【培训课件】科学研究的方法

1、科学研究的方法科学研究的方法http:/ 讨论1、我们现行的教育体制存在哪些问题？、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？、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？、教师怎样才能适应新的教育体制？http:/ 这项活动将使各位了解以下的信息：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、我们为什么要了解、学习、掌握科学研究究 的方法；的方法； 2、科学研究方法的一般步骤；、科学研究方法的一般步骤； 3、选题方法概述；、选题方法概述； 4、选题的方法：五种选题方法介绍；、选题的方法：五种选题方法介绍；

2、 5、研究方案的设计方法；、研究方案的设计方法； 6、几种具体研究方案设计介绍；、几种具体研究方案设计介绍； 7、案例介绍及分析；、案例介绍及分析； 8、检测方案设计的方法；、检测方案设计的方法； http:/ 9、研究数据的收集、整理、分析和保存；、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、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；明作品的介绍撰写； 11、研究成果摘要的撰写方法；、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；、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；、参加大型

3、科技活动、交流、答辩的方法； 14、青少年科技活动的组织方法；、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；、让社会、公众、上司、局外人士了解你的成果；http:/ 研究的方法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、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；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高质量的生活方式需要我们的孩子具备较高的科学 素质；素质； 在校学生将通过研究性学习了解并掌握科学的研究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、方法，提高

4、学习的能力、生存的能力、发展的能力、 和竞争的能力；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、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。能力、研究的能力、发展的能力和竞争的能力。 http:/ 学研究的方法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

5、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品的作者还有机会参加“明天小小科学家明天小小科学家”的评选，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。获奖者及其所在学校将获得高额奖学金和奖金的奖励。http:/ 活动活动1： 作为一个参加者，你将：作为一个参加者，你将： l l学到如何提高学

6、生学习效率的方法和策略学到如何提高学生学习效率的方法和策略 l l 体验参与式学习的过程体验参与式学习的过程 l l 拓展对教学过程的认识拓展对教学过程的认识 http:/ 作为我们培训项目的一部分，培训组织者作为我们培训项目的一部分，培训组织者要求你承诺：要求你承诺： l l参加本培训的全部培训活动（完整的培参加本培训的全部培训活动（完整的培训活动预计训活动预计15个学时）个学时） l l 参加指定的活动项目参加指定的活动项目 l l 积极主动地作为一个参加者积极主动地作为一个参加者 http:/ l积极表达反馈意见积极表达反馈意见 l l如实记录在培训中遇到的问题，以及你如实记录在培训中遇

7、到的问题，以及你所需要被提供的信息所需要被提供的信息 l l 同意我们了解你们的活动情况同意我们了解你们的活动情况 l l 为你的学生提供活动支持为你的学生提供活动支持 l l 组织你所在学校的科技教育活动组织你所在学校的科技教育活动 l l 培训你学校以及你周围地区的教师培训你学校以及你周围地区的教师http:/ 说明：在这项活动中，你要对一种说法进行评价，并记说明：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。录自己的意见，与小组成员进行讨论、分享。 步骤步骤1：在你认为最符合自己观点的数字上打钩：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

8、是青少年应该学习、了解和掌握的，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。应该成为学校教学内容中的一部分。1非常赞同非常赞同 2赞同赞同 3说不清楚说不清楚 4反对反对 5坚决反对坚决反对 步骤步骤2：你为什么会这样想呢？：你为什么会这样想呢？ 步骤步骤3：与小组其他成员一起讨论各自的想法，值班组长组织：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。讨论，记录员记录。 步骤步骤4：大会交流、分享，各值班组长介绍自己小组讨论的主：大会交流、分享，各值班组长介绍自己小组讨论的主 要观点。要观点。http:/ 这是一个简单的问题，却没有

