丘成桐中學物理獎的論文選題與寫作建議

2023年12月13日發(作者：網絡營銷推廣的方法)

-

丘成桐中學物理獎的論文選題與寫作建議

（以下內容僅供參考）

愛因斯坦說“提出一個問題往往比解決問題更重要，因為解決問題也許僅是一個教學上或實驗上的技能而已。而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，都需要有創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步”。

由此可見，要想撰寫一篇成功的物理論文或研究報告，能否提出新穎的、有意義的問題便顯得尤為關鍵。

一、如何選好題

根據比賽規則，論文選題范圍不限，但需要保證既有創新性，又在中學生能力范圍內可以完成。

首先說論文選題的創新性。

選題應該滿足這樣幾個要求：問題應該是別人沒有研究過的，最好能夠填補前人研究的空白。例如，有一種蜥蜴可以在水面上奔跑，而人類做不到。那么從中就可以提煉出不同的問題：（1）動物水上漂的臨界質量、速度與截面積之間的關系研究；（2）水的表面張力、浮力與反作用力對動物水上漂影響程度的研究；（3）人類實現水上漂的障礙及解決方案的研究……

選題也可以針對傳統問題中的錯誤。例如，以前人們認為太空中火焰會很快會熄滅，因為在失重環境中空氣不會對流。但是一次事故使人們發現太空中火焰可以燃燒，且火焰呈球型。從這一背景中，可以提煉出不同的問題：（1）太空中火焰燃燒的機理研究；（2）太空火焰形狀與微重力水平的相關性研究；（3）太空中水火相容的可行性研究。。。。。。

1

選題也可以利用新的知識和方法解決以往不容易解決的問題。例如，地球自轉、月球的運動對物體的運動會有微小的影響，這種微小的影響在以前不容易準確測量。根據這一背景，可以提出不同的問題：（1）利用GPS定位系統測量地球自轉對運動物體的影響及分析；（2）利用激光測距及干涉原理研究月球運動對地殼應變的影響；（3）滿月對重力加速度的影響及測量……

創新性可以根據關鍵詞進行檢索，可以嘗試用不同的關鍵詞進行檢索，如果有接近的文獻，需要明確自己的研究與之有區別。

其次，說一下論文選題的合適度。

選題的合適度就是說選題要在中學生的能力范圍內，或者中學生經過努力可以達到的范圍內。這些題目涉及的主要內容應該與中學的物理、數學相關，最好不需要太前沿的知識和理論（除非你已有這方面的基礎）。

例如，利用自組織理論，可以部分解釋太陽系的起源問題。從這一背景中，可以提煉出新的問題：（1）太陽系起源的自組織理論及其推論；（2）太陽系行星距離分布的新解釋；（3）恒星的產生及其擁有行星系統的必要條件研究……這些研究很有意義，但是離中學生的知識比較遠。

還有一些前沿的問題，如黑洞理論、弦理論等，都不太適合中學生進行研究。

下面是一些選題范例（僅供參考）：

（1）兩本書相互交叉疊在一起，很難拉開。從這一現象，我們可以找出哪些問題來研究呢，比如：書本的摩擦與頁數是線性關系還是非線性關系，為什么？重力在這里起了什么作用？把書本轉動角度（重力的分量在變化）時，摩擦力有什么變化？

（2）紙船載人進行速度和載重比賽，如何設計紙船的形狀，可以在速度和載重2

比賽中都獲得好成績？注意速度比賽和載重比賽對船的截面要求是相互沖突的。

（3）手機吊冰箱實驗要求把手機的力放大十萬倍，如何利用杠桿原理？需要考慮什么技術細節？如何解決其中的難點？

（4）如何用彈簧秤稱出大象的重量？（實際中有很多方法，每種方法操作的難易程度不同，誤差也有很大差別）如何估計誤差？如何減少誤差？

（5）通過研究不同機翼的升阻比，找出一種滯空時間最長的飛行器。

（6）設計一種仿生機械，可以爬越障礙物，研究其中的原理和技術難點。

（7）城市建設帶來一個問題：交通擁堵。一個具體問題是：在考慮車流量和平均車速后，道路的寬度以多少合適？很明顯，道路太窄，放行的時間就需要很長，導致另一方向的車輛等待時間很久；道路太寬，車輛通過路口的時間就要增加，而路口有車運行時另一方向的車輛就要等待。

（8）火箭飛離地球需要一定的速度，利用變質量原理，火箭采用多少級合適？具體考慮成本后，結果有什么變化？

（9）利用特斯拉線圈可以放電的原理，通過適當的設計，可以讓舞蹈者放出幾十米的電弧。這其中的關鍵參數如何設定？舞蹈者的防護如何考慮？

（10）利用日晷可以測量時間。如果太陽運行的黃道面正好在日晷面內，誤差就比較小。如何設計一個自適應系統，讓日晷面總處于黃道面內？

上述十個范例，是想告訴同學們在選題時應如何入手、如何提煉問題，而不是讓同學們拿這幾個范例作為自己的選題，即使你還沒有好的選題。

二、如何寫研究論文報告

論文的書寫有一定的要求，通常格式如下：

1.論文題目：要求準確、簡練、醒目、新穎，要讓人看了知道你要做什么研究。3

字數一般不超過20個字，居中，通常字號大些，黑體。

2.作者、指導者及單位。每一項占一行，居中。

3.摘要：文章主要內容的摘錄，要求短、精、完整。字數通常200~300字。丘成桐中學物理獎的中文論文還要求參賽者提供英文摘要。

4.關鍵詞：關鍵詞是從論文的題名、提要和正文中選取出來的，是對表述論文的中心內容有實質意義的詞匯，便于信息系統匯集，以供讀者檢索。每篇論文一般選取3-5個詞匯作為關鍵詞，另起一行，排在“摘要”的下方。

5.論文正文：（1）引言：引言又稱前言、序言和導言，用在論文的開頭。引言一般要概括地寫出作者意圖，說明選題的目的和意義, 并指出論文寫作的范圍。引言要短小精悍、緊扣主題。（2）論文正文：正文是論文的主體，正文應包括論點、論據、論證過程和結論。主體部分一般要包括以下四個方面的內容：a.提出-論點；b.分析問題-論據和論證；c.解決問題-論證與步驟；d.結論。

6.一篇論文的參考文獻是將論文在和寫作中可參考或引證的主要文獻資料，列于論文的末尾。參考文獻標注方式按《GB7714-87文后參考文獻著錄規則》進行。所列參考文獻的要求是：（1）所列參考文獻應是正式出版物，以便讀者考證。（2）所列舉的參考文獻要標明序號、著作或文章的標題、作者、出版物信息。

凡是論文中參考他人之處，都要列為參考文獻。這是學術研究者的基本誠信。否則，一經發現，就將被淘汰。相信同學們都能做好。

參考文獻見下面的例子。

4

如果論文中有比較多的參數，還有必要在論文正文前列出參數表，按字母順序，見下面的例子。

最后，建議寫一段致謝，向提供幫助的人員表示謝意。致謝通常放在參考文獻之前。

5

本文主要是圍繞同學們不易把握好的選題與論文格式兩個方面來講的，只涉及到寫作研究論文時的部分要素。要強調的是，此文不是對同學們參加本次物理獎活動的研究和論文做全面指導。建議同學們在動手寫自己的研究報告之前，讀幾篇權威科技期刊上的好論文，從中了解從選題到研究再到論文寫法上通用的做法。當然，不可缺少的是要多聽聽指導老師或有研究經驗者的建議。

對一篇好的研究報告，“新”是最重要的。

丘成桐中學物理獎專業指導組

2014年7月

6

-