科学オリンピック

サイエンスオリンピックは、地球科学、生物学、化学、物理学、工学など、科学のさまざまな分野に関連する23の競技で学生が競うアメリカのチーム競技です。毎年、米国の50州から7,800を超える中学および高校のチームが競い合います。 ^{[1] [2] [3]}米国の領土は競争していませんが、いくつかの国際チームが米国のサイエンスオリンピックのトーナメントで競い合っています。^[4]

大会には招待大会、地域大会、州大会、全国大会など複数のレベルがある。招待大会は通常高校や大学が主催する非公式大会で、地域大会や州大会の練習となる。^[5]地域大会で優秀な成績を収めたチームは州大会に進み、各州（州によって異なる）の上位1チームまたは2チームが全国大会に進む。優勝者にはメダル、トロフィー、盾などの賞や奨学金が授与される。^[6]小学生向けのプログラムはそれほど一般的ではなく、一貫性もない。学校はニーズに合わせて柔軟にプログラムを実施できる。一部の地域では小学生向けの競争力のある大会が開催される。^[7]

記録に残る最初のサイエンス・オリンピックは、1974年11月23日土曜日、ノースカロライナ州ローリンバーグのセント・アンドリュース長老派教会大学で開催されました。このイベントの発案者は、バーンズ博士とデビッド・ウェットモア博士です。ノースカロライナ州とサウスカロライナ州から15校がこのイベントに参加しました。これは丸一日かけて行われたイベントで、高校生が生物学、化学、物理学の分野で競技やデモンストレーションを行いました。この日には4つのイベント期間があり、各イベント期間には、楽しいイベント（ビーカーレースや紙飛行機など）、デモンストレーション（吹きガラスやホログラフィーなど）、真剣なイベント（周期表クイズやサイエンスボウルなど）が1つずつありました。デビッド・ウェットモアによる記事が1978年1月の化学教育ジャーナルに掲載され^[8]、サイエンス・オリンピックを通じて学生を募集することに成功したことが記録されています。セント・アンドリュース長老派教会大学は、今日までサイエンス・オリンピックのトーナメントを主催し続けています。^[9]ジョン・C・「ジャック」・ケアンズ氏はデラウェア州ドーバー高校の教師だったとき、ノースカロライナ州で科学オリンピック大会が開催されることを知りました。彼はこの情報をデラウェア州科学監督のダグラス・R・マクベス博士と共有しました。ケアンズ氏はデラウェア州で最初の科学オリンピックを組織する運営委員会に任命されました^{[10]。この大会は1977年春に}デラウェア州立大学で開催されました。1977年12月の「The Science Teacher」の記事がジェラルド・プッツ氏の目に留まり、彼はこのプログラムを米国全土に拡大することを提案しました。 1983年と1984年にミシガン州のローレンス工科大学とオークランド大学で競技テストを行った後、プッツ氏とデラウェア州ディレクターのジョン・ケアンズ氏は、ボストンで開催された全国科学教師会議に全国競技会の計画を持ち込みました。最初の全国大会は1985年にミシガン州立大学で開催され、17州の代表が参加した。それ以来、このプログラムは大きく拡大し、全国大会の各部門には60チームが参加している。^[2]

2012年以来、サイエンスオリンピック、文部科学省、科学技術振興機構（ JST ）とのパートナーシップの一環として、日本からのグローバルアンバサダーチームが全国大会への参加に招待されている。毎年、米国を拠点とするサイエンスオリンピックを模倣した大会である全日本高等学校科学選手権（JHSSC）で優勝すると、サイエンスオリンピック全国大会への参加のため米国への旅が与えられる。ただし、日本のグローバルアンバサダーチームは、ランキング外のゲストとして限定的に競技に参加するのみである。^[11]日本は2024年の全国大会時点で、引き続きチームを派遣している。^[12]日本のグローバルアンバサダーチームは、サイエンスオリンピックに参加する最も有名な国際チームですが、他の国も時折トーナメントに参加することがあります。

カナダには複数の科学オリンピックのチームが活動しており、1995年から1998年にかけて米国で開催された全国大会に参加したが、それ以降はチームを派遣していない。ただし、カナダのチームは今でも時折米国の大会に参加している^[4]。

ペルーは科学オリンピックのトーナメントに出場するためにチームを米国に派遣しているが、ペルーは全国大会に参加したことはない。^[4]ペルーの参加は、主にラテンアメリカでSTEM教育に焦点を当てたNGOであるユナイテッド・テクノロジーズ・フォー・キッズ（UTK）によって調整されている。^[13]

科学オリンピックの階層には3つの部門があります。^[14]

