USABO,IBO等生物竞赛如何学习?

时间:2022-01-27 17:16:05  作者:网络 来源:网络

大家好,我是来自犀牛教育的周老师,学生时代我一步一个脚印的走了生物竞赛之路,在这里跟大家分享一些生物竞赛的学习方法,希望也能够和大家有一些新的讨论。

 

今天的内容主要分为三个部分。第一部分是介绍我在竞赛方面经历,第二个部分是关于学习生物竞赛的学习心态,第三个部分也的生物竞赛学习方法的选讲。

 

 

亲身经历

我高中是在湖南省的一所比较著名的学校读书,校内人才济济,竞赛热情很高,我当时也选择了生物竞赛,高二暑假的时候,就通过全国生物学竞赛,保送到了北京大学生命科学学院。

 

高一的时候,我就已经参加过一次生物全国联赛,不过那时还没有学完生物相关知识,离省一等奖分数线差了两分,等到高二的时候再次参赛,我就获得了全省的一等奖,当时共有30个人获得一等奖。接下来是省集训队和省队的选拔,因为湖南省竞争比较的激烈,选省队之前还需要选省级训队,省级训队要求30进8,我考核拿了全省第二,六月份顺利进了省级训队。接下来月又是一个月的培训,在8个人中,以第一的成绩晋级省队,并开始准备八月份的全国的高中生生物竞赛(China High School Biology Olympiad 简写 CHSBO),获得了全国第三名,当然湖南省队伍的另一位同学他拿的是全国第一。八月份的时候就进入国家集训队,到了13年高三的寒假的时候就开始了国家队的选拔,在18个同学里面选出4个,代表中国去到当年是瑞士参加比赛。我以第一的成绩就进入国家队,到瑞士去参加当时24届的国际生物奥林匹克竞赛(The International Biology Olympiad 简称IBO),在大家高三都毕业的时候,我到了瑞士参加IBO,经过了理论和实验的考试,获得获得银牌,位列世界第32名。底下照片是我们国家队四个同学在开幕式的时候,到讲台上跟大家打招呼,中间拿着熊猫的就是我了。

 

 

生物竞赛两大特点和面对竞赛的心态

生物竞赛其实是有两个特点的。一个是它的持续时间非常长,第二个它的学习体量非常大。我们高一刚刚进校就开始学习,直到高二的下学期才是第一次真正进考场,如果你想到国家赛或者到IBO的话,作为需要将生物学习贯穿整个高中生涯。生物的信息量之大,表现在它实际上有十几门的课程,从最传统的动物学、植物学,到稍微复杂一点的遗传学、分子生物学、生物化学等,生物竞赛越来越多地朝着科技方向发展,让新兴科技跟传统的学科结合的很紧密。我最直观的感受,是当时我们班是五大竞赛学科坐在一起学习,像学数学、物理竞赛,他们基本上每个人桌上就几本书,但是生物竞赛是由十几本课本书,再加上若干练习题,就可以堆满整个书架。

 

面对生物竞赛的两大特点,我们学习的时候要保持好两个心态。第一个心态是要保持你的好奇心,因为我们学习的时间是非常长的,你需要有兴趣,才能够把竞赛坚持做下来,如果你没有兴趣的话,当你看到动物学的解剖、生物化学里不同的物质的一些结构式、各种各样酶,我想你可能会异常焦虑。像我以前带过的学生,他们学校其实是从来没有生物竞赛的传统,但是学生自己就非常喜欢生物,只是想要了解生物竞赛,所以我就带着他慢慢学习,最后也拿了一些奖,在他的大学阶段,仍然选择了生命科学方向,前一阵他还申请到了英国的爱丁堡的Master,十分优秀。但是并不需要你刚开始就对竞赛十分有兴趣,像我刚刚接触生物竞赛的时候也是什么也不清楚,不知道花的结构是什么样的,也不知道东西吃到肚子里会经过怎么样的代谢。但是有些东西我学到后面,尤其是在半知半解的时候,心里就会产生出许多好奇,就想把事情完全弄懂,这时候有了好奇心,我们就会有动力去持久的学习。当我们学到学的东西越多,问题也就越多,探究解决进一步有了正向的反馈。

