معرفی و شروع

کلاس IYPT چیست؟

کلاس IYPT به بهانه مسابقه‌ای که با همین نام به صورت بین‌المللی برگزار می‌شود، تشکیل می‌گردد. اما هدف آن فراتر از مسابقه است. در واقع سوالات IYPT قبل از آنکه به چشم سوال نگریسته شوند، مسئله‌های پژوهشی در حوزه‌های مختلف فیزیک هستند و هدف ما، پیاده سازی روند پژوهش علمی است. 

در کلاس IYPT بایستی مانند محققان دانشگاهی، فرآیند حل مسئله را جلو برده و برای یافتن پاسخ بکوشیم. 

مسابقه IYPT 

مسابقه IYPT هر ساله بین کشورهای مختلف به صورت گروهی برگزار می‌شود. دانش‌آموزان حدود شش ماه روی سوالات مسابقه کار می‌کنند و سپس در مسابقه ملی شرکت کرده و در نهایت یک تیم از بهترین افراد، انتخاب شده و برای مسابقات بین المللی آماده می‌شوند. مسابقات بین المللی هر سال در یکی از کشورهای جهان برگزار می‌شود. در مورد قوانین برگزاری مسابقه در نوشته های دیگر به صورت مفصل توضیح داده ایم. همچنین برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به وبسایت IYPT.org مراجعه نمایید. 

در IYPT دنبال چه چیزی هستیم؟ 

هدف از IYPT آموزشِ پژوهش به دانش‌آموزانی است که علاقه‌مندی ویژه‌ای به علم دارند. پس قبل از هر چیز باید ذهنیت خود را از کارِ آموزشیِ صرف، که مخصوص کلاس‌های عادی مدرسه است، خارج کنیم. در کارِ تحقیقاتی، محقق خود برای حل مسئله اقدام می‌کند. قرار است ما یک محقق باشیم و نباید انتظار داشته باشیم مربی عنوان تکالیف را به ما بگوید بلکه سعی می‌کنیم از ابتدا روی پای خودمان بایستیم. یعنی: 

• مسئله را خودمان انتخاب کنیم، 
• آن را درست بفهمیم و تحلیل کنیم، 
• در مورد مسئله و تمامی متغیرهای وابسته و میزان اهمیت آن‌ها گمانه زنی کنیم، 
• در مورد مسئله تحقیق کرده و مقالات و کتاب های مربوطه را پیدا کرده و بخوانیم، 
• چیدمان آزمایش را طراحی و اجرا کنیم، 
• سعی کنیم آن را به صورت علمی توضیح دهیم (نظریه دهیم) 
• و مهم‌تر از همه اینکه در نهایت بتوانیم جمع بندی کنیم و بفهمیم چه کار کرده و چه نتیجه‌ای گرفته‌ایم. 

در همه این مراحل مربی نه به عنوان پیشرو در حل مسئله، بلکه صرفاً به عنوان یک مشاور ما را همراهی می‌کند. 

چگونه و از کجا شروع کنیم؟ 

اگر نمی‌توانیم از بین چند مسئله، مسئله خودمان را انتخاب کنیم بهتر است ابتدا روی هر کدام تحقیق کوچکی بکنیم و ببینیم آیا مسئله بیشتر جنبه نظری دارد یا تجربی است؟ سپس با توجه به علاقه، یکی را انتخاب کنیم. در این مورد لازم نیست سخت‌گیر باشیم، مسائل مختلف IYPT  تقریبا در یک سطح هستند و البته همگی جذاب و جالب‌اند. 

پس از آن که یک مسئله را انتخاب کردیم، بهتر است در مورد آن درنگ نکنیم و با جدیت در فیزیک آن عمیق شویم: چه فیزیکی در این مسئله هست؟ آیا با نگاه ما به دنیا هم‌خوانی دارد؟ چه چیزهایی می تواند در نتیجه مسئله اثر بگذارد؟ همه چیز را باید بنویسیم، در اینترنت بگردیم و از خواندن متن انگلیسی نهراسیم. از دیگران سوال کنیم و از اینکه از آدم های بزرگ سوال می‌کنیم خجالت نکشیم. قرار است ما یک محقق باشیم و باید قضیه را جدی بگیریم. اگر زحمت نکشیم، مسئله حل نمی‌شود. در این راستا باید مقاله و کتاب خواند، آن هم به زبان انگلیسی! که البته کار آسانی نیست اما شرطِ برتر بودن است. می‌توانیم در حین مطالعه، چیدمان آزمایش را هم طراحی کنیم و شاید هم به نظریه‌ی خودمان و یا حتی شبیه‌سازی رایانه‌ای فکر کنیم. 

برای انجام آزمایش سعی می‌کنیم ساده‌ترین راه را انتخاب کنیم. حتما لازم نیست وسایل پیشرفته در اختیار داشته باشیم. برخی مواقع با ابزار ساده نیز می‌توان به نتایج بسیار مطلوب رسید. در این مورد از مربی خود کمک می‌گیریم. قبل از اینکه چیدمان آزمایش را تهیه کنیم، خوب است فکر کنیم که در چیدمان مورد نظرِ ما چگونه متغیرها را می‌توان عوض کرد؟ آیا می‌توان با خلاقیت بیشتر چیدمان‌های ساده‌تری تهیه کرد؟

یادمان باشد که از تمامی مراحل آزمایش، فیلم و عکس بگیریم (بعداً حتما به کارمان خواهند آمد). 

حین آزمایش به یاد داشته باشیم، تمام هنر یک آزمایش‌گر این است که بفهمد دارد چه کار می‌کند! همیشه باید بتوانیم علت کارهای خود را توضیح دهیم. معمولاً برای آشنایی ما با جنبه‌های علمی مسئله، تعدادی مرجع علمی تحت عنوان Reference kit از طریق وبسایت IYPT.org منتشر می‌شود. این مراجع شامل فیلم، وبسایت و مقالات می‌شود. زمان انتشار Reference kit معمولا چند ماه پس از انتشار سوالات است. 

در صورتی که تعداد افراد به اندازه‌ی کافی زیاد باشد، می‌توانیم گروه های دو نفره تشکیل دهیم و به هم کمک کنیم. مثلا هر کدام از افراد مسئول حل یک سوال می شوند ولی در گروه دونفره شان به هم کمک می کنند. این کار چند مزیت دارد:

• وقتی کنار هم کار می کنیم، وقت هایی که به بن بست می رسیم می توانیم به همدیگر تکیه کنیم و در نتیجه کمتر خسته می شویم و بازدهی بیشتری داریم (هم افزایی یا سینرژی).
• وقتی کنار هم هستیم، می توانیم کارهایمان را به هم توضیح دهیم و کمک بخواهیم. همچنین بلند صحبت کردن در مورد کارها باعث می شود خودمان هم بهتر به آن ها فکر کنیم.
• یک فرد دیگر را در جریان جزییات سوال خود قرار داده ایم و اگر قرار باشد در مسابقه در قالب دو تیم مسابقه دهیم، دوستمان می تواند سوال ما را ارائه دهد (و بالعکس)
• گروه های دو نفره می توانند آخر هفته ها در جایی خارج از مدرسه (مانند خانه یا جای دیگری با اطلاع والدین) با هم قرار بگذارند تا با هم روی پروژه هایشان کار کنند.

دفتر و پوشه IYPT 

برای آنکه کارهایمان انسجام پیدا کند، هر کدام از اعضا بایستی یک دفتر مخصوص کلاس IYPT داشته باشد. 

• در این دفتر موارد زیر را یادداشت می‌کنیم: 
• تفسیر خودمان از سوال وپدیده‌ی فیزیکی که انتظارش را داریم 
• پارامترها (متغیرها)یی که حدس می‌زنیم در پدیده موثر هستند 
• چیدمان آزمایشی که فکر می‌کنیم برای بررسی پدیده مناسب است 
• وسایل مورد نیاز برای ساخت چیدمان 
• ایده‌هایمان برای بهبود چیدمان 
• کارهای مربوط به پروژه که قصد انجام آن را داریم 
• جدول‌های مربوط به نتایج آزمایش 
• گزارش مطالبی که مطالعه می‌کنیم و چیزهایی که یاد می‌گیریم 
• نکات مهمی که به پدیده یا حواشی آن مربوط است 
• سوالاتی که در مورد پدیده به ذهنمان خطور می‌کند 
• ایده‌هایی که در مورد توجیه پدیده به ذهنمان خطور می‌کند

 توجه: 

• از دفتر IYPTبرای یادداشت موضوعات دیگر استفاده نمی‌کنیم. 
• همراه آوردن دفتر IYPT در تمامی جلسات الزامی است. در هر زمانی از کلاس ممکن است مربی به تورق و یا یادداشت نکات در دفتر IYPT بپردازد.
• استفاده از کلاسور و هر نوع دفتری که برگه های آن قابلیت جا به جا شدن داشته باشد، به جای دفتر، ممنوع است. 
• از «چرک نویس-پاک نویس» کردن بپرهیزیم. سعی کنیم همان زمان که مطالب را می نویسیم، تمیز بنویسیم. 

همچنین به یک پوشه، مخصوص کلاس IYPT، برای مطالبی که پرینت می کنیم نیاز داریم. 

قوانین کلاس

کلاس IYPT یک کلاس فعال و پر نشاط است. قوانین زیر ضامن تداوم فضای خوب کلاس است:

• حین کلاس لطفاً از خوردن و نوشیدن اجتناب کنید، در زمان استراحت همه با هم خوراکی میل می کنیم. 
• به طور کلی اگر خوراکی می آورید، خوب است که برای همه بیاورید.
• سر کلاس با گوشی یا رایانه ی خود بازی نکنید یا عکس یادگاری نگیرید، من به شدت حساس هستم.
• در زمان کلاس آزاد هستید با هم حرف بزنید، اما فقط در مورد مسائل کلاس! البته در زمان تدریس و ارائه حرف زدن ممنوع است.
• زمان ارائه ی دوستانتان خوب گوش کنید و با تلاش برای حفظ تمرکز او، نشان دهید که برای صحبت هایش ارزش قائلید.
• حین پیشرفت پروژه ممکن است با توجه به صلاحدید، از شما بخواهم کاری را انجام دهید و ممکن است این کار بر وفق مراد شما نباشد. لطفاً در برابر انجام کارهایی که از شما می خواهم، مقاومت نکنید، درخواست من یقیناً به صلاح شماست.
• اگر مسئله ای حاشیه ای، مانع تمرکز شما در کلاس است، لطفاً مرا آگاه سازید. من وظیفه ی خود می دانم که در حد توانم برای حل آن کمک نمایم.
• برای پیشبرد کلاس نیاز به انرژی داریم، انرژیِ مثبتِ زیاد! و هیچ کسی بهتر از شما نمی تواند در این مسیر به من کمک کند. لطفا اگر کارهایتان خوب جلو نمی‌رود، غُر نزنید، بلکه صبورانه از دیگران کمک بخواهید!
• بعضی مواقع، غیبت شما جبران ناشدنیست. تا می توانید غایب نشوید! اگر احیاناً غایب شدید، پیگیر اتفاقاتی که در کلاس افتاده باشید.
• ممکن است بعضی‌ها فقط به فکر خودشان باشند و به مشکلات دیگران اهمیتی ندهند، ما این اخلاق را دوست نداریم! ما در این کلاس یک تیم هستیم و مانند هر تیم دیگری، برای موفقیت نیاز داریم تا با همدلی و صادقانه با یکدیگر رفتار نماییم. لطفاً برای رسیدن به این هدف به هم یاری دهید.
• هر دانش آموز به ازای انجام هر کدام از بخش‌های پروژه، طبق جدول، امتیازی دریافت می‌کند. 
• حضور کامل در کلاس در هر روز 1 امتیاز مثبت و همراه داشتن دفتر 1 امتیاز مثبت دیگر به همراه خواهد داشت. 
• هر فرد به ازای دریافت هر 100 امتیاز، موفق به دریافت یک «نشان» مخصوص خواهد شد.
• در پایان کلاس، همه‌ی دانش آموزان موظف به تمیز کردن محیط کلاس هستند، در صورتی که کلاس نامرتب ترک شود، 1 امتیاز منفی برای همه (به غیر از افراد غایب) لحاظ خواهد شد. 

سخن آخر 

افرادی در کلاس IYPT شرکت می‌کنند که به معنای واقعی دوست دارند چیزهای جدیدی یاد بگیرند. این کلاس برای کسانی که دنبال کارهای ساده می‌گردند مناسب نیست. این کلاس برای افرادی که نمی‌خواهند برای رشد علمی خود زحمت بکشند مناسب نیست، این کلاس مخصوص افرادی است که همت‌های بلند و آرزوهای بزرگ دارند. برای موفقیت در IYPT، بایستی با مسائل آن زندگی کنیم و در هر شرایطی و با استفاده از هر فرصتی برای حل سوال خود بکوشیم، نباید پیشبرد مسئله به کلاس درسی محدود شود. برای همین است که نشان مخصوص را همیشه به لباس مدرسه خود میزنیم تا یادمان باشد: 

ما با IYPT زندگی می کنیم.

حروف و اعداد

حروف یونانی (حروف منسوخ حذف شده اند)

Letter	Name	Sound
Α α	آلفا,alpha, άλφα	[a]
Β β	بتا,beta, βήτα	[v]
Γ γ	گاما,gamma, γάμμα	[ɣ] ~ [ʝ], [ŋ] ~ [ɲ]
Δ δ	دلتا,delta, δέλτα	[ð]
Ε ε	اپسیلون,epsilon, έψιλον	[e]
Ζ ζ	زتا,zeta, ζήτα	[z]
Η η	اتا,eta, ήτα	[i]
Θ θ	تتا,theta, θήτα	[θ]
Ι ι	یوتا,iota, ιώτα	[i], [ʝ] [ɲ]
Κ κ	کاپا,kappa, κάππα	[k] ~ [c]
Λ λ	لاندا,lambda, λάμδα	[l]
Μ μ	میو,mu, μυ	[m]
Ν ν	نو,nu, νυ	[n]
Ξ ξ	کْسی,xi, ξι	[ks]
Ο ο	اُمیکرون,omicron, όμικρον	[o]
Π π	پی,pi, πι	[p]
Ρ ρ	رو,rho, ρώ	[r]
Σ σ/ς	سیگما,sigma, σίγμα	[s] ~ [z]
Τ τ	تاوْ,tau, ταυ	[t]
Υ υ	آپسیلون,upsilon, ύψιλον	[i]
Φ φ	فی,phi, φι	[f]
Χ χ	خی,chi, χι	[x] ~ [ç]
Ψ ψ	سای,psi, ψι	[ps]
Ω ω	امگا,omega, ωμέγα	[o]

ضرایب عددی یونانی (IUPAC numerical multiplier)

Number	Name
1	مونو,Mono
2	دی,Di
3	تری,Tri
4	تترا,Tetra
5	پنتا ,Penta
6	هگزا  ,Hexa
7	هپتا ,Hepta
8	اوکتا ,Octa
9	نونا ,Nona
10	دکا ,Deca

اعداد رومی

1-10		11-20		x 10		x 100
1	I	11	XI	10	X	100	C
2	II	12	XII	20	XX	200	CC
3	III	13	XIII	30	XXX	300	CCC
4	IV	14	XIV	40	XL	400	CD
5	V	15	XV	50	L	500	D
6	VI	16	XVI	60	LX	600	DC
7	VII	17	XVII	70	LXX	700	DCC
8	VIII	18	XVIII	80	LXXX	800	DCCC
9	IX	19	XIX	90	XC	900	CM
10	X	20	XX	100	C	1000	M

پیشوندهای استاندارد برای واحدهای اندازه گیری SI

Fractions				Multiples
Factor	Prefix symbol	Prefix name		Factor	Prefix symbol	Prefix name
10-1	d	deci		101	da	deca
10-2	c	centi		102	h	hector
10-3	m	milli		103	k	kilo
10-6	μ	micro		106	M	mega
10-9	n	nano		109	G	giga
10-12	p	pico		1012	T	tera
10-15	f	femto		1015	P	peta
10-18	a	atto		1018	E	exa
10-21	z	zepto		1021	Z	zetta
10-24	y	yocto		1024	Y	yotta

نسبت های مثلثاتی

نسبت های مثلثاتی به ارتباط بین زوایای یک مثلث قائم الزاویه با طول اضلاع آن می پردازد. مهم ترین علت اهمیت این بحث در فیزیک، پیدا کردن مولفه های کمیت های برداری در دستگاه مختصات متعامد است. 

