路線圖：如何開始高級科學項目
介紹
一個先進的科學項目是科學研究，您可以在其中產生新的科學貢獻。它可以是有助于解決特定科學領域中的開放問題的新數據，或者是改進目前在科學領域中使用的方法的新技術。高級科學項目也可以在工程領域完成（見附文）。大多數高級科學項目的目標是在頂級科學競賽中競爭，或者，如果您有學術界的導師，則在科學期刊上發表研究結果。進行先進的科學博覽會項目有很多充分的理由，但在開始之前，你應該了解你所做的時間和能量承諾的范圍。本路線圖將幫助您了解解決高級科學項目所需的步驟。您可以通過閱讀“ 高級科學項目指南”中的文章和個人博客來了解更多詳細信息。
第1步：確定感興趣的領域。
一個先進的科學項目不是你可以在周末，甚至一個月內做的事情！這需要花費很多時間的思考和工作，所以這個主題需要是你感興趣的東西，而且需要相當具體。提出一個主題的第一步是選擇一個你感興趣的科學領域。你可以從像“生物學”這樣的一般事物開始，但是從那里你需要提高你對一個子領域的興趣，比如“衰老的生物學”，或者你本質上感興趣的問題，比如“怎么做人們的細胞隨著年齡的增長而變化？“
有很多方法可以到達感興趣的區域。也許你已經完成了一個科學展覽項目，你想要大幅度擴展并提升到一個新的水平。或者你可能對你想要構建的內在興趣。您是否有業余愛好，如建造模型飛機，天文學或設置水族館，您可以從中吸取靈感？也許有一個問題總是困在你的腦海里，你真的想深究。其他人，特別是導師，如下一節所討論的，也可以成為很好的想法來源。如需了解六位獲獎學生如何找到他們的科學項目主題，請查看有關為高級科學博覽會項目尋找創意的圓桌討論。
第2步：尋找導師。
根據您的個人情況，步驟1可以顛倒此步驟。如果您已經擁有過以往經驗的導師（來自其他科學博覽會，暑期實習或其他一些互動），那么當您決定感興趣的領域時，該導師將是一個很好的資源。
如果你還沒有導師，強烈建議你找一個！誰是一個優秀的高級科學博覽會項目導師？一般來說，導師可以是任何科學專業人士：在科學領域，你有興趣研究，誰愿意（并有時間）與你交談，定期給你關于你的想法的反饋，以及/或為您提供資源。該如何找到一個導師指導有大約導師和如何找到一個角色更多的細節，但底線是，導師可以幫助您瀏覽科學項目的知性的一面，甚至提供物理資源的工具，像實驗室空間和設備。
第3步：將您的想法縮小到可測試的問題和假設。
一旦你選擇了你感興趣的一般領域并且你的導師已經排好了，就該把你的話題縮小到一個可測試的問題并制定你的假設。最終，全國高中水平競賽的目標是做出新穎的科學貢獻。為了使您的貢獻變得新穎，您需要知道在該領域已經嘗試過的內容以及仍然存在的突出問題。您可以通過與該領域的專家（如您的導師）交談并閱讀科學文獻來做到這一點。要擁有最好的科學項目，你需要做到這兩點！
您應首先概述已在您感興趣的領域發表的科學論文。閱讀評論文章，這些文章總結和審查了該領域許多以前的出版物的結果，是一個很好的起點。“ 如何閱讀科學文章指南”更詳細地解釋了評論文章的內容，以及如何有效閱讀評論和主要研究文章。有關 如何獲取科學論文的概述，請參閱“查找和訪問科學論文資源”指南。
一旦你對這個領域有了更好的了解，你就會想要深入研究最初報告實驗方法和數據的主要文獻。閱讀在該領域具有開創性的論文尤為重要。一篇開創性的論文是第一篇在該領域展示有影響力或重要實驗或理論的文章。像您的導師一樣，該領域的專家是向您通報特定科學領域的開創性論文的最佳人選。詢問建議。此外，由于其突破性的內容，后續出版物經常引用開創性論文。所以，當你正在閱讀科學文獻時，如果你看到一篇經常被引用的文章，它很可能是開創性的，你也應該閱讀它。
