常皓晨，信息科学与工程学院2017级物理学专业学生，中共预备党员，现任2017级物理学班长。曾获学习优秀二等奖学金、社会实践奖学金、中国银行自强大学生奖学金、鲁信奖学金等奖学金荣誉，获得“优秀学生”、“优秀学生干部”、“优秀团员”等荣誉称号，获高教社杯全国大学生数学建模竞赛本科组国家级二等奖、中国大学生物理学术竞赛(CUPT)国家级二等奖、山东省大学生物理竞赛专业组一等奖、山东省物理科技创新大赛二等奖等奖项，同时担任信息学院“尚光英才班”班长，参与中科院科创项目一项，SRDP项目两项。并且多次参加文艺活动，曾参与中国教育电视台跨年晚会分会场录制。

中国大学生物理学术竞赛(CUPT)

PART1 Introduction of CUPT

1、基本介绍

中国大学生物理学术竞赛（China Undergraduate Physics Tournament，简称CUPT），是中国借鉴国际青年物理学家锦标赛（International Young Physicists’ Tournament，简称IYPT）的模式创办的全国赛事，该项活动得到了教育部的支持，并被列入中国物理学会物理教学指导委员会的工作计划，是实践国家创新驱动发展战略纲要和国家教育中长期发展规划纲要的重要大学生创新竞赛活动之一。

   

CUPT是一项以团队对抗为形式的物理竞赛，它以协同创新为根本理念，旨在提高学生综合运用所学知识分析解决实际物理问题的能力，培养学生的开放性思维能力。CUPT的比赛题目来源于IYPT题目，比赛题目新颖开放，其中有不少问题源自《科学》(Science)、《自然》(Nature)这样的旗舰综合期刊，以及《物理评论快报》(PRL)、《现代物理评论》(RMP)这样的物理学顶级杂志。参赛学生就这些实际物理问题的基本知识、理论分析、实验研究、结果讨论等进行辩论性比赛。CUPT不仅可以锻炼学生分析问题、解决问题的能力，培养科研素质，还能培养学生的创新意识、团队合作精神、交流表达能力，使学生的知识、能力和素质全面协调发展，同时注重加强青年学生之间的友谊和交流。

2、比赛时间

CUPT国赛将在每年的8月份举行，届时将有从东北、华北、华东、中南、西南、西北六个赛区成功晋级的60余所高校参加，同台竞技。比赛使用的赛题会在前一年的8月份发布，各高校参赛队员利用一年的时间对这17道课题展开研究，最后在比赛时将采用学术辩论的形式进行对抗。

3、比赛规则

每一所高校可派出一支队伍，每支队伍由5名本科学生组成。比赛前将以抽签分组，每支队伍参加五轮预选对抗赛，最终排名前四的队伍进行决赛，评比出冠亚季军。

每轮预选对抗赛将会有三支高校队伍参加，一轮对抗赛将被分为3个阶段，每个阶段会将三所高校分为正方、反方、评论方三个参赛方，每阶段结束后进行轮转。

4、角色要求

正方：正方是向大家展示自己研究成果的一方，将对某题目的研究按题目分析、预实验、理论分析、实验分析、数据处理、结果讨论等方面进行展示。

反方：就正方陈述中的弱点或者谬误提出质疑，展开有针对性的讨论，总结正方报告的优点与缺点。但是，反方的提问内容不得包括自己对问题的解答，只能讨论正方的解答。

评论方：评论方对正反方的陈述给出简短总结与评述。评论方将评论二者的讨论焦点及讨论方向是否准确，并总结正反双方的优点与不足。

5、比赛流程

在一轮比赛的一个阶段中，首先由反方向正方挑战题目，正方可以选择接受或拒绝题目，但国赛拒绝题目数量不得超过三个。正方接受题目后将利用PPT进行12分钟的汇报展示，然后再进行正反双方的提问讨论环节，最后评论方将对正反双方进行提问，并作总结发言。

6、赛题举例

1.Water Bottle(2018CUPT)

The current craze of water bottle flipping involves launching a partially filled plastic bottle into the air so that it performs a somersault before landing on a horizontal surface in a stable, upright position. Investigate the phenomenon and determine the parameters that will result in a successful flip.