یک مثلث قائم الزاویه فرض کنید، برای سادگی اندازه ی وتر آن را برابر با 1 بگیرید:

 فرض کنید در شکل بالا، زاویه ی θ تغییر کند، به سادگی می توان متصور شد که نقطه A روی یک دایره حرکت می کند. این دایره را «دایره ی مثلثاتی» می نامیم. اندازه شعاع این دایره برابر با اندازه وتر یعنی 1 است: 

 اگر دایره مثلثاتی را تکمیل نماییم: 

 به دو ضلع دیگر مثلث توجه کنید. طبق قرارداد، با توجه به اندازه ی زاویه، برای مقادیر x و y طبق علامت های روی شکل، علامت مثبت یا منفی در نظر می گیریم.

 مبنای اندازه گیری زاویه، سمت مثبت محور x ها است. همچنین اگر در خلاف جهت حرکت نشان داده شده در شکل حرکت کنیم، اندازه ی زاویه را منفی در نظر می گیریم. 

تعریف جدیدی از اندازه زاویه 

می دانیم محیط دایره از رابطه 2πr محاسبه می شود. برای دایره ی مثلثاتی، r=1 و در نتیجه محیط برابر با 2π خواهد بود. همچنین می دانیم اگر کل دایره را یک کمان در نظر بگیریم، این کمان زاویه 360 درجه خواهد داشت. اگر محیط دایره مثلثاتی را با اندازه ی زاویه کمان آن مقایسه کنیم، داریم:

 

در مورد یک نیم دایره، می دانیم محیط نصف می شود و کمان آن 180 درجه است: 

و در مورد ربع دایره، محیط، یک چهارم دایره ی کامل است و کمان آن 90 درجه است: 

این عمل را می توان برای هر زاویه ی دیگری به همین ترتیب ادامه داد. مثلا:

این بیان جدید را رادیان می نامند. مثلا می گوییم 90 درجه برابر با π/2 رادیان است. این بیان، در محاسبات فیزیکی بسیار کارآمد است، چرا که زاویه را می توان در مقایسه با محیط دایره بیان کرد. دقت داشته باشید که رادیان بدون واحد است.

یک تمرین ساده: زوایای 30 درجه، 45 درجه و 60 درجه را بر حسب رادیان بیان کنید.   

یک تمرین کمی پیچیده: وقتی می گوییم زاویه ای π/2 رادیان است، منظور این است که آن زاویه 90 درجه است. حال اگر بگوییم زاویه ای 1 رادیان است، منظور چیست؟ از شکل زیر کمک بگیرید:

یک تمرین بسیار کاربردی: تعریف جدید، یعنی رادیان، به ما کمک می کند که طول کمان طی شده را به راحتی به زاویه ی کمان نسبت دهیم. مثلا فرض کنید جسمی روی محیط دایره ای به شعاع r=10 m ، کمانی معادل زاویه ی  θ=π/2 (بر حسب رادیان) را طی می کند. این جسم چه مسافتی را طی کرده است؟ 

تعاریف نسبت های مثلثاتی 

نسبت اندازه ی ضلع روبه روی زاویه ی θ به وتر را سینوس می نامند:

نسبت اندازه ی ضلع مجاور زاویه ی θ به وتر را کُسینوس می نامند:

نسبت اندازه ی ضلع روبه روی زاویه ی θ به ضلع مجاور زاویه ی θ را تانژانت می نامند:

نسبت اندازه ی ضلع مجاور زاویه ی θ به ضلع روبه روی زاویه ی θ را کُتانژانت می نامند. کتانژانت عکس تانژانت است:

نکته کاربردی: به طور کلی لزومی ندارد اندازه وتر برابر با 1 باشد و برای هر مثلث قائم الزاویه ای، نسبت های مثلثاتی قابل محاسبه است. مقادیر نسبت های مثلثاتی برای یک زاویه ی مشخص، مستقل از اندازه ی وتر بوده و همیشه عددی ثابت است! مثلا به شکل زیر توجه کنید، مقدار سینوس را برای مثلث های مختلف که روی هم قرار گرفته اند محاسبه کنید. دقت کنید که در همه ی این مثلث ها، زاویه ی θ برابر است.

 نکته جالب دوم: سینوس چو بر روی کسینوس نشیند، تانژانت به دست آید و بالعکس کتانژانت! (اثبات کنید!):

 نکته حیاتی: برای محاسبه ی نسبت های مثلثاتی در مثلث هایی که چرخیده اند، به جای x و y، از مفاهیم «ضلع رو به رو» و «ضلع مجاور» استفاده کنید تا دچار سردرگمی نشوید!

تکلیف

مقادیر نسبت های مثلثاتی را می توان برای برخی از زاویه ها به سادگی محاسبه کرد، جدول زیر را پر کنید:

همچنین مقادیر نسبت های مثلثاتی برای زاوایای بزرگتر از 90 درجه یا زوایای منفی قابل محاسبه است، جدول زیر را پر کنید:

نظریه و تحلیل

نظریه

انجام آزمایش، تنها بخشی از کار تحقیقاتی است، یک محقق بایستی بداند کاری که انجام می‌دهد بر چه مبنای فیزیکی استوار است. بدین معنا که بتواند پدیده را با استفاده از پدیده‌های شناخته شده توضیح دهد. زبان مورد استفاده در توجیه فیزیکی پدیده‌ها، زبان ریاضی است. بنابراین برای اینکه بتوانیم در مورد آنچه به دست آورده‌ایم با دیگران گفتگو کنیم، بایستی بر ریاضیات حاکم بر مسئله مسلط باشیم. این تسلط، با مطالعه و تحلیل نتایج تحقیقات دیگران به دست می‌آید. 

---

مقالات علمی 

در سرتاسر دنیا، نتایج تحقیقات علمی، در قالب مقالات علمی (Scholarly paper) در مجلات علمی (Scientific journals) چاپ می‌شوند. این مقالات از طریق اینترنت در دسترس عموم قرار می‌گیرند. البته برای دریافت فایل مقالات، ممکن است مجبور به پرداخت هزینه باشیم. در کلاس IYPT فرا خواهیم گرفت که چگونه بدون پرداخت هزینه به فایل متن کامل مقالات دسترسی پیدا کنیم. اما قبل از آن، بایستی بتوانیم از بین میلیون‌ها مقاله‌ی موجود در فضای اینترنت، مقاله مورد نظر خود را بیابیم. تعدادی مقاله نسبتاً مناسب در Reference kit برای ما قرار داده شده است که می‌تواند مقدمه‌ی خوبی برای تحقیقات نظری باشد. در کلاس IYPT فرا خواهیم گرفت که چگونه با استفاده از کلیدواژه‌ها (Keywords) و موتورهای جستجوی مقاله، دیگر مقالاتِ موردِ نیازِ خود را بیابیم. 

---

دسته بندی مقالات 

پس از آن، بایستی مقالات را مطالعه نماییم. از آنجایی که حجم مقالات پیش روی ما زیاد است، بایستی از بین آن‌ها، بهترین مقالات را در اولویت اول خود قرار دهیم. انتخاب مقاله به نیاز ما بستگی دارد: برخی از مقالات، بیشتر جنبه‌ی آزمایشگاهی دارند، این مقالات ایده‌هایی برای بهبود چیدمان، نحوه‌ی مواجهه با مسئله و تبدیل متغیرهای کیفی به کمی دارند. 

برخی از مقالات بیشتر جنبه‌ی نظری و ریاضی دارند. این مقالات نکاتی در مورد ریاضیات حاکم بر مسئله دارند. مطالعه مقالات نظری، بایستی با دقت و صرف وقت انجام شود. البته بایستی حواسمان به این نکته باشد که مطالب نظری مطرح شده در مقالات همیشه صحیح نیستند، بنابراین، نبایستی قبل از فهم و تایید آن‌ها، از آن‌ها برای کار خود استفاده کنیم. 

برخی از مقالات به شبیه‌سازی رایانه‌ای پرداخته‌اند. این مقالات برای افرادی که بخواهند فراتر از سطحِ کلاس به شبیه‌سازی رایانه‌ای بپردازند مناسب است. 

و در نهایت برخی از مقالات، عنوان Review را دارند. این مقالات در واقع یک جمع‌بندی از مقالات مختلف ارائه می‌نمایند. که برای درک کلیت فیزیک مسئله و کارهایی که دیگران در مورد آن موضوع انجام داده‌اند مناسب است. برای آشنایی با یک موضوع، مقالات Review بهترین گزینه است. 

با مطالعه‌ی عنوان و یا چکیده‌ی مقاله، به اینکه آن مقاله چه جنبه‌ای را بیشتر مورد بررسی قرار داده پی‌می‌بریم. چکیده‌ی مقاله، در ابتدای مقاله آورده شده است. همچنین در صفحه‌ی اینترنتی مربوط به مقاله، چکیده به صورت رایگان در معرض دید همگان قرار می‌گیرد.

---

مطالعه مقاله 

در صورتی که پس از مطالعه‌ی چکیده، آن مقاله را مناسب کار خود یافتیم، به مطالعه دقیق‌تر مقاله می‌پردازیم. مقالات علمی معمولاً جنبه‌ی آموزشی ندارند و نویسندگان خیلی سریع وارد جزئیات گزارشِ کارِ پژوهشیِ خود می‌شوند که درک آن‌ها ممکن است مشکل باشد. به همین دلیل برای شروع، بد نیست ابتدا، قسمت نتیجه‌گیری مقاله (Conclusion) را مطالعه نماییم که در انتهای مقاله آورده می‌شود. با مطالعه‌ی قسمت نتیجه‌‌گیری، دورنمایی کلی از مقاله دستگیرمان می‌شود که در فهم جزئیات بسیار موثر بوده و حتی ممکن است بخش اعظم نیاز ما از مطالعه مقاله را برآورده کند. اینکه پس از خواندن نتیجه‌گیری، کدام قسمت مقاله را مطالعه کنیم، به جنس مقاله و نیاز ما بستگی دارد (قسمت Analysis و یا Discussion از دیگر بخش‌های مفید مقاله هستند). به یاد داشته باشیم: خواندنِ مقاله، امری وقت‌گیر و مستلزم صبر و حوصله است، چرا که در هر مقاله، پژوهشگر ممکن است رویکرد خاص خود را داشته باشد که ما الزاماً با آن آشنایی نداریم، بنابراین بایستی زمانی را برای آشنایی با رویکرد نویسنده و تعاریفی که ارائه داده اختصاص دهیم. 

توصیه می‌شود از خواندن چند مقاله به صورت موازی اجتناب کنیم تا بتوانیم روی هر کدام تمرکز بهتری داشته باشیم. 

---

ارتباط بین کارها 

کار نظری، در مقایسه با آزمایش اعتبار می‌یاید. بنابراین بایستی بتوانیم ارتباطی بین نظریه و آزمایش برقرار کنیم، حتی اگر این ارتباط به صورتِ کیفی باشد. در دنیای حرفه‌ای محققان سعی می‌کنند ارتباط بین «نظریه و آزمایش» را با مقایسه «پیش بینی نظری با اندازه‌گیری تجربی» در قالب نمودار نشان دهند. به این صورت که در یک نمودار، منحنی پیش‌بینی ریاضی کشیده شده و همچنین نقاط اندازه‌گیری شده همراه با Error bar نشان داده می‌شود. در صورتی که آزمایش در مسیر معتبری انجام شده باشد، میزان تطابق نقاط تجربی بر منحنی نظری، نشان دهنده‌ی میزان اعتبار نظریه است. 

---

تحلیل 

هر محقق بایستی بتواند کار خود را مورد تحلیل دقیق قرار دهد. برای تحلیل، رفتار نمودارها را مورد بررسی قرار می‌دهیم، نمودارها با ما حرف می‌زنند. می توانیم با بررسی رفتار آن‌ها، اثر متغیرهای مختلف را روی پدیده‌ی مورد نظر خود ببینیم. تفسیر و درک ما از آزمایش، نمودارها و نظریه، حساس‌ترین بخشِ کارِ پژوهشی است. برای این منظور بایستی زیاد فکر کنیم، با دیگران مشورت کنیم و بسیار بخوانیم. 

---

سخن آخر 

معمولاً انجام تحلیل نظری، برای دانش‌آموزانی که به کارِ آزمایشگاهی عادت دارند، دشوار است. در واقع، در دنیای حرفه‌ای نیز بسیاری از محققانِ تجربی، سعی می‌کنند از تحلیلِ ریاضی فاصله بگیرند. متقابلاً، بسیاری از افرادی که تخصص ریاضی دارند نیز فاصله‌ی خود را از کارهای تجربی حفظ می‌کنند. در این بین افرادی موفق هستند که بر ذهن خود برچسب نمی‌زنند: افرادی که هم دشواری‌های آزمایش را به جان می‌خرند و هم پیچیدگی‌های نظریه را تحمل می‌کنند. این افراد خود را به قالب خاصی محدود نمی‌کنند، بلکه سعی می‌نمایند از هر فرصتی برای پیشبردِ کار استفاده نمایند. این انتخاب ماست که تعیین می‌کند جزء کدام دسته قرار بگیریم. راستی یادمان باشد، اگر موفق به دریافت نشان مخصوص IYPT شدیم، آن را همیشه به لباس مدرسه خود بزنیم تا یادمان باشد: 

 ما با IYPT زندگی می کنیم. 

شاد باشید

چیدمان آزمایش

بررسی پدیده‌های کیفی

کمی سازی مقادیر کیفی: ممکن است پدیده‌ی مورد بررسی خاصیت کیفی داشته باشد و نتوانیم آن را مستقیما اندازه‌گیری کنیم، در چنین مواقعی نیاز است تا به روشی هوشمندانه، خاصیتی از پدیده را انتخاب نماییم که قابلیت اندازه گیری دارد. این خاصیت را تابع می نامیم.