 

同样,面对体量大的也是一样的,你有了一定的兴趣,才能够坚持啃下来许多书,从内在的驱动力来讲也是,比如说我们每天作业做完已经很晚了,但是你需要有好奇心和学科兴趣,才能驱使自己去做额外的学习。第二点是享受孤独,因为生物竞赛生物相对于数学或者物理来说是比较小众竞赛,你的同伴可能不会有那么多,你学的内容又非常的多,在前进的路上一定会有一段比较孤独的时间。当别人在打游戏的时候你需要看书,心里五味杂陈;当别人的进度超过你了,你会觉得自己没有别人那么优秀,就会非常难受;或者是你已经一览中山小了,其实也是一种孤独,在你到达一定高度后,会发现没有人可以交流,以上情况下需要有享受孤独,至少是忍受孤独的能力,才可以能够长期的坚持下去。

 

以我为例,因为当时我进了国家集训队,高二八月份以后,就是只剩下我在学校继续做生物竞赛了,同时由于被保送了,无法和奋斗高考的同学在一起学习。于是我的竞赛老师就找了个单独的教室给我,我把书桌围成了像鲁迅的《茶馆》里面的那种格局,四面全部放上我的书,每次晚自习的时候我就看着对面的教学楼,里面灯火通明,而这一边就只有我的一盏台灯,在那个长达半年的学习过程中,我的自处的能力得到了提升,也会到网上去寻找对手,为自己排解孤独的能力,这种心态对于生物竞赛是非常重要的。

 

 
 

竞赛学习的阶段和学习方法

阶段

 

因为我觉得学习生物的过程非常的长,内容也非常多,学习方法肯定不是短时间就可以完全讲清楚的,而且学习方法也是常学常新的,因此就选讲几个我认为比较重要的方法。

 

 

我们学习的过程分为四步,第一步是看书,对知识输入的过程;第二步要把我们看书学到的知识做总结,包括你整理笔记、听老师的二次总结,对之前输入的东西做整理;第三步是做题,是输出的过程,能够把题做对也是我们的学习目标之一;但是,学习过程并不是到做题里就终止了,他最后还要经历第四步,巩固的过程,在你的错题集里你可以发现你哪部分还欠缺和不足。

 

比如有的同学看书就看得非常仔细,但在竞赛训练中阅览材料一般是限时的,老师会要求我们一星期之内就看完动物学的某几章。看得非常仔细的话,就导致他没有看完规定内容,做题的时候,虽然有一部分的题他非常的有把握,但是另一部分的题就基本不会做,这样总分其实并不会太高。其他同学在做完题之后,反思的过程中可以总结自己之前阅读时哪些环节、内容理解的不到位,通过总结、巩固,再回过头去看书,产生正向循环;或者说我们看完了生物化学,接下来要看分子生物学的时候,我们通过前面的巩固和反思,就可以明确自己接下来的阅读重点了。

 

方法

 

在不同阶段的学习中,我们可以应用不同的方法,我在里就简单的列了四个:在看书的过程中我们要把握框架;在总结的过程中,我们可以多运用图像记忆的样方法;做题做完之后需要进行错题整理;最后巩固的过程,我们可以多在实践中学习,而不仅仅是拘泥于我们的书本上的知识。

 

