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IB物理IA的基本写作框架

编辑:Sophy老师 2024-03-12 19:22

1 一个有趣的题目是你首先需要思考的。 有趣的题目不仅能体现出你研究它的热情和动机,同时引发读者的思考。包括你在写这份IA时运用到

1 一个有趣的题目是你首先需要思考的。

有趣的题目不仅能体现出你研究它的热情和动机,同时引发读者的思考。包括你在写这份IA时运用到的所有物理知识,并在本节中详细说明

 

2 设计实验又有什么需要注意的呢?

提出明确、清晰的实验问题最重要,物理是一门 非常强调数学逻辑关系的学科。纵观古今中外那些优秀的物理大佬,他们往往都具有非常强的数学功底

 

STEP 1选择一个大致的感兴趣的专题

在最近的物理课上有(短暂的)引起你兴趣的话题?你有什么跟物理相关的爱好吗?有看过任何引起我兴趣的节目吗?

 

STEP 2选择一个容易改变的物理量X(自变量)

要在物理 IA 中获得高分,切入点一定需要非常具体,不能太大。可以采用以下格式:

How does Variable X affect Variable Y ?变量 X 如何影响变量 Y?

我们将从变量 X 开始,变量 X 是自变量(independent variable)。在你感兴趣的话题钟,它需要是一个容易改变的变量。

例如你选择了足球,那么很容易去改变的量包括但不限于:

足球的气压

踢足球的角度

足球的半径

如果推广到别的专题,常见话题里的常见自变量有:

力学:半径,高度,质量,时间,角度

波:波长,频率,光强

电学:电压,电阻

热学:温度,体积,压强

要注意,这个物理量一定要是可以在某一尺度上可以测量的,相对来说比较连续的物理量,例如时间,温度,角度等等。

 

STEP 3选择一个容易测量的物理量Y(因变量)

变量 Y 是因变量(dependent variable),它会因为变量X的改变而随之变化。

同样,下边是一些容易测量的,比较适合用来当作因变量的物理量:

力学:射程,速度,加速度,时间

波:周期,振幅,波长

电学:电流,电阻,功率

别跟自己过不去,选择一些难测的物理量!之前有学生说,要测量【气体升温之后的内能】,后来假设了一堆条件,结果误差大到看不出趋势,最终不得不放弃了。

 

STEP 4写出研究问题

我们已经有了变量X和变量Y了。现在只要用一句话把这两个物理量排列组合,拼接在一起就可以了。对于我们足球的例子,就能排列组合出以下靠谱的研究问题:

足球的压力如何影响回弹高度?

足球的半径如何影响回弹高度?

踢球的角度对足球的横向范围有何影响?

足球的半径如何影响足球的最大飞行速度?

只要专注在一个自变量和一个因变量上就好。另外,在实验前要确保大致能判断出最后的实验结论,最好是能够在数学层面证明出这个自变量和因变量到底有什么关联,正比、反比、平方或者指数关系都不要紧,这部分会在最后的Exploration探索的部分体现价值。

 

说到这里,四个步骤已经全部呈现给大家了,总结一下就是:

1. 找到自己感兴趣的专题

2. 找一个易于改变的物理量作为自变量

3. 找一个易于测量的物理量作为因变量

4. 写出最终的研究话题

 

 

3 进行实验,获取数据

记录试验过程中出现的问题及思考过程,让你的实验独一无二!

如果你在设计实验的过程中下了足够的功夫,实际操作就会很顺利。但也难免出现实验无法进行下去的情况,

这时一定要冷静,马上针对遇到的问题对实验进行改进,寻求其它解决途径,并记录你的思考过程,为evaluation and improvement部分的撰写收集素材。P.S.实验过程中的关键步骤可以附以照片辅助说明。

 

4 数据处理

重点考察实践技巧的应用能力

这部分考验的是同学们对于practical skills的掌握程度,

具体可以参考教材errors and uncertainties部分的内容,其中包括如何找到linear relationship,uncertainties的计算,error bars、best fit line和worst fit lines的绘制, 以及percentage difference的计算等。

 

5 综合评价

体现自圆其说的能力,重点是自己对实验过程的理解

Evaluation主要有以下几个方面:

描述实验中遇到了哪些问题,以及解决过程;

分析图像的gradient、intercept和拐点的意义;

分析uncertainty的大小是否在可接受范围;

分析整体趋势是否Match Hypothesis;

末尾可以以表格的形式呈现主要uncertainties的来源,它们如何影响了实验结果,以及如何进行改进。

 

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