không? Có những cách giải thích khác mà bạn chưa nghĩ đến hay quan sát thấy không? Có những sai sót thực nghiệm nào trong quá trình thu thập dữ liệu, tiến hành thí nghiệm hay quan sát kh[r]
(1)Sổ tay học sinh Intel ISEF 2010 Nghiên cứu khoa học qui trình khoa học
Nghiên cứu trình mà người khám phá tạo tri thức giới mà sống Cuộc thi ISEF thi thành viên thi hướng nghiên cứu (dữ liệu) Học sinh thiết kế dự án nghiên cứu nhằm cung cấp liệu mang tính định lượng thơng qua thí nghiệm, phân tích ứng dụng liệu Các dự án mang tính chứng minh, sưu khảo ‘thư viện’ hay thông tin, mơ hình "giải thích" mơ hình xây dựng công cụ không phù hợp với hội thi khoa học dựa nghiên cứu thực nghiệm
Thắc mắc có lẽ phần quan trọng q trình nghiên cứu khoa học thường dẫn đến mệnh đề "Nếu Thì " Học sinh khuyến khích thiết kế thí nghiệm "trong tầm kiểm sốt" cho phép họ thiết lập tiêu chuẩn sau thay đổi lần yếu tố để thấy biến số ảnh hưởng đến điều kiện ban đầu xem tiêu chuẩn đối chứng Như thắc mắc thường dẫn đến thí nghiệm quan sát
Những nhà khoa học giỏi, đứng tuổi hay trẻ tuổi, thường sử dụng qui trình để nghiên cứu điều họ quan sát sống Qui trình thường gọi "Phương pháp Khoa học" gần gọi "Chu trình tìm hiểu" Những giai đoạn đề cập sau giúp bạn tạo nên thí nghiệm khoa học thành cơng:
1 Ln ln tị mò, lựa chọn đề tài giới hạn, đặt câu hỏi; xác định khởi xướng/định nghĩa vấn đề Điều quan trọng câu hỏi kiểm nghiệm được, thu thập liệu để tìm câu trả lời Một câu hỏi kiểm nghiệm câu hỏi xác định thử nghiệm hay nhiều thông số để thấy tác động thơng số tập hợp điều kiện ban đầu Câu hỏi khơng nên mang tính “thơng tin” với việc tìm câu trả lời thơng qua nghiên cứu sách
2 Rà soát lại tài liệu công bố liên quan đến vấn đề bạn Đây gọi nghiên cứu (background research)
3 Lượng định giải pháp tiềm suy đốn xem bạn nghĩ xảy (giả thuyết)
4 Thiết kế thực nghiệm (qui trình) Để thiết kế thí nghiệm, điều quan trọng thay đổi lần thông số - điều kiện ảnh hưởng đến kết thí nghiệm - Điều khiến cho thí nghiệm trở thành thí nghiệm "được kiểm sốt"
5 Thử nghiệm kiểm tra giả thuyết bạn thơng qua qui trình thí nghiệm (thu thập liệu) phân tích liệu Sử dụng biểu đồ giúp bạn nhìn thấy mẫu hình liệu
6 Đưa kết luận dựa chứng thực nghiệm thí nghiệm
7 Chuẩn bị báo cáo trưng bày giới thiệu
8 Báo cáo thảo luận kết với đồng nghiệp chuyên gia khoa học
9 Những vấn đề phát sinh từ thảo luận
Quy trình tạo tảng cho cơng trình nghiên cứu khác có câu hỏi đặt trình lặp lại Gỉả thuyết thường thay đổi trình nghiên cứu Ủng hộ không ủng hộ giả thuyết bạn không quan trọng học hỏi khám phá q trình nghiên cứu
Nghiên cứu khơng dựa vào thực nghiệm
Không phải tất lĩnh vực nghiên cứu dựa phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Bởi kỹ sư, nhà sáng chế, toán học, vật lý lý thuyết người lập trình máy tính có mục tiêu khác so với nhà khoa học khác, họ theo qui trình làm việc khác biệt Qui trình mà họ áp dụng để giải đáp vấn đề trả lời câu hỏi khác tùy theo lĩnh vực nghiên cứu họ Mỗi người sử dụng tiêu chí riêng họ để đến kết
Các dự án kỹ thuật
"Các nhà khoa học cố gắng để hiểu tự nhiên vận hành nào; kỹ sư tạo chưa có" Một cơng trình kỹ thuật phải phát biểu mục đích chế tạo, qui trình phát triển đánh giá cải tiến kỹ thuật Một công trình kỹ thuật có hoạt động sau:
1 Xác định nhu cầu "làm cải tiến sản phẩm này?"
2 Phát triển thiết lập tiêu chí thiết kế (có thể có nhiều 1)
3 Thực nghiên cứu tìm tài liệu điều nghiên cứu từ trước để biết làm hay có sản phẩm đáp ứng nhu cầu tương tự., mạnh yếu điểm nào?
4 Chuẩn bị thiết kế sơ danh sách nguyên vật liệu Xem xét chi phí yêu cầu nhà sản xuất người dùng
5 Xây dựng thử nghiệm sản phẩm mẫu theo thiết kế tốt bạn Xem xét độ tin cậy, việc bảo trì dịch vụ Thử nghiệm lại thiết kế lại cần thiết Kiểm tra sản
phẩm
7 Trình bày kết
Các dự án cơng nghệ thơng tin
Những cơng trình liên quan đến việc tạo lập thuật toán để giải toán cải tiến thuật tốn có Những phần mềm mơ phỏng, mơ hình “thực ảo” lĩnh vực khác để tiến hành nghiên cứu Các cơng trình tốn học
Những cơng trình liên quan đến chứng minh, giải phương trình, v.v… Tốn học ngơn ngữ khoa học sử dụng để giải thích tượng hữu trình bày ý tưởng khái niệm
Các cơng trình lý thuyết
Những cơng trình liên quan đến thí nghiệm tư duy, phát triển lý thuyết lý giải mới, thiết lập khái niệm hay thiết kế mơ hình tốn học
(2)Các bước tiến hành
1 Lựa chọn chủ đề: Đây có lẽ bước khó khăn Lựa chọn chủ đề mà bạn muốn nghiên cứu tìm hiểu Ý tưởng phải xuất phát từ lĩnh vực mà bạn quan tâm Một sở thích bạn dẫn đến chủ đề tốt Có xảy sống mà bạn muốn hiểu biết thêm? Quan trọng lựa chọn vấn đề chủ đề không rộng giải đáp dựa việc nghiên cứu khoa học
2 Tìm hiểu chủ đề: Hãy đến thư viện mạng Internet để tìm hiểu chủ đề bạn Luôn hỏi Tại Điều xảy nếu… Hãy tìm kết chưa giải thích bất ngờ Bạn trao đổi với chuyên gia lĩnh vực
3 Tổ chức: Sắp xếp tổ chức tất bạn tìm hiểu chủ đề Đến thời điểm này, bạn nên giới hạn phạm vi nghiên cứu bạn tập trung vào ý tưởng cụ thể Lập thời gian biểu: Hãy lựa chọn chủ đề khơng bạn quan tâm, mà cịn hồn thành với lượng thời gian mà bạn có Xác định vấn đề “có thể kiểm nghiệm” Lập trình tự thời gian để quản lý thời gian cách hiệu Bạn cần thời gian để điền biểu mẫu cần thiết xem xét Kế hoạch Nghiên cứu với người bảo trợ Một số cơng trình cần nhiều thời gian phải Uỷ ban Thẩm định Khoa học (SRC) Hội đồng Thẩm định Cơ sở (IRB) phê duyệt trước Dành nhiều thời gian để thử nghiệm thu thập liệu Bạn cần thời gian để viết báo cáo chuẩn bị đặt bảng trưng bày
5 Lập kế hoạch thực nghiệm: Hãy suy nghĩ kỹ thiết kế thí nghiệm Một có ý tưởng nghiên cứu khả thi, lập kế hoạch nghiên cứu Kế hoạch cần phải giải thích bạn thực thí nghiệm cần có xác Lưu ý bạn phải thiết kế thí nghiệm bạn theo dạng thí nghiệm “có kiểm sốt” Điều có nghĩa lúc bạn thay đổi thơng số thí nghiệm Kết sau so sánh với liệu “tiêu chuẩn” thu thập từ đầu, trước thay đổi thơng số Như vậy, bạn thực thí nghiệm có kiểm sốt với thơng số giới hạn để tìm hiểu vấn đề Cũng cần đảm bảo có đủ số lượng nhóm kiểm sốt nhóm thí nghiệm để có hiệu lực thống kê Trong thiết kế thí nghiệm nên có danh sách vật liệu Khi hồn tất bước thiết kế thí nghiệm (gọi là“qui trình”) phải điền vào biểu mẫu thích hợp