مثال: فرض کنید می‌خواهیم رفتار عسلی که از قاشق روی زمین می‌ریزد را بررسی کنیم. عسل به صورت مستقیم پایین نمی‌آید بلکه نزدیک زمین، به صورت حلقه در می‌آید. هدف، بررسی الگوهای دایروی تشکیل شده پس از ریختن عسل از قاشق است (شکل را ببینید). برای بررسی کمی این پدیده، مثلاً می‌توان شعاع حلقه‌ی به وجود آمده را به عنوان معیاری برای اندازه گیری شدتِ پدیده، اندازه‌گیری کرد. شعاع حلقه تابعی از متغیرهای مختلف (مانند ارتفاع، دما و حجم عسلی که از قاشق ریخته می شود) است.

چیدمان آزمایش

قابلیت اندازه گیری: در طراحی چیدمان بایستی حتما برای امکانات اندازه‌گیری پارامترها برنامه‌ریزی داشته باشیم. هرچند ممکن است نیاز به کالیبراسیونِ معیارِ اندازه‌گیری باشد. همچنین بد نیست به قابلیت عکس برداری یا فیلمبرداری از مراحل آزمایش فکر کنیم تا مطمئن شویم چیزی را از دست نمی دهیم.

مثال: در مثال ریختن عسل از قاشق، برای ثبت قطر (اندازه گیری عددی) نیازمند وسیله ی اندازه گیری هستیم. در این مورد می توان یک خط کش در نزدیکی دایره های تشکیل شده قرار داد و از پدیده عکس برداری کرد. سپس می توان با یک ترفند ساده قطر عسل را در عکس اندازه گیری کرد. کافیست تعداد پیکسل های قطر عسل را بشمریم و با تعداد پیکسل های یک سانتیمتر از طول خط کش مقایسه کنیم (کالیبراسیون) مثلا اگر هر سانتیمتر از خط کش 150 پیکسل باشد و قطر حلقه ی عسل 300 پیکسل باشد، می فهمیم قطر عسل 2 سانتیمتر است.

مثال: در پدیده ی دیگری فرض کنید می خواهیم دانه های شن را اندازه گیری کنیم و مجبوریم از میکروسکوپ استفاده کنیم. اینجا بایستی به جای خط کش از یک معیار ظریف تر استفاده کنیم. یک سیم نازک یا یک سوزن برای این کار مناسب تر است. کافیست ضخامت سیم یا سوزن را با "ریزسنج" اندازه گیری کنیم و سپس از آن زیر میکروسکوپ عکس بگیریم و تعداد پیکسل هایش را با نمونه مورد نظر مقایسه کنیم (در آزمایشگاه به شما آموزش خواهیم داد که چگونه از نمونه زیر میکروسکوپ عکس بگیرید)

ثبات چیدمان: چیدمان آزمایش باید ثبات داشته باشد. یعنی اولاً مقدار پارامترها حین آزمایش کمترین تغییر خارج از کنترل را داشته باشند، ثانیاً چیدمان به لحاظ مکانیکی پایدار باشد. به این معنا که حداقل لرزش را داشته و در برابر نیاز آزمایش مقاوم باشد.

همچنین بایستی چیدمان را به گونه‌ای بچینیم که حین داده‌گیری دستانمان بیشترین میزان آزادی را داشته باشد. سعی کنیم به جای نگه داشتن وسایل با دستانمان، آن‌ها را روی پایه ببندیم و در حالت ایده‌آل، چیدمان را به گونه‌ای طراحی کنیم که بتوانیم آن را با به‌کارگیری ادوات الکترونیکی یا رایانه، کنترل کنیم.

مثال: در آزمایش ریختن قاشق از عسل، یک مشکل تمام شدن عسل داخل قاشق است. برای رعایت "ثبات چیدمان" می توان به جای قاشق، ظرفی بزرگتر را قرار داد. همچنین برای ثابت ماندن ارتفاع، می توان از یک پایه برای نگه داشتن ظرف استفاده کرد.

چیدمان حداکثری: چیدمان طراحی شده، علاوه بر سادگی، بهتر است قابلیت بررسی حداکثری پارامترها (متغیرها) را داشته باشد. به این معنا که هم بتوان بیشترین تعداد پارامترها را آزمایش کرد و هم اینکه بتوان مقدار هر پارامتر را در بازه‌ی بزرگی تغییر داد.

مثال: فرض کنید می خواهیم اثر "ارتفاع ریختن" را بررسی کنیم. "چیدمان حداکثری" می گوید پایه ای انتخاب کنیم که بیشترین قابلیت تغییر ارتفاع را داشته باشد. حال اگر بخواهیم اثر "مقدار عسلی که جاری می شود" را بررسی کنیم، "چیدمان حداکثری" می گوید ظرفی را به جای قاشق قرار دهیم که قابلیت تنظیم مقدار عسل جاری شده از کمترین مقدار مورد نیاز تا بیشترین مقدار مورد نظر را داشته باشد.

طراحی چیدمان آزمایش به عهده خود دانش آموز است. میزان خلاقیت در به کارگیری مواد خام یا ادوات آماده، تعیین کننده‌ی کیفیت آزمایش است، پس بهتر است قبل از آن‌ که دست به کار شویم، در مورد چیدمان خود خوب فکر کنیم و آن را از زوایای مختلف بررسی کنیم. همچنین با دیگران در مورد آن مشورت کنیم. علاوه بر این حین آزمایش نیز می‌توانیم برای بهبود چیدمان بیاندیشیم.

داده گیری

چگونه متغیرها را تغییر دهیم؟

داده گیری حول مبنا: یکی از اصول هر آزمایش علمی، بررسی پارامتر (متغیر)های مسئله است. اما چگونه یک متغیر را تغییر دهیم؟ در واقع حالات بسیار متنوعی وجود دارد که می‌توان در مورد آن‌ها آزمایش کرد. بگذارید با یک مثال توضیح دهم، مثال ریختن عسل از قاشق و تشکیل حلقه های عسل روی زمین را در نظر بگیرید. اگر حجم زیادی از عسل جاری شود یا عسل را از ارتفاع بالاتری روی زمین بریزیم، یا عسل را گرم کنیم، نتیجه متفاوت خواهد بود. 

پس این پدیده وابسته به مقدار عسل جاری شده (Q)، ارتفاع قاشق تا زمین (H) و دما (T) است. بررسی اثر متغیر یعنی ثابت نگه داشتن تمامی متغیرهای دیگر و تغییر آن متغیر. هر حالت یک متغیر را با اندیس شماره‌گذاری می‌کنیم. بنابراین در مورد مثال یاد شده اگر بخواهیم تمامی حالات را بررسی کنیم، بایستی برای مقدار Q₁ و ارتفاع H₁، اثر مقادیر مختلف دما (از T₁ تا T_N) را بررسی نماییم. سپس برای مقدار Q₁ و این بار ارتفاع H₂، این کار را تکرار کنیم و این فرآیند را ادامه دهیم تا اثر دما با تمامی ارتفاع‌های مورد نظر بررسی شود. پس از آن نوبت به تغییر مقدار عسل می‌رسد، یعنی این بار برای مقدار Q₂ و ارتفاع H₁، اثر تمامی مقادیر دما را بررسی کنیم و سپس برای مقدار Q₂ و ارتفاع H₂ و...

(برای بزرگنمایی روی عکس ها کلیک کنید)

به سادگی قابل اثبات است که N_Q x  N_H x N_T  حالت را باید آزمایش کنیم (N بیانگر تعداد مقادیر مختلف برای متغیرها است، نام هر متغیر به صورت اندیس آمده). ممکن است واقعا نیاز باشد تا همه حالات را آزمایش کنیم. اما برخی مواقع بصیرت فیزیکی به کمک ما می‌آید: آیا همیشه آزمایش در همه‌ی حالات ضروریست؟ آیا با تغییر ارتفاع (H)، اثر دما (T) فیزیکِ متفاوتی را بیان خواهد نمود؟ اگر پاسخ به این سوال منفی باشد، می‌توان یک ایده ساده را به کار بست:

یک حالت را به عنوان حالت مبنا انتخاب می‌کنیم (یعنی Q^* و H^* و T^*) و سپس حول این حالت، متغیرها را تغییر می‌دهیم. در تعیین حالت مبنا توجه داشته باشیم که: پارامترها در این حالت، مقداری معتدل داشته باشند تا بتوان در مقادیر کمتر و بیشترِ متغیرها آزمایش نمود. مثلا:

Q*=Q₂, H*=H₃, T*=T₃

در این صورت جدول به صورت زیر ساده خواهد شد:

و بنابراین تعداد حالات مورد نیاز به  N_Q +  N_H + N_T حالت کاهش پیدا خواهد کرد:

توجه کنید که برخی از حالات تکراری هستند و نیازی به آزمایش مجدد آن ها نیست. این حالات با رنگ طوسی مشخص شده است. با حذف این موارد، باز هم از تعداد حالات آزمایش کم می شود.

انتخاب روشی برای تغییر متغیر:

آیا لازم است برای هر متغیر، تمامی مقادیری که در عمل ممکن است را مورد آزمایش قرار دهیم؟ در مثال یاد شده، این بصیرت فیزیکی است که به ما می گوید چه زمانی باید مقادیر مختلف دما را به صورت T=0,1,2,3,4,…. و چه زمانی به صورت T=0,10,20,40,80,…. قرار داد. تغییر مقدار متغیر کاملاً به جنسِ آزمایش وابسته است، برخی مواقع شاید بخواهیم دماهای زیر صفر را نیز بررسی کنیم. یکی از روش‌های رایج در تغییر متغیر، تغییر به صورت توانی است. سری‌های

(توان های 2) 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64,…

یا (توان های 10) 0.001, 0.01, 0.1, 1, 10, 100, 1000,…

یا (توان های 3) 0.01, 0.03, 0.1, 0.3, 1, 3, 10, 30,…

از این جنس هستند.

هنگام آزمایش با برخی متغیرها متوجه می‌شویم که اثر تغییر آن متغیر در مقادیر خاصی از آن متغیر بسیار زیاد است. مثلا می‌دانیم ویسکوزیته (گرانروی) شکلات حول دمای خاصی، تغییر بسیاری دارد. در چنین مواقعی می‌توان تغییر متغیر را حول آن دما، با فواصل کمتری انجام داد تا آن اثر دقیق‌تر دیده شود.

برای کار ما، یعنی آزمایش‌های IYPT، آزمایش با حدود 5 تا 10 مقدار مختلف از هر متغیر، برای بررسی اثر آن متغیر، مطلوب است.

چگونه داده بگیریم؟

میانگین و خطا: داده‌گیری بایستی با ابزاری که مقدار و دقت آن مشخص است انجام شود. مثلا برای اندازه‌گیریِ سرعتِ حرکتِ یک جسم در فیلمی که از آن جسم گرفته‌ایم، بایستی تفاوت زمانی بین دو فریم را همراه با میزان دقت آن بدانیم و میزان جابه‌جایی جسم در فیلم را با استفاده از راه‌های خلاقانه کالیبره نماییم و دقت این کالیبراسیون را نیز اندازه‌گیری کنیم. در انتها عددی که برای سرعت ذکر می‌کنیم بایستی همراه با مقدار خطای اندازه‌گیری باشد.

محققان وقتی مقدار یک متغیر را اندازه گیری می‌نمایند، به یک مرتبه اندازه‌گیری اکتفا نمی‌کنند. بلکه چندین مرتبه اندازه‌گیری را تکرار می‌کنند تا از کار خود اطمینان حاصل نمایند، به اعداد زیر دقت کنید، یک کمیت (x₁) پنج بار اندازه گیری شده است:

در این مثال، خطای اندازه گیری دستگاه برابر 0.05 بوده است. در نهایت مقدار میانگین داده‌های به دست آمده را به عنوان عدد نهایی به صورت (بخوانید ایکس بار) گزارش می‌شود:

و مقدار خطای عدد نهایی، با فرمول «انحراف از معیار یا Standard deviation» بیان می‌گردد:

در این رابطه σ (سیگما)، بیانگر انحراف از معیار،  بیانگر مقدار میانگین متغیر، x_i مقدار اندازه‌گیری شده متغیر در دفعه iام و N تعداد کل دفعات اندازه‌گیری آن متغیر است. برای اعداد ذکر شده در بالا خطا برابر است با:

 در نهایت به شرط اینکه مقدار σ (خطای تصادفی) از مقدار خطای هر کدام از داده‌ها (خطای اندازه گیری) بزرگتر باشد، عدد به صورت زیر گزارش می‌گردد:

یعنی برای مقادیر داده شده در مثال:

15.2± 0.1

البته در صورتی که مقدار σ (خطای تصادفی) از مقدار خطای هر کدام از داده‌ها (خطای اندازه گیری) کوچکتر باشد، خطای اندازه گیری به جای σ قرار می گیرد.

تمامی مراحل ذکر شده برای این اصل منجر به اندازه‌گیری تنها یک حالت از مقدار پارامترها می‌شود، برای هر مقدار مختلف از هر پارامتر، این روند بایستی تکرار گردد.

نگران نباشید! در صفحه راهنمای دیگری خواهیم آموخت که چگونه از نرم افزار برای محاسبه میانگین و انحراف از معیار کمک بگیریم تا عمل محاسبه میانگین و خطا آسان شود.

چگونه داده‌ها را گزارش نماییم؟ 

گزارش داده‌ها به صورت جداول خام، نمی‌تواند رفتار پدیده را به خوبی نشان دهد. بنابراین محققین معمولاً سعی می‌کنند داده‌ها را در قالبِ نمودار نشان دهند. مزیت این روش، آشکار شدنِ رفتارِ پدیده، تحت تغییرِ پارامترهای مختلف است. کشیدن نمودار علمی، استانداردهای مخصوص خود را دارد. این استانداردها برای افزایش دقتِ گزارش و سادگیِ تفسیرِ نمودار وضع شده‌اند. 

نکته‌ی اول: بازه‌ی نمودار. معمولاً بازه‌ی انتخاب شده، چه در محورِ افقی، چه عمودی، به بازه‌ی داده‌ها محدود می‌شود. این کار باعث می‌شود نمودار در تمام طول محورها جای گرفته و فضای بدون استفاده باقی نماند. البته معمولاً برای سادگیِ درک اعداد، بازه را کمی گسترده‌تر انتخاب می‌نمایند به گونه‌ای که خطوطِ تقسیم بندی، اعدادی رُند شوند. 

نکته‌ی دوم: اتصال نقاط. یکی از کارهای رایج در رسم نمودار، عبور دادن (فیت کردن) منحنی بر نقاط است. اما از آنجایی که در مورد نقاطی که بین نقاطِ اندازه‌گیری شده قرار دارند، اطلاع زیادی نداریم، حق رسم خط (چه خط مستقیم، چه منحنی) بین آن نقاط را نداریم، چرا که معنای وجود خط، وجود اطلاعات روی هر نقطه از خط است. به جای این کار، می‌توان هر نقطه را با خط چین مستقیم به نقطه‌ی مجاور متصل نمود تا روند تغییرات بهتر به چشم بیاید. 

به هر حال، اگر بر نقاط منحنی فیت می کنید، باید ذکر کنید که این منحنی صرفا پیش بینیِ رفتار نمودار است و قطعی نیست. در صورتی که تمایل داشته باشیم خطی را تحت عنوان پیش بینی، از بینِ نقاط بگذرانیم، می‌توان با استفاده از روش کمترین مربعات، خط مستقیم یا منحنی رسم کرد. اما برای این منظور، به تعداد زیادی از نقاط نیاز داریم که هر کدام خطای نسبی کوچکی داشته باشند. 