9、一个简单答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。以及解决问题方法和步骤。 http:/ 一般来说进行科学研究主要包括以下几一般来说进行科学研究主要包括以下几个步骤：个步骤： 观察现象观察现象 提出问题提出问题 提出假设或猜想提出假设或猜想 设计研究方案设计研究方案 实施研究（取得数据）实施研究（取得数据） 对取得的数据进行比较分析对取得的数据进行比较分析 得出

10、结果和措施（结论）得出结果和措施（结论） 使用结果使用结果 提出新的或更多的问题提出新的或更多的问题http:/ 在现实生活中，我们在不知不觉在现实生活中，我们在不知不觉 中应用了这些步骤中应用了这些步骤问题：在夜晚我们使用的电灯突然熄灭问题：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？了，我们是怎么想？怎么做的？步骤步骤1：请你将自己的想法写出来：请你将自己的想法写出来步骤步骤2：与小组其他成员一起讨论各自的想：与小组其他成员一起讨论各自的想 法，值班组长组织讨论，记录员记法，值班组长组织讨论，记录员记 录录步骤步骤3：根据讨论的结果，提出几个要点。：根据讨论的结果，提出几个要

11、点。http:/ 1、现象观察：、现象观察：科学始自于观察。人类是在观察了解自然科学始自于观察。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，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，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，把问题引向据还会不断地

12、产生新的问题，把问题引向深入。深入。http:/ 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http:/ 成一个圆环。注意：不扭曲成一个圆环。注意：不扭曲步骤步骤2：再取一张纸条，将它们扭曲：再取一张纸条，将它们扭曲180度度 再首尾相接构成一个圆环再首尾相接构成一个圆环步骤步骤3：仔细观察这两个圆环有什么区别？：仔细观察这两个圆环有什么区别？步骤步骤4：用你的笔在圆环的一个面上顺着圆：用你的笔在圆环的一个面上顺着圆 环画一条线，再仔细观察环画一条线，再仔细观察回答步骤回答步骤3提示：这种曲面称为提示：这种曲面称为“麦

13、比乌斯带麦比乌斯带”http:/ 2、提出问题：、提出问题：提出问题就是问为什么？提出问题就是问为什么？“什么、为什什么、为什么、什么时间、什么地点、怎么做、谁、有多么、什么时间、什么地点、怎么做、谁、有多少少”。提出问题是确定研究课题的基础，通过。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业人员也不能圆满解释就基本可以确定为研究对象了。对象了。 http:/ 向日葵因能跟随太阳转而得名，为什么向日葵花冠

14、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。http:/ 选题的方法选题的方法选题的一般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

15、，同时研究手段、研究方法也是很独到的。 http:/ http:/ 它既针对人们面临的重大问题，也针对人们日常生活、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。见、见怪不怪，不加以重视。如，如，“光对向日葵影响的研究光对向日葵影响的研究”，向日葵的向光性这几，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：光象。然而，这个课题的研究者针对这一现象提出了：光这种

16、辐射包含了热的辐射、光的辐射，以及其它不可见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。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。提出来的。 http:/ http:/ 可行性可行性 实用性实用性 新颖性新颖性 创造性创造性 正确性正确性http:/ http:/ http:/ http:/ 空白点选题方法就是针对科学研究中的空白空白

17、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，以此进行研究的领域或课题进行探索和研究，以此作为自己研究的对象和课题加以探索。如作为自己研究的对象和课题加以探索。如滇滇池及其沿岸水体中氡含量的测定与研究池及其沿岸水体中氡含量的测定与研究笋笋蠹螟生活史及生活习性观察研究蠹螟生活史及生活习性观察研究、水稻花水稻花期、花时研究期、花时研究等等研究课题，在此之前，前等等研究课题，在此之前，前人和他人没有对这些内容进行过探索和研究，人和他人没有对这些内容进行过探索和研究，仍处于研究的空白点或区域性的空白