6 Tham vấn người bảo trợ phê duyệt: Bạn cần thảo luận kế hoạch nghiên cứu với người bảo trợ (Adult Sponsor) lấy chữ ký phê duyệt Khi xem xét lại kế hoạch nghiên cứu, bạn cần xác định xem liệu có cần thêm giấy tờ hay phê chuẩn trước không Thực thí nghiệm: Trong q trình thí nghiệm, ghi chép chi tiết tất thí nghiệm, số liệu đo đạc tượng quan sát vào sổ ghi Đừng dựa vào trí nhớ Bên cạnh đó, giám khảo thích sổ ghi chép! Sử dụng bảng liệu biểu đồ để ghi lại liệu định lượng
Phân tích kết quả: Khi hồn tất thí nghiệm, kiểm tra xếp kết Sử dụng biểu đồ thích hợp để tạo hình ảnh liệu bạn Xác định mẫu hình từ biểu đồ Điều giúp bạn trả lời
khơng? Có cách giải thích khác mà bạn chưa nghĩ đến hay quan sát thấy khơng? Có sai sót thực nghiệm q trình thu thập liệu, tiến hành thí nghiệm hay quan sát khơng? Nhớ việc hiểu sai sót kỹ mà nhà khoa học phải phát triển Thêm vào đó, việc báo cáo có thơng số không rõ ràng không làm thay đổi kết nghiên cứu thơng tin giá trị Điều mang ý nghĩa “khám phá” việc tìm thay đổi thơng số gây Ngồi ra, phân tích liệu qua thống kê mà bạn hiểu giải thích ý nghĩa Đưa kết luận: Những thơng số thử nghiệm có tạo thay đổi so với tiêu chuẩn ban đầu bạn sử dụng khơng? Bạn thấy mẫu hình thơng số qua việc phân tích biểu đồ? Những thông số quan trọng? Bạn thu thập đủ liệu chưa? Bạn có cần phải tiến hành thử nghiệm thêm hay không? Giữ cách nhìn cởi mở - đừng thay đổi kết cho phù hợp với lý thuyết Nếu kết bạn không hỗ trợ giả thuyết, điều bình thường nhiều trường hợp điều tốt! Cố gắng giải thích bạn thu kết khác so với tài liệu tham khảo tiên liệu Có sai sót gây khác biệt hay không? Nếu có, tìm chúng Cho dù kết khác biệt, bạn thực thành công nghiên cứu khoa học bạn đề vấn đề cố gắng tìm câu trả lời thơng qua kiểm tra thực nghiệm định lượng Đây cách lĩnh hội tri thức giới khoa học Hãy nghĩ đến ứng dụng thực tế có từ nghiên cứu Cơng trình sử dụng vào thực tế nào? Cuối cùng, giải thích bạn cải tiến thí nghiệm cách làm bạn thay đổi
Các yếu tố tạo nên cơng trình thành cơng 1 Sổ ghi liệu cơng trình:
Cuốn sổ ghi liệu cơng trình cơng việc có giá trị bạn Những ghi chép xác chi tiết đem đến cơng trình lơgic thành cơng Việc ghi chép tốt thể cho giám khảo thấy quán chu đáo bạn giúp bạn việc viết báo cáo nghiên cứu Các bảng liệu hữu ích Chúng trơng “rối” đảm bảo tính xác liệu định lượng ghi nhận bảng liệu có kèm đơn vị đo lường Lưu ý ghi ngày tháng nhập liệu
2 Báo cáo Nghiên cứu:
Báo cáo nghiên cứu phải chuẩn bị với sổ ghi liệu công trình biểu mẫu hay giấy tờ cần thiết khác Báo cáo nghiên cứu giúp bạn xếp liệu ý tưởng Một báo cáo thường có mục sau:
a) Trang bìa Mục lục: Trang bìa mục lục giúp người đọc theo sát cấu trúc báo cáo cách nhanh chóng
(3)cho câu hỏi kiểm chứng bạn Thí nghiệm có đem lại kết mong đợi khơng? Tại có khơng? Thí nghiệm bạn có tiến hành với bước hoàn toàn giống
(4)c) Vật liệu phương pháp: Miêu tả chi tiết phương pháp sử dụng để thu thập liệu, quan sát chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, v.v Báo cáo bạn phải đủ chi tiết để người khác lặp lại thí nghiệm từ thông tin báo cáo Kèm theo ảnh chi tiết vẽ dụng cụ tự chế Chỉ bao gồm cơng trình năm
