数学不只是做题 他用EPQ证明自己是帝国理工想要的‘应用型人才’

本期EPQ专访嘉宾

恭喜获得EPQ好成绩!

用数学解决真实问题

ASDAN EPQ明星学员

高同学

Jerry

EPQ课题:

《高中生压力与睡眠质量关系的分析》

Analysis of the Relationship between Pressure and Sleep Quality of High School Students

所在高中:济南市安生学校

EPQ成绩:A*

Mentor(中方学术导师):万老师Sierra

SA(英方导师兼考官):Coriarna M.

申请目标:英国G5,数学方向,梦校:帝国理工

前言:

EPQ给了Jerry进行独立研究的机会,他把目光投向了身边真实的问题:为什么很多同学压力大、睡不好?Jerry用自己擅长的数学工具,把“压力”和“睡眠”变成了可量化的变量,在有效问卷的基础上,他用皮尔逊相关系数算出了二者之间精确的量化关联。不仅是解题,Jerry用数学解决真实世界的问题。最后,Jerry收获了A*的成绩,更重要的是,他找到了数学在课本之外的模样。

这段经历对Jerry的大学申请,是实实在在的学术优势,尤其是申请理科方向,招生官特别看重科研潜力和学科应用能力,EPQ恰恰是展示Jerry这些能力的最好载体↓↓

EPQ和我想做的研究很契合

我是在学校了解到EPQ的,老师说EPQ是一个自主研究的项目,里面有量化分析、逻辑论证的环节,和我喜欢的数学学习高度契合。

我对这个项目非常感兴趣,因为在学校里,数学课就是解题、做题、参加竞赛,我学了很多公式和定理,但从来没真正用过它们去解决一个现实问题。我想把课堂上学到的数学知识用到实际研究里,从单纯的解题变成用统计方法解决实际问题。以及,我了解到EPQ的全流程研究和大学数学专业的科研模式比较相似,可以提前培养学术思维;我的梦校是帝国理工,我想提前积累有价值的研究经历。

所以我非常坚定地参加了EPQ。

身边同学们都有的睡眠问题,

我决定用数学方法分析

我的选题灵感来自身边的现象。我是高中生,每天都能看到同学有不同程度的学习压力,很多人会说“我最近入睡好难”“睡眠质量不行”。这些声音听多了,我就开始想:压力和睡眠之间到底有没有关系?如果有,是什么样的关系?

但光有好奇心不够,关键是怎么研究。我是从数学角度去切入的,压力和睡眠质量虽然听起来抽象,但都可以转化成可量化的变量,用统计方法来分析它们之间的关联。这个思路让我觉得这个选题既有现实意义,又是我能用数学工具去驾驭的。

其实我最开始的想法非常宽泛,就想研究“影响高中生睡眠的因素”。和Mentor万老师聊的时候,她说这个太模糊了,建议我聚焦到“压力”这个维度上。后来我们又进一步把“压力”缩小到“可量化的学习压力”,用量表打分让变量更清晰,符合数学分析的要求。

我其实也考虑过选纯数学方向的课题,但我做epq的时候,纯理论的数学知识比较浅。研究纯数的理论课题对我来说太复杂了。

所以我选择了应用数学的方向:用数学方法去分析一个社会问题。

EPQ人物

Jerry的选题PPT

我通过文献搭建研究框架,

用量表“计算”睡眠

我的研究围绕两个核心问题展开:影响睡眠的主要因素有哪些?压力和睡眠质量之间存在什么关系?现有研究里对影响因素的讨论比较零散,缺乏系统分析,而“睡眠质量”和学习压力的关联,针对高中生的研究也不够充分。我从这两个缺口出发,搭建了整篇论文的框架。

文献调研我分了两个角度:一是找高中生压力和睡眠质量的相关研究,明确变量框架;二是看同类型社会问题研究怎么做统计分析和数据处理,从中找可以借鉴的思路,重点筛选那些有量化分析、统计建模的论文。

推荐

一手调研方面,我选择了问卷调查。问卷我分了几个板块——基本信息、压力状况、睡眠质量状况,还有每个人自己感知的压力与睡眠的关系。设计思路就是把抽象概念转化为可量化数值:我用1到5的量表把压力程度变成数字,用PSQI睡眠量表的核心指标把“睡眠质量”也转化成可量化指标。最后我还加了一道关于“个人感知的压力与睡眠关联”的问题,想看主观感受和我算出来的数据能不能互相印证。而且问卷是匿名的,受访者会更真实地作答,数据也更客观。