18、点仍处于研究的空白点或区域性的空白点 。http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 出一些问题作为你的选题出一些问题作为你的选题步骤步骤1：各自针对自己所处的环境对一件事物或：各自针对自己所处的环境对一件事物或 事件提出最少一个问题事件提出最少一个问题步骤步骤2：把你的问题与小组成员讨论提炼为选：把你的问题与小组成员讨论提炼为选 题，并说明其理由题，并说明其理由步骤步骤3：大会交流，各小组将自己的选题公布，：大会交流，各小组将自己的选题公布， 共同分享共同分享http:/ (.cn)3、全国青少年科技创新活动服务

19、平台：、全国青少年科技创新活动服务平台： 4、大自然探索、大自然探索:5、万方数据库：、万方数据库：资料和信息的工具资料和信息的工具http:/ ）2、查新的方法 关键词查新（含规范词、同义词、缩写词、相关词） 标题查新 关联性查新 委托查新http:/ 的课题进行研究。的课题进行研究。http:/ （1）研究目的。）研究目的。 弄清什么？证实什么？每一个研究都必须弄清什么？证实什么？每一个研究都必须有有一定的目的，一定的目的，目的是为题目服务的。目的正确，目的是为题目服务的。目的正确，指导研究操作才能正确，取得的结果才能达到研指导研究操作才能正确，取得

20、的结果才能达到研究的本意，对证明论点才有说服力。究的本意，对证明论点才有说服力。 http:/ （2）研究时间。时间是说明研究是在何时进研究时间。时间是说明研究是在何时进行的以及预计研究的时间有多长，何时能完成。行的以及预计研究的时间有多长，何时能完成。 （3）研究材料及来源。研究材料包括了研究）研究材料及来源。研究材料包括了研究对象本身及相关设备和用品，以及这些材料的数对象本身及相关设备和用品，以及这些材料的数量、质量和出处，规格、设备、仪器的厂家和型量、质量和出处，规格、设备、仪器的厂家和型号。号。 （4）研究的条件。条件一般是指研究是在什）研究的条件。条件一般是指研究是在什么环境下进行的

21、。有以下含义：么环境下进行的。有以下含义：http:/ （5）具体的研究方法。具体的研究操作方法是）具体的研究方法。具体的研究操作方法是 研究方案的核心。这一方法是指研究采取的手研究方案的核心。这一方法是指研究采取的手 段，它必须科学合理，符合生物体的生物学特段，它必须科学合理，符合生物体的生物学特 性和客观规律，保证为研究目的服务。由于研性和客观规律，保证为研究目的服务。由于研 究内容不同所用方法也不尽相同，有时使用传究内容不同所用方法也不尽相同，有时使用传 统的方法，有时也同时使用几种不同的方法。统的方法，有时也同时使用几种不同的方法。 我们需要在研究方法上有所创新、有所突破。我们需要在研

22、究方法上有所创新、有所突破。 后面将一些实例来说明，具体研究方案的设计。后面将一些实例来说明，具体研究方案的设计。http:/ （6）设计检测方案。为了保证研究的可重复）设计检测方案。为了保证研究的可重复性和普遍性，需要设置另外的方案来检验原方案性和普遍性，需要设置另外的方案来检验原方案的正确性，保证原方案取得数据的正确性。具体的正确性，保证原方案取得数据的正确性。具体的做法一般有：重复性设置（增加研究的数的做法一般有：重复性设置（增加研究的数量）、随机选择设置、对照性设置、量）、随机选择设置、对照性设置、 改变非主要改变非主要条件设置，其它方面与研究方案的设置一致等。条件设置，其它方面与研究

23、方案的设置一致等。http:/ 完成的活动回答下列问题：完成的活动回答下列问题：回顾：在今天的过程中，我首先观察的是回顾：在今天的过程中，我首先观察的是.关联：在今天的学习中，我的贡献是关联：在今天的学习中，我的贡献是反思：今天，我需要改进的地方是反思：今天，我需要改进的地方是展望：现在，我如何做科学研究展望：现在，我如何做科学研究步骤步骤2：成果分享：成果分享http:/ （1）、考察型研究）、考察型研究 对生物领域而言，要从形态、分类和生态的角对生物领域而言，要从形态、分类和生态的角度，对野生动、植物个体或群落进行考察，内容度，对野生动、植物个体或群落进行考察，内容包括：动、植物标本采集，