d) Kết quả: Kết bao gồm liệu phân tích Kết phải kèm theo số liệu thống kê, biểu đồ, liệu thô thu thập, v.v
e) Thảo luận: Đây trọng tâm báo cáo So sánh kết bạn với giá trị lý thuyết, liệu công bố, tín điều thơng dụng, kết kỳ vọng Thêm vào phần thảo luận sai sót có Dữ liệu thay đổi lần lặp lại thí nghiệm tượng? Kết bạn bị ảnh hưởng yếu tố khơng kiểm sốt? Bạn làm khác thí nghiệm lặp lại? Những thí nghiệm khác cần tiến hành?
f) Kết luận: Tóm tắt ngắn gọn kết bạn Phát biểu kết tìm dựa quan hệ thông số Hỗ trợ báo cáo bạn với liệu thực nghiệm (thí dụ: giá trị trung bình so với giá trị trung bình khác) Cần phải cụ thể, khơng thể nói chung chung Không đưa vào phần kết luận điều chưa đề cập đến phần thảo luận Cũng nên nhắc đến ứng dụng thực tế g) Lời cám ơn: Bạn luôn nên bày tỏ biết ơn người hỗ trợ cho bạn, gồm cá nhân, doanh nghiệp tổ chức giáo dục nghiên cứu Tuy nhiên, lời cảm ơn đưa lên bảng trưng bày vi phạm qui định Trưng bày &An toàn cần phải tránh
h) Tham khảo / Thư mục: Danh sách tham khảo bạn phải bao gồm tài liệu khơng phải bạn (thí dụ: sách, báo, trang web, v.v ) Xem bảng tham khảo thích hợp ngành bạn ‘Chỉ dẫn cho tác giả’ ấn phẩm thích hợp
3 kiểu liệt kê tham khảo thơng dụng là:
Kiểu APA (American Psychological Association) : http://apastyle.apa.org/
http://www.calvin.edu/library/knightcite/index.php http://owl.english.purdue.edu/owl/resource/560/01/
Tài liệu cung cấp ví dụ định dạng chung báo cáo nghiên cứu APA, phần ghi chú, thích trang tham khảo
Kiểu MLA (Modern Language Association) : http://www.mla.org/style
http://www.calvin.edu/library/knightcite/index.php http://owl.english.purdue.edu/owl/resource/557/01/
Tài liệu cung cấp ví dụ format chung cho báo cáo nghiên cứu MLA, phần ghi chú, thích trang
Works Cited
Kiểu ChicagoManual of Style
http://www.chicagomanualofstyle.org/home.html http://www.calvin.edu/library/knightcite/index.php
Sách hướng dẫn kiểu Chicago giới thiệu hệ thống trích dẫn tham khảo Hệ thống tác giả-ngày ngắn gọn sử dụng từ lâu tài liệu khoa học vật lý, tự
hội Theo đó, nguồn trích dẫn ngắn gọn phần nội dung, thường ngoặc đơn với họ tác giả ngày xuất Chú thích ngắn gọn mở rộng danh mục tham khảo, nơi trình bày đầy đủ thông tin tài liệu
3 Phần tóm tắt:
Sau hồn tất nghiên cứu thí nghiệm, bạn cần phải viết tóm lược Bản tóm lược dài tối đa 250 từ trang Bản tóm lược thường bao gồm a) mục đích thí nghiệm b) cách thức tiến hành, c) liệu, kết luận Tóm tắt bao gồm ứng dụng có nghiên cứu Chỉ nên có phần nhỏ nhắc lại cơng trình trước Bản tóm tắt phải tập trung vào cơng trình thực năm không nên kèm theo a) lời cám ơn b) cơng trình cách thức tiến hành thực người cố vấn Xem mẫu Xem trang 28 Qui định quốc tế định dạng Tóm lược Chứng nhận Intel ISEF thức
Lưu ý: Bản tóm tắt thức dành cho người tham gia ISEF khơng cần áp dụng hội thi cấp địa phương
Bản tóm lược mẫu
Sổ tay học sinh cho dự án khoa học kỹ thuật trước đại học - Ấn 2009-2010 Effects of Marine Engine Exhaust Water on Algae Jones, Mary E
