千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势!

关注科研赛事的家长和同学,对丘成桐中学科学奖应该不陌生。作为全球唯一一个面向所有华人中学生的科研赛事,丘奖的参赛经历正在让更多华人学生敲开梦校大门。

随着丘奖的知名度不断扩大,参赛作品越发优秀,获奖的难度也逐年提高。在丘奖物理、数学赛道上,哪些细分方向、哪些研究方法更容易受到青睐?历年的获奖作品,对未来的参赛者又有怎样的参考价值?

为了让大家更了解丘奖,我们邀请了学术团队的资深老师们,联合带来丘奖六大学科解读!下面就一起来回顾物理&数学专场吧!
Dr.Wu / 翰林有方学术-教学教研主管
· 加州大学与华东理工大学重点联合培养博士;
· 发表SCI论文16余篇;
· 带领10+学生晋级ISEF决赛,并斩获哈佛、斯坦福、MIT等TOP美本的Offer。

分享大纲

  • 丘奖赛制、参赛途径介绍
  • 丘奖各学科的选题策略
  • 物理、数学获奖作品解析
  • 丘奖备赛建议

01丘成桐中学科学奖
丘成桐中学生科学奖是2008年由数学大师丘成桐先生发起设立的中学生科学创新类奖项,以“科研学术论文”和“专业学术答辩”为评价主体,以提交论文的形式参赛。

丘奖从十四年前单一的数学奖,发展到今天的数学奖、物理奖、化学奖、生物奖、计算机奖和经济金融建模奖,其在激发中学生科研兴趣、培养创新能力方面的作用巨大。
讲座回顾 | 千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势,“喂饭级”攻略助你驰骋赛场!与有着明确的考试范围、大纲的奥赛不同,丘奖没有考纲,只定下学科,让学生自己去思考研究问题和研究方法。
>>点击查看丘奖详情:《2022丘成桐中学科学奖报名即将开启!超过一半获奖者录取“哈耶普斯麻”,今年丘奖要如何参加?》

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02丘奖选题策略
丘奖获奖难度很高,这也让许多同学和家长产生一种错觉:研究越难就越有竞争力,但事实并非如此。丘奖选题并非越难越好,而是要适合中学生身份。我整理了三个选题思路,供大家参考:

1从个人生活、学习以及生活背景出发
这个思路适合绝大部分学生。

入围2019年丘奖总决赛的课题很有参考价值:双11购物节价格折扣如何影响线上商家销售表现。

2019年双十一是一次现象级营销,这个项目是一个经济学的实证分析,学生从网上收集了线上电商平台双11前后的销售额数据进行分析、得出结论,是高中生完全可以驾驭的难度,最终获得了丘奖总决赛入围的好成绩。

2从交叉学科出发
这个思路适合对跨学科研究感兴趣的学生。

我比较推荐用计算机与其他学科领域相结合,一是因为现在计算机技术发展迅速,它几乎可以跟任何学科相结合;二是提高研究效率,比如本来要进实验室开展的生物实验,可以用计算机技术进行线上模拟;三是增加数据量,这些数据会让你给评委留下深刻的印象,体现研究的学术性和严谨性。
讲座回顾 | 千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势,“喂饭级”攻略助你驰骋赛场!3从科学前沿出发
这个思路不太具有普适性,仅适合有深厚知识储备、自学能力优秀的学生。

这类课题的共同点是,学生需要通过学习大量的前置概念,难度甚至可能达到研究生级别,而且学生需要对这个领域具有极其强烈的兴趣和研究热情,这样才能坚持研究下去。

如果学生没有很强的自驱力和学习能力,贸然尝试这类选题,就可能面临做不出来、研究陷入僵局的困境,这可能成为引发学术诚信问题的诱因。

丘奖论文和SCI论文的区别,建议收藏
讲座回顾 | 千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势,“喂饭级”攻略助你驰骋赛场!03丘奖物理获奖概况&作品分析
1丘奖物理参赛课题
讲座回顾 | 千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势,“喂饭级”攻略助你驰骋赛场!讲座回顾 | 千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势,“喂饭级”攻略助你驰骋赛场!可以看出,获奖作品中有大量的动力学、流体力学、天体物理课题。其中动力学高中生会在学校里学到。

2历年获奖课题解析
2019年物理金奖解析:
对周期编织的雪糕棒链条崩离过程的动力学行为研究

该研究中,同学自己动手做了许多实验,使用了合适的观测手段,拍摄了很多清晰度很高的照片,然后再根据现象进行推导。

该研究的理论难度并不是很高,但是它在已有论文的基础上考虑了更多的方式和角度,并且用了生活中的设备去进行研究,非常讨巧。

2019年物理优胜奖解析:
A Liquid Bubble Falling in Another Fluid: A Two-Phase Flow Phenomenon
该论文从生活中的现象出发,通过家庭实验和理论模拟,物理与计算机结合进行研究。虽然不是完全创新,但是涉及到了流体力学,理论难度系数比较高。

04丘奖数学获奖概况&作品分析
1丘奖数学参赛课题
讲座回顾 | 千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势,“喂饭级”攻略助你驰骋赛场!讲座回顾 | 千字详解丘奖物理、数学!从选题偏好到评审趋势,“喂饭级”攻略助你驰骋赛场!从图中可以看出,丘奖数学几乎涵盖了所有领域。其中有大量的代数相关课题,这与高中课程和AMC会涉及到代数知识有关。

如果大家有数学学科的参赛意向,可以选择代数、数论等对于数学背景要求相对较低的领域,其难度作为丘奖研究课题是完全足够的。

2历年获奖课题解析
2018年数学金奖解析:
Solving Megaminx Puzzle with Group Theory
这篇论文的亮点在于使用了高级的数学工具——群论。群论对于高中生而言是很难理解的,所以在答辩过程中学生应着重解释自己对于群论的理解,体现出他的数学能力和潜力。

丘奖并不以创新性为唯一导向,只要能够聚焦于一个好的角度、体现高于高中生的学术水准即可。

2021年数学优胜奖解析:
三孩政策对我国未来人口的影响分析及对应措施研究
该论文属于应用数学,有很好的应用背景,紧扣时代热点。并且应用数学很好地体现了学生的社会责任感,这一点是纯数没有办法实现的。
论文首先将涉及到的参数选择和模型构建进行了解释,再去结合自己的预测体现准确性。

05丘奖备赛建议

  • 课题个性化,让学生根据自己的兴趣选择。
  • 注重时间管理,要留好足够的准备时间,拉长时间线。
  • 在项目选择上巧妙借势,但不要一味跟风。
  • 注重心态调整,关注孩子在项目准备过程中的心理健康,及时干预和调整。
  • 目光长远,顾全大局。研究要与申请策略相契合,从而为文书提供素材。

感谢吴老师干货满满的分享和解答!想要在丘奖中崭露头角,选择一个自己感兴趣的、适合中学生身份、且有一定难度的研究课题至关重要。丘奖将在4月开始报名,打算参赛的同学,现在要抓紧定题了!

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