IB物理EE論文應該怎麽寫？如何選擇研究問題？

雖然很多IB學生會(hui) 在DP1下半學期再進行EE開題。但是也有一些小夥(huo) 伴在今年年底前就要提交選擇的EE主題和研究問題。

圖/IB論壇

IB 拓展論文（EE）是IBDP核心課程之一，EE要求IB學生寫(xie) 一篇4000字的論文。EE+TOK的總分值為(wei) 3分，而且在大學申請時，如果EE論文內(nei) 容與(yu) 申請者所申請的大學專(zhuan) 業(ye) 相關(guan) ，那麽(me) 可以獲得更多申請優(you) 勢！

因此寫(xie) 好EE 至關(guan) 重要！

如果選擇寫(xie) IB物理EE，那麽(me) 該如何選擇主題？選擇哪些Research questions（研究問題）比較合適？

先看看IBO官方關(guan) 於(yu) 物理EE主題選擇、調查問題等方麵的規定和指南。

IBO：EE Topic、調查問題需滿足這些要求！

一篇IB物理擴展論文(EE)應該通過集中的、基於(yu) 證據的論證來回答一個(ge) 物理研究問題。   證據可以來自學生的個(ge) 人實驗或基於(yu) 書(shu) 籍和網絡資料的研究。無論采用哪種研究方法，學生都必須運用物理學原理。

EE文章不能簡單地告訴讀者物理學的基本原理，而需要涉及個(ge) 人參與(yu) 和原創思維等元素。

● 假設文章的讀者

物理EE應該是為(wei) 國際IB學生讀者寫(xie) 的，以進一步熟悉IB物理課程。因此，這篇文章可以引用課程中的物理知識，而不需要證明或解釋，例如牛頓定律。然而，在必要時，EE中涉及到的IB物理課程以外的材料應該予以充分解釋和標注。學生應該予以重新解釋這些資料的詳細內(nei) 容（這適用於(yu) 研究問題），從(cong) 而說服讀者。學生還應該解釋在文章中提到的任何與(yu) 物理有關(guan) 的特定文化問題，如板球或棒球。

● Topic選擇

Topic應該對學生具有挑戰性，而不過於(yu) 專(zhuan) 門化。學生應該使用在物理課程中獲得的知識來回答一個(ge) 超出課程內(nei) 容的研究問題。這個(ge) 問題在本質上絕不是微不足道的。

● 不合適的Topic

鼓勵學生寫(xie) 那些需要理論支持而超出學生掌握能力的Topic。學生應該避免討論EE範圍之外的寬泛或複雜的話題，如對量子計算機或黑洞的研究。

● 研究問題（Research question）

在決(jue) 定了調查研究領域之後，學生應該定義(yi) 一個(ge) 狹窄和有針對性的問題。在這個(ge) 階段，想象可能的結果和結論是很重要的。這樣做將有助於(yu) 定義(yi) 問題和選擇方法的過程。主題和研究問題的選擇是學生調查的關(guan) 鍵步驟。可尋求導師的指導，確保選擇是適當的、相關(guan) 的、現實的和可研究的。

● Topic舉(ju) 例

以下Topic舉(ju) 例僅(jin) 供參考。學生必須確保其選擇的主題是集中的(左欄)，而不是寬泛的(右欄)。

圖/IBO

● 處理Topic

物理學論文通常有一個(ge) 標題，概括研究的本質。這個(ge) 標題需基於(yu) 學生確定的主題領域。研究問題需進一步細化和定義(yi) 主題。研究問題必須以疑問句的形式表達，而不是陳述句。研究問題必須表達清楚、準確，並出現在文章的引言和標題頁。例如，一個(ge) 學生可能已經注意到旋轉一個(ge) 生雞蛋是多麽(me) 困難。

在與(yu) 導師討論後，學生決(jue) 定將不同粘度的液體(ti) 裝滿一個(ge) 罐頭，並在斜麵上滾動。那麽(me) 論文的標題可能是“The effect of the viscosity of a body on its angular acceleration.”然而，研究問題應該更加具體(ti) ，所以研究問題應該是 “What is the relationship between the angular acceleration of a cylindrical can rolling down an inclined plane and the viscosity of its contents?”