24、生物资源考察，生物包括：动、植物标本采集，生物资源考察，生物群落考察等。设计具体的研究方案时，要确定考群落考察等。设计具体的研究方案时，要确定考察路线、区域、时间和设置样方，进行观察统察路线、区域、时间和设置样方，进行观察统计。计。 http:/ http:/ 要求：保证实验过程的可控性；要求：保证实验过程的可控性； 保证实验对象的可观测性；保证实验对象的可观测性； 保证实验结果的可靠性；保证实验结果的可靠性； 原则：对照性原则；原则：对照性原则； 随机化原则；随机化原则； 重复性原则重复性原则http:/ 如：动物行为观察、植物生长规律、特征观如：动物行为观察、植物生长规律、特征观察，病虫害

25、观察，候鸟栖息地观察、动物生活察，病虫害观察，候鸟栖息地观察、动物生活习性及行为观察等等。习性及行为观察等等。 要通过人的感官或借助要通过人的感官或借助一一定的科学仪器有目的、有计划地考察和描述客观定的科学仪器有目的、有计划地考察和描述客观对象，获得有关研究对象的感性材料，获取科学对象，获得有关研究对象的感性材料，获取科学事实。事实。http:/ （一）调查准备一）调查准备（1）、确定调查内容：全部植物资源、部分植物资）、确定调查内容：全部植物资源、部分植物资源、一种或几种植物资源；源、一种或几种植物资源；（2）选择调查地点和时间：调查地应该具有代表）选择调查地点和时间：调查地应该具有代表性性

26、在生境和植被方面能代表当地的特征。调查在生境和植被方面能代表当地的特征。调查时间时间最好为周年定期的方式：最好为周年定期的方式：4月月10月，月，每半个月或一个月进行一次调查，也可以采取在暑每半个月或一个月进行一次调查，也可以采取在暑期集中几次调查的方式进行；期集中几次调查的方式进行；http:/ a、普遍调查的方法：针对小的区域而采取的、普遍调查的方法：针对小的区域而采取的 “踏遍青山踏遍青山”调查方式；调查方式； b、样地法：在调查区域内划出一定面积的矩形、样地法：在调查区域内划出一定面积的矩形样方，在样方中进行调查的方法。在同一植物群样方，在样方中进行调查的方法。在同一植物群落中要在不同

27、高度不同坡向选择典型地段设置若落中要在不同高度不同坡向选择典型地段设置若干样方，主要视群落大小确定，一般为干样方，主要视群落大小确定，一般为510个；样方面积一般为：森林个；样方面积一般为：森林400平方米，灌丛平方米，灌丛50平方米，草坡平方米，草坡5平方米。平方米。 http:/ c、样线法：在植物群落中设想一条直线，沿着直、样线法：在植物群落中设想一条直线，沿着直线的一则的线的一则的1米范围内进行调查的方法。样线的长度米范围内进行调查的方法。样线的长度 一般不少于一般不少于50米，样线数目不少于米，样线数目不少于510条（在不条（在不同高度和不同坡向设立样线）。同高度和不同坡向设立样线）

28、。（4）、样地布局）、样地布局 样地面积一般只有调查区域的几百分之一或几千样地面积一般只有调查区域的几百分之一或几千分之一。因此，样地布局非常重要，它直接影响调分之一。因此，样地布局非常重要，它直接影响调查查的准确程度。的准确程度。http:/ （1）、提出调查的植物名录）、提出调查的植物名录 （2）、提出几种有开发价值的资源植物）、提出几种有开发价值的资源植物 （3）、提出利用资源植物的方案）、提出利用资源植物的方案http:/ 一、研究目的：一、研究目的：为了了解植物叶片、植株高度以及植物为了了解植物叶片、植株高度以及植物花、果实等是否受海拔高度的影响，寻花、果实等是否受海拔高度的影响，寻

