科學家的品質(zhì)對于要成為一名優(yōu)秀的科學家所具備的素質(zhì),首先必須是要有好奇心,對于自然的好奇,對于普遍事物的好奇.據(jù)我所知的優(yōu)秀科學家,他們對于所有事物都非常好奇.他們想探知事物的規(guī)律,他們具有看到事物最為本質(zhì)一面的本領(lǐng).作為科學家,他們能夠?qū)⑹挛餁w納為最基本的簡單而重要的法則,并通過這些基本法則去了解許多其它事物.他們所了解的事物不單單是一個清單,或?qū)€別事物的認識,而是將對它們的認識歸納成為一種普遍的認識.這些素質(zhì)都是應該具有的.另外,優(yōu)秀的科學家必須要有恒心.他們在研究實驗過程中不斷努力,努力再努力,鍥而不舍.此外,優(yōu)秀的科學家一般都有很強的自信心,相信自己的判斷.自信是非常重要的一種素質(zhì). 對于年輕的科學家所需做的準備就是努力去具備我前面所講的那些優(yōu)秀科學家的素質(zhì).他們必須受到很好的訓練,習慣長時間的工作,必須具備化繁為簡的本領(lǐng),有時你會閱讀一篇內(nèi)容非常復雜、有許多公式的科學報告,優(yōu)秀科學家能夠?qū)⑵鋬?nèi)容觀點進行提綱挈領(lǐng),并轉(zhuǎn)化成自己的語言,將其轉(zhuǎn)化成對于他們而言非常自然的東西.如果用他們的語言進行復述,講法肯定完全不一樣,但是所領(lǐng)會的實質(zhì)是完全一樣的.所以對事物的理解不僅僅是簡單的記憶,而是將其簡單化,并轉(zhuǎn)化為自己的語言,那時你就真正理解了.一旦你理解了,你就會很容易記住.說實話,我的記性很差,我很難記住名字,但是對于接受一個觀點,我會將其簡單化,記住它將毫無問題,我可以永遠記住.人的大腦結(jié)構(gòu)是不同的,有些人記名字非常容易,但對于理解觀點則非常吃力,我正好相反.學習科學、思考科學或研讀科學論文與學習別人如何做事情是不同的.你必須做到你已經(jīng)真正吸收掌握它了,當你再次回想或運用時,你要覺得它似乎就是由你自己發(fā)明出來的一樣.你必須看到那些別人已經(jīng)看過但沒有發(fā)現(xiàn)的東西.你如何才能做到這一點呢?有兩種途徑,要么你有先進的設(shè)備使你具備別人不具備的條件,比如伽利略的天文望遠鏡,這樣你無需非常聰慧,只要使用這些先進設(shè)備,你就可以研究出新成果;要么,你能嘗試將問題“內(nèi)在消化”,使其成為一種直覺,這樣當你進行研究時,直覺會引導你走向成功.當然,毅力是一種非具備不可的素質(zhì). 科學家的精神比起他們的成就,這些大科學家留給我們的更多是精神的財富.他們身上有真正科學家的精神.在這個物質(zhì)文明發(fā)達,許多人都為名利奔波的時代,這種精神更值得我們尊敬. 科學家該有什么樣的精神?科學,本身即是探索未知,發(fā)現(xiàn)真理,發(fā)展先進,改造世界,造福人類的學問,而成為科學家,獻身科學事業(yè)的人所擁有的精神是: 1.公正:以公正的立場觀察事物.由于觀察總是從自身的角度去看的,因此在自然狀態(tài)下,人們很難脫離自身的角度去想象和思考現(xiàn)象,于是自我為中心的觀念無意識形成,當隨著年齡增長觀念僵化,則非常不容易站在一定的高度看問題,因而不容易把握事物.所以說公正是科學思維的基礎(chǔ).事實上科學的發(fā)展越來越強化了公正意識. 2.簡單入手多元思考:選擇簡單對象開始研究,建立理想模型,盡量應用數(shù)學,完整的考慮各要素,建立理論,并通過修改和擴展,擴大應用范圍.這其實就是上面所敘笛卡爾提出的科學思想,所以把它稱為笛卡爾精神.不僅在物理上牛頓的質(zhì)點模型、克勞修斯的理想氣體模型等取得了巨大的成功,而是在其它領(lǐng)域也一樣,如生物界摩爾幸運地選擇了果蠅這個簡單對象才揭開了遺傳學研究的序幕.對事物的正確認識,最重要的就是避免片面思維,要有多元化思考,但大腦處理信息能力有限,所以先選擇簡單對象,就可以避免思考過多的因素.而較復雜問題可以用研究簡單問題導出的結(jié)論通過各種方式的迭加和處理解決,更復雜的問題可以用已有結(jié)論定量近似和定性分析. 3.