●高衡
青少年科技創(chuàng)新大賽最重要的項目是學生科技創(chuàng)新成果競賽,前面我們已經(jīng)講過,它包括兩個方面:學生創(chuàng)新發(fā)明和學生研究論文。其中,學生研究的小論文正在越來越成為創(chuàng)新大賽學生創(chuàng)新成果競賽的重點。
科學是一個完整的思想體系,它由四個部分組成:
科學精神、科學思想、科學方法和科學知識。
我們在學校里面學習的數(shù)理化天地生等科學課程大部分是科學知識,是前人經(jīng)過幾千年積累下來的,是魚。前人獲得這些知識的方法就是科學方法,是漁。青少年進行科學研究的一個重要目的就是通過研究學會科學方法,學會獲取知識的方法。
種田有種田的方法、狩獵有狩獵的方法,科學的發(fā)展也有自己的方法。在長期的生產(chǎn)、生活實踐中,人類也創(chuàng)造和完善了一套科學的方法。運用這一套方法,我們在四百年里構(gòu)建了現(xiàn)代科學體系,獲取了大量的科學知識。因此,我們說科學方法是現(xiàn)代科學、也是現(xiàn)代社會的基礎和支柱。
科學方法是指運用科學原理去處理和解決問題的方法,是人們揭示客觀世界奧秘,獲得新知識和探索真理的工具。它包括實驗方法和邏輯方法??茖W方法包括兩種:實驗觀察方法和邏輯方法。通過實驗或觀察得到反映事物本質(zhì)特征的數(shù)據(jù),經(jīng)過邏輯的歸納分析最終找到事物內(nèi)在的運動規(guī)律和相關的知識。
科學研究的過程就是:
1.設計一個表格。
2.通過實驗、觀測或調(diào)查取得一系列的數(shù)據(jù)填滿這個表格。
3.用數(shù)學方法(取平均、求百分比、假設檢驗、相關分析等)分析表格中的數(shù)據(jù),得出結(jié)論。在我們指導中小學生做科學研究課題中,由于學生數(shù)學水平的限制,一般多用取平均值或者計算百分比這些簡單的工具。
4.把我們通過數(shù)學處理后得到的結(jié)論按照通行的科技論文的格式寫成文章就可以了。
科學研究最難的是設計表格,主要就是確定這個表格需要哪些項。
例子:校園植物調(diào)查研究
1.設計一個表。這個表應該有哪幾項呢?植物的科屬種這是最基本的,株數(shù)也不應該少,生長的狀況,多高、多粗要不要呢?長在什么地方?土壤、日照、水分的情況要不要也在調(diào)查表里面呢?真正開始研究,你就會發(fā)現(xiàn)這個設計表的工作是最費腦子的,它需要我們很多的植物學、生態(tài)學的知識。
2.一旦設計好了表,下面的工作就比較簡單了,請教生物老師怎么劃分樣方、怎樣測量植物的各種數(shù)據(jù),比如胸徑、株高等等,然后就櫛風沐雨一點一點去做調(diào)查,把調(diào)查到的所有植物的數(shù)據(jù)填到這個表里面。
3.有了數(shù)據(jù)我們的研究就已經(jīng)成功了一大半。接下來就是對表里數(shù)據(jù)進行分析:平均、百分比、分類統(tǒng)計……
4.到此為止,我們已經(jīng)完成了科學研究的最主要的部分,剩下的就是把我們的分析結(jié)果寫成論文。這個我將在后面的文章里面介紹。
認真看做科學研究的這4個步驟,最難的是“設計一個表”。也就是我們要去研究什么?表里面的每一項都必須和我們研究目的相關。一旦數(shù)據(jù)表設 計出來了,這個科學研究項目就有了最重要的保證。