Hometown High School, Hometown, PA
This project in its present form is the result of bioassay experimentation on the effects of two-cycle marine engine exhaust water on certain green algae The initial idea was to determine the toxicity of outboard engine lubricant Some success with lubricants eventually led to the formulation of “synthetic” exhaust water which, in turn, led to the use of actual two-cycle engine exhaust water as the test substance
Toxicity was determined by means of the standard bottle or “batch” bioassay technique Scenedesmus quadricauda
and Ankistrodesmus sp were used as the test organisms Toxicity was measured in terms of a decrease in the maximum standing crop The effective concentration - 50% (EC50) for Scenedesmus quadricauda was found to be 3.75% exhaust water; for Ankistrodesmus sp 3.1% exhaust water using the bottle technique
Anomalies in growth curves raised the suspicion that evaporation was affecting the results; therefore, a flow-through system was improvised utilizing the
characteristics of a device called a Biomonitor Use of a Biomonitor lessened the influence of evaporation, and the EC 50 was found to be 1.4% exhaust water using Ankistrodesmus sp as the test organism Mixed populations of various algae gave an EC 50 of 1.28% exhaust water
The contributions of this project are twofold First, the toxicity of two-cycle marine engine exhaust was found to be considerably greater than reported in the literature (1.4% vs 4.2%) Secondly, the benefits of a flow-through bioassay technique utilizing the Biomonitor was
demonstrated
Thông tin Sáng chế Bản quyền
(5)nhiên xã
4 Trưng bày cơng trình:
Bạn muốn thu hút giới thiệu cơng trình Hãy tạo thuận lợi cho khán giả quan tâm giám khảo tiếp cận cơng trình bạn kết bạn đạt Bạn muốn thu hút ý ban giám khảo thuyết phục họ nghiên cứu bạn có giá trị đáng xem xét kỹ Hầu hết gian trưng bày có phần đặt theo kiểu tự Các mơ hình trưng bày thường đặt bàn Hầu hết giám khảo thường nhìn vào bảng trưng bày trước vấn Tận dụng tối đa diện tích sử dụng phần minh họa rõ ràng gọn gàng Bạn khơng có hội thứ hai để gây ấn tượng ban đầu! Hãy tham khảo phàn Qui tắc Trưng bày An toàn trang Qui định Hướng dẫn Quốc tế; thông tin đăng tải trang web Society for Science & the Public:
www.societyforscience.org
Gợi ý phần trưng bày:
a Năm tại: Đảm bảo bảng trưng bày phản ánh cơng trình năm Sổ ghi liệu năm trước cho phép cơng trình bạn
b Tựa đề hay: Tựa đề bạn hình thức thu hút quan tâm quan trọng Một tựa đề hay phải thể cách đơn giản xác cơng trình nghiên cứu bạn tính chất Tựa đề phải khiến cho người xem bình thường muốn tìm hiểu thêm
c Kèm theo ảnh: Nhiều cơng trình kèm theo yếu tố khơng an tồn trưng bày Triển lãm, phần quan trọng cơng trình Bạn chụp ảnh phần quan trọng / giai đoạn thí nghiệm để sử dụng phần trưng bày, ảnh hình minh họa vật thí nghiệm người cần phải có giấy chấp thuận Phải ghi rõ nguồn cho ảnh