證實加證偽:科學是嚴格的,它強調(diào)理論與實踐的一致,即理論的任何導出陳述都必須與觀察相符,能用實驗證實,不能被證偽的理論就不是科學.我們稱這為波普爾精神.現(xiàn)代科學有許多新理論沒有較多的實驗支持,往往來源人為的演繹構(gòu)造,這樣的知識系統(tǒng),只要有一個與觀察不同,就應該推翻.但對經(jīng)驗科學,經(jīng)驗先于理論,則不應該輕易相信證偽,即使某個陳述被證偽,也應先考慮修改,或用更大的理論包容舊理論. 4.理性懷疑:科學只是最逼近真理,事物的真實道理只有事物自己知道,任何知識體系都是人為構(gòu)造的,科學特別強調(diào)懷疑包括對自身的懷疑,但自從科學延生三百多年來由無數(shù)具有懷疑精神的科學家十分謹慎地發(fā)展,許多科學領(lǐng)域近于成熟,因此懷疑需要一定的理性基礎(chǔ). 5.爭論與激勵:科學是人造的,因此與人的素質(zhì)有關(guān),爭論和激勵能使人的素質(zhì)迅速提高,因此科學需要討論的環(huán)境和維護人們對科學的熱情. 6.耐得住寂寞:它的頭兩條就意味著這點.與未知的東西打交道,科學家是第一人,除他和有限的幾個人以外沒有人會理解“陽春白雪”必定曲高和寡.這就要求科學家要耐住寂寞,忍受孤獨,專注于自己的事業(yè).科學很少能成為賺大錢、暴富的工具,科學家必然不會,也不應該像明星那樣倍受追捧.事實上,喜歡“鮮花如海,美女如云,掌聲如雷”者不大可能成為科學家。
具體分以下步驟: 選題定題 建立假說 科研設(shè)計 實驗觀察 數(shù)據(jù)處理 論文形成 成果應用 一項科研工作,經(jīng)過選題和定題兩個階段之后,便會形成一套比較成熟的全面設(shè)想。
將這一設(shè)想加以條理化,系統(tǒng)的說明研究者對此問題的認識,擬進行何種實驗或觀察,具體做法如何,預期的目標是什么,用多長時間來完成,需要給予哪些幫助和支持等,按照一定的格式編寫成的文字資料,即為科研設(shè)計。在科研課題的公開招標中,科研設(shè)計書實際上也就是投標的標書。
科研設(shè)計的主要內(nèi)容 一、立題 亦稱命題,即為一研究課題擬定一最適當之題目,做為該項研究的課題名稱。這個題目是科研設(shè)計的總綱或其指導中心,也可以說設(shè)計中的全部內(nèi)容皆由此而發(fā),假說、實驗、措施等皆為此而設(shè),因此它必須是整個科設(shè)想與過程的高度濃縮物。
一個好的課題名稱,能使人對該項研究工作一目了然、不僅可知其目的、內(nèi)容和主要方法,甚至透過題目還能看出其假說的科學性。欲達此目的,立題必須力爭做到鮮明、具體、確切,若能同時反映出“立意新穎”則屬更佳。
目前,有些科研設(shè)計的立題尚不夠理想,其中最常見的毛病,不是題目過大就是籠統(tǒng)模糊,有的甚至使人觀后不解其意或者文題不盡符合。 在擬定某些(而不是全部)研究課題的名稱時,可適當考慮采用下列形式: 立題 = 處理因素(具體而不含糊) +受試對象(明確而不省略) +預期效應(限定而不籠統(tǒng)) +工作定性(適當表達留有余地) 當然,大的研究題目亦并非絕對不能成立,如果確是從宏觀出發(fā)制定一項大的科研計劃,其題目必然也會很大;但此類題目畢竟是屬于戰(zhàn)略性的,其下一系列分題仍需各有一戰(zhàn)術(shù)性的題目名稱。
戰(zhàn)略性題目是總的探索方向,戰(zhàn)述性的題目則是一個個具體的進攻目標。 二、前言 有的科研設(shè)計書專門設(shè)有這一項,并明確規(guī)定應該填寫的內(nèi)容;有的則以“簡要說明”代之,其性質(zhì)與前者基本相同。
許多科研設(shè)計書內(nèi)雖無此項要求,設(shè)計者也常主動加上一段,稱為前言、引言、序言或緒言。這一小段文字主要是引導文章開端,起“破題”作用,在一段文章中往往是不可少的,但在科研設(shè)計書中(特別是填寫式的)若無此項目則完全可以不要,可直接入手一開頭就寫“立題依據(jù)”。