1.抛水瓶(2018CUPT)

当下十分火热的水瓶投掷游戏操作如下：把一个半满的塑料水瓶发射到空中，使它先翻一个筋斗然后平稳垂直地落在水平地面上。试探究这一现象，并指出怎样的参数可以使游戏成功。

2.Suspended Water Wheel(2019CUPT)

Carefully place a light object, such as aStyrofoam disk, near the edge of a water jet aiming upwards. Under certain conditions,the object will start to spin while being suspended. Investigate thisphenomenon and its stability to external perturbations.

2.悬浮水轮(2019CUPT)

在靠近水柱的边缘小心地朝上放置一个轻质物体，如聚苯乙烯泡沫塑料盘，在一定条件下，物体将在悬浮的同时开始旋转。探究这一现象以及它对外部扰动的稳定性。

3.Filling Up a Bottle(2019CUPT)

When a vertical water jet enters a bottle,sound may be produced, and, as the bottle is filled up, the properties of thesound may change. Investigate how relevant parameters of the system such asspeed and dimensions of the jet, size and shape of the bottle or watertemperature affect the sound.

3.填充瓶子(2019CUPT)

当垂直的水柱进入瓶子时，可能会产生声音，并且，随着瓶子被填充，声音的特性会改变。探究此系统的相关参数，如水柱的速度与尺寸，瓶子的大小与形状或水温等对声音的影响。

PART2 How to prepare for CUPT

CUPT的准备工作主要分为四个部分，文献阅读、理论分析、实验设计、PPT制作。

文献阅读

对某一赛题进行分析时，第一个要做的工作就是查阅文献，了解题目问题所展现的物理机制，阅读大量文献后有助于对题目物理本质的理解。通常官方会给出references kit文档，其中列出一些基本文献，但是我们还可以在这些文献的基础上查找与其相关的文献，比如参考文献的参考文献。

理论分析

研究过文献以后就应该对这一物理现象进行理论分析，通常理论分析分为解析计算和数值模拟。在进行理论分析的过程中，必然会遇到一些课外的知识，这就需要我们查找资料来深入了解。比如有些问题需要我们自学流体力学、空气动力学、傅里叶光学、理论声学、磁性物理等等知识。对于数值模拟，我们需要掌握一些软件：

MATLAB是必须要掌握的软件，我们常常使用MATLAB来进行一些数值计算或者数据处理。

多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics，可以用有限元分析的方法进行物理场模拟，在实际条件比较复杂的情况下比如流场和声场，可以利用COMSOL进行数值模拟，可以比较真实地模拟实验条件。

Mathematica在数值计算上有非常强大的功能，常常用来解PDE。

实验设计

在完成理论分析之后需要设计实验来探究现象。在设计实验时常常会利用一切可以利用的实验器材来完成实验。设计实验时要注意的是，考虑一定要充分，测量一定要准确，所做实验一定要能够验证理论分析。若发现实验与理论计算相差较大，应该考虑对理论进行修正。在一些动力学实验中，常常利用运动追踪软件tracker来进行影像分析，分析物理的运动规律，得到物体的运动学数据。

PPT制作

在完成理论分析与实验设计及数据处理后，制作美观简洁的ppt也十分重要。制作ppt时最该注意的一点是逻辑性，即课题的研究思路。正方ppt至少包含题目分析、预实验、理论分析、实验设计、数据处理、结论与误差分析、参考文献等部分。

PART3 CUPT IN OUC

1、部分成果

2、取得成绩

中国海洋大学在2016年第一次参加CUPT，到2019年已经连续参加四届，成绩处于稳步提升状态。在2019年8月举行的第十届中国大学生物理学术竞赛中，海大取得了国家二等奖的成绩，刷新最好成绩，并直接晋级2020年国赛。

PART4 More than CUPT

CUPT不仅仅是一个比赛，而更多的是它的学术性。参加CUPT最重要的不是取得成绩，更重要的是在准备比赛过程中的收获。不管是物理分析能力、文献阅读能力、实验探究能力、软件运用能力、口头表达能力，还是在备赛过程中获得的真挚情谊，都是留给我们一辈子的珍贵财富。最后，希望大家参加比赛的过程中体会到物理之美！