科学研究的方法云南省青少年科技中心温家宝总理在08年教师节接见会上提出：“解放学生，不是让他们光去玩，而是给他 们留下锻炼身体的时间、思考的时间、动 手的时间、了解社会的时间。我们现在的 教育大多注重认知，而认知只是教育的一 部分。要教育学生学会学习，学会动手， 学会动脑，学会生存，学会和别人共同生 活，这是整个教育改革的内容。” 讨论 1、我们现行的教育体制存在哪些问题？2、温总理的讲话指明了我国教育应该怎么做？3、教师怎样才能适应新的教育体制？导言：热烈欢迎大家参加青少年科技教育的教师培 训。大家将亲身体验参与式培训的方式，了 解青少年科技教育中科学研究的工作方法。 通过大家的参与，进一步了解科学研究的过 程。今后，将今天学到方法应用到青少年科 技教育工作中，但是，还需要大家进一步的 探索和积累才能变成自己的才能。我们将要讨论的内容：这项活动将使各位了解以下的信息：1、我们为什么要了解、学习、掌握科学研究的方法；2、科学研究方法的一般步骤；3、选题方法概述；4、选题的方法：五种选题方法介绍； 5、研究方案的设计方法；6、几种具体研究方案设计介绍；7、案例介绍及分析；8、检测方案设计的方法； 我们将要讨论的内容：9、研究数据的收集、整理、分析和保存；10、研究成果的陈述：科学论文的结构与撰写及发明作品的介绍撰写；11、研究成果摘要的撰写方法；12、研究成果的展示、交流及应用推广；13、参加大型科技活动、交流、答辩的方法；14、青少年科技活动的组织方法；15、让社会、公众、上司、局外人士了解你的成果 ；我们不单单是让大家了解青少年科学研究的方 法，而是通过我们一起的努力，认识科技教育 在青少年的初等教育中的重要意义，并通过我 们的共同工作教给青少年们科学研究的方法， 应用科学的原理，理性地分析身边的每一件事 物或者事件，养成科学思维的习惯，培养青少 年的实践能力，今后有实力去应对社会的各种 挑战。我们活动的目标：一、我们为什么要了解、学习、掌握科学研究的方法提高青少年的科学素质，培养青少年的创造能力、不断追求的探索精神； 高质量的生活方式需要我们的孩子具备较高的科学 素质； 在校学生将通过研究性学习了解并掌握科学的研究方法，提高学习的能力、生存的能力、发展的能力 、 和竞争的能力； 对于教育工作者将通过研究性学习的指导、参与、学习、教学，与学生一道增强学习的能力、指导的 能力、研究的能力、发展的能力和竞争的能力。 一、我们为什么要了解、学习、掌握科学研究的方法全国青少年科技创新大赛为青少年搭建了一个展示自 己科学研究成果的平台。青少年科学研究的成果、科 学研究的能力、科学研究的才华以及我们指导教师的 研究能力、指导水平能够在这个平台上尽情地、富有 创造性地展示和交流。获得全国竞赛系列二等奖以上 的学生将具有中考、高考加分或保送的资格，优秀作 品的作者还有机会参加“明天小小科学家”的评选，获 奖者及其所在学校将获得高额奖学金和奖金的奖励。活动1：作为一个参加者，你将：l学到如何提高学生学习效率的方法和策略l 体验参与式学习的过程l 拓展对教学过程的认识作为我们培训项目的一部分，培训组织者 要求你承诺：l参加本培训的全部培训活动（完整的培 训活动预计15个学时）l 参加指定的活动项目l 积极主动地作为一个参加者 l积极表达反馈意见l如实记录在培训中遇到的问题，以及你 所需要被提供的信息l 同意我们了解你们的活动情况l 为你的学生提供活动支持l 组织你所在学校的科技教育活动l 培训你学校以及你周围地区的教师活动2：学习分组说明：用随机抽签的方式进行分组，同样签号的 参加者在一个小组，每个小组不超过10人。请小 组成员为你的学习小组取一个名称，并选出第一 个值班组长和记录员，每一个值班组长和记录员 组织完成一项活动，小组成员都要参加轮流值班 。学习小组名称：值班组长：成员：活动3：介绍你的认识说明：在这项活动中，你要对一种说法进行评价，并记 录自己的意见，与小组成员进行讨论、分享。