ISEF數學物理學科詳解！如何在不同賽道最大化利用基礎學科優勢？

說到數學和物理這兩(liang) 條硬核賽道，不少打算衝(chong) 擊ISEF的學生都會(hui) 產(chan) 生疑問：在ISEF的21個(ge) 學科中，除了數學MATH和物理PHYS，還有哪些賽道適合擅長這兩(liang) 門學科的學生參加？

上周我們(men) 邀請了機構理科工程學術主管S老師為(wei) 大家帶來了ISEF數學物理專(zhuan) 場講座，期間S老師“慷慨解囊”，分享了自己與(yu) 學生們(men) 一起努力拿下ISEF大獎的細節和“血淚”，下麵就一起來回顧一下這場精彩的講座吧！

01、最全科普！ISEF是什麽(me) ？

國際科學工程大賽由美國Society for Science在1950年首次舉(ju) 辦，被譽為(wei) 青少年科創“世界杯”，從(cong) 首屆創辦以來，ISEF為(wei) 全球知名大學、名企輸送了大量頂尖科技人才。

ISEF麵向全球9~12年級的中學生，涵蓋了幾乎所有學科，每年會(hui) 有1,800餘(yu) 位學生在地區附屬賽事中脫穎而出，獲得通往ISEF總決(jue) 賽的門票，爭(zheng) 奪高額賽事獎金和科研榮譽獎項。

物理和數學在ISEF中的地位非常特殊，乍一看21個(ge) 學科的分類中隻有PHYS物理與(yu) 天文學和MATH數學兩(liang) 門基礎學科相關(guan) ，但其實在其他賽道中這兩(liang) 門學科也扮演了非常重要的角色。

不少學生衝(chong) 擊ISEF前都存在畏難心理，S老師也給出了自己的看法：不要太擔心自己的研究成果不達預期會(hui) 不會(hui) 影響評審結果。ISEF並不會(hui) 要求中學生去解決(jue) 問題，對於(yu) 問題的思考和創意才是最吸引評審的。

接下來，就讓我們(men) 一起來看看那些拿下大獎的作品們(men) 都有什麽(me) 吸引人的地方吧！

02、數學物理在ISEF中的運用

錢學森先生曾經說過：物理，是研究物質運動基本規律的學問。在今年PHYS的獲獎作品裏，大部分項目都與(yu) 天文學、宇宙學、力學相關(guan) ，也有量子力學這種非常前沿的學科。

首先我們(men) 先看看拿下今年PHYS一等獎的作品👇

機構評析👇

這個(ge) 課題屬於(yu) 天體(ti) 物理的範疇，研究對象為(wei) 超短周期的行星，開發了一種全新算法用來鎖定現今的127個(ge) USP行星。

學生巧妙結合了AI和天體(ti) 物理學，對於(yu) 物理算法的理解非常到位，並且邏輯嚴(yan) 密地證明了自己算法的可行性，項目非常完整。

天體(ti) 物理的課題通常給人種離生活很遙遠的感覺，但其實這類課題的研究可以說是“0門檻”，並不需要學生自主進行天體(ti) 觀測，通常都是使用各大天文台的公開數據進行研究。

接下來讓我們(men) 一起看看和生活息息相關(guan) 的力學：

機構評析👇

該項目研究的問題並不難理解，甚至大家可能都疑惑過：琴弦震動，為(wei) 什麽(me) 會(hui) 發出對應頻率的聲音？這幾根琴弦，又是如何演奏出這麽(me) 多不同的音符？

學生圍繞問題建立了數學模型，從(cong) 而佐證自己的猜想。這一類生活化的項目是評審非常喜歡的項目思路：將興(xing) 趣和科研結合，也是機構一直倡導的"小興(xing) 趣大科研"。

機構評析👇

這個(ge) 研究也非常的生活化，相信大家在生活中都見過一些套圈遊戲，這個(ge) 項目就是基於(yu) 套圈如何在杆上下落的物理現象展開的研究。

在這個(ge) 項目中，學生不僅(jin) 以數學作為(wei) 工具進行了大量運算，還通過計算機知識構建了相關(guan) 模型，由此可見一個(ge) 有競爭(zheng) 力的物理項目除了要求學生有較好的物理學科基礎，對學生的數學和計算機能力也有一定要求。

機械工程涉及非常多的學科，在近年的參賽作品中跨學科的趨勢越來越明顯，像是我們(men) 通常認為(wei) 更偏向生物、化學的環境工程賽道裏，也出現了機械工程的身影。

首先是EBED嵌入係統的獲獎作品：

機構評析👇

這個(ge) 項目使用的技術其實已經並不"新鮮"，是使用相機去進行標點，比較特殊的是學生在項目中標點的數量達到了四個(ge) ，項目整體(ti) 比較複雜，工程量大。

這其實已經是種開源技術，在之前的項目中也有出現過。由此其實看出：前沿性並不是ISEF考察的重點，如何創新、學生對於(yu) 科學的獨到理解 更加關(guan) 鍵。

接著讓我們(men) 來看看ROBO機器人和智能機器賽道：

機構評析👇

這個(ge) 賽道對學生的編程能力要求較高，機械工程早已不像大家刻板印象裏隻研究杠杆、力學，智能化在機械工程裏越來越關(guan) 鍵。

這個(ge) 項目運用了仿生學，模擬章魚的前進方式製作了機器人，是典型的ROBO項目。

03、ISEF獲獎規律總結

機構通過整理超過9000份ISEF Finalist摘要，與(yu) 超過50位ISEF、丘獎評委導師進行學術探討，總結了ISEF獲獎作品的一些規律：

• 生活化的問題
• 方法的結合與創新
• 社會應用價值

這三個(ge) 指標，其實也是近年來ISEF對於(yu) 學生項目的要求。高中生的科研從(cong) 來都不是從(cong) 0到1的創新，而是希望學生能夠從(cong) 生活出發，通過已有的科研結果，做出一個(ge) “新”的東(dong) 西，並且能夠有很強的應用價(jia) 值。

如果你想嚐試這兩(liang) 條賽道，卻不知道該從(cong) 何下手，不妨來看看S老師的選題建議👇

1. 從學科角度出發，如果恰好對物理有興趣，我們可以打開思路，用物理做一些你或許不曾想過的事。
2. 從關注過的問題出發，或許利用物理能在一定程度上解決。
3. 從科學前沿角度出發，開展物理中的新技術或新理論的研究。

感謝S老師的精彩分享！基於(yu) 學生的興(xing) 趣，引導他們(men) 走上學術研究之路，開啟人生的另一種可能，這是機構一直以來的初心。

近期ISEF正在全球範圍內(nei) 陸續啟動中，無論你是美高還是在國內(nei) 想衝(chong) 擊2024 ISEF，現在都是最好的準備時間。如果你還不清楚自己該怎麽(me) 參賽，快來看看機構整理的各地晉級路徑：

ISEF預選賽（部分）

中國國家隊預選👇

國內(nei) 外籍人士子女專(zhuan) 屬【川賽】👇

新加坡預選賽SSEF👇

加拿大 Team Canada