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隨著全球對科研和創新的日益重視,科研,這個在大眾眼中只能科學家能搞的看起來很高深的工作,逐步走入了廣大青少年的學習生活。小到觀摩實驗,大到跟著海內外教授做研究,有些甚至能獲得哈佛劍橋終身正教授指導的稀缺機會。那麼,青少年真的能做科研嗎?青少年可以做哪些科研呢?

想了解這個問題,首先要理解什麼是科研,這樣才能明白,青少年做的哪些才能算是科研,哪些不能算是科研。

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什麼是科研

科研,即科學研究,是為增加人類全體知識儲備而進行的創造性的系統工作,並利用這種知識儲備來設計新的應用系統【1】,改善實踐的方法、效率、效果,並且為政策調整提供借鑑。

所以科研的目的並不是很多青少年甚至是學者認為的發表論文,而是非功利性的。科研更不是簡單地進實驗室觀摩、做做實驗、或是重複前人做過的專案,而是要自己提出一個領域裡面的別人沒有研究過或者沒有研究完善的問題,並去解決它。所以看看周邊青少年在參與的,哪些是真正科研,哪些只是體驗娛樂,哪些只是學習知識,就一目瞭然了。

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青少年能做科研嗎?

讓我們先看看做科研需要哪些步驟,

1.提出問題

2.資訊的收集、組織和分析

3.解答問題

也許你會發現,科研的這三個步驟和人們日常解決的問題的方法是相通的。這是一種科學的方法,人們經常有意識或者無意識都在採用這樣的方法。不僅科學家、公司職員在採用,接受多年基礎教育的青少年也會採用這樣的方法。唯一的區別是,科研步驟和解決日常問題相比,所提出的問題更專業具體,資訊收集考慮要更全面更深入,問題解答語言要更嚴謹。所以青少年做科研,需要在有學術影響、專業高度和科研經驗的人的指導下開展。

和方法相比,做科研時的心態對於青少年反而是更大的挑戰。

擁有了科研明師指導,擁有了正確的心態後,青少年是有能力參與入門科研的。

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青少年可以做什麼領域和主題的科研?

選題是科研中最重要的環節,而好奇心則是最好的驅動力。

2017年諾貝爾物理學獎得主巴里什在京領榜單釋出會演講中曾說:

“你所好奇的可能正是你感興趣的事情,也有可能是你一生都想要追求的事情,所以第一個要素就是有好奇心。”

巴里什小時候曾好奇,為什麼冰塊也是水,卻可以浮在水面上?這對於成年的物理學家來說是一個很簡單的問題,但當他還是孩子的時候,由於好奇這些問題,促使他有興趣去了解大自然,並瞭解物質世界是如何運作的,最終巴里什發現了引力波。所以好奇心可以來源於書本知識的擴充套件,來源於自己平時的思索,也可來源於生活體驗,或者是所看到書籍網路資訊的啟發。

有了感興趣的領域和問題,青少年還需要從新穎性、開拓性、價值性、可行性方面細化問題,形成選題。從這時候開始,青少年就需要具備學術影響、專業高度和科研經驗的科研導師加入指導,一直到專案完成。

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青少年可以做哪些型別的科研呢?

學術界通常按兩種規則對科研分類,一種是按照用途和領域進行分類——基礎研究,應用研究,藝術研究,一種是按照研究方法進行分類——探索性研究、解釋性研究(因果關係研究)、描述性研究、建設性研究、實證研究、理論研究。本文主要透過按照研究方法對科研進行分類。

以下是研究型別的定義:

1.探索性研究 Exploratory Research:收集有助於定義問題和提出假設的初步資訊,進行識別和定義問題的初步研究。包括案例研究 Case Study,實地研究 Field Study。

2.解釋性研究 Explanatory Research(因果關係研究 Causal Research):檢驗因果關係的假設。一般透過實驗或統計的方法進行研究。

3.描述性研究 Descriptive Research:描述現象或各個方面的特徵是什麼,以及如何分類。不回答有關特徵如何/何時/為什麼發生的問題。

4.建設性研究 Constructive research:檢驗理論並提出問題的解決方案。與解釋性科學研究相反,學術研究的目標更具實用性。

5.實證研究 Empirical Research:使用直接或間接的觀察或經驗證據測試解決方案的可行性。實證研究設計分為:

>定性研究:透過問一個廣泛的問題,以被分析的文字,影象,影片等形式收集資料並搜尋主題來了解人類行為以及支配這種行為的原因。

>定量研究:透過詢問一個狹窄的問題並收集數值資料以使用統計方法對其進行分析,從而對數量特性和現象及其關係進行系統的實證研究。

如果按照研究方法進行分類,理論研究、探索性研究、描述性研究,以及實證研究中的定性研究,是接受過正規教育的基礎青少年都可以接觸入門的研究;

對於熟悉統計學,而且有條件透過不同渠道(已有資料、實驗、調研等)收集資料的青少年,更可以嘗試解釋性研究(即因果關係研究)以及實證研究中的定量研究;

如果青少年有一定實踐經驗,或者有機會製作實體模型,也可以嘗試建設性研究。

小結

青少年是有能力做真正的科研的,只要對某個領域和問題有好奇心,就可以選擇做相應的科研。但青少年在開始接觸科研時既要做好心態上的準備,更要獲得明師指導,在科研導師的幫助下,結合興趣以及主客觀條件,確保所選課題的價值和可行性。

[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Research#Forms_of_research

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