什麽是科研研究?中學生如何快速入門科研項目?

對於(yu) 剛接觸科研圈的中學生而言,科研是非常“高大上”的一個(ge) 代名詞,對其還沒有確切的認識和理解。當跟著機構導師做科研課題時,天天做實驗,埋頭苦幹,了解各種高大上的名詞和實驗方案,最終產(chan) 出結果發表科研論文,可以視作一個(ge) 科研課題的完成。

對於(yu) 一個(ge) 科研工作者而言,科研大部分的內(nei) 容在於(yu) 閱讀文獻,發現自己的探究課題後再做相應的探究實驗,最終成果產(chan) 生的載體(ti) 是發表學術論文。在闡述文獻閱讀之前,機構先和大家說一下科研過程,也就是科研的入門。

我們(men) 先思考一個(ge) 問題:什麽(me) 是科研研究?

一般情況下,我們(men) 接觸的科研研究可能是新聞媒體(ti) 上的報道,如MIT近期的研究成果。如果給科學研究下一個(ge) 定義(yi) ,我們(men) 需要從(cong) What、Why、How三個(ge) 方麵來說明什麽(me) 是科研。

首先是What,什麽(me) 是科研

可以說是發現知識的一個(ge) 過程,如發現了一個(ge) 新的自然現象、一個(ge) 新的應用領域、開發新的技術、產(chan) 生新的突破性成果,都可以看作是科研。按照科研領域,可以分為(wei) 基礎研究和偏向應用型研究,醫學類、理科理學類研究、數學、物理、材料等都屬於(yu) 基礎型研究,常見的工程類研究,包括土木工程、電氣工程、化學工程等歸屬於(yu) 偏向應用型研究。

其次是Why,為(wei) 什麽(me) 要做科研

科研的訓練不僅(jin) 對從(cong) 事相關(guan) 工作和事業(ye) 的科研人員有用,也對從(cong) 事其他行業(ye) 的普通人有極大的幫助,經過長時間的訓練能夠形成科研的探究問題方法。如供應鏈管理人員,通過運用科學的方法優(you) 化供應鏈體(ti) 係,使供應鏈更加穩定高效地運行。普通中學生通過短期幾個(ge) 月或者長達幾年的科研訓練,學會(hui) 如何產(chan) 生知識。在科研過程中,學生會(hui) 接觸到很多實驗工具的使用及實驗方法的練習(xi) ,有效地幫助學生在學習(xi) 中成長,積累知識,用於(yu) 日後課程學習(xi) 或深入研究中。

再者是How,怎麽(me) 做科研訓練

簡單的第一步需要廣泛發現問題,通過閱讀大量文獻資料,如期刊雜誌、科學報道、文獻數據庫等,從(cong) 中受到啟發產(chan) 生一個(ge) 自己想要解決(jue) 的問題,接著通過一定的方法分析解決(jue) 問題。人文學科偏向從(cong) 於(yu) 曆史學角度出發解釋論證;科學類問題更多采用實證主義(yi) 方法,在不斷重複的多次實驗中產(chan) 生客觀的結論。

從(cong) 身邊發現問題,構思解決(jue) 方法,通過實驗及工具去論證該方法是否可行,得出研究成果,簡單一句話就能夠概括科研過程。前一階段,科研選題是重點,完成科研課題研究後,如何完成高價(jia) 值的論文是科研中需要花費大量精力和時間的另一個(ge) 事項。

科研論文的寫(xie) 作可以看作是科學研究成果的書(shu) 麵反映和描述,表述高度抽象、精練和集中的中心思想,闡述研究的學術觀點或論述一項科科研成果,說深、說透、說清楚。

文書(shu) 寫(xie) 中,實用的小技巧是尋找關(guan) 鍵詞, 確定主題詞, 以便於(yu) 劃分論文的專(zhuan) 業(ye) 範圍。同時,論文標題要被內(nei) 容所涵蓋,主題完整清晰,論述準確扣題, 向評委/閱讀者展示出你的課題研究過程中每一個(ge) 步驟的進行流程以及結果呈現。

寫(xie) 論文的過程,也可以看作是將問題不斷細化,不斷改述成可以被科學研究、論證和測量過程,往往包括怎樣(how)、什麽(me) (what)、什麽(me) 時候(when)、哪些對象(who)以及哪個(ge) 個(ge) 體(ti) (which)等等。從(cong) 這三個(ge) 標準出發,論文的框架也基本有了心中初稿。

(1)問題第一層含義(yi) :具體(ti) 、清晰

(2)問題第二層含義(yi) :求深、求新

(3)問題第三層含義(yi) :有拓展空間

簡而言之,從(cong) 具體(ti) 清晰的研究對象、創新的解決(jue) 方法以及課題本身的利益點、課題本身對社會(hui) 的作用、是否存在改進空間等幾方麵出發,逐一填充內(nei) 容,就是評委眼中一篇好“科研論文。

比如說進行一個(ge) 智能翻書(shu) 機的研究項目,首先需要找到找個(ge) 研究的利益點,有利於(yu) “懶人”方便生活;再從(cong) 人文關(guan) 懷角度出發,幫助截肢的殘疾人士閱讀書(shu) 籍,讓他們(men) 獲取知識、提高閱讀質量。從(cong) 多角度拓展科研,將整個(ge) 研究項目過程中的實驗、原因、結果都展現出來,讓文獻的閱讀者感受到課題不僅(jin) 僅(jin) 是實驗,也是一種人文關(guan) 懷和公益,對社會(hui) 產(chan) 生一定的貢獻以及相應幫助。

完成了項目並不是項目真正的結束,寫(xie) 完論文才是。項目完成後至少還需要投入30%的精力完成論文寫(xie) 作。書(shu) 寫(xie) 過程中,不僅(jin) 要做清晰的闡述研究的課題內(nei) 容、過程、數據展示,還要提升高度,說明科研的的公益效應或人文關(guan) 懷等故事。

我們(men) 看看ISEF獲獎論文有什麽(me) 突出亮點之處,從(cong) 眾(zhong) 多課題中脫穎而出?

(圖片來源於(yu) ISEF官網)

用於(yu) 脊柱重建的熒光鏡導航係統稱,存在明顯的視覺和生理上的缺點,通過訓練和測試超過2000名病人的公開可用的CT和MRI掃描來衡量性能,基於(yu) 機器學習(xi) (ML)和計算機視覺的導航係統可以消除這些風險。這些數據通過ML算法進行解析,映射出脊柱,並實時指導外科醫生。

學術論文質量高低和價(jia) 值大小的決(jue) 定因素有很多方麵。選題起著決(jue) 定性因素,聚材、識材、具體(ti) 觀點的提煉、研究成果的書(shu) 麵化才有價(jia) 值和有意義(yi) 。

完整的科研經曆,需在選題、研究、論文寫(xie) 作的學習(xi) 中不斷積累中,體(ti) 現自己綜合素質能力和探究精神的同時,也培養(yang) 發現問題、解決(jue) 問題的個(ge) 人能力。

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