IB物理EE如何选择研究问题？

IB拓展论文（EE）是IBDP核心课程之一，要求学生选择一个主题研究并写一篇4000字的论文。如果选择写IB物理EE，那么该如何选择主题？选择哪些Research questions（研究问题）比较合适呢？下面考而思惟世为大家介绍一下。

一篇IB物理扩展论文(EE)应该通过集中的、基于证据的论证来回答一个物理研究问题。证据可以来自学生的个人实验或基于书籍和网络资料的研究。无论采用哪种研究方法，学生都必须运用物理学原理。EE文章不能简单地告诉读者物理学的基本原理，而需要涉及个人参与和原创思维等元素。

● 假设文章的读者

物理EE应该是为国际IB学生读者写的，以进一步熟悉IB物理课程。因此，这篇文章可以引用课程中的物理知识，而不需要证明或解释，例如牛顿定律。

然而，在必要时，EE中涉及到的IB物理课程以外的材料应该予以充分解释和标注。学生应该予以重新解释这些资料的详细内容（这适用于研究问题），从而说服读者。

学生还应该解释在文章中提到的任何与物理有关的特定文化问题，如板球或棒球。

● Topic选择

Topic应该对学生具有挑战性，而不过于专门化。学生应该使用在物理课程中获得的知识来回答一个超出课程内容的研究问题。这个问题在本质上绝不是微不足道的。

● 不合适的Topic

鼓励学生写那些需要理论支持而超出学生掌握能力的Topic。学生应该避免讨论EE范围之外的宽泛或复杂的话题，如对量子计算机或黑洞的研究。

● 研究问题（Research question）

在决定了调查研究领域之后，学生应该定义一个狭窄和有针对性的问题。在这个阶段，想象可能的结果和结论是很重要的。这样做将有助于定义问题和选择方法的过程。

主题和研究问题的选择是学生调查的关键步骤。可寻求导师的指导，确保选择是适当的、相关的、现实的和可研究的。

● Topic举例

以下Topic举例仅供参考。学生必须确保其选择的主题是集中的(左栏)，而不是宽泛的(右栏)。

● 处理Topic

物理学论文通常有一个标题，概括研究的本质。这个标题需基于学生确定的主题领域。

研究问题需进一步细化和定义主题。研究问题必须以疑问句的形式表达，而不是陈述句。研究问题必须表达清楚、准确，并出现在文章的引言和标题页。

例如，一个学生可能已经注意到旋转一个生鸡蛋是多么困难。在与导师讨论后，学生决定将不同粘度的液体装满一个罐头，并在斜面上滚动。那么论文的标题可能是“The effect of the viscosity of a body on its angular acceleration.”

然而，研究问题应该更加具体，所以研究问题应该是“What is the relationship between the angular acceleration of a cylindrical can rolling down an inclined plane and the viscosity of its contents?”

以下物理扩展论文标题示例仅供参考。应该参考第一个标题，而不是广泛的主题（第二个标题）。

“Orbital determination of a minor planet” 优于“Gravitation”.

“The variation in resistance of a wire subjected to different strains” 优于 “Measuring the resistivity of different materials”.

“The use of interference fringes to measure small displacements” 优于 “Making interference patterns”.

“The range variation of water flowing out of a hole in a container” 优于 “An application of Bernoulli’s principle”.

“The impact of the resistivity of the metal of a pipe and the pipe’s wall thickness on the terminal velocity of a cylindrical magnet falling down the metallic pipe” 优于 “Eddy currents”.

此外，如果学生以研究问题的形式进一步定义所选的研究主题，然后陈述意图，表明在回答问题时将使用哪个广泛过程以得出结论，这可能会有助于EE写作。通过这种方式，可以进一步阐明所选主题的方法。举几个例子：

●Title:Black hole at the centre of the Milky Way

Research question: Is it possible to determine the presence of a black hole at the centre of the Milky Way?

Approach: A data-based approach is taken. From the astronomical observations of a star following a Keplerian orbit around a compact radio source, the mass of a supermassive black hole is determined. The level of uncertainty is appreciated.

●Title:The wine bottle as a Helmholtz resonator

Research question: Do wine bottles of different shapes behave as Helmholtz resonators?

Approach: An experimental approach is taken. The theoretical model is reviewed with specific emphasis on the physical and geometrical parameters determining the resonant frequency. By blowing across the opening of the bottle, a resonant frequency is produced, picked up and measured. The accuracy of the model is determined.

●Title:The deflection of starlight by the Sun’s gravitational field

Research question: What will be the angular deflection of starlight by the Sun if Newton’s Universal Law of Gravitation is applied?

Approach: A theoretical (numerical) approach is taken. Assuming a corpuscular model of light, the motion of these corpuscles moving at the speed of light in a gravitational field is followed by iteration. The results are compared to the one derived from general relativity.