三、立題依據(jù) 此項內(nèi)容要求回答“為什么要研究這個課題”,應該著重說明選定此一課題的出發(fā)點以及主觀與客觀的條件是什么,選題的獨創(chuàng)性、完成的可能性及其實際意義(實用性)如何。有些科研設(shè)計在填寫本項時,不是內(nèi)容過多而是文字太少,敘述往往過于簡單或較為抽象。
應該認識到,三言兩語、輕描淡寫、一帶而過的辦法,對于爭取課題的批準是不利的,選題依據(jù)若不充分,課題的成立就很困難。在陳述客觀對解決這一問題的需要情況時,應該實事求是,而不要用主觀臆斷來代替客觀事實。
幾乎任何人都不會說自己研究的課題客觀上不需要,但也不要動輒就把“迫切需要”或“急待解決”之類的詞匯拿來作為“依據(jù)”。人們常常會對這些空洞的說法提出疑問,其可信程度究竟有多大?因此,最好的辦法就是具體而不抽象,擺出事實,言之有據(jù),令人信服。
二、前言 有的科研設(shè)計書專門設(shè)有這一項,并明確規(guī)定應該填寫的內(nèi)容;有的則以“簡要說明”代之,其性質(zhì)與前者基本相同。許多科研設(shè)計書內(nèi)雖無此項要求,設(shè)計者也常主動加上一段,稱為前言、引言、序言或緒言。
這一小段文字主要是引導文章開端,起“破題”作用,在一段文章中往往是不可少的,但在科研設(shè)計書中(特別是填寫式的)若無此項目則完全可以不要,可直接入手一開頭就寫“立題依據(jù)”。 三、立題依據(jù) 此項內(nèi)容要求回答“為什么要研究這個課題”,應該著重說明選定此一課題的出發(fā)點以及主觀與客觀的條件是什么,選題的獨創(chuàng)性、完成的可能性及其實際意義(實用性)如何。
有些科研設(shè)計在填寫本項時,不是內(nèi)容過多而是文字太少,敘述往往過于簡單或較為抽象。應該認識到,三言兩語、輕描淡寫、一帶而過的辦法,對于爭取課題的批準是不利的,選題依據(jù)若不充分,課題的成立就很困難。
在陳述客觀對解決這一問題的需要情況時,應該實事求是,而不要用主觀臆斷來代替客觀事實。幾乎任何人都不會說自己研究的課題客觀上不需要,但也不要動輒就把“迫切需要”或“急待解決”之類的詞匯拿來作為“依據(jù)”。
人們常常會對這些空洞的說法提出疑問,其可信程度究竟有多大?因此,最好的辦法就是具體而不抽象,擺出事實,言之有據(jù),令人信服。 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀 國外現(xiàn)狀與國內(nèi)現(xiàn)狀應分別敘述,不要忽外忽內(nèi)攪在一起。
先以數(shù)語簡要交代一下有關(guān)該問題的歷史沿革并非不可,但沒有必要作過多的久遠追溯。文字不宜過長,亦無須把外國人的話都重復一遍,重點是介紹有關(guān)這一問題最近幾年的研究進展和目前狀況。
把握好本項內(nèi)容的關(guān)鍵在于“全”和“新”兩個字。即全面掌握情況,除日常所見到的一些資料之外,更重要的是在定題之前要進行一次系統(tǒng)的文獻查閱并廣泛收集信息;在擁有大量資料的基礎(chǔ)上,通過時間上的和認識深度上的比較,自然可以了解到哪些成果或結(jié)論是新的和最新的,這就是現(xiàn)狀。
然而,有些設(shè)計。
第一:要自信。
很多的科學研究都證明,人的潛力是很大的,但大多數(shù)人并沒有有效地開發(fā)這種潛力,這其中,人的自信力是很重要的一個方面。無論何時何地,你做任何事情,有了這種自信力,你就有了一種必勝的信念,而且能使你很快就擺脫失敗的陰影。
相反,一個人如果失掉了自信,那他就會一事無成,而且很容易陷入永遠的自卑之中。第二:有科學的工作方法就可以在學習上做到事半功倍。
提高效率方面:有工作計劃、工作環(huán)節(jié),工作態(tài)度、工作方法。你只要從現(xiàn)在把方法轉(zhuǎn)變了,學牢了,當然就簡單了,效率就會提高。
每個人的基礎(chǔ)不同,工作態(tài)度也不同,所以要采用的工作方法也就不同。適合自己的工作方法,要根據(jù)自己的特點選擇適合的方法。
就可以取得進步。
我覺得這個題目很大,不好講:如果真的要展開的話,很多東西都可以講,比如如何選題,如何做實驗,如何寫文章等等,不是短時間能講完的。