d Cần phải ngăn nắp: Đảm bảo phần trưng bày bạn theo qui trình trưng bày cách hợp lý dễ đọc Lưu ý đến người hay đọc lướt Chỉ cần ánh mắt, (đặc biệt giám khảo) tìm nhanh chóng tựa đề cơng trình, tóm tắt, thí nghiệm, kết quả, kết luận Khi bạn xếp phần trưng bày mình, tưởng tượng nhìn lần đầu Làm bật kết biểu đồ chủ chốt thể quan hệ hai thông số thử nghiệm Sử dụng biểu đồ để minh họa liệu cho người xem Những biểu đồ cho phương thức dễ dàng để nhìn thấy liệu xem số liệu định lượng thu thập
e Gây ý: Hãy làm cho khu trưng bày bạn bật Sử dụng tựa đề, bảng biểu đồ nhiều màu sắc rõ ràng để trình bày cơng trình bạn Đặc biệt ý đến ghi nhãn (tựa đề) cho biểu đồ, hình vẽ, ảnh, bảng biểu để đảm bảo phần có nhãn miêu tả nội dung phần trình bày Bất phải hiểu phần minh họa mà khơng cần giải thích thêm
f Trình bày xác đầy đủ: Cần đảm bảo bạn tuân qui định giới hạn kích thước an toàn chuẩn bị phần trưng bày Trưng bày tất biểu mẫu yêu cầu Đảm bảo khu vực trưng bày giữ kiên cố, cần phải giữ ngun vẹn thời gian tương đối dài Bạn phải xem xét trọng lượng cơng trình vận chuyển Vận chuyển kiện hàng có trọng lượng lớn tốn Hãy sử dụng vật liệu nhẹ
.Lưu ý: Giám khảo chấm điểm cơng trình bạn, phần trưng bày Không sử dụng nhiều thời gian tiền bạc việc chuẩn bị phần trưng bày Bạn đánh giá tiêu chí khoa học, khơng phải phơ diễn!
5 Phần đánh giá
Giám khảo đánh giá tập trung vào 1) thí sinh tiến hành năm tại; 2) thí sinh tuân thủ phương pháp khoa học, kỹ thuật, lập trình phần mềm tốn học tốt đến mức nào; 3) chi tiết độ xác nghiên cứu ghi nhận sổ liệu 4) qui trình thí nghiệm có tiến hành theo cách tốt chưa
Giám khảo đánh giá cao cơng trình chuẩn bị kỹ Họ đánh giá tầm quan trọng cơng trình lĩnh vực đó; chu đáo bạn phần trăm ý tưởng thiết kế thí nghiệm bạn
Ban đầu, giám khảo lấy thông tin từ bảng trưng bày, bảng tóm lược báo cáo nghiên cứu để hiểu nội dung cơng trình, phần Phỏng vấn sẽ định kết cơng trình bạn Giám khảo đánh giá cao thí sinh diễn giải thuyết trình cách thoải mái tự tin dự án Họ khơng quan tâm đến thuyết trình học thuộc lịng - họ muốn
nói chuyện với bạn để xem bạn nắm vững nội dung cơng trình từ đầu đến cuối Quan trọng bạn cần phải bắt đầu phóng vấn cách Đầu tiên chào hỏi giám khảo giới thiệu thân Bạn muốn tạo ấn tượng tốt Hình thức, thái độ tốt, trang phục nhiệt tình với bạn làm gây ấn tượng cho giám khảo
Giám khảo thường đặt số câu hỏi để kiểm tra hiểu biết sâu bạn cơng trình như: “Ý tưởng nảy đến với bạn nào?”, “Vai trị bạn gì?”, “Những bạn chưa làm được?”, “Bạn có kế hoạch với dự án?” “Những ứng dụng thực tế công trình bạn gì?” Nhớ giám khảo cần biết liệu bạn có hiểu nguyên tắc khoa học đằng sau cơng trình hay lĩnh vực chủ đề bạn không Họ muốn biết liệu bạn đo đạc phân tích xác liệu hay chưa Họ muốn biết liệu bạn tìm nguồn sai sót có cơng trình bạn bạn áp dụng kết vào thực tế Cuối cùng, giám khảo khuyến khích bạn vế nỗ lực khoa học mục tiêu/sự nghiệp tương lai khoa học Hãy thư giãn, mỉm cười tận hưởng thời gian với họ để học hỏi nhận khen ngợi cho thành lao động bạn
(6)Tiêu chí đánh giá Intel ISEF (điểm)
Cá nhânNhómKhả sáng tạo3025Ý tưởng khoa
học Mục tiêu nghiên cứu 30
(7)