丘成桐中学物理奖的论文选题与写作建议

2023年12月13日发(作者：网络营销推广的方法)

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丘成桐中学物理奖的论文选题与写作建议

（以下内容仅供参考）

爱因斯坦说“提出一个问题往往比解决问题更重要，因为解决问题也许仅是一个教学上或实验上的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。

由此可见，要想撰写一篇成功的物理论文或研究报告，能否提出新颖的、有意义的问题便显得尤为关键。

一、如何选好题

根据比赛规则，论文选题范围不限，但需要保证既有创新性，又在中学生能力范围内可以完成。

首先说论文选题的创新性。

选题应该满足这样几个要求：问题应该是别人没有研究过的，最好能够填补前人研究的空白。例如，有一种蜥蜴可以在水面上奔跑，而人类做不到。那么从中就可以提炼出不同的问题：（1）动物水上漂的临界质量、速度与截面积之间的关系研究；（2）水的表面张力、浮力与反作用力对动物水上漂影响程度的研究；（3）人类实现水上漂的障碍及解决方案的研究……

选题也可以针对传统问题中的错误。例如，以前人们认为太空中火焰会很快会熄灭，因为在失重环境中空气不会对流。但是一次事故使人们发现太空中火焰可以燃烧，且火焰呈球型。从这一背景中，可以提炼出不同的问题：（1）太空中火焰燃烧的机理研究；（2）太空火焰形状与微重力水平的相关性研究；（3）太空中水火相容的可行性研究。。。。。。

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选题也可以利用新的知识和方法解决以往不容易解决的问题。例如，地球自转、月球的运动对物体的运动会有微小的影响，这种微小的影响在以前不容易准确测量。根据这一背景，可以提出不同的问题：（1）利用GPS定位系统测量地球自转对运动物体的影响及分析；（2）利用激光测距及干涉原理研究月球运动对地壳应变的影响；（3）满月对重力加速度的影响及测量……

创新性可以根据关键词进行检索，可以尝试用不同的关键词进行检索，如果有接近的文献，需要明确自己的研究与之有区别。

其次，说一下论文选题的合适度。

选题的合适度就是说选题要在中学生的能力范围内，或者中学生经过努力可以达到的范围内。这些题目涉及的主要内容应该与中学的物理、数学相关，最好不需要太前沿的知识和理论（除非你已有这方面的基础）。

例如，利用自组织理论，可以部分解释太阳系的起源问题。从这一背景中，可以提炼出新的问题：（1）太阳系起源的自组织理论及其推论；（2）太阳系行星距离分布的新解释；（3）恒星的产生及其拥有行星系统的必要条件研究……这些研究很有意义，但是离中学生的知识比较远。

还有一些前沿的问题，如黑洞理论、弦理论等，都不太适合中学生进行研究。

下面是一些选题范例（仅供参考）：

（1）两本书相互交叉叠在一起，很难拉开。从这一现象，我们可以找出哪些问题来研究呢，比如：书本的摩擦与页数是线性关系还是非线性关系，为什么？重力在这里起了什么作用？把书本转动角度（重力的分量在变化）时，摩擦力有什么变化？

（2）纸船载人进行速度和载重比赛，如何设计纸船的形状，可以在速度和载重2

比赛中都获得好成绩？注意速度比赛和载重比赛对船的截面要求是相互冲突的。

（3）手机吊冰箱实验要求把手机的力放大十万倍，如何利用杠杆原理？需要考虑什么技术细节？如何解决其中的难点？

（4）如何用弹簧秤称出大象的重量？（实际中有很多方法，每种方法操作的难易程度不同，误差也有很大差别）如何估计误差？如何减少误差？

（5）通过研究不同机翼的升阻比，找出一种滞空时间最长的飞行器。

（6）设计一种仿生机械，可以爬越障碍物，研究其中的原理和技术难点。

（7）城市建设带来一个问题：交通拥堵。一个具体问题是：在考虑车流量和平均车速后，道路的宽度以多少合适？很明显，道路太窄，放行的时间就需要很长，导致另一方向的车辆等待时间很久；道路太宽，车辆通过路口的时间就要增加，而路口有车运行时另一方向的车辆就要等待。

（8）火箭飞离地球需要一定的速度，利用变质量原理，火箭采用多少级合适？具体考虑成本后，结果有什么变化？

（9）利用特斯拉线圈可以放电的原理，通过适当的设计，可以让舞蹈者放出几十米的电弧。这其中的关键参数如何设定？舞蹈者的防护如何考虑？

（10）利用日晷可以测量时间。如果太阳运行的黄道面正好在日晷面内，误差就比较小。如何设计一个自适应系统，让日晷面总处于黄道面内？

上述十个范例，是想告诉同学们在选题时应如何入手、如何提炼问题，而不是让同学们拿这几个范例作为自己的选题，即使你还没有好的选题。

二、如何写研究论文报告

论文的书写有一定的要求，通常格式如下：

1.论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖，要让人看了知道你要做什么研究。3

字数一般不超过20个字，居中，通常字号大些，黑体。

2.作者、指导者及单位。每一项占一行，居中。

3.摘要：文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数通常200~300字。丘成桐中学物理奖的中文论文还要求参赛者提供英文摘要。

4.关键词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇，便于信息系统汇集，以供读者检索。每篇论文一般选取3-5个词汇作为关键词，另起一行，排在“摘要”的下方。

5.论文正文：（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。（2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分一般要包括以下四个方面的内容：a.提出-论点；b.分析问题-论据和论证；c.解决问题-论证与步骤；d.结论。

6.一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。所列参考文献的要求是：（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

凡是论文中参考他人之处，都要列为参考文献。这是学术研究者的基本诚信。否则，一经发现，就将被淘汰。相信同学们都能做好。

参考文献见下面的例子。

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如果论文中有比较多的参数，还有必要在论文正文前列出参数表，按字母顺序，见下面的例子。

最后，建议写一段致谢，向提供帮助的人员表示谢意。致谢通常放在参考文献之前。

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本文主要是围绕同学们不易把握好的选题与论文格式两个方面来讲的，只涉及到写作研究论文时的部分要素。要强调的是，此文不是对同学们参加本次物理奖活动的研究和论文做全面指导。建议同学们在动手写自己的研究报告之前，读几篇权威科技期刊上的好论文，从中了解从选题到研究再到论文写法上通用的做法。当然，不可缺少的是要多听听指导老师或有研究经验者的建议。

对一篇好的研究报告，“新”是最重要的。

丘成桐中学物理奖专业指导组

2014年7月

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