上面我们提到生物学的学习要点是非常多的,有的学生不喜欢去做笔记,总觉得自己是可以把所有东西都记到脑子里,但是这种小聪明对于生物竞赛来说显然是不太行的。比如动物学的学习,如果我们没有样框架的话,那么面对很庞杂的知识点,我们无法进行长期记忆,比如你前一天晚上看了【鱼】和【两栖】两个章节,第二天就会把它们忘得一干二净,或者第三天当你看完【爬行】的时候,我就不记得【鱼】讲的是什么了。如果你没有框架的话,在考试过程中会觉得某个知识点非常的眼熟,但却不能立刻定位知识点的位置,就像是你拥有一张excel表但却没有查找功能。

 

 

框架的建立对于生物竞赛的学习来说是非常重要的,比掌握好某几个孤立的知识点要更加重要,只有先把框架建立起来,先把基础打好了,也许每个知识点雕刻的不是那么的精细,但是你接下来会有很长的时间去打磨它,但如果一开始基础不牢固,知识点再精细都没办法融会贯通。比如说,大部分同学第一遍学动物学的时候,使用的是一本几厘米厚的书,每一章节就像看故事一样看过去了。以脊椎动物为例,如果你有框架思维,就可以发现它纵向上进化顺序的线索是从水上逐渐到陆上的,横向上有不同的系统,如呼吸系统、骨骼系统、消化系统、排泄系统,每个的系统从潮湿的水生到越来越干燥的陆生环境中,是怎么样逐渐的适应进化的。如呼吸系统,【鱼】阶段是靠鳃呼吸,到了【两栖】的时候可以用皮肤来呼吸,到了【爬行、鸟、哺乳】时期,就进化到了用肺呼吸。但总有一些特殊的细节需要注意,比如【鱼】阶段已经有一些特殊生物拥有了所谓的“肺”,或者【两栖】纲目里的娃娃鱼和青蛙,它们又有哪些不一样。

 

你有了框架线索,就能够更加清楚并且有逻辑的把些知识点记住,甚至即使你不知道某个系统的时候,也能通过线索来推断出一些可能性。同理呼吸的知识点,可以把动物学和植物结合到一起理解,动物学两栖上陆的过度,在植物中就是蕨类的微观组织发展的过程。可以把两边做比较,一次就可以记住两个,这样你的学习过程就会变得非常的有条理,动物学的几大系统都是可以样记的,甚至单一的知识点显得越难,用框架有逻辑的去记忆就会越简单。

 

 

图像记忆更加生动形象,以图中三羧酸循环 (tricarboxylic acid cycle,简称TCA)举例子,它是每位生物竞赛生必须掌握的必考点,但三羧酸循环是非常复杂,他的产物、代谢中间产物种类很多,参加反应的酶也非常的多,如果你去搜索TCA的描述,看了一遍估计记不下来全部内容的。但是既然它是循环,我们就可以采用样图像记忆的方法。比如说,我们看左上角是非常简化版的三羧酸循环,他把每重要的中间产物都列出来了,包括什么时候产生了二氧化碳,什么时候能量得到了还原,你其实多看几遍就能知道每一步的循环是在碳释放以前还是释放碳以后,做题的时候脑子里有张图,就会更加清楚一些。再往下是把简单的图扩充成更大一点的图,比如把每一步的用的酶、分子式、结构式简单的列出来,并标注作用,帮助你理解整个循环。我们再往右边看是一个更大的图谱,里面加上了循环之前的葡萄糖,也表明了反应应该是无氧情况下进行的。当然,图上最大的图其实也不是最完全的版本,你可以根据自己的只是扩充成都,把它扩充得越来越大。

 

我们应该怎么去画图呢?首先,TCA图已经是非常成熟的循环了,你可以先抄几遍,让肌肉熟悉这张图,但是经过一些列的学习、扩充,我希望你可以把些物质、酶、产物全部隐藏,以每点来代替,最终达到你可以熟悉的指出从一个点到另一个点的循环,是什么物质、有什么作用,这样算是真正的把三羧酸循环学透了。只有点的图,我之前也是画过的,后来留给了我的学弟学妹。它的整个过程样从简到繁,在化繁危险的过程,在过程中可以把整个过程样整个的内容都吃透。当然,图像记忆不只是对生物化学,像我们传统植物学或者动物学,尤其是植物学,你把它的结构画出来就比只看文字会记得更加清楚一些。