并且,很多東西也沒有標準答案,每個老師都會給你講一套他自己做科研的方法,有的也許是泛泛而談,比如要勤奮刻苦、善于觀察等等。這些東西很難取得立竿見影的效果。
第三個原因是,學校有很多做科研相當出色的老師,我自己的科研并不是做得最好的。不過,經(jīng)過長期的訓練,還是有些感想和經(jīng)驗。
我不是教你怎么做實驗,也不是教你怎么寫論文,而是大范圍地說些學習和科研的思維方法。什么是化學家的人生? 當開花的時候一定要燦爛地開,卑微一點沒有關(guān)系;當結(jié)果的時候一定要飽滿,小一點沒有關(guān)系。
就是不要等到結(jié)果的季節(jié),花苞尚未含!戀愛,只能自己參與,別人無法分享。傷痛,只能自己承受,別人無法分擔。
知識可以積累,但是知識的芬芳,只能自己去體會。人生,如果不能快樂渡過,沒有下一次機會。
關(guān)于學習 楊振寧認為,一個學者的taste的形成要比style要早一點。如果一位學子大學畢業(yè)的時候沒有形成自己的taste,這位學生的發(fā)展肯定不樂觀。
有一個非常年輕、聰明的學生,來自南京一所著名高校。他雖然很聰明,比如說楊振寧問他幾個量子力學的問題,他都會回答,但楊振寧問他:這些量子力學問題,哪一個你覺得是妙的?他卻講不出來。
對他講起來,整個量子力學就像是茫茫一片。楊振寧對于他的看法是:盡管他吸收了很多東西,可是他沒有發(fā)展成一個taste。
所以楊振寧覺得他的前途發(fā)展不是最樂觀,沒有接受。該學生后來進入普林斯頓大學學習。
入學時,學校就對新生進行了博士資格考試,該生通過,且通過者僅有一位。立即成了該校教授眼中的“嬌子”,爭相收入門中。
后來的發(fā)展出乎物理系所有教授的意料。盡管助教工作很出色,幾乎沒有不會的習題,但在研究小組中研究工作總也進不了狀態(tài)。
在研究小組熱火朝天的氣氛中,他居然三年都產(chǎn)生不了新想法。導師很著急,但也很負責。
在第三年末,導師找了一位電子工程系的教授聯(lián)合培養(yǎng),商量安排一個體力大于智力的博士論文題目,勉強進入了博士論文階段。 因為學一個東西不只是要學到一些知識,學到一些技術(shù)上面的特別的方法,而是更要對它的意義有一些了解,有一些欣賞。
假如一個人在學了量子力學以后,他不覺得其中有的東西是重要的,有的東西是美妙的,有的東西是值得跟人辯論得面紅耳赤而不放手的,那我覺得他對這個東西并沒有學進去。他只是學了很多可以參加考試得很好分數(shù)的知識,這不是真正做學問的精神。
他沒有把問題里面基本的價值掌握住。學一個學科,不但要掌握住它們里面的知識、定理和公理的意義、精神及其重要性,等到你覺得這些東西重要到一個程度時,你才是真正把這些東西吸收進去了。
我想一個思考比較成熟的、書念得很好的學生,如果能夠在一個早的時候接觸到一些風格比較合適或者是比較重要的文章,并吸收了它們的精神,這對他將來選擇正確的問題和正確地解決問題的方法會是有很大幫助的。
科學探究教學中需要注意的問題
“科學學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標,又是科學學習的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑?!边@是《國家小學科學課程標準》的一條核心理念。探究教學也就自然成為科學教學的關(guān)鍵,學生學習的主要方式。隨著課程改革的不斷推進,探究式學習被越來越多的老師所認可。從新課程實施一年多的實踐來看,有關(guān)科學探究性學習存在的問題不少。這雖然并不奇怪,但必須引起足夠的重視,否則會影響科學探究性學習價值的實現(xiàn)。我聯(lián)系本人在實施科學探究性學習過程中的具體做法,談一談,科學探究教學中需要注意的問題,希望能引起科學教師的注意,對實踐起到一些實質(zhì)性的作用。 一、教師要積極引導學生在課始最短的時間內(nèi),提出盡可能多的問題,激發(fā)學生探究的興趣。 教育家愛因斯坦曾說過:“一個問題的產(chǎn)生通常要比它的結(jié)論的得出更為重要。”這句話指明的不僅是提出問題的重要性,同時也表明了《科學》研究的宗旨:以問題為紐帶進行科學教育,從激發(fā)學生產(chǎn)生疑問始,到產(chǎn)生新的問題終。因此在進行科學探究教學時,“觀察發(fā)現(xiàn)、提出問題”這一環(huán)節(jié)教學中需注意以下幾點:
1、教師要積極創(chuàng)設(shè)一種使學生主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的情境,啟發(fā)學生提出盡可能多的問題,使整個教學過程圍繞學生產(chǎn)生的問題而展開,學生學習的積極性和主動性就會被大大的激發(fā)。因為學生提問題總是以自身積極思考為前提的。如我在教學《巖石會改變模樣嗎》一課時,我出示了多種巖石的投影片,學生多數(shù)對蘑菇巖感興趣,提出了不少關(guān)于蘑菇巖的問題,而對其它的幾種巖石沒有提出問題。我及時引導學生仔細觀察其它幾種巖石,并問:“面對這些巖石你還能提出什么問題?”“一石激起千重浪”,接下來又是學生一連串的發(fā)問:“在這幾種巖石中,我國哪種巖石最多?主要產(chǎn)于我國的什么地方?它們是怎樣形成的?它們有哪些特點?有哪些用途???”
2、教學中我們引導學生提出了許多問題,我們還要及時整理問題,幫助學生選擇問題,將課堂上能研究的、要研究的問題突出出來。如我在教學《奇妙的指紋》一課時,如引導學生對“我的指紋與同桌一樣嗎?”作出猜想,并引導學生制定如何驗證的方案。對如“為什么有指紋”等學生無法研究的問題可刪選,對如“我的指紋和爸爸(媽媽)一樣嗎?”課堂上無法研究的問題可讓學生帶回家課后研究。如中心問題,牽一發(fā)而動全身的問題,學生探究熱情高的問題,就明確提出當堂研究。問題是學生自己提出來的,自然有較強的探究欲望,問題明確后,在教師的引導下,才會收到更好效果。 3、“讓學生在最短的時間內(nèi)提出問題,學生才會有強烈的探究問題的欲望?!边@是一堂成功的科學課的關(guān)鍵。要做到這一點,就需要教師根據(jù)觀察現(xiàn)象本身給學生適當?shù)臅r間觀察、發(fā)現(xiàn)、提出問題,教師切忌為了完成探究的所有環(huán)節(jié),而及早地進入所謂的正題。在實施“科學探究型”教學時,科學探究活動可以是全過程的,也可以是部分地進行。如某些課側(cè)重于提出問題,進行猜想、假設(shè)的訓練,不必拘泥于每次活動必須是從頭到尾、按部就班地完成一個科學探險究的全過程,要根據(jù)教學內(nèi)容靈活掌握。
科學對于我們而言是神秘而又籠統(tǒng)的概念,有很多的小孩子在說自己長大以后要做科學家,可是他們中很少有人知道科學家是做什么的,我們現(xiàn)在大多數(shù)人其實也并不知道什么是科學,只是知道科學家是做研究的,很多的概念都會有自己的要素,比如小說有小說的三要素,那么科學的三要素有什么,科學研究需要這三要素嗎?曾在《開講啦》節(jié)目聽張雙南老師說科學的三要素分別是科學的目的、科學的精神和科學的方法,我認為這三要素對科學研究有著明確的指導方向,所以科學研究需要這三要素。
我們都知道科學的進步最重要的就是要研究,但是我們要進行研究總得先知道我們要研究什么,如此我們才會有方向,這就是科學的目的,在研究的過程中,我們要敢于質(zhì)疑,有自己獨立的思考,我們的研究才能夠堅持下去,這是科學的精神,同時我們的研究要講究方法,就像是我們的學習一樣要講究學習方法,我們的學習才會有進步、效率,而科學研究要講究方法,我們才能盡快得到結(jié)果,所以科學研究是非常需要三要素的。
我們生活中不管遇到什么問題都是如此,我們要知道問題是什么,我們才知道要怎么解決問題,在解決問題時我們要有自己的主見,有自己的堅持,解決問題時要講究方法,一步一步地來,我們的困難才會得到圓滿的解決,所以科學研究也是如此。
科學是一個很廣泛的領(lǐng)域,科學研究涵蓋著我們生活的方方面面,所以適用于科學的三要素,同時適用于我們生活中的方方面面,我們做什么事都要學會跟科學一樣講究目的、精神和方法。
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