拿到 QCE 中数PSMT 题目,很多同学的第一反应是:题我会做,但不知道怎么写。


这个感觉很正常,但要搞清楚一件事:做得出来和写得满分,是两回事。 PSMT 考的不只是数学能力,考的是你能不能像一个数学“建模者”一样思考、记录和分析。


这篇文章带你逐条拆解 QCAA 官方 PSMT 样本,看满分报告到底是怎么写的。


分数结构(根据QCAA 官方 ISMG)


Criteria

满分

核心考的是什么

Formulate

4 分

假设、观察记录、数学概念识别

Solve

7 分

复杂程序的准确性、技巧运用、technology 使用

Evaluate & Verify

5 分

合理性评估、假设回检、优缺点分析

Communicate

4 分

技术语言准确性、报告完整性


Formulate(4 分)


这是失分最集中的地方,原因几乎都一样:同学只写了 Assumptions,完全跳过了 Observations。


QCE 中数ISMG 对 3-4 分的描述明确列了三条:

  • documentation of appropriate assumptions

  • accurate documentation of relevant observations

  • accurate translation of all aspects of the problem


三条都要有,缺一扣分。


Observations 写什么?


不是泛泛说"我用了一组数据"。官方样本的做法是:交代数据来源(哪个数据库、怎么采集的、精度如何),把原始数据整理成表,再用图像展示数据的整体形状和趋势。目的是让读者在你开始建模之前,已经对数据有了直觉认识。


Assumptions 怎么写才算"appropriate"?


不是列一堆"假设风速为零、假设选手匀速起跑"这种陈述。官方样本的写法是:说明为什么做这个假设,并且点出如果假设不成立,结果会往哪个方向偏。这两句话加上去,一条假设才算完整。


还有一件事很多人没做:

说明你用什么数学工具,为什么。


官方样本在 Formulate 最后专门写了"Mathematical concepts and procedures"一节,明确说明将用微积分(积分求位移、微分求加速度)来分析模型,并解释了速度估算的公式。


这是在告诉老师你选择了这个数学框架是有依据的,不是随便套的。


Solve(7 分)


这是很多攻略漏掉的一点。QCE 中数ISMG 对 6-7 分的要求里明确写了三条:


  • accurate use of complex procedures

  • discerning application of mathematical concepts and techniques

  • accurate and appropriate use of technology


Technology 写在这里,是基本要求的一部分,不是加分项。QCE 中数官方样本用了图形计算器做曲线拟合和求交点,用了 Python 的 Scipy 库做非线性回归,并把 Python 代码放进了附录。代码放附录让老师可以核查你的计算过程。


每一步都要有叙述,但叙述是为了展示推理,不是为了凑字数。


QCE 中数官方样本在求位移时,每一步积分都写出完整推导,并且明确说明了用到 Assumption 1 来确定积分常数。这在说明你的推导是有条件依据的,不是凭空算出来的。老师判断的是你有没有在用数学推理做决定。


QCE 中数官方样本的 Solve 分了三个部分:

建立模型 → 对比模型 → 参数分析。


最后一部分是主动延伸,不是题目直接要求的。


样本把指数函数的三个参数分别对应到比赛的三个阶段(起跑、加速、匀速),逐一分析改变每个参数对成绩的影响。


题目问的你都做了,但你还往前多走了一步。这就是 5 分和 7 分的区别。


Evaluate & Verify(5 分)

官方样本丢了 1 分


QCE 中数官方样本的 Evaluate & Verify 拿了 4/5,批注里写的原因是:


The writer did not consider their assumptions in their evaluation.


这一句话值得背下来。


ISMG 对 4-5 分的描述是:

evaluation of the reasonableness of solutions by considering the results, assumptions and observations


Assumptions 明确写在了 Evaluate 的考查内容里。你在 Formulate 里做了几条假设,Evaluate 里就要逐一回来讨论:这条假设在现实中有多准确?如果它不成立,结果会偏哪个方向?


举个例子

官方样本假设风速不影响模型。那在 Evaluate 里就应该写:如果有顶风,实际速度会比模型预测的低,意味着模型对最高速参数 的估计是偏高的,用这个模型给顺风比赛做建议时要保守。


这一段写了,4 分变 5 分。没写,就是那份官方样本。


Verify 要有数字,不能只说"看起来合理"。

QCE 中数官方样本的验证方式是把模型算出的 100m 成绩(10.01s)和 Bolt 的实际成绩(9.95s)对比,差距 0.06s,说明模型基本合理。


这是可量化的验证。如果你的题型允许,还可以把答案代回原方程,或者用图像验证代数结果。关键是:验证要有具体依据,不是感觉


Strengths & Limitations 要写得具体。

官方样本列的 Limitations 非常精准,每一条都说明了具体是什么限制,以及对结果的影响:


  • 模型算出的成绩比实际慢 0.06s,用它预测绝对成绩时要极其谨慎

  • 三个参数并不完全独立

  • 模型没有涵盖减速阶段


写 Limitations 不是为了自我批评,是为了展示你对这个模型理解有多深。知道自己模型哪里有问题、为什么有问题,这本身就是高水平建模能力的体现。


Communicate(4 分)


QCE 中数ISMG 里有一句话非常具体:


a suitable introduction, body and conclusion, which can be read independently of the task sheet.


意思是:老师拿到你的报告,不回去看题目,也能完全理解你在做什么、为什么这么做、结论是什么。


  • Introduction:背景 + 目标 + 方法预告

不是一两句话的简介。官方样本先说了 Bolt 是谁、任务目标是什么,然后用两段总结了整个报告的方法和主要发现。相当于一个精简版的 executive summary。读完 Introduction,读者已经知道这份报告大概在做什么了。


  • Body:section标题要传达内容,不是"Part 1、Part 2"

用"Observations and Assumptions"、"Determining the Models"、"Comparing Models"这种标题,一眼就知道这个部分在做什么。


  • Conclusion:回扣Introduction提出的问题,给出具体数字支撑

QCE 中数官方样本的 Conclusion 明确回答了"Bolt 应该怎么改进",并且有数字支撑,不是泛泛总结。


技术语言要准确,不能混用。


官方批注特别标出了样本正确使用了微积分符号和术语,积分符号、导数表示法、函数符号等。


关于 Appendix:

QCE 中数官方样本把 Python 代码、误差表、各场景积分过程全放进了附录,主体报告保持简洁。策略很清晰:主体报告展示逻辑和结论,附录展示计算细节和 technology 使用。两者都要有,但放的位置不一样。


写完之后:用 QCE 中数ISMG 逐条对照


打印 QCE 中数官方 ISMG,写完一遍之后逐条核查:


Formulate:

1.有没有记录数据来源和数据特征(Observations)?

2.Assumptions 有没有解释理由,并说明假设不成立的影响?

3.有没有说明选用了什么数学工具,以及为什么?


Solve:

1.有没有用 technology,并且记录了怎么用的?

2.在选择方法时有没有解释为什么用这个不用那个(discerning)?

3.有没有主动延伸,做了超出基本要求的分析?


Evaluate & Verify:

1.Formulate 里的每一条 Assumption,有没有在 Evaluate 里回来讨论?

2.Verify 有没有具体的数字依据?

3.Limitations 有没有说清楚具体影响?


Communicate:

1.拿掉题目之后,报告能不能被独立阅读?

2.Introduction 和 Conclusion 是否完整?


QCE 中数PSMT 不是考你能不能算对答案,是考你能不能把一个完整的数学思维过程展示给别人看。结构对了,每个 criteria 的逻辑理清了,分数自然就稳了。


END

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