نکته‌ی سوم: Error bar یا میله‌ی خطا. میزان اعتبار هر نقطه روی نمودار، به میزان خطای آن وابسته است. در واقع میزانِ خطا نشان‌می‌دهد که تا چه محدوده‌ای حول نقطه‌ی مورد نظر، امکان وقوع پدیده وجود دارد. برای قرار دادن Error bar، در برنامه Excel، بایستی به منوی Analysis رفته و Error bar را انتخاب نماییم. دقت داشته باشیم که گزینه‌ی Standard deviation به درستی کار نمی‌کند و بایستی از طریق گزینه Custom مقدار انحراف از معیار را که قبلاً محاسبه کرده‌ایم به نمودار نسبت دهیم. در مورد اکثر آزمایش‌ها، مقدار مثبت و منفی Error bar، یکی است. 

نکته چهارم: عنوان نمودار، عنوان محورها، واحدِ آن و مقدار پارامترهای موثر دیگر که ثابت نگه داشته شده‌اند، بایستی در کنار نمودار نمایش داده شوند. بدون وجود این اطلاعات، منحنیِ نشان داده شده، نمی‌تواند نتیجه‌ی‌‌ آزمایش را به درستی منعکس نماید. در پاورپوینت یا پوستر، تا حد امکان از به کار بردنِ اختصار برای معرفیِ عنوانِ محورِ مختصات می‌پرهیزیم. 

همچنین می توان یک متغیر دیگر را مورد آزمایش قرار داده و دو منحنی را در یک نمودار کشید، در این صورت در کنار نمودار، بایستی در فهرستی مشخص کنیم که هر منحنی بیانگر چه مقداری از متغیر است (نام این فهرست Legend است).

بدین روش، دو متغیر در یک نمودار مورد بررسی قرار می گیرد: یکی متغیری که در محور x است (در شکل زیر متغیرِ فشار) و دیگری متغیری که با منحنی های مختلف نشان داده می شود (در شکل زیر متغیرِ جرم): 

می‌دانیم برای به دست آوردن هر نقطه از نمودار، بایستی چندین بار آزمایش را تکرار کرده و در نهایت تنها میانگین و خطای داده‌ها گزارش می‌شوند. در واقع جزئیات داده‌هایی که توسط محقق به دست می‌آیند، نزد وی باقی می‌ماند. 

سخن آخر

برای انتشار گزارش یک پدیده فیزیکی، بایستی از نتیجه آزمایش مطمئن بود. این اطمینان از کیفیت آزمایش نشات می‌گیرد. اصول نوشته شده در این برگه، همگی با این هدف ذکر شده‌اند. ممکن است برخی از این اصول خسته کننده به نظر برسند، واقعیت این است که «صبور بودن» در برابر سختی‌های تحقیق، یکی از مولفه‌های اصلی برای «محقق» بودن است. کار IYPT نیز از این امر مستثنی نیست.

نکته دیگر آنکه راهنمایی‌های کلاسی یا اطلاعات این صفحه، صرفا برای بهبود روند پژوهش ماست، نباید ذهن خود را به آن‌ها محدود کنیم، به خاطر داشته باشیم: این خلاقیت ماست که ارزش اصلی را دارد. پس تلاش کنیم با اعتماد به نفس، روی پای خودمان بایستیم.

راستی یادمان باشد، اگر موفق به دریافت نشان مخصوص IYPT شدیم، آن را همیشه به لباس مدرسه خود بزنیم تا یادمان باشد:

ما با IYPT زندگی می کنیم.

با آرزوی بهترین‌ها

ثبت داده در نرم افزار

برای ثبت داده و کشیدن نمودار از نرم افزارهای مختلفی می توان استفاده کرد. Excel ساده ترین آن هاست. با نصب Microsoft Office، این نرم افزار همراه با نرم افزار های دیگری مانند Word و PowerPoint روی رایانه نصب می شود. 

مثالِ آزمایشِ ریختن عسل از قاشق را در نظر بگیرید. می خواهیم قطر حلقه (d) را بر حسب ارتفاع قاشق (h) اندازه گیری کنیم. 

ابتدا مجموعه ی حالات را در یک صفحه اکسل می نویسیم. در تصویر زیر، مقدار هر پارامتر در «حالت مبنا» با رنگ زرد مشخص شده است. در صفحه ی اول اکسل، تمامی متغیرها (پارامترها) و مقادیر مختلف آن ها (حالات مختلف) نوشته می شود. در صفحات جداگانه نتیجه ی اندازه گیری های هر متغیر نوشته می شود.

برای تغییر نام صفحات در اکسل، در پایین صفحه، با دوبار کلیک روی عبارت Sheet1، آن را به عبارت دلخواه خود تغییر نام دهید:

اینکه چه مقادیری را به عنوان حالت مبنا در نظر بگیریم، با آزمایش های اولیه مشخص می گردد. لازم نیست حالت مبنا، حالتی ایده آل باشد، اما بایستی در آن حالت، پدیده ی مورد انتظار به درستی اتفاق بیفتد. بعضی مواقع راحت تر است که حالت مبنا را متناسب با شرایط انتخاب کنبم. مثلا در مورد دمای محیط، راحت تر است که حالت مبنا 27 درجه سانتیگراد (معادل 300 درجه کلوین) باشد (البته به شرطی که پدیده در این دما به درستی اتفاق بیفتد). این دما تقریبا همان دمای معمولی اتاق است. این کار باعث میشود که حین تغییر متغیرهای دیگر، دردسر کمتری داشته باشیم.

اینکه در تغییر مقدار متغیرها، چقدر از حالت مبنا دور شویم نیز در آزمایش های اولیه مشخص می شود. بهتر است آنقدر از حالت مبنا دور شویم که پدیده دیگر رخ ندهد (یا به صورت ضعیف رخ بدهد) . البته برای همه ی متغیرها چنین چیزی امکان پذیر نیست. مثلا در آزمایش ریختن عسل، اگر ارتفاع را زیاد کنیم، باز هم پدیده رخ می دهد، اما در ارتفاع های خیلی کم ممکن است پدیده رخ ندهد. بنابراین می دانیم تا چه حدی از حالت مبنا پایین تر برویم اما با بالاتر رفتن از حالت مبنا، ممکن است به حد خاصی نرسیم. در این مواقع با مشورت مربی خود تصمیم بگیرید که چقدر از حالت مبنا بالاتر بروید.

تمرین: بگویید با توجه به تصویر اکسل بالا، چند حالت مختلف بایستی آزمایش شود؟ (نکته: بعضی حالات تکراری هستند و نیازی به آزمایش مجدد آن ها نیست)

تغییر متغیر (آزمایش برای حالت های مختلف)

برای اندازه گیری یک متغیر نیاز است چندین بار آزمایش با شرایط یکسان تکرار شود تا مطمئن شویم که مقدار به دست آمده، معتبر است. جدول زیر نتیجه یک اندازه گیری نوعی را برای تنها یک حالت از متغیر (پارامتر) نشان می دهد که 6 بار تکرار شده است. 

ستون اول مقادیر x (متغیر) را نشان می دهد و ستون دوم مقادیر y (تابع) را نشان می دهد. منظور از متغیر (پارامتر)، چیزی است که ما می توانیم آن را به عنوان عامل اثرگذار تعیین کنیم و منظور از تابع، مقادیری است که از آزمایش به دست می آید. 

مثلاً در آزمایش ریختن عسل از قاشق، ما ارتفاع قاشق از ظرف (h) را به عنوان متغیرِ (پارامترِ) x، تعیین می کنیم و قطر حلقه های عسل در ظرف (d) را به عنوان تابعی(y) از ارتفاع اندازه گیری می نماییم. 

توجه: در نرم افزار اکسل، اعداد را بدون ذکر خطای اندازه گیری وارد می کنیم. خطای اندازه گیری در انتهای محاسبات بررسی می شود. 

همانگونه که مشخص است به دلیل وجود خطای تصادفی، مقادیر اندازه گیری شده یکسان نیستند. برای گزارش این حالت از متغیر، بایستی از مقادیر اندازه گیری شده میانگین گیری کنیم و برای به دست آوردن خطا، مقدار انحراف از معیار (Standard Deviation) را محاسبه نماییم. 

در نرم افزار Excel این دو عمل را می توان به سادگی با دستورهای ()AVERAGE= و ()STDEV= انجام داد. (در پرانتزِ روبروی هر دستور، محدوده‌ی اِعمال دستور را بنویسید) 

این عمل را برای مقادیر y (ستون B) نیز تکرار می کنیم. 

حال نوبت آن رسیده است که در مورد خطا تصمیم گیری کنیم. یعنی مقدار خطاهای تصادفی به دست آمده را یکی یکی با خطای اندازه گیری مقایسه کرده و در صورتی که از خطای اندازه گیری کوچک تر بودند، به صورت دستی، خطای اندازه گیری را به جای خطای تصادفی وارد می کنیم. 

تمام این مراحل برای یک حالت از متغیر مورد آزمایش انجام شده است. برای بررسی اثر آن متغیر (پارامتر) به صورت کامل، بایستی برای تمامی حالات مورد نظر، این فرآیند تکرار شود!

تصویر زیر نتیجه ی بررسی کامل متغیر (پارامتر) مورد نظر را برای 5 حالت مختلف از آن متغیر نشان می دهد (عرض هر ستون را برای سادگی کوچک کرده ایم) و بدین صورت یک پارامتر به طور کامل بررسی شده است. 

کشیدن نمودار با نرم افزار

برای کشیدن نمودارx-y در Excel در نوار بالای صفحه، روی Insert کلیک کرده و Scatter و سپس Scatter with Straight lines را انتخاب کنید: (با کلیک روی تصاویر، می توانید آن ها را در سایز بزرگ ببینید)

نموداری نشان داده می شود که نیاز به تصحیح دارد. برای انتخاب اعداد ورودی مناسب، روی نمودار کلیک راست کنید و Select Data را انتخاب نمایید:

در پنجره باز شده روی Edit کلیک کنید. در پنجره جدیدی که باز می شود داده های مورد نظر خود را وارد می نماییم: 

فیلد اول، مربوط به نام متغیر است که می توانید آن را خالی بگذارید. فیلد دوم مقادیری (یا آدرس مقادیری) که روی محور x ها نشان داده می شود و فیلد سوم مقادیری (یا آدرس مقادیری) است که روی محور y ها نشان داده می شود. لازم نیست مقادیر را تایپ کنیم، برای تعیین مقادیر هر فیلد، روی مربع کنار آن فیلد کلیک می کنیم (دایره های قرمز رنگ در تصویر روبرو) 

ابتدا می خواهیم مقادیر x نمودار را تعیین کنیم. روی مربع مربوط به فیلد وسطی کلیک می کنیم، بلافاصله پنجره کوچک می شود و برنامه منتظر می‌ماند تا روی خانه های مورد نظر خود کلیک کنید. در این مرحله بایستی بسیار دقت کنید که خانه ای را اشتباهاً انتخاب نکنید! 

روی صفحه کلید، دکمه Ctrl را فشار داده و نگه دارید و با ماوس روی اعداد مورد نظر (در اینجا مقادیر x_mean) به ترتیب و یکی یکی کلیک کنید. هر خانه ای که انتخاب می کنید، توسط برنامه دور آن خط چین کشیده می شود: 

در نهایت روی مربع کنار فیلد (دایره قرمز رنگ در تصویر بالا)، دوباره کلیک کنید تا انتخاب داده های x ثبت شود. همین کار را برای محور y تکرار کنید (ترتیب کلیک و انتخاب خانه ها مهم است): 

سپس روی Ok کلیک کرده و نمودار صحیح را مشاهده کنید. 

• بسیار مهم: چک کنید که مقادیر نشان داده شده در نمودار با داده های شما همخوانی داشته باشند. 

 افزودن میله‌ی خطا به نمودار

برای نشان دادن میله‌ی خطا (Error bar)، روی نمودار کلیک کنید تا بالای صفحه منویِ Design نمایش داده شود. از این منو، Add Chart Element را باز کرده و سپس Error Bars و در نهایت More Error Bars Options را انتخاب کنید. در سمت راستِ صفحه، یک پنجره باز می شود. در پایین پنجره Custom را انتخاب کرده و روی Specify Value کلیک کنید: 

پنجره کوچکی باز می شود تا مقادیر مثبت و منفی Error Bar را مشخص کنید. در کارِ ما مقادیر مثبت و منفی معمولاً یکی است. در تصویر زیر می بیند که منظور از این پنجره خطا در جهت y است. این را می توان از علامت های نشان داده شده دید (بیضی قرمز در تصویر پایین). بنابراین روی مربع کنار هر فیلد کلیک کرده و با نگه داشتن دکمه Ctrl، مقادیر خطا را برای خطای عمودی (y) انتخاب کنید (ترتیب انتخاب مهم است): 

دوباره روی مربع کنار فیلد کلیک کنید تا داده ها ثبت شود. 

این عمل را برای مقادیر منفی نیز تکرار کنید، سپس روی Ok کلیک کنید. 

• مهم: در نمودار دقت نمایید که مقادیر نشان داده شده‌ی Error Bar با داده ها همخوانی داشته باشد. 
• در صورتی که میله خطا مقادیر منفی را نیز شامل شده، دقت کنید که مقادیر منفی برای پارامتر مورد نظر معنی دار باشد. در غیر اینصورت به صورت دستی میله خطا را کوچک کنید تا از صفر کمتر نشود.

میله‌ی خطا در جهت x 

در بسیاری از مواقع، میزان خطا در جهت x بسیار کم است. در صورتی که فکر می کنید Error Bar در جهت x آنقدر کوچک است که اگر آن را بکشید، دیده نمی شود، می توانید از کشیدن Error Bar در جهت x صرفنظر کنید و در گزارش ذکر کنید که Error Bar افقی کوچکتر از اندازه‌ی Markerها (دایره های نشان دهنده نقاط) می باشد. 

در صورتی که خطا در جهت x قابل ملاحظه باشد، در پنجره‌ی سمت راست، از منوی Error Bar Options گزینه ی X Error Bars را انتخاب کرده و مراحل قبلی را برای خطای x تکرار می نماییم. 

اضافه کردن نمودارهای دیگر به نمودار قبلی 

در صورتی که می خواهید دو نمودار را با هم مقایسه کنید، می توانید روی نمودار راست کلیک کرده و به قسمت Select Data رفته و دکمه Add را بزنید. در این صورت یک نمودار جدید به نمودار قبلی اضافه می گردد و بایستی تمام مراحل قبلی (انتخاب داده برای محورهای x و y و انتخاب Error Bar) را روی آن تکرار کنید. 

قرار دادن واحد و عنوان 

روی نمودار کلیک کنید و از قسمت Design روی Add Chart Element کلیک کرده و عنوان، عنوان محورها و واحد اندازه گیری و تقسیم بندی صفحه (Gridlines) را مشخص کنید. 

• نکته مهم: همچنین در یک Text box، مقادیر پارامترهای ثابت دیگر در آزمایش را بنویسید و در کنار نمودار قرار دهید.
• در صورتی که چند نمودار را با هم نشان می دهید، برای مشخص کردن آن ها از Legend استفاده کنید. 
• توجه کنید که بهتر است نقاط نمودار با خط چین مستقیم به هم وصل شوند نه خط معمولی و نه منحنی. 

 شکل زیر یک نمودار کامل را نشان می دهد، به نواحی مشخص شده با رنگ قرمز دقت کنید. 