29、找其变化规律，针对其它因素对植物叶找其变化规律，针对其它因素对植物叶片、植株高度以及植物花、果实等的影片、植株高度以及植物花、果实等的影响，确定影响的主要因素。响，确定影响的主要因素。http:/ 1、 比较同种植物在不同海拔高度下：比较同种植物在不同海拔高度下：（1）、植株平均高度的异同）、植株平均高度的异同（2）、植株平均叶面积的异同）、植株平均叶面积的异同（3）、植物叶面颜色有无变化）、植物叶面颜色有无变化（4）、植株花、果的大小、颜色有无变化）、植株花、果的大小、颜色有无变化 2、比较不同植物在不同海拔高度下的以上内容。、比较不同植物在不同海拔高度下的以上内容。 http:/ 笔记本电

30、脑笔记本电脑软卷尺两把软卷尺两把 游标卡尺游标卡尺 长、短直尺长、短直尺 各各5把把做一个做一个2020cm的框架的框架放土壤的盒子或塑料袋放土壤的盒子或塑料袋10个个 小铁锹一把小铁锹一把ph值的试纸值的试纸记录本记录本3本本铅笔若干支铅笔若干支温度计温度计3支支海拔表海拔表http:/ 1、以最低的海拔高度朝同一个方位出发，每相距、以最低的海拔高度朝同一个方位出发，每相距450米的海拔高度选择一个样地，并记录下地点名米的海拔高度选择一个样地，并记录下地点名称、土壤的颜色称、土壤的颜色 2、对该地点以平面、对该地点以平面23米的间距选择米的间距选择3个采样点个采样点 3、 每个点寻找同种植物

31、依次进行每个点寻找同种植物依次进行 （1）每株植株高度的测量与记录，）每株植株高度的测量与记录，http:/ （2）每株植物东、南、西、北以及顶部）每株植物东、南、西、北以及顶部5个部个部位分别以位分别以2020cm的平面面积内进行叶片数目的平面面积内进行叶片数目的记录（记录数目时注意记上不记下、记左不的记录（记录数目时注意记上不记下、记左不记右），每片叶的长度和宽度的测量和记录记右），每片叶的长度和宽度的测量和记录 （3）测量该地点的温度、土壤）测量该地点的温度、土壤ph值并记录值并记录 （4）采集土壤）采集土壤5克并密封好克并密封好 4、 对土壤进行烘干并算出土壤的湿度对土壤进行烘干并算出

32、土壤的湿度 5、 对测量的数据进行分析并得出结论对测量的数据进行分析并得出结论 http:/ http:/ 充、完善自己的研究方案设计。充、完善自己的研究方案设计。步骤步骤1：设计你的研究方案：设计你的研究方案步骤步骤2：把你的工作成果与小组成员分享：把你的工作成果与小组成员分享http:/ 器、高强度永久磁铁器、高强度永久磁铁2、植物种子（同种）：、植物种子（同种）： 番茄种子番茄种子400粒粒+400粒粒 蚕豆种子蚕豆种子400粒粒+400粒粒 辣椒种子辣椒种子400粒粒+400粒粒 小麦种子小麦种子400粒粒+400粒粒http:/ 3、电场、磁场强度测试仪、电场、磁场强度测试仪 4、恒温箱、恒温箱 5、培养皿、培养皿 6、高倍显微镜、高倍显微镜 7、测量工具：温度计、刻度尺、游标卡尺、测量工具：温度计、刻度尺、游标卡尺 8、化学实验器材及用剂、化学实验器材及用剂http:/ 、种子分组：将各类种子分为、种子分组：将各类种子分为4组，每组组，每组100粒，一组为对照组，其余粒，一组为对照组，其余3组为实验组组为实验组2、分别将实