• 小学校向けA部門（幼稚園～6年生）
• 中学校（6年生～9年生）向けB部門
• 高校向けC部門（9～12年生）

全国大会および一般的に州および地域の大会は、ディビジョン B と C のみで開催される。ディビジョン A のチームには、より一般的な学校内大会とは別に、通常、学校間大会が別個に開催される。6 年生と 9 年生は、学年要件を満たし、競技に参加する学校に所属している 2 つのディビジョンのいずれかで競技するオプションがある点に注意すること。(6 年生はディビジョン A と B で競技でき、9 年生はディビジョン B と C で競技できる。) ただし、中学校は、9 年生以下の次の学校に進学したメンバーを最大 5 人までしか使用できない。学校が競技するディビジョンよりも低い学年の生徒もチームに参加できる。チームは、ディビジョン B では 9 年生 5 人まで、ディビジョン C では 12 年生 7 人までに制限されている。生徒は複数のチームに参加できない。たとえば、高校と中学校の両方のチームに 9 年生が参加することは許可されない。^[15]

ディビジョンBとCでは、チームは最大23のメインイベントで競うことができ、通常1日で行われます（テキサス州のトーナメントなど、いくつかのトーナメントでは、競技イベントを複数日にわたって開催します）。チームは15人以下で行われます。イベントは、生命・個人・社会科学、地球・宇宙科学、物理科学・化学、テクノロジー・エンジニアリング、探究・科学の性質の5つの主要カテゴリに分類されます。これらは、知識ベース（たとえば、地球科学、物理学、天文学、または生物学の筆記試験）、実践ベース（たとえば、化学実験室の実習、またはデバイステストと試験の両方を含むイベント）、またはエンジニアリングベース（参加者は競技当日に指定されたタスクを実行するために、競技前にデバイスを作成します）のいずれかです。^[16]

知識ベースのイベントでは通常、2 ～ 3 人の参加者がテストを受けたり、データを数学的に分析したりします。このようなイベントの例としては、解剖学と生理学、気象学、コードバスター、グリーン ジェネレーションなどがあります。

実践的なイベントは、通常、2 人の参加者が実験を実行したり、物理的なオブジェクトを操作したりして、特定の目標を達成するものです。例としては、実験設計や Write it Do it などがあります。

エンジニアリング ベースのイベントでは、2 人の参加者からなるチームが参加します。特定のイベントのパラメータに従ってデバイスを構築し、そのデバイスを他のデバイスと比較してテストします。例としては、ブリッジ、フライト、ジェット コースターなどがあります。

ほとんどのイベントでは 2 人のチーム メンバーが許可されますが、少数のイベントではそれ以上の人数が許可されます。1 人のメンバーがイベントに参加できない場合、イベントによってはもう 1 人が参加を続行できます。チームに空きメンバーがいる場合は、そのメンバーの元パートナーではなく、バックアップ チーム メンバーが同行することがあります。

イベントのリストと各ルールは毎年変更され、更新され、ダイナミズムを入力し、経験豊富なチームのアドバンテージを制限する。各タイプのイベントは頻繁にローテーションされ、各イベントは少なくとも2年間競技ローテーションに残ります。たとえば、ディビジョンCの車両イベントサイクルは、電気自動車、マウストラップ車両、重力車両、スクランブラーそれぞれが2年です。^[17]

各州は組織の運営方法に関してかなりの裁量権を持っており、ノースカロライナ州^{[18] [19]}やテキサス州などいくつかの州では、大会のスケジュールを変更して運営している。テキサス州の場合、チームは全国大会を州独自の大会に置き換えることを選ぶことができる。

トライアル/パイロット イベントは、地域および州のトーナメントで、翌年のイベントとして検討されている、その州に固有のイベントです。地域および州では、これらのイベントはチームのスコアにカウントされる場合があります。ただし、全国大会では、トライアル/パイロット イベントのまったく異なるセットがあり、参加者が公式チームに所属する必要がないため、「代替イベント」と呼ばれることもあります。これらはチームのスコアにカウントされませんが、リボンとメダルが授与されることがよくあります。^[20]

「トライアル イベント」と「パイロット イベント」(「探索イベント」とも呼ばれる) という用語は、その年の公式な全国大会ではないイベントに関連して、互換性がある場合があります。ただし、全国大会では、多くの場合、2 つの違いがあります。まず、2010 年には、トライアル イベントでは上位 3 名にのみメダルが授与され、パイロット イベントではまったく授与されないことが発表されました。また、トライアル イベントは、パイロット イベントよりも翌年の公式イベントになる可能性がはるかに高いことがよくあります。最近の全国大会のトライアル イベントのほぼすべてが、大会から数年以内に公式イベントになりましたが、パイロット イベントのほとんどには同じことが当てはまりません。