 

 

不仅仅是错题,即使你做对的题,也是需要进行整理的。因为做错只有一种理由,但是做对也可能是蒙对的,或者是排除法做对的,真实的概念和原因你并没有参透,所以我觉得整理你认为需要整理的题是非常有用的学习方法。练习题是一种非常宝贵的资源,出题机构花了很多心血自己出的,他相当于是一本微缩的教材,就如果做一遍就丢掉就太浪费了。

 

以USABO 2018年的题为例题,题目的意思是发现果蝇的体内少了一种非常重要的物质,物质是三羧酸循环里面的重要的中间产物,问最可能缺少的是哪一种氨基酸。那么通过道题,我们就可以回看一些三羧酸循环的知识点,你就可以把三羧酸循环再复习一遍。他涉及的每一种氨基酸结构、分类、酸碱性,以及再把氨基酸和TCA综合起来看,你又可以看到中间有联系,比如把中间产物换成另外的中间产物,会不会缺乏的其他的氨基酸?我们通过样一道题,就可以把很多自己没有完全掌握的知识点,全部的整理出来,虽然整理前期挡你半知半解的时候会非常痛苦,但是只要你肯投入,后面就会融会贯通,发现出来出去无非就是那些考察点,当时我有位同学的卷子,被各种颜色的笔画的五彩斑斓,他最后联赛取得了省第二的好成绩。

 

 

为了给我们的学习增加了一点趣味性,我们需要在实践中学习。虽然现在的书本就做的越来越好,彩色图像都非常生动,但是书上再怎么生动,都不及你自己实地体验。比如说花的结结构,虽然他画的非常的好,但我们自己买一些百合花,把它解剖了,就可以看到花里面的胚珠是样的。像胚珠、子房的概念对于同学们是比较难理解,比如我们拿到真的蔷薇或者水仙,就会发现二者的子房是不一样的,比如说在看到西瓜、草莓时,植物学内容就可以复习一下,或者是动物学也是一样,有一些实验材料是容易搞到的,就比如说小龙虾,你可以解剖,看一下它的附肢是怎么长的,看一下它是雌的还是雄的,下一次大家吃小龙虾的时候,可以尝试着辨认一下雌雄哦。

 

不仅仅是传统的学科,像更加现代一些的分子生物学、遗传学、生化相关的实验,都是非常有意思的,大家如果有条件可以尝试着去做一做,相信只要你做过一次实验,会比看很多次书记得更加清楚。

 

最后我觉得学习竞赛,最重要的是保持平常心,因为本质上生物竞赛其实也我们求学、人生过程中非常小的一个环节。比如我当时对自己的期待是IBO金牌,拿到银牌的我那时觉得无言面对江东父老,但现在回想起来其实金牌或者银牌对我来讲远不如参与过程更加珍贵。当然我们是很希望自己能有更好的成绩的,但是也请享受过程,不必单单为了追求最终结果将自己困在圈子中,这样也许会得不偿失。

 

在学习过程中只要把握好自己的节奏,既要多多反省自己,不要被别人影响,同时也不要闭门造车,要多多和同学交流,你在跟别人讲解的过程中,别人要提出一些你之前没有想过的问题,拿你自己就能够对学习的内容有更深刻的体验。我进入国家队后,可以交流的人变少了,所以我每天混迹于贴吧,热衷于给高一高二的小朋友解答各种生物竞赛的问题,在这个过程中自己的语言组织、对知识的理解都有所提高。

 

青出于蓝而胜于蓝,现在大家拥有优秀的导师、支持的家长、还有耐心陪伴的助教老师,期待大家在竞赛的路上一路前行,遇到更优秀的自己。

 

关键字:USABO,IBO,生物竞赛,

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