 در نهایت می توانید نمودار را کپی کرده و در PowerPoint قرار دهید. 

• حتما فایل Excel را در چند جا ذخیره کنید تا در صورت مخدوش شدن، فایل پشتیبان در اختیار داشته باشید.

ارائه

هر چند در امتیاز دهی داوران، تمامی عوامل بررسی می شوند اما مقدار زیادی از امتیازی که در مسابقه کسب می کنید وابسته به این است که چقدر خوب کار خود را ارائه دهید. داشتن پاورپوینت قوی، شفاف بودن روند کار، قدرت بیان بالا و ارائه پر انرژی روی ذهنیت داوران اثر مثبت می گذارد و باعث می شود امتیاز بیشتری به شما بدهند. در مسابقه‌یIYPT، امکان ارائه با استفاده از تخته و یا ویدئوپروژکتور وجود دارد. اما از آنجایی که مهلتِ ما برای ارائه بسیار محدود است، استفاده از تخته در زمانِ ارائه مناسب نمی‌باشد. پس نیاز است قبل از مسابقه (در واقع چندین هفته قبل از مسابقه) شروع به ساخت اسلاید در برنامه پاورپوینت (Power Point) نماییم. 

در انتخاب قالب ارائه (Template) و عناوینی که در اسلایدها نمایش می‌دهیم و نحوه‌ی مواجهه با مخاطب، آزاد هستیم. اما قوانینی کلی وجود دارند که ارائه‌ی ما را حرفه‌ای می‌سازند. در این برگِ راهنما، به این نکات می‌پردازیم. 

نکته‌ی اول: قالب ارائه. قالبِ ارائه در عینِ داشتنِ طراحی (Design)، بایستی ساده باشد. چرا که وجود جزئیاتِ بیش از حد، تمرکز ذهنی مخاطب را از بین می‌برد و مهم‌تر از آن، به مخاطب این پیام ضمنی را می‌دهد که مطالبِ علمیِ گنجانده شده در اسلایدها، فاقد جذابیت هستند و سعی شده با قراردادنِ حواشی، آن‌ها را جذاب جلوه دهیم. بایستی از ایجاد افکت‌های طولانی و زیاد خودداری کنیم و از جملات و عباراتِ ساده و صریح استفاده کنیم. 

توجه داشته باشیم که قالبِ ارائه بایستی دارای شماره صفحه باشد تا دیگران بتوانند به صفحه‌ی مورد نظرشان ارجاع دهند. 

فونتِ ارائه، باید به اندازه‌ای باشد که از نمایشگر رایانه، از فاصله 1 تا 1.5 متری به راحتی قابل خواندن باشد. طبیعی است که بایستی از به ‌کار بردنِ رنگی که در پس زمینه به راحتی قابل مشاهده نیست، یا فونتِ بسیار بزرگ بپرهیزیم. 

می‌توانیم از رنگ برای طبقه‌بندیِ مطالب در ذهنِ مخاطبین استفاده کنیم، مثلاً می‌شود در آزمایش با استفاده از مایعات، در نمودارِ مربوطه از رنگِ آبی برای نشان دادنِ نمودارِ آب و از رنگِ زرد برای نمودارِ روغن استفاده کرد. 

نکته‌ی دوم: اطلاعاتِ اولیه. پاورپوینت بایستی دارای اطلاعات اولیه در ابتدای ارائه در مورد موضوع ارائه، ارائه دهنده، محل/گروه تحقیقاتی، زمان و مکان ارائه باشد. البته بایستی از قرار دادنِ اطلاعاتِ بسیار جزئی بپرهیزیم. 

نکته‌ی سوم: متن در پاورپوینت. از قرار دادن جملاتِ بلند در ارائه می‌پرهیزیم و صرفاً نکات را به صورت جداگانه با علامتِ گلوله (Bullet) نشان می‌دهیم. اگر از متن بلند استفاده کنیم، مخاطبین یا آن را نمی‌خوانند که عملاً وجود آن متن را بی‌فایده خواهد کرد و یا درگیرِ خواندنِ آن شده و از صحبت‌های ما غافل می‌گردند و حرف‌هایمان بی‌اثر خواهد شد. نوشته‌های پاورپوینت به منظور تاکید روی نکاتِ مهم و یادآوریِ مسائلِ اساسی است، مطالبِ جزئیِ دیگر بایستی صرفاً توسط ما بیان شود. 

در استفاده از روابطِ ریاضی در پاورپوینت، نیازی به ارائه‌ی فرمول‌های پیچیده و خسته کننده و یا اثبات ریاضی نیست، مگر اینکه اثباتِ ریاضی، موضوعِ اصلیِ ارائه‌ی ما باشد (که در سوالات مسابقه IYPT چنین چیزی سابقه ندارد). می‌توانیم صرفاً رابطه‌های نهایی که پدیده را توصیف می‌کنند را ذکر کنیم، البته بهتر است تا حد امکان خودمان بر روندِ اثباتِ روابطِ ریاضیِ مربوطه مسلط باشیم. در واقع، نکته‌ی مهم در استفاده از این روابط، تسلطِ ما به فیزیکی که آن رابطه منعکس می‌نماید و میزان و نوعِ تاثیرِ پارامترهای آن رابطه است. 

نکته‌ی چهارم: سناریوی شفاف. بایستی به مسیری که برای ارائه در نظر داریم، کاملاً مسلط باشیم. قرار دادنِ بی‌هدفِ اسلایدها پشتِ سرِ هم، نظمِ ذهنی‌مان را از بین برده و از جذابیتِ ارائه می‌کاهد. بهترین سناریو، سناریویی است که مطالب را به ساده‌ترین شیوه به مخاطب انتقال دهد و در عینِ حال، شاملِ جذابیت‌های موضوع و نقاطِ قوتِ ما در انجام آن تحقیق باشد. 

انتخابِ عناوینِ صفحات، بستگی به سناریو دارد، معمول است که در مسابقات IYPT، ترتیب و عنوانِ صفحات به صورت زیر باشد: 

• 1 صفحه اطلاعات ارائه (نکته‌ی دوم) 
• 1 صفحه شرح سوال 
• (1 صفحه First observations) 
• 1 صفحه پارامترهای موثر بر مسئله 
• 1 الی 3 صفحه نظریات حاکم بر پدیده 
• (1 صفحه شرحِ چیدمانِ آزمایش) 
• صفحاتی برای بیانِ نتایج آزمایش 
• (1 صفحه ارتباط بین نظریه و آزمایش) 
• 1 صفحه برای نتیجه‌گیری 

 (مواردی که در پرانتز آمده، بسته به شرایط، ممکن است حذف شود.) 

تعداد مناسبِ صفحات، به نحوه‌ی ارائه‌ی ما بستگی دارد. معمولاً برای 12 دقیقه ارائه، 12 الی 15 صفحه پاورپوینت مناسب است. 

نکته‌ی پنجم: رعایتِ دستورِ نگارش. در صورتی که احساس کنیم به زبانِ انگلیسی به اندازه کافی مسلّط نیستیم، بهتر است از فردی که تسلّطِ بیشتری دارد برای تصحیحِ متنِ پاورپوینت کمک بگیریم. البته نیازی به نوشتنِ جملات به صورتِ کامل در پاورپوینت نیست، اما باید دیکته‌ی لغات، ترکیب‌های به کار برده شده، رعایتِ مکانِ صحیحِ اسم، فعل و صفت و ترجمه‌ی صحیح کلمات را خودمان چک نماییم. این نکته شاملِ حرف زدنِ ما نیز می شود، هر چند سخت‌گیریِ کمتری به نسبتِ متن وجود دارد. 

نکته‌ی ششم: آرامش، هیجانِ مثبت و زبانِ بدن. اگر برای ارائه استرس داریم می‌توانیم قبل از ارائه چند نفس عمیق بکشیم و به این فکر کنیم که همیشه مخاطبان و داوران به ما نگاهی مثبت دارند، این خاصیتِ ارائه است، دیگران به دنبالِ مچ‌گیریِ ما نیستند، آن‌ها صرفاً منتظرند تا چیزهای جالبی بشنوند. خوب است برای سخنانِ ابتداییِ ارائه به صورت ویژه فکر کنیم تا شروعِ خوبی داشته باشیم. به هیجانِ خود نگاهِ مثبت داشته باشیم و خوشحال باشیم که به ما فرصتِ بیانِ نتایجِ دستاوردهایمان را داده‌اند. پس بهتر است سعی کنیم از این فرصت بهترین استفاده را کرده و روی ذهنِ مخاطب تاثیری مثبت بگذاریم. از موارد تاثیرگذار در ذهن مخاطب، رعایتِ لحنِ مناسب، ارتباط از طریق زبانِ بدن و داشتنِ انرژی هنگامِ ارائه است. نباید با لحن یکنواخت ارائه دهیم، بلکه بایستی بلند و شمرده حرف بزنیم و سعی کنیم برای فراز و فرود در ارائه برنامه داشته باشیم. 

هنگام ارائه، صاف و مودبانه و با ظاهری آراسته می‌ایستیم. این‌ها نشانه‌ی احترام ما به مخاطب است. 

نکته‌ی هفتم: اعتماد به نفس. حواسمان باشد کار خود را مانند دانش‌آموزی که به معلم جواب پس می‌دهد، ارائه ندهیم. بایستی اعتماد به نفس داشته باشیم، ما محقق هستیم و باید از موضعِ فردی که در حالِ ارائه‌ی نتایج آخرین تحقیقات علمی به دیگران است، صحبت کنیم. سعی کنیم حین ارائه، پایه‌ی صحبت‌هایمان را روی نظریات محکم بنا نهیم تا ذهنمان متزلزل نگردد. 

اگر دیگران از نتایجِ کارِ ما انتقاد کردند، با اعتماد به نفس به آن گوش می‌کنیم، هر کسی ممکن است اشتباه کند، وجودِ نقاطِ ضعف در کارِ تحقیقاتیِ ما به هیچ وجه به معنای ضعیف بودنِ ما نیست. 

نکته‌ی هشتم: توجه به مخاطب. حین ارائه سعی ‌کنیم به افرادِ متفاوت نگاه کنیم، نه یک فردِ خاص و نه به سمتِ پرده‌ی نمایش. در حالتِ حرفه‌ای‌تر، هنگامِ پاسخ به سوالِ یک نفر، ابتدای پاسخ به او نگاه کرده و پس از مدتی، مجدداً همه‌ی افراد را مخاطب قرار می‌دهیم. با این کار، دیگران را ترغیب می‌نماییم که به سخنان ما توجه کنند. 

نکته‌ی نهم: غافلگیر کردنِ مخاطب. بعضی مواقع انجام آزمایشی کوچک حینِ ارائه، یا نشان دادنِ مفاهیم جالب در نمودارها یا نشان دادنِ ایده‌های ناب در چیدمانِ آزمایشی، باعث ایجادِ جذابیتِ خاص و نمره‌ی ویژه برای ارائه‌ی ما می‌شود. به یاد داشته باشیم، فردی که به ارائه‌ای خاص می‌اندیشد، ترفندی خاص در آستین خود پنهان می‌کند که دیگران از آن بی‌بهره‌اند. 

نکته ی دهم: فهمِ مخاطب. بهتر است زمانی را برای ارتباط برقرار کردنِ مخاطب با هر صفحه از پاورپوینت در نظر بگیریم و زود صفحات را عوض نکنیم. 

در ارائه‌ی مطالب، قسمت‌هایی وجود دارد که نسبتاً بارِ مفهومیِ عمیق‌تری دارند و یا نقاطِ قوتِ کارِ ما هستند و لازم است بیشتر به آن‌ها بها داده شود. همچنین ممکن است مخاطبین نسبت به خواسته‌ی مسئله یا برخی مواردِ تخصصیِ مرتبط، اطلاعات کافی نداشته باشند و نیاز به توضیح ما باشد. 

نکته‌ی یازدهم: پاسخ به سوالاتِ افراد. رسم بر این است که حینِ ارائه، کسی سوالی نپرسد تا رشته‌ی کلامِ ارائه دهنده گسسته نشود. هرچند ممکن است سوالاتِ بسیار کوتاه با پاسخِ یک کلمه‌ای پرسیده شود. در مورد سوالاتِ پس از ارائه، یک بار سوالِ مخاطب را بلند تکرار می‌نماییم تا با تاییدِ مخاطب، مطمئن شویم که آن سوال را به درستی متوجه شده‌ایم، ضمناً این کار به ما فرصتی چند ثانیه‌ای می‌دهد تا حینِ تکرارِ سوال، به پاسخِ آن فکر کنیم و شتابزده جواب ندهیم. در صورتی که در مورد سوال حضور ذهن نداشته باشیم و یا در موردِ جواب مطمئن نباشیم، از توضیح مفاهیمِ پایه‌ای شروع می‌کنیم. این تکنیک، علاوه بر آشناییِ مخاطب با میزانِ دانسته‌هایمان، به ما فرصت می‌دهد تا بیشتر به پاسخِ سوال بیاندیشیم. 

نکته‌ی دوازدهم: تمرینِ ارائه. ارائه‌ی قوی تنها با تمرینِ مداوم و تعلقِ خاطر نسبت به کار امکان‌پذیر است. بنابراین با توجه به فرصتِ محدودی که داریم، بهتر است از همان مراحلِ ابتداییِ تحقیق، پاورپوینت خود را –حتی به صورت ناقص- ساخته و برای مربی ارائه دهیم. این امر علاوه بر تقویتِ قدرتِ ارائه‌ی ما، باعث می‌شود درک بهتری از مسیر تحقیقِ خود پیدا کنیم و همچنین نقاط ضعف خود را پیدا کنیم و روی آنها تمرکز بیشتری داشته باشیم. اگر بر ارائه مسلط نیستیم، شاید نیاز باشد قسمت‌هایی از متن حرف‌هایمان را از حفظ کنیم. 

توجه: برای تمرین ارائه می توانید از ساعت مخصوص مسابقه( دریافت ) استفاده کنید. (فایل دانلود شده را توسط مرورگر باز کنید)

توجه دوم: همچنین برای کمک نکات را اینجا قرار داده ام (دریافت) . این تمپلیت صرفاً یک پیشنهاد است و ممکن است شما دوست داشته باشید مسیر دیگری برای ارائه پیش گیرید.

توجه سوم: دیدن فیلم ارائه های قبلی می تواند بسیار کمک کننده باشد: لیست فیلم مسابقات جهانی تیم ایران

سخنِ آخر

 امروزه، ارائه‌ی موثر یکی از عواملِ بسیار اساسی در موفقیتِ افراد و ترویجِ افکار است. باید به ارائه نه به مثابه‌ی تکلیف، که به عنوانِ یک توانایی و یک ابزارِ کارآمد نگاه کنیم. ارائه یک هنر است، هنرِ سخنوری! و البته یکی از جنبه‌های مثبتِ مسابقه‌ی IYPT، بخشِ ارائه‌ی آن است. بهانه‌ای که به ما فرصتِ تقویتِ فنِ بیان را هدیه می‌نماید. اگر احیاناً در این مهارت قوی نیستیم، در ذهن خود علاقه‌ای نسبت به آن احساس نمی‌کنیم، و یا از مواجهه با موقعیت‌هایی که در آن مورد توجهِ خاصِ دیگران قرار می‌گیریم، واهمه داریم، این مسابقه فرصتی خواهد بود تا با استفاده از آن، پنجره‌ای جدید به روی زندگیِ حرفه‌ایِ خود بگشاییم. پس بیایید آن را غنیمت شمرده و به استقبال آن برویم، یقیناً پشیمان نخواهیم شد. راستی، یادمان باشد اگر نشان مخصوص IYPT را دریافت کردیم، آن را به لباس مدرسه خود بزنیم تا به همه اعلام کنیم: 

ما با IYPT زندگی می کنیم. 

