中学生如何自主孵化个性化科研课题

中学生自主孵化科研课题确定面临不少困难,通过观察大量美国中学生自主孵化课题的过程,提炼一些经验,供同学们参考。
立项选题对学生来说,通过跟老师不断交流,我们帮助学生如何把科研思路变成可行课题的过程。分享这里通过长期经验积累,总结下来的方法。

1文献阅读
无论在做课题的哪个环节,需要非常重视读文献这个过程。在同学自主孵化课题的初期,需要在网上搜寻大量文献,寻找可能可行的参考方法和研究点。在孵化课题的过程中,也需要阅读大量的文献,对于一些对自己有严格要求的学生,文献阅读还有数量上的要求,比如这个课题,你需要检索和浏览100篇相关文献,你才能说自己充分了解。奇思孵化的导师们保持着每天阅读一些新的科研文献的习惯。以前有一位非常牛的教授说过,某某领域的文章,我基本上都读遍了,这是很高的要求。
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一本是《IEEE Transactions on Robotics》
网址:(复制到浏览器打开)
https://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=8860
一本是《IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence》
网址:(复制到浏览器打开)
https://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=34
只有自己阅读量上去了,研究思路才能源源不断。去年我们晋级ISEF世界总决赛的N同学,一开始聚焦的研究方向是机械手,《Robotics》上就有一篇关于软体机械手的研究文章,能够很好地激发出新的研究思路,产生新的很有价值的科研创新点。像这个过程,没有一个持续的阅读过程,是无法产生联想的。
持续保持一定的文献阅读量,可以紧跟科技前沿的节拍,通过深入探究,能迸发出一些很新的研究思路。通过保持对新研究的敏感程度,才有可能碰撞出高质量的课题思路。
详情请点击:ISEF专访 | 晋级全球总决赛 N同学:跨学科融合碰撞出精彩创意,成就独特科研贡献

2行业资料
其实科创里面有很多的公开资料。比如ISEF会把过去五年的获奖项目的摘要总结出来,美国的各地ISEF州赛、地区赛也会公布每年的获奖标题。国内也会把每年获奖选手的项目标题都公布出来。这些课题虽然可能不是现代科研的最前线,但确确实实是青少年思维最新的科研体现。阅读这些材料不会让我们有技术上的认知大跨越,但却可以想到一些之前被我们忽略的研究点。
举个例子,生物化学类跟工程结合的研究思路不多,去年,发现加州ISEF州赛有几个生物化学的课题,其实是通过给一个化学反应过程搭建一个自动化装置,从而完成一些简易实验装置的开发。我们只需要找到一些比较好进行的实验,然后进行自动化设计,完成一些诸如加热、搅拌、识别颜色等等的过程。那这就是一系列很好的课题设计的思路,可能在一些最新的科研文献中看不到,但在中学生的比赛中,就可以发现很多这样的闪光点。
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3大学实验室、科研单位与学术会议
这些机构的课题虽然很专业,但是把里面一些博士研究的方法简化到中学生可以驾驭的程度之后,就可以成为很好的中学生课题。中国其实每年有大量很优质的学术会议召开,这些通知一般都会挂在大学专业的网站上,一般而言,这些网站也都是外部可以访问的。
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比如浙江大学控制系的官网:http://www.cse.zju.edu.cn/,我们可以在上面看到很多即将召开的学术会议的通知,这些会议多半都是对公众开放的,而且疫情之后,这些会议都是网络召开了。经常去了解这种学术活动我觉得是很必要的,且不说能不能获得科研课题灵感,更重要的是持续对于科研最新前沿的关注,不会让自己像一个井底之蛙。

学术会议可以跨了很多领域,像医学、农学这些,如果质量高也非常值得关注。三年前,君迪老师在北京出差的时候,去旁听过一个医学的学术会议,里面讲了一些五官畸形可能导致的一些疾病,虽然听得一知半解,但去年,有一个学生和君迪老师探讨“唇裂”这个疾病可以做什么样的课题的时候,当时听过的那个学术会议多多少少给大家的讨论带来了很多灵感。后来,这个帮助“唇裂”儿童训练语言发声的项目也成功晋级了ISEF世界总决赛。这个思考课题的过程,就需要蛮多跨学科知识的摄入。

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