步骤1：在你认为最符合自己观点的数字上打钩观点：科学研究的方法是青少年应该学习、了解和掌握的， 应该成为学校教学内容中的一部分。 1非常赞同 2赞同 3说不清楚 4反对 5坚决反对步骤2：你为什么会这样想呢？步骤3：与小组其他成员一起讨论各自的想法，值班组长组织 讨论，记录员记录。步骤4：大会交流、分享，各值班组长介绍自己小组讨论的主 要观点。一、科学研究（探索）的方法 这是一个简单的问题，却没有一个简单答 案。我们不妨看看众多的科学研究及其科 技论文，就可以找出它们的共性。从中可 以了解到科技工作者提出什么样的问题， 以及解决问题方法和步骤。 一般来说进行科学研究主要包括以下几 个步骤： 观察现象 提出问题 提出假设或猜想 设计研究方案 实施研究（取得数据） 对取得的数据进行比较分析 得出结果和措施（结论） 使用结果 提出新的或更多的问题活动4： 在现实生活中，我们在不知不觉 中应用了这些步骤问题：在夜晚我们使用的电灯突然熄灭了，我们是怎么想？怎么做的？ 步骤1：请你将自己的想法写出来 步骤2：与小组其他成员一起讨论各自的想法，值班组长组织讨论，记录员记录 步骤3：根据讨论的结果，提出几个要点。1、现象观察：科学始自于观察。人类是在观察了解自然 的过程中逐渐认识自然，掌握自然规律， 进而改造自然的。观察是进行科学研究的 第一步，通过观察，可以了解不少的信息， 同时也会找到许多新的未知，可以说研究 课题的获得更多的是来自于观察。在科学 研究过程中，细致的观察，详实的记录数 据还会不断地产生新的问题，把问题引向 深入。活动5：观察练习1说明：一个科技教育工作者应该是一个好 的观察者。你和你的同伴有机会锻炼和提 高自己的观察能力 步骤1：请大家认真观察，你们两人一组，面对面仔细观察对方；然后背对 背，双方做一些小的改变， 步骤2：双方又面对面，相互观察对方。各自提出对方做了哪些改变活动5：观察练习2 步骤1：取一张纸条，将它们的首尾相接构成一个圆环。注意：不扭曲 步骤2：再取一张纸条，将它们扭曲180度再首尾相接构成一个圆环 步骤3：仔细观察这两个圆环有什么区别？ 步骤4：用你的笔在圆环的一个面上顺着圆环画一条线，再仔细观察 回答步骤3 提示：这种曲面称为“麦比乌斯带”活动5：观察练习3看看你的观察能力：这间屋子的前面有几 级台阶？我们教室外面最高的树是什么 树， 开红色花的是什么花。2、提出问题：提出问题就是问为什么？“什么、为什么、什么时间、什么地点、怎么做、谁、有多 少”。提出问题是确定研究课题的基础，通过发现异常现象；提出疑问；解释疑问；确定选 题。一般来讲，资料中无记载或叙述不详，专 业人员也不能圆满解释就基本可以确定为研究 对象了。 实例：人们对向日葵的研究 向日葵因能跟随太阳转而得名，为什么向日葵花冠 能转向，而其他植物不能呢？这是人们最为熟悉而 不以为然的自然现象，研究它的人，提出了疑问。 理论上解释是“光”的作用，但是，太阳能发出光，也能放出热，是光的作用，还是热的作用呢 ？ 研究它的人针对光和热对向日葵的影响进行了实验研 究，而得出了可信结果。这个异常现象发现得巧，疑 问也提得准，提出了客观事物潜伏的更深一层理论上 揭示不详尽的地方。二、 选题的方法选题的一般方法 选题是课题研究中重要的组成部分。人们常说一 个好的选题等于研究成功的一半，对诺贝尔奖获 得者，科技工作常说他们的成功来自于卓越的选 题，这都说明选题在研究中的重要性。实际上诺 贝尔奖获得者，他们的研究不仅仅是选题好，同 时研究手段、研究方法也是很独到的。 选题的一般方法一般而言，选题是在认真观察（或研究）的基础 上，发现问题，提出问题，分析问题，最后提炼 为研究课题的。认真的观察，加以思索，是选题 的关键。选题是针对具体的事物，提出非常具体 而客观的问题；选题是针对事物所出现的问题， 提出在自己力所能及的，或略高于自己能力范围 的解决问题的分析与思索。 