肥哥之友·田丰与USNCO
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4.0/3
肥哥按：
田博士的女儿已经被MIT提前录取。向他们一家祝贺。田博士的分享体现出了家庭的影响与孩子智力的有效结合。他提到的“细水长流”是孩子培养的诀窍。家长喜欢做的事情，通常孩子也同样喜欢。
【如何准备美国化学奥林匹克竞赛】
作者 田丰博士
免责声明：以下文字只是灌水之作，无双盲实验佐证。对错与否，无法预先知道。
（一）孩子喜欢化学。
我孩子出生时，我还在做博士后，经常在周末带孩子去实验室。后来找到制药公司的工作后，也是如此。周末带孩子去实验室；我做些简单实验；孩子就在我办公室玩儿。在我办公室的墙上，贴着元素周期表。孩子觉得新鲜，指着 H 问：这是什么？答：Hydrogen。 问：那C 呢？答：Carbon 。问：还有O？答：Oxygen。可以说，她学字母表，是照着元素周期表学的。：）久而久之，普通元素的名称和符号，她都记住了。长大点儿后，经常问我些化学问题，我能答就答。再后来干脆买了课本让她自己找答案。化学不像数学那么抽象，色、香、味都跟化学有关，如果孩子对化学感兴趣，大人还是可以教的。生活中会遇到很多和化学相关的议题；抓住机会灌输些化学知识，可以细水长流。
（二）Chemistry (Honor) 和AP Chemistry
TJ 的AP Chemistry还是很有挑战性的，它要求先修 Chemistry (Honor)。我孩子上的是2014年的暑期课 Chemistry （Honor），分在Dr. Acio 那个班。他们那届学生化学出色的不在少数，以至于最后总分排名，是比小数点儿后面的那一位。事实证明在Chemistry Honor排名在前五名同学，后来在 TJ 准备USNCO（U.S. National Chemistry Olympiad）的校内比赛中，也名列前茅。
修过Chemistry (Honor)，高二时就可以修AP Chemistry；而只有学过 AP Chemistry的学生，才能有参加USNCO（U.S. National Chemistry Olympiad）的资格。因为我孩子在 2014 年暑假学Chemistry (Honor)，这样高二就可以有资格去考USNCO。于是，在2015 年、2016年，我孩子都荣幸地通过 TJ 的校内选拔赛，获得了代表TJ 的两个名额之一。如果第一年暑假没有学Chemistry (Honor)，那就只等高三才有机会参赛，失去了一次宝贵的练兵机会。
（三）TJ 化学选拔赛
每年修过和正在修AP Chemistry 的 TJ 学生，都有资格参加 TJ 自己的内部选拔赛。比赛就是两次校内考试，都是选择题；内容覆盖AP Chemistry 教过的课程。由于是选择题，题量大，据说一般同学是做不完的。我孩子的策略是：以速度取胜；迅速读题，对答案至少有个大概印象；扫描答案，如果有跟自己想的答案相同的选择，立即选上；如果没有合适答案或者根本对题目clueless，标记一下题目，去做下一道题；等所有题都做完了，再回头来长考标记过的难题。记住：无论难易，每个题都是一分。这世界本无平等可言。：）
考的题比较像AP Chemistry 的练习题（但不像SATII Chemistry考试那么无聊地去考逻辑）。多做些练习题，应该能提高速度。好玩儿的是，每次 TJ 考试都有一、两道白给分儿的趣味题，千万别错过。
两次选拔赛后排名在前18名者（这个数字每年都可能不同，但不会低于14），获得参加 USNCO 地区赛的资格。地区赛成绩最高的两名同学出线，取得代表 TJ 参加USNCO 决赛。
2015年、2016年，跟我孩子同时出线、参加USNCO 决赛的 TJ 学生，除了著名的 ’15 届Janice外，都是孩子的同年级同学，即 ’17届的学生。而且凑巧的是，这两名学生当年都在第一年暑假学Chemistry (Honor)，排在总成绩前五名。而 ’16 届 TJ 学生，在这两年，没有一个获得参加 USNCO 的资格。所以我的结论是：如果你的孩子在Chemistry (Honor) 时，没有排在前五名，最后很难挤进代表 TJ 去参加 USNCO 决赛的两名选手之中。如果孩子不热爱化学，可以考虑放弃走USNCO这条路。这是我的个人意见。
（四）USNCO 地区赛
考题是 60 道选择题，限时 110 分钟；覆盖普通化学、无机化学、分析化学、物理化学，及其少量的生物化学和有机化学。在 ACS.org的网站上，有以前十几年的考古题可以下载练习。https://www.acs.org/content/acs/en/education/students/highschool/olympiad/pastexams.html