高級工程項目
一個完善的工程項目與科學項目略有不同。訪問工程設計項目指南 更多細節。但總的來說，對于高級工程項目，學生會發現某些工程領域有廣泛的學術文獻，有些領域將在貿易期刊上記錄（行業新聞雜志，與同行評審的學術期刊不同，不需要文章到在出版之前受到該領域其他人的批評），某些領域將依賴于專利，而其他領域可能幾乎沒有任何文件。任何組合也是可能的。這意味著決定感興趣的領域（或者可能是產品需求），尋找導師，編寫詳細的項目計劃仍然至關重要，但背景研究的類型和數量會有很大差異，具體取決于主題工程項目。學生應該留出足夠的時間來構建原型，測試和重新設計。這是一個耗時且經常重復的循環，對于成功的高級工程項目至關重要。
通過閱讀“ 尋找高級科學博覽會項目的想法”，您可以看到大多數學生圓桌會議，發現他們想要集中的問題在閱讀文獻時變得明顯。一旦你決定要研究的問題，你應該通過深入研究以前發表的實驗的優點來改進問題，并與該領域的專家（如你的導師）討論你的想法。專家進行仔細檢查，以確保您沒有處理已經解決的問題，并且您建議的實驗是合乎邏輯且可行的。當你改進你的問題并考慮你需要做的實驗時，要記住限制 - 例如設備，成本和時間 - 并積極集思廣益，以規避這些限制。例如，如果您需要一件僅在特定大學提供的設備，
第4步：編寫項目大綱。
在您確定要研究的問題后，是時候編寫項目大綱了。項目大綱是一種將您的想法，問題，實驗優先級和“待辦事項列表”集中在一個地方的方法，以便您可以評估和改進它。這是所有科學家和工程師都采取的步驟。對于學者來說，它通常以授權書寫的形式出現，對于工程師，特別是在公司，它是創建設計規范的一部分。
一旦您編寫了項目大綱，就可以向您的導師或任何其他可以給您反饋的人（父母，老師等）展示。最具體的反饋將來自在該領域積極工作的人。他或她可能能夠提供有關可能結果的見解，幫助加強您的實驗程序，或提供其他重要建議。家長，教師和其他校對員可以幫助您了解整體結構，邏輯和清晰度。請記住，您的初稿不太可能是您的最終計劃！考慮反饋并根據需要進行調整。這將是一個迭代過程。
您的項目大綱應包括以下五個部分，并進一步說明：簡介，方法，預測結果，相關性和參考書目。
介紹
該介紹描述了您的研究主題已知的內容以及該領域目前尚未回答的問題。你對這些東西的總結應該基于你一直在閱讀的科學論文。為了寫出好的介紹，你需要閱讀的科學論文的確切數量取決于研究領域，但是當你完成對科學項目的所有進出的研究時，包括方法，數量肯定會是兩位數。
引言還應描述您將用于解決研究問題的物種或系統。包括為什么該物種或系統是您查詢的最合適的基礎。在介紹的最后，簡要說明您的具體問題是什么，您將如何解決它，以及您的假設是什么。在這種情況下，您的假設是您希望根據您的背景研究找到的實驗結果。請記住在撰寫時引用您的參考文獻，并將其列在您的參考書目中。
方法
項目大綱的方法部分最終將成為您的實驗性待辦事項列表。本節應詳細描述您提出的實驗或您計劃進行的觀察。您的描述應該相當詳細，包括以下信息：
何時何地進行研究。
每個實驗的控件是什么。
每個實驗需要多長時間。
你需要什么材料和設備。
考慮并記下如何評估和分析數據也很重要。如果您需要獲得一些技能，例如更高級的統計知識，重復一定數量或以特定方式收集數據，則必須提前考慮這一點。作為Terik Daly，在幾個頂級比賽和科學伙伴志愿者的獲獎者，說：
并確保您了解并熟悉您所在科學領域所使用的探索和推理分析的類型。您必須考慮數據分析來設計實驗，因為如果您在實驗之后不考慮分析數據，那么您將遇到問題。“