物理EE選題，需要注意哪些問題？

擴展論文需明確強調物理這個(ge) 科目，並且與(yu) 其他學科沒有更密切的關(guan) 係。一篇物理擴展論文需以物理理論為(wei) 基礎，並強調主題的本質。跨學科領域（如材料科學）的擴展論文如果被注冊(ce) 為(wei) 物理擴展論文，將根據其物理內(nei) 容而非化學內(nei) 容進行評估。

EE文章的主要目的不是讓讀者了解某個(ge) 物理學的特定主題，不應該是對物理學最新發現的總結。學生必須親(qin) 自參與(yu) 主題事項。且這個(ge) 主題需要具有挑戰性。由於(yu) 安全問題，某些主題可能不適合作為(wei) 調查問題。例如，除非有足夠的安全設備和合格的監督，否則應避免涉及危險或致癌物質、放射性物質、激光、微波、紫外線、噪音或重型設備的實驗。在課堂上進行的典型實驗本身並不適合作為(wei) 擴展論文的內(nei) 容基礎，但可以成為(wei) 優(you) 秀主題的來源。

學生應該選擇一個(ge) 重點突出、定義(yi) 明確和現實可行的主題，以便進行更為(wei) 深入研究和處理。廣泛或複雜的調查主題，例如對黑洞、引力、時間機器、希格斯粒子或宇宙命運的調查研究，不允許學生討論相互矛盾的想法和理論，也不允許學生在字數限製內(nei) 進行深入的個(ge) 人分析。

此外，根據定義(yi) ，某些主題不適合物理學的擴展論文。在整個(ge) 寫(xie) 作過程中，IB學生需牢記，IB物理學是一門具有特定方法和技術的實驗科學。學生還應注意避免超出常規科學界限的研究課題，例如與(yu) 形而上學或偽(wei) 科學更相關(guan) 的領域。這可能包括金字塔的未知力量、物理學和上帝的存在，以及超感官知覺等。

以下物理擴展論文標題示例僅(jin) 供參考。應該參考第一個(ge) 標題，而不是廣泛的主題（第二個(ge) 標題）。

☛ “Orbital determination of a minor planet” 優(you) 於(yu)  “Gravitation”.

☛ “The variation in resistance of a wire subjected to different strains” 優(you) 於(yu) “Measuring the resistivity of different materials”.

☛ “The use of interference fringes to measure small displacements” 優(you) 於(yu) “Making interference patterns”.

☛ “The range variation of water flowing out of a hole in a container” 優(you) 於(yu) “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” 優(you) 於(yu) “Eddy currents”.

此外，如果學生以研究問題的形式進一步定義(yi) 所選的研究主題，然後陳述意圖，表明在回答問題時將使用哪個(ge) 廣泛過程以得出結論，這可能會(hui) 有助於(yu) EE寫(xie) 作。

通過這種方式，可以進一步闡明所選主題的方法。舉(ju) 幾個(ge) 例子：

● Title: Black hole at the centre of the Milky WayResearch 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 resonatorResearch 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 fieldResearch 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.

建議大家：謹慎選擇IB EE主題。大家要從(cong) 自身實際選擇EE 科目和主題，不要好高騖遠，影響IB最終成績。

雖然物理EE挑戰比較大，含金量比較高（尤其是對於(yu) 大學想要申請工程、物理等學科的學生而言），但根據IBO公布的成績數據來看，寫(xie) 物理EE的學生並不是很多，拿到物理EE 高等級也並非易事。以下為(wei) 是2022年5月IB考試數據：

● EE等級和各等級占比分布

圖/IBO

● EE選題學生最多的科目TOP10

圖/IBO

IB物理屬於(yu) 第四科學科目組的課程，整個(ge) 第四科目組的EE A等級比例並不高。而且IB物理雖然入榜最受IB歡迎的EE主題，但是排名靠後，A等級比例也並不是很高。 加之IB物理課程本身對於(yu) 學習(xi) 者的邏輯思維能力的要求就很高。

所以如果大家覺得自己IB物理基礎紮實，對於(yu) 物理有很高的興(xing) 趣，那麽(me) 可以嚐試挑戰下寫(xie) IB物理EE，但如果覺得物理學習(xi) 比較吃力，那麽(me) 謹慎選擇。