我孩子的策略是：在规定时间内做考古题；错的题一定要记录在案，然后搞清楚错在哪里：新知识点？复杂计算？新理论？新实验？还是犄角旮旯的 trivia ？ 我孩子一开始也错得一塌糊涂，最高时能错12 道题。说良心话，有些公式甭说她不知道，即使我这个有机化学的博士，也不知道，太汗颜了。但摸爬滚打下来，以前不知道的东西慢慢也就知道了；上次题做错的地方，下次碰到类似的题就做对了。可以说，做考古题，就是拿它们当标尺和探测器，来找出孩子的知识盲点和化学技能上的不足之处；找到病根儿后，自己努力自救就是。所以千万不要被一开始的低分儿打击信心；要挺住。练习的目标是：60 题只错 5 道。
具体到考试技巧，还是我上面说的：容易拿分儿的题，快速找到答案；遇到难题或者没有把握的题，标记上，等答完所有问题后再长考。我孩子的数学基本功得益于在 TJ 的训练，很扎实。经过考古题的熏陶，对考试中可能遇见的公式，了如指掌。所以对于计算题，比如反应平衡计算题、PV = nRT 类型题、反应速率题等，都不用写公式，直接按计算器上面的按钮，就能得出答案；由此又可节省几分钟的时间。再有，每道题的四个答案中，有两个会是错得离谱，立即排除。剩下两个，有时候可以猜出答案。这样，又可以节省些时间。
如果USNCO地区赛成绩是 56 分儿以上，进入 TJ 前两名的希望非常大。全国一般有一万名高中生参赛，争夺约一千名决赛资格。每个高中只能派两名选手参加；上一年度进入全国前二十名的 camp 选手直接参加决赛，也不占自己高中的名额。2016 年，印第安纳州的一个著名高中就有三名学生打入全国前二十名，虽然他们后来没有人能打入camp 的前六名（美国队4名正选和2名替补）。
（五）USNCO 决赛
USNCO 决赛一般在马里兰州的一个社区大学举行，有十几个高中生参加。比赛分三项。一项是60 道选择题，限时 90 分钟；一项是自由问答题，8 道题，限时105分钟，主要考理论和各种模型；一项是实验，2道题，限时 90 分钟。全国比赛的一千名学生，前20 名进暑假集训营（camp）；前50名是 High Honor；前150名是Honor。据说评分的步骤如下：选择题的 Scantron 先评分，成绩排名全国前 150 名的学生就进入 Honor 名单。这150人的自由问答题会被评分；两项成绩加起来进入全国前50名的学生进入 High Honor 名单。这50人的实验记录、结果，再被评分，三项总分进入前二十名的，就是 camper；美国化学会按名单打电话到父母那里询问是否孩子会参加当年的 camp，如果有不参加的会依照分数排名递补。
知道了这个程序，也就知道了针对决赛的策略。选择题一项是入围的基础；做考古题会大有帮助。另外跟地区赛相比，决赛的题难度增加，时间减少。所以熟能生巧啊，平时掐着时间训练做题速度会让考生临阵不慌。最后，上面讲的各种应试技巧同样适用。从 TJ 选拔赛脱颖而出的两位选手，估计进入前150名，应该是轻轻松松的。前面说了，地区赛，TJ 学生要考到56+的高分才能出线。而有的州的出线 cutoff 是 45 分。所以只要正常发挥，TJ 学生应该能进入 Honor 名单。这时候就看第二项自由问答题的表现如何了。
准备这个自由问答题小项，也是用考古题来练手。学生应该对考古题中涉及到的化学理论，融会贯通。这八道题里面，肯定有完成化学反应（包括放射反应）的题；有反映机理题；有反映速率题；有解释化学现象题；等等。准备的过程，也是学生提供自己化学素养的过程，可以把以前学过、听说过的化学理论清理一遍，找出自己不很明白的理论，再深究一下。做好这部分的题，是挤进前50名、甚至前20名的关键。
最后的实验题如果上了AP Chemistry，应该不会有太大的问题。考古题会提供一些对付实验、尤其是像8个未知无机化合物如何甄别这种题的解题思路，对可能用到的简单化学玻璃仪器、用具、安全等要清楚就行了。这部分的分数，据说占的比例不高（ACS 从未公布过实验部分的分数）。我后来不干化学这行了，所以孩子的实验技巧都是从 TJ 化学课上门学的；貌似也够用。当然如果能让孩子多去实验室练手更好。
（六）时间安排
我们2015年，在时间安排上有些问题。孩子喜欢 color guard，秋季参加 marching band, 春节参加winter guard。这都是非常费时费力的活动。可孩子喜欢，我们就大力支持。winter guard 的比赛大多在周末；还有数个在 Ohio 和Pennsylvania ，要自己开车去。结果四月份考 USNCO 决赛，正赶上我们在Ohio 比赛那周；头天比赛，当天下午2点开始往回开；在马里兰找了家旅馆住了一宿，第二天去社区大学比赛，忙得不可开交。而且我们因为时间紧张，准备不足，最后几周几乎没有看化学；尤其是对自由问答题，就没看过几套考古题，也没有深度研究。最后结果是进了全国前１５０名，但没有进前５０名。Janice 进了 camp，并成功地打进前四名，成为美国代表队的一员；另一位 TJ同学进入了前５０名，可喜可贺！我孩子这次得到的教训就是：山外青山楼外楼。不好好准备一下这个比赛，光靠聪明是不行的。还得勤奋。