一旦你編寫了方法部分，請確保返回并確定所有方法是否可行以及實驗是否能充分回答您的研究問題。必要時進行修改，注意確保您的科學項目符合您的成本，設備，可用材料以及您想要參加的競賽規則的限制。許多頂級科學競賽都有一個科學審查委員會，根據您的實驗性質，您可能需要提交特殊的文書工作; 有關詳細信息，請參閱我們的科學審查委員會指南和每個競賽的網站。
預測結果
編寫預測結果部分是一個機會，可以更全面地考慮您打算收集的數據，并且無法告訴您。仔細考慮并記錄所有可能的結果到您的實驗。此外，制作樣本數據或表格，顯示可能的結果，以及如何解釋數據。是否存在實驗未能為您提供確鑿數據的條件？如果是這樣，您可能需要考慮其他實驗。
關聯
企業和學術界的科學家和工程師經常被要求解釋他們工作的相關性。使用此部分詳細說明您的科學項目將如何推進您選擇的科學領域的知識庫。解釋您的項目可能為其他科學，人文和環境領域帶來的更大影響（如果有的話）。探索您的研究可能產生的任何實際應用。
參考書目
在整個項目大綱中，您應引用所有相關來源并在參考書目中記錄參考文獻。文獻引用不同的想法來源以及它們的構建在科學研究中始終是重要的。有關如何格式化參考的更多信息，請查看我們的MLA風格和APA風格引用指南。在開始參考書目之前，請檢查您將要參加的比賽，看看您應該使用哪種格式。
第5步：運行實驗。
一旦您的項目大綱最終確定，它現在基本上是一個“做什么”的“秘訣”。收集設備和材料，按照您在大綱的方法部分中的計劃進行操作。記錄您所做的確切記錄，以便您或其他人可以重復您的實驗。
收集數據時，分析數據并查看是否合理，并為原始問題提供答案。請記住，這不一定與確認您的假設相同 - 可能是您的原始預測是錯誤的！隨時分析您的數據非常重要，以確保您的實驗看起來運行正常。根據您的數據，您可能會發現需要修改實驗計劃。您可能需要調整現有實驗的過程，甚至設計一個新實驗。如果您確實進行了更改，請確保修改項目大綱，并根據您的新發現重新考慮所有大綱部分。隨著科學項目的發展，步驟4和5可能會重復。
第6步：展示您的發現。
完成所有實驗和數據分析后，您就可以準備好展示您的發現了。您輸入的比賽規則將決定您的發現是口頭呈現，書面形式，海報格式，或三者的某種組合。有關詳細信息，請參閱比賽的信息包。關于頂級科學競賽評判提示的文章是以各種格式傳達您的研究的額外建議的良好來源，我們的顯示板指南提供了創建高質量視覺顯示的具體技巧。
無論演示方法如何，將數據置于您所在領域內其他科學家使用的格式中非常重要。競賽評委將成為科學專業人士，期望如何傳達特定領域的數據。通常，您應該模擬在您工作的科學領域的頂級期刊中看到的圖形，圖形和數據表的類型。你的導師也將成為關于這一主題的建設性批評的良好來源。
一旦您整理了數據，請確保您已經練習了演講技巧并校對了所有書面溝通。家長，老師和導師都是幫助您提高寫作和口語技能的重要資源。您不希望糟糕的數據通信模糊您的好研究！
第7步：參加您的比賽并享受！
在您的計劃，執行和展示研究所花費的辛苦工作之后，是時候開始競爭了！請記住，您只能通過參加其他排位賽科學博覽會來參加一些頂級比賽，因此請確保您了解規則并相應地制定計劃。
請記住，正如Amber Hess在她的采訪中提到的那樣，當競爭沒有達到你想要的方式時，勝利不是萬能的！
附加信息
如果在閱讀本“路線圖”和“ 高級科學項目指南”中的相關文章后，您還有關于開展高級科學項目或參加頂級科學競賽的其他問題，請隨時將其發布在“ 咨詢專家論壇”上。如果可能，在“英特爾ISEF準備”板上發布的問題將由在ISEF擁有第一手經驗的學生回答。它也是與正在進行新穎研究的其他學生聯系的好地方。