SA老师Coriarna M.在这个过程中给了我很多帮助,她建议我引入P值、样本量这些数据指标来保证研究结论的科学性,还推荐我结合公开的大数据做参考,弥补样本量不足的问题。

EPQ人物

Jerry的研究方法PPT

我的研究结论:

压力和睡眠有复杂的相关关系

数据分析方面,我用了皮尔逊相关分析,在Mentor老师和SA老师的帮助下,我掌握了皮尔逊相关系数、SPSS数据处理、P值显著性检验等方法。

我选择皮尔逊相关系数的原因是,它能直接展现两个连续变量之间的线性关联程度,回答我的核心问题。我还引用了《中国居民睡眠健康白皮书》和教育部报告作为参考。

最终我得出三个结论:

第一,学习压力和入睡难易程度呈中等相关。相关系数计算结果显示,二者之间存在稳定的正向关联——学习压力越大,入睡就越困难。这是本研究中显著性最强的发现。

第二,学习压力和睡眠时长呈弱负相关,但未达到统计显著性。也就是说,从数据上看,压力升高确实伴随着睡眠时长的轻微下降,但这种关联不够稳定,不能排除随机因素的解释。

第三,女性受压力程度普遍高于男性。这可能和社会期望、个体感知差异等因素有关。

这项研究对学生、学校、家长都有参考价值——数据能让大家正视压力的负面影响;学校可据此关注高一等高压力群体;家长也能意识到,自己的期待是孩子压力的重要来源之一。

研究中我遇到的最大的困难是样本量不够。为了解决这个问题,我在多渠道发问卷。另一个挑战是英语沟通,最开始和SA老师线上开会有些吃力,但每次交流都在增加信心,到后期已经流畅了很多。

EPQ人物

Jerry的数据分析图表

感谢两位EPQ导师,

教我实际的数学应用,

指引我用科学的思维做研究

两位导师在我的研究中扮演了不同的角色。

我的Mentor万老师主要在数学方法的实际应用上指导我。她帮我把数学知识转化成可操作的变量框架,教我怎么把抽象概念变成可量化的数值。选题的时候也是她帮我把“影响睡眠的因素”一步步聚焦到“学习压力与睡眠质量的关系”。

SA老师Coriarna M.则更侧重研究逻辑和学术规范。她全程跟进我的进度,在研究设计、变量界定这些环节引导我用数学思维去思考,避免逻辑漏洞。她还教我用规范的学术语言去阐述数据结论,让论文更专业、更严谨。

两位老师分工配合,从数学实操、学术标准层面支持我,帮助我顺利地完成EPQ。

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Mentor的辅导记录(部分)

A*不是终点,

数学的应用价值才是最大收获

完成EPQ之后,我在几个方面都有明显的提升。

最直接的是数学应用能力。在学校里数学就是解题、做题;但在EPQ里,我把皮尔逊相关系数、描述性统计这些方法真正用到了实际研究中,实现了从理论到实践的转化,也掌握了一些用数学模型解决实际问题的能力。

除了学科能力,时间管理和协作能力也得到了锻炼。EPQ有选题、数据收集、分析、写作多个环节,需要合理分配时间、制定计划。学术写作方面,我也学会了把数学分析结果整理成规范的论文。

这次研究让我更加确定了自己未来的专业:数学方向,偏向应用数学。以前我觉得数学就是做题、参加竞赛,但EPQ让我看到了数学在统计分析、建模中解决社会问题的力量。我对数学领域有了更新的认知和更强的兴趣,也希望未来能在这些领域深入学习。

这段经历对我的申请也很重要,首先A*成绩本身就能体现我的学术潜力;其次整个研究从变量梳理、数据量化到统计分析,完整展示了数学应用、逻辑推理和数据处理能力,这些都是招生官非常看重的素养。

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Jerry的项目反思PPT

建议学弟学妹:

1.选课题要能发挥自己的学科优势。数学方向的同学,最好选那些有可梳理变量、可收集量化数据的课题,这样才能真正发挥数学分析的优势。不要为了追求“看起来高级”而选一个自己驾驭不了的题目。

2.不要盲目追求样本量而忽视数据质量。这是我踩过的坑。一开始为了扩大样本,我在高中生以外的群体也发了问卷,结果获得了很多无效数据,后续还要花时间筛选。所以数据收集之前一定要明确样本的纳入标准,不然会浪费大量分析时间。

3. 我非常鼓励大家参加EPQ。它不只是做一个科研项目,更是一次把学科知识引导到实践中的机会。全流程的研究能培养科研思维和核心能力——从选题到文献调研,从数据分析到论文写作,每一步都在锻炼逻辑推理和数据处理能力。

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