等到2015年11月份marching band 结束的时候，我太太开始和孩子讨价还价：我们帮她找一个课外当义工的机会；但她不能参加winter guard，要全力准备第二年的 USNCO。开始时，孩子老大的不乐意。但我们举出年初比赛的例子，她也无法反驳，生了几天闷气就好了。然后我们制定了如何准备的计划，比如何时完成地区赛题目的准备、决赛题目的准备、以及参加什么网上授课。这里提一下 AOPS 主办的ChemWOOT 网上授课项目。网址是：http://www.artofproblemsolving.com/school/woot-chem
这是针对 USNCO 集训营课程的一个在线教育活动，由以前在IChO 获奖牌、后去哈佛大学上本科的老师教课。课程重点是一些比较复杂的计算题和有机化学问题。但这些问题是针对 camp 里面的训练和如何最终挤入美国队来组织的；对在 USNCO 地区赛和决赛的帮助甚微。该课程一般是前一年八、九月份注册，每周一课，每次两小时，学生可以和讲员互动。我孩子参加了这个课程，有大约五、六十人吧。后来其中的五人是2016 年 camper。 而且如果是 camper，第二年可以免费参加这个课程。
2015年底至2016年2月份，我们每周会做一、两套选择题；寒假那两周几乎每天一套题。我把错的题汇总，攒成一套地区题，在真正的地区考试前让孩子再花时间做一下，打一次预防针。后来侥幸在 TJ 出线后，又如法炮制去准备决赛选择题；对自由问答题也是一丝不苟地做了一遍。和2015年那次相比，因为没有winter guard 这个牵挂，时间上充裕了许多；孩子自己也意识到这次考试的重要性，认真准备，结果混进了camp。
（七）Camp 的准备及其他
训练营一般在科罗拉多州的空军学院举行，实行军事管制。2016年因故改为在弗吉尼亚的 Marry Washington University 举行，让我们占了天时、地利的光。据说空军学院的伙食差，吃饭要迅速，没有娱乐活动。去camp之前，ACS 就告诉我们下面几本参考书要看：
Chemistry by Zumdahl & Zumdahl
Organic Chemistry by David Klein (部分习题必须在去 camp 前完成)
Organic Chemistry by Clayden/Greeves/Warren/Wothers (有详细的反应机理)
Inorganic Chemistry by Gary Wulfsberg
Fundamentals of Biochemistry by Voet & Voet
Analytical Chemistry by Skoog/West/Holler/Crouch
Physical Chemistry by Engel & Reid
孩子在去 camp 前，主要看了那两本有机化学课本，认真地做了布置的习题；用 post-it 贴了好多页。那几个星期是我看见孩子最刻苦的时候，很自觉；平时可不是这个阵式。
另外每年的竞赛主办国，会出一套模拟题，覆盖将会考的概念和机理。去camp 前，要把这套题做一遍。主办国会给部分标准答案；但有时给的答案是错的。
另外俄国的门捷列夫化学竞赛题，也可以看看；非常难。以前的考古题，除非是 ACS 指定要看的，我们都没看，时间上来不及。
考进camp 的学生都很出色。有的数学棒；有的把家里的车库改建成实验室；有的手不离书地刻苦学习。老师一般是大学老师，外加三、四位助教。前面说的 AOPS 主办的ChemWOOT 里面的两个讲员，也是助教。
最后夸以下 MIT。考进 MIT 是很多TJ 学生的梦想。传说中，MIT 对各种竞赛的 camper 网开一面。这到底有无事实依据。答案是：有依据。今年进 camp 的 rising seniors 里面，已经知的：EA 申请 MIT 的有七个，其中六个被录取，一个被 defer；EA 申请哈佛的一个，被defer；申请斯坦福的两个，都被defer。哪个学校至少在 EA 阶段更青睐 camper 是一目了然。
结语：啰嗦了半天，想到哪里就写到哪里。我的结论是：如果你的孩子喜欢化学；而且在 Chemistry (Honor) 课上能拍前五名；那么你可以借鉴我说的方法，对孩子加以训练，争取在TJ 选拔赛中，拔得头筹或取得第二名的好成绩。这样的话，只要正常发挥，进入 Honors 或 High Honors 机会非常大。如果运气好，还会成为 camper。TJ 已经连续四年输送至少一名学生进 camp。2017年的机会，很可能就是你孩子的了！
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