チームは参加者が通う学校が主催する。チームは最大15人の生徒と任意の数の補欠選手で構成できる。一部の州では、チームあたりの生徒数をさらに増やすことが認められている。全国大会の中学校レベルでは、1チームあたり9年生5人までしか参加できない。高校レベルでは、1チームあたり12年生7人までしか参加できない。ただし、州組織は時々この規則を修正する。^[21] ホームスクールのグループも、各チームが最大2つの隣接する郡に居住する生徒のみで構成されることを条件に、参加に必要な数のチームを編成できる。^[22]

チームは補欠選手を無制限に持つことができるが、大会に出場する選手は自分の競技の作業をすべて完了していなければならないと、ルールの中で暗黙的に述べられている。これは特に競技を組み立てる場合に当てはまる。チームが補欠選手を「組み立てる人」にし、正式なチームメンバーを「考える人」にすることは違法である。大会の審査員は、上記のシナリオが発生しないように、機械や装置についてどんな質問でもすることができる。しかし、選手、コーチ、チーム全体が誠実さを持ち、このルールに従うことが求められる。^[23]

コンテストの勝者は、各チームの総合得点によって決定されます。各学校は、そのイベントのルールに基づいてすべてのイベントで順位付けされます。イベントの種類ごとに、順位付けは異なります。知識イベントは正解数によって採点されます。最高得点のチームが 1 位、2 番目に高いチームが 2 位、というように順位付けされます。2 つのチームが同点の場合、通常、同点のチームにのみ適用されるタイブレーカーの質問があります。テスト以外のイベントは、新しいイベント、要件、および明確化を反映するために毎年リリースされる、サイエンス オリンピックのルール ブックに記載されている個々の要件に基づいて採点されます。知識/テスト ベースなどの一部のイベントでは、最高得点を使用してチームを順位付けします。ただし、最低得点を使用するイベントもあります。チームの総合得点は、すべてのイベントでの学校の順位を合計して計算されます (例: 1 位は 1 ポイント、2 位は 2 ポイントなど)。総合得点が最も低いチームが勝者と宣言されます。ただし、一部の州の大会では、順位ごとにより多くのポイント（例：1 位に 13 ポイント、2 位に 12 ポイントなど）を付与し、最も多くのポイントを獲得したチームを優勝チームとすることで、大会の採点を行っています。

同点（引き分け）を解消する方法はいくつかあります。

• 同点の場合は、メダル数に基づいて、1位のメダルを多く獲得したチームが勝ちとなります。両チームの1位のメダル数が同じ場合は、2位のメダルに移ります。これは、全国大会で採用されている方法です。
• 競技会の前に、イベント主催者は、タイブレーカーとして使用するいくつかのイベントを決定します。2 つのチームが総合スコアが同じだった場合、その 1 つのイベントで最高のスコアを獲得したチームがリードします。
• 同点決着の 3 番目の方法は、トライアル/パイロット イベントでのチームのスコアを使用することです。この方法を使用すると、トライアル イベントでの合計スコアが最も高いチームが競技に勝利します。
• 一部の競技では、イベントにタイブレーカーという質問が追加されることもあります。必要に応じて、これらの質問をタイブレーカーとして使用できますが、このタイプのタイブレーカーは通常、イベントのみに適用され、全体の順位には適用されません。

サイエンスオリンピックの競技は、地域、州、全国レベルで行われます。通常、上位数チームが地域レベルから州大会に進みますが、正確な数は、地域の数と競技するチームの数によって異なります。たとえば、オハイオ州では、各地域から州大会に出場するチームの数は、その地域に参加しているチームの数のみで決まります。^[24]一方、ニューヨーク州の割り当てシステムでは、地域大会の優勝チームが前年に優勝していたかどうかを判断しました（この方法はその後廃止されました）。ほとんどの州では、トップチームが州から全国大会に進みます。チーム数が多い州では、より多くの参加を代表して、全国大会で2番目のスポットが割り当てられます。現在、毎年120チームが全国レベルで競い合っています（ディビジョンBから60チーム、ディビジョンCから60チーム）。この数は、参加者の増加に対応するために長年にわたって変更されています。

多くの州では招待トーナメントも開催されている。これらの大会は予選トーナメントの「練習ラウンド」として機能し、個々の中学校、高校、大学が主催する。^[25]招待トーナメントは1月か2月に開催されることが最も多いが、^{[26] [27] [28] 10月}という早い時期や4月という遅い時期に開催されることもある。^[31]チームは、空き状況に応じて複数の州からの招待トーナメントに参加できる。招待トーナメントによっては、数イベントしか開催されないこともある。しかし、多くの招待トーナメントは、競争の激しさにおいて地域や州の大会に似ている。例えば、MITは毎年招待トーナメントを開催しており、12州以上から約70チームが参加し、その中には過去に全国大会に出場した20以上のチームも含まれる。^{[32] [33]}その他のトーナメント、特に中西部のトーナメントは、その質と競争の激しさでよく知られている。このようにして、チームは地域、州、または全国大会に出場する前に追加の練習を積むことができる。 2014年、イェール大学^[34]はサイエンスオリンピックの卒業生が運営するトーナメントを主催した最初の高等教育機関の一つとなり、その後数年間でさらにいくつかのトーナメントが開催されました。^{[32] [35] [36] [31] [37] [38] [39] [40]}