选题的一般方法它既针对人们面临的重大问题，也针对人们日常生活 、生产中所遇到的问题，它常常被人们习以为常、视而 不见、见怪不怪，不加以重视。如，“光对向日葵影响的研究”，向日葵的向光性这几乎 是人们在自然中早已形成定论，并司空见惯的自然现象 。然而，这个课题的研究者针对这一现象提出了：光这 种辐射包含了热的辐射、光的辐射，以及其它不可见光 （能量）的辐射。到底是哪一种因素影响了向日葵的偏 转？并对各种单一因素对向日葵偏转影响进行了研究。 这样的选题，可以说是在认真观察、深刻思索的基础上 提出来的。 选题的一般方法因此，选题就是要广泛吸取前人的研究成果的同时， 培养自己对事物的观察能力，从不同角度观察事物，提 出深层次的问题，分析影响事物的原因有哪些，形成自 己的研究课题。 选题就是要多观察身边的事物和现象，见惯为不见惯， 从不同角度，不同层次提出问题，分析产生问题的原因 或因素。提出问题可以从我们身边的事物和现象中提； 可以从书本的已有知识中提；可以从媒体宣传、报道中 提；可以从人们日常生活的交流中提。只要你愿做选题 的有心人，不愁提不出问题或好的问题。你提出的问题 要成为选题就还需你不断的积累。选题的一般方法例如，2003年2月，广州出现“非典型肺炎”流行，导致五人死亡，引起社会的恐慌，人们纷纷 冲向医院、药店抢购“板蓝根”药品，用其预防 “非典型肺炎”。“板蓝根”药品能够预防“非典型 肺炎”吗？这就是问题。人们通过医药书籍，从中可以知道板蓝根的医治范围和预防效果等等。 更重要的，它的医治疗效和预防效果需要实验确 证。由此，还可以针对这一社会现象提出其他问 题，进行分析和研究。 选题的一般方法选题需要具备以下原则科学性可行性实用性新颖性创造性正确性活动6： 步骤1： 1、问题：针对上述社会现象，你能提出哪些问题？ 2、针对所提出的问题进行分析和评价。步骤2：小组讨论，共同分享 问题式选题方法问题式选题就是直接针对所提出的问题作为研究 课题。但是并不是所有的问题都能作选题。提出 的问题作为选题需要提炼加工。如：“灰尘对植 物光合作用影响的研究”，就是直接从灰尘会对植物光合作用有影响吗的问题中作为研究课题 的。 植物的叶片是植物体进行光合作用的器官，当其 它物体遮住叶片时，没有光照射在叶片上，叶片 的光合作用会受到影响。 问题式选题方法颗粒细小的灰尘落在叶片上部分光线受到遮 挡，是否会影响叶片的光合作用呢？现成的研 究结果中无明确详细的记述，从理论上推论不 足以说明具体的现实。因此，此问题作为研究 课题是可取的。从机理上还可以研究不同粉尘 量对光通效果的影响，从而可以得知灰尘对叶 片光合作用有无影响以及影响的程度的结论。完善式选题方法完善式选题就是针对他人的研究找出不完善的方面、 研究不充分的地方，或是由于条件不具备没有完成的 项目作为自己的研究课题加以研究。前面所述光对向 日葵影响的研究，是针对以往的研究结果只是说明向 日葵具有向光性，至于是光的什么成分，或是什么光 （如赤、橙、黄、绿等色光。白光是由七色光合成 的）作为影响因素，在此之前尚无定论。同时这样的 结论尚有不完善之处，而针对这些没有说明的因素进 行研究、探索，就使原来没有完善的地方得以完整、 全面、充分。 完善式选题方法为了研究光的何种因素影响向日葵的偏转，就 需要对各种单色光，以及红外线、紫外线和能 量方面进行系统而细致的对比研究，所得研究 结论能够补充、完善先前的研究结果。为此， 我们进行科学的研究还得他人的研究内容有细 致的了解，了解影响研究结果的条件是否充 分、周到，条件是否可以分解，若条件可分 解，是条件的综合因素影响了结论，还是条件 中的其他因素影响了结论。这些都可以作为我 们选题的手段加以应用。空白点选题方法 空白点选题方法就是针对科学研究中的空白 点，前人尚未涉足的领域或点，其他人也还未 进行研究的领域或课题进行探索和研究，以此 作为自己