بهترین‌ها را برایتان آرزومندم.

روند برگزاری مسابقه

محورِ مسابقه‌ی IYPT، ارائه‌ی دانش‌آموز از کار پژوهشی است. در واقع به ما فرصتی کوتاه داده می‌شود تا نتایجِ دستاوردهای چند ماهه‌ی خود را در قالب نقشِ ارائه دهنده (Reporter) برای دیگران بازگو کنیم. از آنجایی که قرار است ارائه‌ی ما با کار دیگران مقایسه شود، لازم است فردی که نسبت به موضوع آشناست در قالب نقشِ حریف (Opponent)، در مورد آن با ما به مباحثه بپردازد تا نقاطِ قوت و ضعفِ کارمان بهتر مشخص شود. به دلیلِ این‌که داورانِ دانشگاهی انتظارات نسبتاً بالاتری دارند، این نقش به عهده‌ی دانش‌آموزانی که هم مرتبه با خودمان هستند گذاشته شده است. پس از انجام مباحثه، گروهی دیگر از دانش‌آموزان در قالب نقشِ منتقد (Reviewer) کیفیتِ مباحثه را بررسی می‌کنند تا مشخص شود که آیا هر کدام از طرفین به خوبی نقشِ خود را ایفا نموده‌اند یا نه. (زمانبندیِ دقیقِ ایفای هر نقش در قوانینِ مسابقه نوشته شده است.) 

داوران بر تمامی نقش‌ها نظارت دارند و در نهایت هر کدام به هر سه تیم بر حسب کیفیتِ کارشان جداگانه امتیاز می‌دهند. کلِ این روند یک Stage نام دارد. 

توجه: امتیاز هر گروه عددی بین 1 تا 10 است. دقت کنید که هر نقش صرفاً توسط «یک نفر» ایفا می‌شود اما نمره‌ی داوران به «تیم» نسبت داده می‌شود. 

توجه: حین مسابقه مربی تعاملی با دانش آموزان ندارد، اما در زمان‌های استراحت بین مسابقه، دانش آموزان آزاد هستند که با مربی خود حرف بزنند. 

در ادامه‌ی مسابقه (Stage بعدی)، نقشِ تیم‌ها جابه‌جا می‌شود و این فرآیند، تکرار شده و تمامیِ تیم‌ها نقشِ «ارائه دهنده»، «حریف» و «منتقد» را بازی می‌کنند. کل این روند یک «نبرد فیزیک» را تشکیل می‌دهد که به اختصار PF که مخفف Physics Fight است نامیده می‌شود. 

مسابقه شامل 3 تا 5 نبردِ فیزیکی (PF) است. معمولاً برنامه‌ریزیِ مسابقه به گونه‌ای است که در PF‌های متفاوت، دسته‌بندیِ تیم‌ها عوض می‌شود تا تیم‌ها به صورت تکراری مقابل هم قرار نگیرند. سپس امتیازات را جمع زده و سه تیمِ برتر، به PF نهایی (Final) راه پیدا می‌کنند و برای قهرمانی با یکدیگر به رقابت می‌پردازند. 

قوانین مسابقه چگونه است؟

قوانین مسابقه ساده است، یک تیم به عنوان حریف (Opponent) انتخاب می شود که یک سوال را مشخص می کند و تیم ارائه دهنده (Reporter) بایستی نتایج تحقیقات خود روی آن سوال را روی پاورپوینت یا تخته توضیح دهد و در نهایت زمانی برای بحث بین ارائه دهنده و حریف اختصاص می یابد. پس از آن یک تیم دیگر به عنوان منتقد (reviewer) وظیفه دارد منصفانه در مورد کار دو تیم دیگر نظر دهد.

چند داور بر تمامی قسمت ها نظارت دارند و در نهایت هر کدام به هر سه تیم بر حسب کیفیت کارشان جداگانه امتیاز می دهند. این امتیاز عددی بین 1 تا 10 است.

پس از آن نقش تیم ها جا به جا می شود و این فرآیند تکرار شده و تمامی تیم ها نقش "ارائه دهنده"، "حریف" و "منتقد" را بازی می کنند. کل این روند یک "نبرد فیزیک" را تشکیل می دهد که به اختصار PF که مخفف Physics Fight است نامیده می شود. معمولا آرایش تیم ها طوری است که تمامی تیم ها در PF های متفاوت مقابل هم قرار گیرند. سپس امتیازات را جمع زده و سه تیم برتر، به PF نهایی راه پیدا می کنند و پس از آن بر حسب امتیاز، مقام های اول تا سوم نصیبشان می شود. 

قوانین و سوالات مسابقه، در مسابقات ملی و بین المللی یکسان است. هر دو مسابقه به زبان انگلیسی برگزار می شود. بنابراین توانایی صحبت به زبان انگلیسی در کسب امتیاز بیشتر، اثرگذار است. البته برخی مواقع اگر تعداد تیم های علاقمند به شرکت در مسابقه به زبان فارسی زیاد باشد، در مسابقات ملی بخش فارسی هم تشکیل می شود اما هیچ فردی از این بخش برای مسابقات بین المللی انتخاب نخواهد شد.

نکات حرفه ای برای مسابقه

داورها به چه چیزی امتیاز می دهند؟ 

اینکه کار بر روی سوال به نتیجه برسد، یک قسمت از حل مسئله است. اما قسمت‌های دیگری نیز وجود دارند که اهمیت زیادی دارند: فهم صحیحِ سوال، داشتنِ روندِ علمی و خلاقانه برای حلِ سوال، نظریه‌های ما برای توجیه پدیده و آزمایشِ آن‌ها و ارائه‌ای پرشور و زنده، همگی عواملِ تعیین کننده در ارزیابیِ کار هستند. به طور مشخص‌تر، برگه‌های ارزیابیِ داوران، مواردی را برای ارزیابیِ هر کدام از نقش‌ها پیشنهاد می‌دهد: 

نقشِ ارائه دهنده 

هنگام ارائه باید موارد زیر رعایت شده باشد:

• توضیح پدیده: هرچقدر توضیح عمیق تر و قابل درک تر باشد و بر پایه اصول محکم تری بنا شده باشد، نمره بیشتری کسب می شود. 
• نظریه و مدل: هر چقدر جزییات بیشتر و در برگیرنده پیچیدگی های بیشتری باشد و هرچقدر قابلیت آزمون پذیری نظریات بیشتر باشد، نمره بیشتری کسب می گردد.
• آزمایش های مرتبط: آزمایش باید به درستی و به دفعات لازم انجام شود و نتایج توضیح داده شود و خطاها مورد تحلیل قرار گیرد.
• مقایسه بین نظریه و آزمایش: بایستی در مورد اختلاف بین نظریه و آزمایش توضیح داده شود و محدودیت های نظری مورد بررسی قرار گیرد.
• مشارکت: ارائه اطلاعات دیگران یا مرور کارهای انجام شده دیگران نمره زیادی ندارد، بلکه بایستی آزمایش توسط فرد انجام شود و نظریه مورد نیاز به کار برده شود.

هنگام چالش باید موارد زیر رعایت شود:

• مشارکت علمی: هرچقدر نکات جذاب و جالب تری شفاف گردد، نمره بهتری کسب می شود.
• بحث مرتبط: بایستی نسبت به چالشی که مطرح می شود به صورتی صحیح عکس العمل نشان داده شود. همچنین اگر در اثبات حرف های خود اطلاعات یا نظریه ای بیان کنید که نشان دهنده عمق درک شما باشد، نمره مثبت دریافت می کنید.
• بازدهی: با توجه به زمان کوتاهی که در اختیار دارید، بایستی کمتر حاشیه بروید، زمان را تلف نکنید و به چالش پاسخ دهید تا بحث جلو برود. 

در پایان، در پاسخ به سوالات داوران، حریف و منتقد اگر جوابی اشتباه یا بیش از حد بلند بدهید، از شما نمره کسر می گردد.

 نقشِ حریف

هنگام پرسیدن سوالات کوتاه:

• سوالات با اولویت بندی درست پرسیده شود و نکات مبهم را پوشش دهد 
• سوالات کوتاه باشد
• جواب مورد نیاز نیز کوتاه باشد 
• تمام زمان استفاده شود

هنگام صحبت قبل از چالش (opp speech):

• زمان: از تمام زمانی که در اختیار او قرار داده شده استفاده ی موثر شود.
• فهم ارائه: تمام نکات مطرح شده در ارائه به درستی فهمیده شده باشد.
• مباحث مرتبط: سرفصل ها و مباحث مرتبط با مسئله بایستی به درستی درک شده و مورد توجه قرار گرفته باشد. 
• نظرات شخصی: در مورد مباحث، بایستی نظرات شخصی خود را مطرح سازد و در حالت ایده آل، پیشنهاداتی برای بهبود آن ها داده شود.
• اولویت بندی: بایستی ابتدا مباحث حیاتی تر و کلی تر مورد بررسی قرار گیرد و در نهایت موارد جزیی تر و کم اهمیت تر

هنگام چالش:

• مشارکت علمی: هرچقدر نکات حیاتی تری مورد چالش قرار گردد، نمره بهتری کسب می شود.
• مباحث مرتبط: بایستی از مطرح کردن مطالبی که نامرتبط است اجتناب کنید.
• نظرات شخصی: خوب است نظرات شخصی حریف مطرح گردد. در حالت ایده آل، پیشنهاداتی برای تکمیل کار داده شود.
• بازدهی: بحث را درست هدایت کنید، همکاری مناسبی داشته باشید و نشان دهید بازدهی دارید.
• اولویت بندی: بایستی ابتدا مباحث حیاتی تر و کلی تر مورد بررسی قرار گیرد و در نهایت موارد جزیی تر و کم اهمیت تر

در پایان، در پاسخ به سوالات داوران و منتقد اگر جوابی اشتباه یا بیش از حد بلند بدهید، از شما نمره کسر می گردد.

 نقشِ منتقد

هنگام پرسیدن سوالات کوتاه:

• سوالات مرتبط باشد و نکات مبهم را پوشش دهد.
• سوالات واضح باشد.
• اولویت بندی رعایت شود.  
• سوالات کوتاه باشد.
• تمام زمان به صورت بهینه استفاده شود.

هنگام نقد ارائه دهنده:

• فهم و خلاصه ارائه: بایستی خلاصه ای از ارائه را نشان دهید، به گونه ای که بیانگر فهم دقیق و عمیق شما از ارائه باشد.
• تحلیل بحث: بایستی تحلیلی دقیق، قاطعانه و بی‌طرفانه از بحث ارائه دهید، به گونه ای که بیش از حد کوتاه یا بلند نباشد.
• نظرات شخصی: نظرات شخصی بسیار مهم است (به خصوص موارد بحث برانگیز). به خصوص اگر پیشنهاداتی برای تکمیل کار داده شود.
• مزایا و معایب (Pros & cons): بایستی به صورت متناسب، مزایا و معایب نشان داده شود.
• اولویت بندی: بایستی ابتدا مباحث مهم تر و کلی تر مورد بررسی قرار گیرد و در نهایت موارد جزیی تر و کم اهمیت تر

هنگام نقد حریف:

• خلاصه صحبت قبل از چالش (opp speech): این قسمت به صورت کوتاه اما دقیق بیان می شود.
• تحلیل بحث: بایستی تحلیلی دقیق، قاطعانه و بی‌طرفانه از بحث ارائه دهید، به گونه ای که بیش از حد کوتاه یا بلند نباشد.
• نظرات شخصی: نظرات شخصی بسیار مهم است (به خصوص موارد بحث برانگیز). به خصوص اگر پیشنهاداتی برای تکمیل کار داده شود.
• مزایا و معایب (Pros & cons): بایستی به صورت متناسب، مزایا و معایب نشان داده شود.
• اولویت بندی: بایستی ابتدا مباحث مهم تر و کلی تر مورد بررسی قرار گیرد و در نهایت موارد جزیی تر و کم اهمیت تر

در پایان، در پاسخ به سوالات داوران اگر جوابی اشتباه یا بیش از حد بلند بدهید، از شما نمره کسر می گردد.

حین مسابقه برای هر Stage، برگه نمره دهی به داوران داده می شود. می توانید این برگه را از  اینجا  دانلود کنید.

نکاتِ تکمیلی برای ایفای نقشِ حریف/منتقد به صورتِ حرفه‌ای

در صفحات راهنمای قبل، نکاتی را برای ارائه‌ی حرفه‌ای فراگرفتیم. یادمان باشد، تنها ارائه قوی نیست که رتبه ما را تحت تاثیر قرار می‌دهد بلکه نمراتِ مربوط به نقشِ حریف و منتقد نیز بسیار موثر هستند که البته این نکته معمولاً مغفول واقع می شود.

سعی کنیم به عنوان حریف/منتقد نسبت به مسئله هیجان داشته باشیم و با انرژی حرف بزنیم.

به عنوانِ حریف، در برابرِ ارائه دهنده، با اعتماد به نفس برخورد کنیم، سعی کنیم پایمان را روی نظریاتِ محکم بگذاریم و از طرحِ نظریاتِ دارای ابهام دوری کنیم، چون طبعاتش گریبان‌گیر خودمان نیز خواهد شد. اینگونه می‌توانیم رقیبمان را به چالشی جدی دعوت کنیم. البته همیشه یادمان باشد متواضعانه برخورد کنیم و به کار و نظر ارائه دهنده احترام بگذاریم (حتی می‌توانیم در شروع، نقاطِ قوتِ کار و زحمتی که کشیده را در قالب جملاتی کوتاه تحسین نماییم). 

ممکن است ارائه دهنده کار بسیار ضعیفی انجام داده باشد. به گونه‌ای که مطلبی برای بحث نباشد (به بیان خودمانی: کاری نکرده که بخوایم روش بحث کنیم). فراموش نکنیم که این مسئله ربطی به فرصت ما برای دریافتِ نمره به عنوان حریف/منتقد ندارد. در این گونه موارد پس از بیانِ نکاتِ مربوط به ارائه دهنده، خوب است خودمان کار را بیشتر توضیح دهیم تا داوران متوجه سطحِ علمی ما بشوند: اینکه برای حلِ سوالِ مطرح شده، به طور کلی چه پارامترهایی مهم به نظر می‌رسند و به طور کلی چه نظریه‌هایی پشت مسئله است. در عینِ حال یادمان باشد، هرگز نبایستی وقتی نقش حریف/منتقد را ایفا می‌کنیم، نتایجِ کارِ خودمان را بازگو کنیم. مثلا اینکه در نتایجِ کارِ ما نمودار فلان پارامتر چه رفتاری دارد یا اینکه ما چه چیدمانی طراحی کرده‌ایم. اما می‌توانیم بدون ارجاع به کارِ خودمان، صرفاً با اطلاعاتی که از نتیجه‌ی کارمان در دست داریم، حریف را به چالش بکشیم. 