全米科学オリンピック大会は、毎年5月下旬に異なる大学で開催される。チームは州大会で競い合い、ディビジョンBとディビジョンCの上位1～2校が全国大会への出場権を獲得する。ディビジョン内の会員数に基づいて、一部の州には2番目のスロットが与えられる。各ディビジョンの招待チーム総数は60チームで、全国大会には120チームが参加する。^[41] 2012年、セントラルフロリダ大学では、日本のチームがグローバルアンバサダーチームとして招待された。彼らはいくつかのイベントに出場したが、州チームとスコアは集計されなかった。

コンテストは、通常ノーベル賞受賞者などの著名なスピーカーが参加する金曜日の夜の開会式で正式に始まります。開会式の後は、チームが会って挨拶する機会となる伝統的なスワップ ミートが開催されます。各チームは州の記念品を持ち寄り、他のチームと交換します。最も人気のあるアイテムは、帽子、ナンバー プレート、T シャツ、キー チェーンなどです。

土曜日にはいくつかの時間ブロックがあります。各ブロックには、各研究イベントの 60 分間のセクションと、競技者が 1 つのイベントから次のイベントへ移動するための 15 分間の休憩時間が含まれます。

その夜、正式な表彰式が行われます。式典は短いスピーチで始まり、続いて各イベントの上位 6 チームにメダルが授与されます。全イベントのポイントを合計して、ナショナル チーム総合優勝者が決定されます。トライアル イベントはこの集計に含まれません。各部門の上位 10 チームには、トロフィーと盾が授与されます。

全国大会の中には、各種目の上位チームに奨学金が授与されるところもあります。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校で開催された 2005 年と 2010 年の大会では、優勝した競技の優勝者には大学の授業料が 4 年間全額免除されました。2006 年の全米大会では、開催地のインディアナ大学が、ディビジョン C で優勝し、大学 1 年生として入学した学生に年間 7,000 ドルの奨学金を授与しました。ジョージ・ワシントン大学は、 2008 年の全米大会のディビジョン C 金メダリストに、入学が認められたジョージ・ワシントン大学への入学者に 20,000 ドルの奨学金を提供しました。2012 年には、セントラルフロリダ大学がディビジョン C で優勝したメダリストに大学に 30,000 ドルの奨学金を提供しました。特定のイベントでは、スポンサーや業界リーダーから追加の賞が提供されることもあります。たとえば、疾病管理予防センターは、疾病探偵部門（B 部門と C 部門）で 1 位になった 2 人の競技者とコーチに、ジョージア州アトランタにあるセンター施設の見学旅行を提供しました。

これは過去の全国チャンピオンと開催地のリストです。^{[2] [42]}

全国大会を2回開催した大学は、ミシガン州立大学、オハイオ州立大学、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校、インディアナ大学ブルーミントン校、セントラルフロリダ大学、ウィチタ州立大学、ライト州立大学の7校です。

部門Aは、一般的に小学生（6年生まで）を対象としています。学校で科学オリンピックプログラムを開始したい学校は、全米科学オリンピックのウェブサイトで提供されているリソースを利用できます。^[44]小学校部門の活動に参加するために、全国会費は必要ありません。^[45]適切なプログラムは、地元の学校やコミュニティの目的とリソースによって異なります。プログラムは、楽しい夜^[46]から大規模な競争トーナメントまで多岐にわたります。^[45]一部の小学校プログラムは全国プログラムと同じくらい長く存在しており、学校に役立つと思われる追加のリソースを開発しています。^[47]

多くの学習リソースは、サイエンス オリンピックのウィキペディアのメイン Web サイトであるサイエンス オリンピックで見つけることができます。この Web サイトには、競技会や準備すべき内容に関する詳細な情報が掲載されています。この Web サイトでは模擬試験も利用できます。2023 ～ 2024 年シーズンのルール マニュアルもここで入手できます。

• 科学オリンピック公式ホームページ
• サイエンスオリンピック学生センター
• 「サイエンス・オリンピック学生センターWiki」scioly.org . 2017年10月6日閲覧。
• マコーム科学オリンピック / 南東ミシガン地域 7 部門 B&C、マコーム郡およびセントクレア郡部門 A、ウェブサイト ホーム
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