奮鬥共20年的經

驗,應該是17金29銀9銅55位選手55個獎牌與成功

且圓滿完成主辦37th IChO 2005不可能任務的最大功

臣。 過去三十七年化學奧林匹亞有其傳統系統化的

競賽活動。在十天左右的行程,必須包括:(1)官

方式的隆重開幕典禮(中央研究院國際會議廳)、閉

幕典禮(圓山大飯店),本大型公開活動交由樂業國

際有限公司協助規劃辦理,(2)國際裁判及教練

五度空間〈哲學〉,進而推向能感受的第六度空

間〈創作〉之教育程序,實乃經由數學邏輯的引

導;換句話說,就是由數學(Mathematics) 、科學

(Science) 、工程(Engineering)、技術(Technology)、

文學(Literature)、藝術(Art)、然後創作(Creative)、

至拓樸(Topology) 一貫的學術分野;因此不管學界

也好,或一般社會大眾,普遍都認為教育的” 規”

與” 矩” ,就非科學〈數理〉教育莫屬。

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表一之二

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表一之一

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援。臺大花了2,400萬(其中中教司補助1,600萬)

整修出五星級的思亮館6個大型實驗室,圓滿達成

臺師大化學系的實作命題所要求的水準。(5).行政事

務工作之”國際組織標準”系統化:包括食、住、

參觀旅遊、團康、輔導人員之尋覓及各種語言、禮

儀之訓練等總務。完成了臺灣主辦37屆2005 IChO

指導手冊、輔導人員手冊、食宿手冊與交通旅遊手

冊。(6).國際化學奧林匹亞指導委員會議國際的出

席與籌組:中華民國化學奧林匹亞組織委員會代表

需參加(35-38)th IChO賽前後四次與主辦一次(37th

半年)的國際化學奧林匹亞指導委員會議,2004年12

月3日至5日則在臺北召開第37屆IChO國際指導委員

會會議,驗收選手村、闈場、比賽場地、開閉幕會

團各種會議:a.審議理論與實作競賽試題及

其參考解答和評分標準b.國際IChO事務性會

議,(3)一天的評分仲裁協商會,(4)教

育性質的各種活動:a.聯誼b.旅遊c.藝文參訪

d.娛樂活動,(5)比賽期間的食宿(學生交

由圓山大飯店辦理,老師交由鴻喜大飯店辦

理)與交通(利達公司承包)。總而言之, 一

個健全的化學奧林匹亞競賽, 可依下列八

大項目與程序行之: (1).中華民國(臺灣)代表

團的籌組與選手的選訓與培訓:選訓分初、

複與決選三階段;培訓以大會公佈的準備題

為題材。北區自23屆起的前十年即籌組中華

民國代表團,後五年籌辦37th IChO 2005,

至今已十五年。中長期計畫已漸進傳承至

中區辦理第34、35屆(2002、2003)兩年,再

依序至南區辦理第36、37屆(2004、2005)兩

年,並於2005年率領中華民國代表團到臺北

來參賽。結果由高師大理學院科教中心所培訓的團

隊代表臺灣來臺北參賽37th IChO捧回二金二銀,名

列全世界第五。(2).準備題與試題的研發與翻譯:

依據IChO章程成立學術委員會,下設理論組(佔

總成績60%)與實作組(佔總成績40%)。研究與

開發理論四大領域:物化、無機、有機及分析各10

大題(共40大題),實作五大類型各2至3大題(共

10至15大題)。以三年時間加以研發,已於元月下

旬寄出36大題與其參考題解共108頁的”Preparatory

Problems and Worked Solutions”至所有會員國的教

練,並上網公告。在5月28-29日在國立教育研究院

籌備處採排比賽試題討論會,由中研院陳長謙副院

長主持。完成了試務標準手冊與比賽題初稿。(3).參

賽與承辦的時間與地點:按照慣例,每年的競賽時

間都在學年度結束、暑假開始時。我國亦以安排大

學聯考與閱卷結束之間(7月16~25日),這段時間

最為恰當。地點仍以大臺北地區(實作:臺大思亮

館、理論:臺師大理學院中正堂)為主要會場,闈

場在三峽國立教育研究院籌備處。選手住進臺師大

分部學七舍;老師於7月16~20日將住進三峽國立教

育研究院籌備處,而7月21~25日則遷移住進圓山大

飯店。(4).實作場地的觀摩與尋覓:如果以每年三

個國家的成長,五年後的2005年約多15個國家,結

果共有59個國家,共225名選手。只有臺灣大學理

學院、自然科學方面的實驗室有足夠的空間加以支

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表一之三

臺大思亮館內的實作考試

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10天文館期刊 第三十期

10天文館期刊 第三十一期

國際天文奧林匹亞競賽 專輯

場。並在賽後2005年12月8-11日到38th IChO南韓報

告執行的成果。(7). Catalyzer 大會快報的出版與宣

導: 2004年7月26日先至德國基爾第36屆閉幕典禮中

宣導,同時接回象徵主辦權的IChO大會會旗,並發

行第一期Catalyzer No.1(催化劑)文宣雜誌,會前半

個月發行第二期Catalyzer No.2 (7月1日), 競賽期間

(July17-25)每日一期Catalyzer No.3-11,會後總結一

期(8月31日)Catalyzer No.12, 共12期美侖美奐的大

會雜誌。(8).經費與預算:(1)命題包括準備題與比

賽題研究計畫經費:2002-2004 核定(NT$3,848,434)

其中教育部分2,245,474元;國科會分攤1,602,960

元。37t h I C h O準備題在2005年2月1日上網並航

寄61個參賽國, 8個二次觀察國與2-3個第一次觀

察國:菲律賓,約旦與香港 (2)主辦計畫經費:

2004-2005 NT$50,000,000 (US$ 1,500,000), 已簽約

(34,117,187)教育部與國科會共同補助 (3)各國參賽

報名費共收到約~15萬美元(~五百萬臺幣)與臺師大

校務基金及企業界募款共得約市值255萬臺幣可彌補

不足的經費。(4)每年選訓、培訓與(10人)出國的費

用約3~4百萬。

【國際天文與籌備中的

國際地球科學奧林匹亞競賽

正等待臺灣的參與】

總之五十年來,先進國家在高科技的發展,巨

觀遠距目睹登陸土星(~14億公里,5年的航行)之科

學化探究,微觀近距操弄奈(10-9)米應用物質之建

構,其影響並主導快速變遷的全球知識經濟化。臺

灣科學教育的成果,不論是中學生參加國際數學、

物理、化學、生物及資訊奧林匹亞競賽與科展,或

是國中、國小學生參加「國際數學與科學教育成就

調查」,其優異表現均得到國際普遍的掌聲;但科

技研發的影響力與產值,仍遠遠落後於西方先進國

家。根據五月初瑞士洛桑管理學院所公佈的全球競

爭力,由於全民一股往前”衝”的活力,使臺灣由

去年第17名的排名,今2005年躍升至第12名。至於

如何透過有效的政治手段與經濟策略,讓華語文化

背景的臺灣,推行具有全球共通語文特質的數理行

動化之科學教育,以培育具有國際競爭力與高品質

的科學家,當務之急乃為統整英語文與科學教育。

再者,我國應積極爭取加入另一具統整性質極高的

高中科學桂冠─天文奧林匹亞、與南韓正籌備中的

第一屆國際高中地球科學奧林匹亞。

誌謝

感謝天文學界先進,葉永烜院士、陶蕃麟先

生、傅學海教授、與林宏欽先生盛情邀約”籌備參

加國際天文奧林匹亞可行性”座談會與「臺北星

空」編輯 劉愷俐小姐的邀稿,不妥之處尚祈指正。

方泰山:國立臺灣師範大學化學系教授

臺灣 37th IChO 2005 計畫主持人

國際指導委員會參訪國家教育研究院試題圍場

李遠哲院長頒獎金牌第一名得主