بهتر است به عنوان حریف/منتقد هرگز از سوالات بسیار جزئی و کم اهمیت شروع نکنیم. خوب است : 

• جدال را با سوالاتِ اساسی و تعیین کننده آغاز کنیم، سوالاتی بپرسید که پاسخ آن‌ها مستلزمِ درک مفهومِ فیزیکیِ سوال است، 
• آیا ارائه دهنده مفاهیم، نظریات و قوانینی که ارائه داده است را درست فهمیده؟ اگر شما متوجه شده اید، خوب است توضیح دهید.
• آیا ارائه دهنده ریاضیاتی که بیان کرده را درست فهمیده؟ اگر شما ریاضیات را متوجه شده اید، خوب است توضیح دهید
• آیا متنِ سوال درست درک شده و خواسته‌های سوال به درستی برآورده شده است؟
• آیا روش آزمایشگاهی ای که ارائه دهنده به کار برده معتبر است؟ اثر پارامترهای مهم به درستی مورد بررسی قرار گرفته است؟ 
• آیا ارائه دهنده قادر به توضیح در مورد علت رفتار خاص نمودارها هست؟
• آیا علت به وجود آمدن خطاها به درستی مورد ارزیابی قرار گرفته؟
• آیا نکته ی جالب و خاصی هست که توسط دیگران مورد غفلت واقع شده؟ آیا می توان از جنبه دیگری به مسئله نگاه کرد؟

و سپس سوالات جزئی را بپرسیم. از آنجایی که هنگام ارائه حواسمان به کارِ ارائه دهنده است، ممکن است از بعضی نکات غافل بمانیم. بنابراین بهتر است قبل از مسابقه، نکات کلیدی و سوالات پایه‌ایِ همه‌ی مسائل را یادداشت نماییم (و حتی شاید بد نباشد قبل از مسابقه پاورپوینت مربوط به نقشِ حریف را به صورت ناقص بسازیم. پاورپویت نمونه ی نقش حریف را اینجا و پاورپوینت نمونه نقش منتقد را اینجا ببینید)

هنگامِ ارائه، خوب است یک نفر (یا دو نفر) به حرفِ ارائه دهنده گوش کند و یک نفر (یا دو نفر) به پاورپوینتِ وی دقت کند تا نکاتِ بیشتری مورد توجه قرار گیرد. 

بلافاصله پس از ارائه‌ی ارائه دهنده (تیم مقابل)، 2 دقیقه فرصت داریم سوالات کوتاه بپرسیم. در این فرصت صرفاً باید نکات مبهمی که جوابش را برای چالش نیاز داریم بپرسیم و از بحث و چالش در این مدتِ کوتاه بپرهیزیم. پس از آن 3 دقیقه فرصت داریم و می‌توانیم با هم‌گروهی‌هایمان مشورت کنیم و نکات را جمع بندی کنیم. این فرصت برای اولویت‌بندیِ سوالاتی که می‌خواهیم بپرسیم نیز هست. یادمان باشد این زمان برای تیم ارائه دهنده هم فرصتی ست تا با توجه به سوالاتِ کوتاهِ ما، از ذهنیتِ ما آگاه شده و برای چالش آماده شوند. 

هنگامی که هم‌گروهیِ ما به عنوانِ ارائه دهنده/حریف/منتقد ارائه می‌دهد، اجازه داریم که برخی نکات را به از طریق یادداشت به وی گوشزد کنیم. اما یادمان باشد که این کار، تمرکزِ دوستمان را به هم می‌زند، بنابراین یادمان باشد تنها در صورتِ ضرورت به وی یادداشت بدهیم.

نکاتِ پراکنده‌ی دیگر

• هنگام ذخیره ی فایل پاورپوینت، برای آنکه ویدیوها هم انتقال داده شوند، به جای گزینه ی Save از گزینه ی
  
  Export>Package presentation for CD 
  استفاده نمایید. 
• خوب است قبل از مسابقه، یک لپتاپ را به عنوان لپتاپ اصلی و یکی را به عنوان لپتاپ اطمینان، انتخاب کرده و تمام پاورپوینت‌ها را در آن‌ها بریزیم. سپس پاورپوینت‌ها را چک کنیم تا مطمئن شویم حینِ انتقال مشکلی به وجود نیامده باشد. مخصوصاً اگر در پاورپوینت فیلمی باید اجرا شود.

• خوب است حینِ مسابقه، به محضِ ورود به کلاس لپتاپِ اصلی و لپتاپِ اطمینان را به پروژکتور وصل کنیم تا مطمئن شویم مشکلی وجود ندارد. (در صورت بروز مشکل در لپتاپ در زمان ارائه، زمان متوقف نمی شود و مسئولیت آن بر عهده‌ی خودمان است) 
• خوب است برای ارائه، وسیله‌ی آزمایش را همراه ببریم و پس از ارائه آزمایش کنیم. البته حواسمان باشد که تیم حریف متوجه لوازم ما نشوند تا به سوالِ حل شده توسطِ ما پی نبرند. 

سخنِ آخر 

مسابقه‌ی IYPT مسابقه‌ای بسیار پرهیجان است! سعی کنید حتماً آن را تجربه کنید. از مواجهه با دیگران نترسید، آن‌ها هم دانش‌آموزانی مثل شما هستند. کسی پیروز است که این مسابقه را به مثابه‌ی یک بازیِ علمی ببیند و برد و باخت برایش مهم نباشد. مهم لذت بردن از خودِ بازی ست. مانندِ قبل، از شما می‌خواهم نشانِ مخصوصِ IYPT را همیشه به لباس مدرسه خود بزنید تا همگی یادمان باشد:

 ما با IYPT زندگی می‌کنیم. 

 

زندگی صحنه‌ی یکتای هنرمندی ماست

 هر کسی نغمه‌ی خود خوانَد و از صحنه رَوَد 

صحنه پیوسته به جاست 

خرّم آن نغمه که مردم بسپارند به یاد...

نمایشگاه

برخی مدارس به صورت سالانه برای ارائه‌ی دستاوردهای دانش‌آموزان اقدام به برگزاری نمایشگاه می‌نمایند. این فرصتی است تا دانش‌آموزانِ فعال در زمینه‌ی IYPT، با ارائه‌ی سوالاتِ حل شده، کارِ خود را تبلیغ نمایند. برای ارائه‌ی بهتر در چنین نمایشگاه‌هایی خوب است نکات زیر را در نظر بگیریم: 

پوستر 

• خوب است پوستری جذاب از پروژه‌ی خود چاپ کنیم. یک پوسترِ خوب علاوه بر داشتنِ اطلاعاتِ عمومی درموردِ پروژه، حاویِ جزئیاتِ علمی نیز هست، البته منظور جزئیاتِ خسته کننده نیست، بلکه مطالبی است که به فهمِ بهتر و عمیق‌ترِ موضوع کمک کند. 
• یادمان باشد حتماً در پوستر از عکس‌های آزمایش‌های خودمان استفاده کنیم. این کار اعتبارِ پوسترِ ما را بالا می‌برد. بنابراین نیاز است تا عکس‌هایی جذاب از چیدمانِ آزمایشگاهیِ خودمان تهیه کنیم. عکس‌هایی که پدیده یا وسیله‌ی خاص ما را به خوبی نمایش دهد و فاقدِ حواشی و یا پس‌زمینه‌ی نامربوط باشد.
• بایستی به اندازه‌ی فونت دقت کنیم. فونتِ کوچک از دور خوانده نمی‌شود، فونت بسیار بزرگ نیز از زیبایی پوستر می‌کاهد.
• ضمناً از قرار دادنِ مطالبِ طولانی می‌پرهیزیم و سعی می‌کنیم در قالبِ نمودار، مفاهیم را انتقال دهیم. زیرا بازدید کنندگان، حوصله و وقتِ خواندنِ مطالبِ طولانی را ندارند. 

بروشور

• مطالب طولانی‌تر و جزئی‌تر را می‌توان در بروشور قرار داد. یادمان باشد که تنها مطالب مفید را در بروشور قرار دهیم و از قرار دادنِ مواردِ بسیار جزئی، بی‌ربط و هجو و کپی کردنِ اطلاعاتی که در اینترنت وجود دارد، بپرهیزیم. یادمان باشد حتماً در بروشور عکسِ کارهای خودمان را قرار دهیم.

ارائه برای بازدید کنندگان 

• بایستی کارمان را جذاب توضیح دهیم. یقیناً اگر ما خسته باشیم، از نظرِ مخاطب، کارِ ما نیز خسته کننده و بی‌مزه به نظر خواهد رسید.
• باید با انرژی و سرزنده باشیم، برای هیجان‌زده کردنِ مخاطب از قبل نقشه بریزیم و روی نکاتِ مهمِ کارمان تاکید کنیم. کارمان را به شیوه‌ای مثبت تبلیغ کنیم و در جای مناسب از کلماتی مانند «جالب»، «عجیب»، «هیجان انگیز» و ... استفاده کنیم تا حسِ خوبِ خود را به مخاطب انتقال دهیم.
• می‌توانیم با پرسشِ چند سوال، ذهنِ مخاطب را بیشتر با مسئله درگیر سازیم. البته منظور از پرسشِ سوال این نیست که منتظرِ جوابِ مخاطب بمانیم، هدف از این کار، القای حسِ تعامل در ذهنِ مخاطب است. خوب است سوالاتی بپرسیم که جوابش برای مخاطب بدیهی نیست، در این صورت او از توضیحات بعدیِ ما شگفت‌زده خواهد شد.
• در عین حال بایستی بتوانیم در مدت زمانِ کوتاه کارمان را توضیح دهیم، مثلا در حد 2 الی 3 دقیقه. چرا که معمولاً تمرکز افراد در زمانِ طولانی‌تر کم می‌شود و قسمت‌های پایانی توضیحاتِ ما را نمی‌فهمند.
• در زمانِ ارائه‌ی توضیحات سعی کنیم اطلاعاتِ کلی را به زبان ساده و عامیانه توضیح دهیم. نیازی نیست جزئیاتی که به دست آورده‌ایم را به رخِ مخاطب بکشیم اما خوب است تاکید کنیم که چه کارهایی را «خودمان» انجام داده‌ایم تا ارزشِ کارِ ما معلوم شود. مثلاً اینکه آیا از خودمان نظریه‌ای داشته‌ایم؟ آیا آزمایش‌ها را خودمان طراحی کرده‌ایم؟ آیا مطالعه‌ی خاصی داشته‌ایم؟ آیا روشِ هوشمندانه و خاصی برای آزمایش پیش گرفته‌ایم؟ 
• پس از توضیحاتِ ما، مخاطب اگر دوست داشته باشد، در موردِ جزئیاتِ مسئله که ناگفته مانده است، پرس‌وجو می‌کند. شروعِ پرس‌وجو به معنای جذاب بودنِ کارِ ما برای اوست، حال نوبتِ آن است که جزئیاتِ پیچیده‌ی کار را به رخ مخاطب بکشیم!
• در حینِ ارائه‌ی ما، ممکن است مخاطب از خود حدس‌هایی بزند و یا حتی نظریه‌ای اشتباه بدهد. بایستی به نظر او احترام بگذاریم و با توضیحِ نظریه‌ی صحیح، سعی کنیم مسئله را روشن سازیم. باید از به کار بردن عباراتی چون «اشتباه گفتید» یا «نظریه‌ی شما غلط است چون...» بپرهیزیم و بگذاریم او خود را در پاسخ به سوالِ ما سهیم بداند.
• ارائه می‌تواند به زبان انگلیسی یا فارسی باشد. مثلاً می‌توانیم در ابتدا بپرسیم مخاطب دوست دارد ارائه‌مان را به کدام زبان بشنود؟ این کار نشان دهنده‌ی تسلطِ ما به ارائه است. 

آزمایش 

• یادمان باشد حتماً برای مخاطب آزمایشِ مربوط به سوالمان را به صورت عملی نشان دهیم. ممکن است آزمایش از نظر ما تکراری و بی‌مزه باشد، اما برای مخاطب رمزآلود و جذاب خواهد بود. چرا که مانندِ ما درگیرِ جزئیاتِ مسئله نشده است. 
•  انجامِ آزمایش مانند انجامِ تردستی است، یعنی هرچقدر آزمایش تمیزتر اجرا شود، تاثیر گذارتر است. پس بایستی چیدمانِ خوبی به کار ببریم و حرفه‌ای و کوتاه آزمایش کنیم. 
• بهتر است قبل از برگزاریِ نمایشگاه، چیدمانِ خود را برای نمایشگاه آماده سازیم. یعنی سعی کنیم زیبایی ظاهری آن را افزایش دهیم، ادواتِ مورد نیاز را چک کنیم و تا حدِ امکان از ادوات و تکنولوژیِ پیشرفته برای انجام آزمایش بهره ببریم. 

سخنِ آخر

غرفه‌ی ما در نمایشگاه، قلمروِ ما برای ارزش‌گذاریِ زحماتِ ماست. پس بیایید اعتبارِ آن را حفظ کنیم، غرفه را ترک نکنیم و نگذاریم دیگر دوستانمان در مدرسه با شوخی و یا هر بهانه‌ی دیگری، نظمِ غرفه‌مان را به هم بزنند. مهم نیست که در ارزیابیِ نمایشگاه چه رتبه‌ای را کسب می‌کنیم، ما به نمایشگاه به عنوان یک فرصتِ تبلیغِ هیجان انگیز نگاه می‌کنیم، نه تکلیف و نه مسابقه. ما در غرفه‌ی IYPT، پرچم‌دارِ پژوهشِ حرفه‌ای هستیم، نه رقیبِ کلاس‌های پژوهشیِ معمولی. کارِ ما از جنسِ کارهای عادی نیست. راستی یادمان باشد، روز نمایشگاه، حتماً نشانِ مخصوصِ IYPT را به لباسِ مدرسه‌ی خود بزنیم تا همه بدانند:

 ما با IYPT زندگی می‌کنیم. 

شما بهترین هستید، ایمان داشته باشید...

مقاله نویسی

به خودتان بها دهید 

سوالات مسابقه IYPT از سرتاسر دنیا فرستاده می شود و حل آن می تواند ارزش علمی بسیار بالایی داشته باشد. با کمک معلم خود، بهترین حل هایتان را منتشر کنید حتی میتوانید به مجله جهانی IYPT فکر کنید. علاوه بر این سوالی که در ذهن شما ایجاد شده است، ممکن است سوال منتخب سال بعد باشد. خودتان را دست کم نگیرید و با کمک معلم خود سوالات جالب را برای IYPT بفرستید.

در دنیای حرفه‌ای مرسوم است که نتایج تحقیقات علمیِ جدید، در قالبِ مقالاتِ علمی (Scholarly papers یا به اختصار Paper) منتشر می‌شود. مقالاتِ علمی در مجلاتِ علمی (Scientific journals) چاپ می‌شوند. اکثر مجلاتِ علمی، جنبه‌ی بین المللی دارند و از زبانِ انگلیسی استفاده می‌کنند. تمامیِ مجلاتِ معتبر دارای وبگاهِ اینترنتی هستند و ارائه‌ یا دریافت مقاله از همین طریق قابل انجام است. مخاطبین معمولاً به جای دریافت کلِ مجله، تنها مقاله‌ی موردِ نظرِ خود را دانلود می‌نمایند. 

البته ممکن است نتایجِ تحقیقات در قالبِ کتاب نیز منتشر شود، اما معمولاً نتایجی که در کتاب منعکس می‌شوند، نسبت به مقالات، چند سال تاخیر دارند. مزیتِ مقالات این است که نتایجِ آخرین دستاوردها را همراه با جزئیات در اختیارِ ما قرار می‌دهند، در مقابل، کتاب‌ها جامعیتِ بسیار بیشتری دارند و برای آموختنِ مطالب، مناسب‌تر هستند. 

در دانشگاه یکی از معیارهای اصلیِ سنجشِ افراد، کیفیت و کمیتِ مقالاتی است که به چاپ رسانده‌اند. 

نتایجِ کارِ خود را مقاله کنید 

هر مطالعه‌ی علمی دارای ارزش است، اما لزوماً به چاپِ مقاله منجر نمی‌شود. شرطِ اول برای چاپِ مقاله، جدید بودنِ تحقیق است. به این معنا که باید حداقل در یک جنبه، دارای نوآوری باشد، مثلاً تحلیلی متفاوت، بررسی با ادواتی جدید، شیوه‌ی آزمایشی که تاکنون انجام نشده یا نظریه‌ای که در برخی جزئیاتش جدید است. نوآوری ممکن است در جنبه‌ای بسیار جزئی صورت گیرد، تعدادِ بسیار محدودی از مقالات وجود دارند که برای اولین بار در جهان، یک پدیده‌ی کلیِ جدید را معرفی می‌نمایند. بنابراین نباید از مقاله انتظارِ بیش از حد داشت. در واقع هر مقاله یک گزارشِ علمی از کارِ پژوهشی است. این پژوهش می‌تواند حلِ سوالاتِ IYPT باشد، به شرط اینکه دارای نوآوری باشد. 

---

از کجا نوشتن را شروع کنیم؟

 قبل از هر چیز باید دورنمایی کلی از آنچه که می‌خواهیم بنویسیم در ذهن داشته باشیم. خواندنِ مقالاتِ دیگر ما را به سمتی که نیاز داریم هدایت می‌کند: اینکه چه مسیری را باید بپیماییم و چه مجله‌ای برای چاپِ مقاله‌ی ما مناسب است. پس به عنوانِ توصیه‌ی اول، باید گفت که برای مقاله نوشتن، بایستی مقاله خواند! 

نکاتِ دیگری نیز بایستی هنگامِ نوشتنِ مقاله در نظر گرفته شود. این نکات را به تفصیل در ادامه شرح داده‌ام: 

دقتِ علمی 

کار پژوهشی باید به شیوه‌ای بیان شود که قابلِ ارزیابی و داوری باشد. بخشِ نظری بایستی با زبان ریاضی و بر مبنای نظریاتِ شناخته شده‌ی قبلی استوار شود و بخشِ تجربی بایستی با روشی معتبر (Valid) و مشخص و قابل تکرار انجام شده و توضیح داده شود. 

همچنین داده‌‌گیری و کشیدنِ نمودار بایستی با توجه به روشی که در صفحات راهنما توضیح داده شده، انجام شده باشد.

متنِ روان

متنِ مقاله بایستی تا حد ممکن قابلِ فهم باشد. لازم نیست تمامِ مفاهیمِ فیزیکیِ ابتدایی توضیح داده شود، بلکه آن قسمت از کار که برای عموم ناواضح است توضیح داده می‌شود. مهارت در فهمِ اینکه چه چیزی توضیح داده شود و چه چیزی بر عهده‌ی خواننده گذاشته شود، با خواندنِ مقالات و تجربه به دست می‌آید.

اطلاعاتِ کافی

 تمامیِ اطلاعاتِ لازم برای درکِ مقاله، بایستی همراه با مقاله ارائه شود. این اطلاعات شاملِ موادِ آزمایش، نحوه‌ی انجامِ آزمایش و پروتکل‌های مورد نیاز می‌باشد. برخی مواقع اطلاعاتِ تکمیلی مانندِ فیلم‌ها و عکس‌های آزمایش در صفحاتِ اینترنتیِ مجلات، تحت عنوانِ Supplementary materials یا عناوینِ مشابهِ دیگر، قرار داده می‌شود.

ارجاعِ مناسب 

برای نوشتنِ مقاله بایستی به مقالاتِ مشابهی که قبلاً چاپ شده، مخصوصاً مقالاتِ اخیر، اِشراف داشته باشیم تا اولاً از تکراری نبودنِ مقاله‌ی خود مطمئن شویم و ثانیاً بتوانیم از نتایجِ کارِ دیگران بهره ببریم. ضمن اینکه مطالعه‌ی مقالاتِ مشابه می‌تواند در جهت‌گیریِ صحیحِ مقاله‌ی ما موثر باشد.

استفاده از نتایجِ مقاله‌ی دیگران را ارجاع یا استناد (Citation) می‌نامند. در هر قسمتی از متنِ مقاله که از نتایجِ کارِ دیگران بهره می‌گیریم، بایستی به سندِ آن نیز اشاره کنیم. اشاره به سند، با فرمتی که مجله تعیین می‌کند نوشته می‌شود. مثلاً ممکن است تنها شماره‌گذاری انجام شود و یا اسمِ نویسنده و سالِ چاپ مقاله ذکر شود. آدرسِ تمامِ ارجاعاتِ اشاره شده، در پایانِ مقاله تحتِ عنوانِ References قرار داده می‌شود. 

کپی کردنِ مستقیمِ قسمتی از متنِ مقالاتِ دیگران ممنوع بوده و تحت عنوانِ تقلب یا انتحال (Plagiarism) شناخته می‌شود، مگر اینکه آن متن دوباره بازنویسی شده یا درونِ گیومه گذاشته شود و در هر دو حالت به سندِ آن اشاره شود. 

ساختارِ مناسب

متنِ مقاله بایستی دارای ساختار منطقی باشد و پیوستگیِ متن در آن لحاظ شده باشد. مجلاتِ مختلف، ساختارهایی با جزئیاتِ متفاوت را پیشنهاد می‌نمایند، اما مواردی کلی وجود دارد که در اکثر ساختارها رعایت می شود:

• عنوانِ مقاله: عنوانِ مقاله بایستی منعکس کننده‌ی محتوای مقاله باشد. انتخابِ عنوانِ کوتاه به گونه‌ای که موضوعی بیش از محتوای مقاله را دربربگیرد، یا عنوانی بلند که شاملِ جزئیاتِ ناکارآمد باشد، صحیح نیست.
• نام نویسندگان و وابستگی (Affiliation) آن‌ها: نام نویسندگان معمولاً به ترتیبِ میزانِ مشارکتِ آن‌ها در مقاله نوشته می‌شود. البته گاهی نامِ استاد، بدون در نظر گرفتنِ میزان مشارکت، در ابتدا یا انتهای اسامی (طبقِ مرسوم) آورده می‌شود. وابستگیِ افراد با توجه به موسسه‌ای که در آن پژوهش را انجام داده‌اند تعیین می‌شود. مثلاً نام مدرسه یا دانشگاهِ محلِ تحصیل.

نکته: محدودیتی برای تعدادِ نویسندگان در مقاله وجود ندارد، اما عرف بر این است که تعدادِ نویسندگان با کیفیتِ کارِ پژوهشی متناسب باشد. نکته: تمامیِ افرادی که عنوانِ نویسنده را در مقاله از آنِ خود می‌کنند می‌توانند از آن، در رزومه‌ی خود استفاده کنند. البته ممکن است در بررسیِ رزومه، جایگاهِ فرد در ترتیبِ اسامی، دارای اهمیت باشد. 

نکته: عنوانِ Corresponding author به کسی گفته می‌شود که دیگران می‌توانند در مورد مقاله با او در ارتباط باشند. معمولاً این فرد کسی است که پروژه را هدایت می‌کند.

• چکیده (abstract): چکیده معمولاً با توضیحی بسیار مختصر از کلیتِ پدیده شروع می‌شود. سپس پژوهشِ انجام شده، توضیح داده می‌شود و در نهایت نتایجِ پژوهش ذکر می‌گردد. معمولاً مجلات محدوده‌ای برای تعدادِ کلماتِ چکیده تعیین می‌نمایند.
• کلماتِ کلیدی (Keywords): کلماتی است که فکر می‌کنید یک پژوهشگر، با انتخابِ آن‌ها می‌تواند به مقاله‌ی شما دسترسی پیدا کند. 

 نکته: در فیزیک می‌توان از استانداردِ کلماتِ کلیدی (PhySH یا PACS) استفاده نمود.

• مقدمه (Introduction): این بخش شاملِ روالِ تاریخیِ مبحث و عنوان کردنِ پیشینه‌ی فکریِ موردِ نیازِ خواننده است. معمولاً در بخشِ مقدمه تعدادِ ارجاعات زیاد است. این ارجاعات سنگِ بنایِ پژوهش را مشخص می‌نمایند. 
• بدنه‌ی مقاله (Main body): قسمت‌های بعدیِ مقاله، بسته به نوعِ نگاه ما به مسئله و استانداردهای مجله، می‌تواند ساختارهای مختلفی به خود بگیرد. اما به طور کلی می‌توان ساختارِ زیر را برای یک مقاله پیشنهاد نمود:
• بخشِ تجربی (Experimental setup/results): توضیحِ نحوه‌ی انجامِ آزمایش و بیانِ نتایجِ آزمایش
• بخشِ نظری (Theoretical calculations): توضیحِ ریاضیِ پدیده که بر مبنایِ فیزیکِ اثبات شده قرار می‌گیرد.
• محاسباتِ عددی (Numerical simulations): توضیحاتِ الگوریتمِ شبیه سازی رایانه‌ای و بیانِ نتایجِ آن. 
• بحث و تحلیل (Discussion and analysis): مقایسه‌ی بخش‌های قبلی با هم و تفسیر و نتیجه‌گیری در موردِ پدیده. این بخش، تعیین کننده‌ی اهمیتِ کارِ پژوهشی ماست و در نتیجه مهم‌ترین بخشِ مقاله است و باید با دقتِ خاصی نوشته شود. 
• نتیجه‌گیری (Conclusion): بیانِ کارِ انجام شده در مقاله با تاکید بر جنبه‌ی نوآورانه‌ی مقاله. تفاوتِ این بخش با جملاتِ پایانیِ خلاصه‌ی مقاله، در بیانِ جزئیاتِ بیشتر و تحلیلِ مفصل‌تر است.
• تشکر (Acknowledgment): تشکر از افراد یا نهادهایی که در پژوهش نقشِ مثبتی داشته‌اند اما میزانِ مشارکتِ آن‌ها کمتر از حدی بوده است که به عنوانِ نویسنده ذکر شوند. 

تشکر هیچ امتیازِ کاریِ مثبتی برای افراد ایجاد نمی‌کند و صرفاً یک رسمِ اخلاقی است. 

• مراجع (References): لیستِ مراجعِ موردِ استناد در مقاله. این لیست با فرمتی که مجله تعیین می‌کند نوشته می‌شود. مثلاً ممکن است ابتدا نام نویسنده ذکر شود و سپس نام مقاله و یا ابتدا نام مجله ذکر شود و سپس نام نویسنده و... 

---

چگونه مجله‌ی مورد نظرِ خود را بیابیم؟ 

در دنیا بیش از 14,000 مجله بین‌المللی مختلف وجود دارد. انتخابِ مجله‌ی مناسب برای چاپِ نتایجِ کارِ پژوهشیِ ما، بستگی به عواملِ مختلفی دارد. از قبیلِ: ارتباط کارِ ما با موضوعِ کاریِ مجله، علاقمندیِ مجله به مدلی که پژوهشِ ما بر مبنای آن استوار شده، کیفیتِ کارِ پژوهشی و کیفیتِ نگارشِ مقاله و معیارهای دیگری که ما از مجله انتظار داریم.

یکی از روش‌های ساده برای شناختِ مجلات، دقت به عنوانِ مجلاتی است که مقالاتِ مشابهِ کارِ ما را چاپ کرده‌اند. با خواندنِ مقالات، به این پی خواهیم برد که هر مجله چه مدلِ پژوهشی را می‌پسندد و چه کیفیتِ کاری را انتظار دارد.

از طرفی ما دوست داریم مقاله‌مان در مجلاتی چاپ شود که بیشتر خوانده می‌شوند و در نتیجه بیشتر مورد استناد قرار می‌گیرند. از همین رو، یک ضریب برای تعیینِ کمیتِ استناد به مجلات در نظر گرفته می‌شود. این کمیت ضریبِ تاثیر (Impact factor یا به اختصار IF) نامیده می‌شود و بیانگرِ تعدادِ میانگینِ ارجاع به مقالاتِ آن مجله در یک سالِ اخیر است. مثلاً IF(2015):1.2 یعنی در سال 2015 به طور میانگین، هر مقاله‌ی آن مجله 1.2 بار موردِ استنادِ دیگر مقالات در تمامِ مجلات قرار گرفته‌است. معمولاً رقابت برای چاپِ مقاله در مجلاتی که IF بالاتری دارند، بیشتر است.

ابزارِ نوشتنِ مقاله 

برخی مجلات فایلِ Word و PDF مقاله را قبول می‌نمایند، اما اکثر مجلات علاقه دارند مقاله با ابزارِ LATEX (بخوانید لَتِک) نوشته شده باشد. درباره‌ی این ابزار در کلاسِ درسی توضیح داده خواهد شد. در حالِ حاضر، اکثرِ مجلات مقاله‌ی دست‌نویس را قبول نمی‌کنند. 

همچنین تمامیِ شکل‌ها و نمودارها بایستی با فرمتی که مجله تعیین کرده ذخیره شده باشند. 

---

ترتیبِ زمانیِ نوشتنِ متن 

ترتیبِ زمانیِ نوشتنِ قسمت‌های مختلفِ مقاله هیچ دستورِ خاصی ندارد، هر کس با توجه به علاقه‌ی خود مقاله را شروع می‌کند: ممکن است دوست داشته باشیم اول بخش آزمایش را بنویسیم، بعد نتیجه گیری، سپس مقدمه و سپس چکیده و... (یا هر ترتیبِ زمانیِ دیگری)، مهم این است که ساختارِ مقاله طبقِ نکاتی که گفته شده است، چیده شود. 

---

سخنِ آخر 

واقعیت این است که نوشتنِ مقاله در دورانِ دانش آموزی، چیزی فراتر از انتظار است، اما برای افرادی که دوست داشته باشند نتیجه‌ی کارِ خود را به اطلاعِ عموم برسانند، یکی از بهترین راه‌ها، انتشار گزارش در مجلاتِ علمی است. هرچند نوشتنِ مقاله، کار ساده‌ای نیست، اما مقالاتِ علمی سالیانِ سال ابزارِ پیشرفتِ علم بوده و با رشدِ تکنولوژی و دستیابیِ عمومی به اخبارِ آخرین دستاوردها، این ابزار نقشِ پررنگ‌تری یافته است. مقالاتِ علمی، نتیجه‌ی زحماتِ افرادی را منعکس می‌نماید که کارِ خود را جدی گرفته‌اند و همت نموده‌اند تا دیگران را نیز از آن مطلع سازند. اگر شما نیز جزء افرادی هستید که فکر می‌کنید حرفی برای گفتن دارید، ولو کوچک، من مقاله را پیشنهاد می‌کنم، تنها کمی اراده لازم است... 

 دستِ حق به همراهتان