科學研究論文范文

前言：我們精心挑選了數篇優質科學研究論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

關鍵詞：物態變化、科學探究。

科學的核心是探究，教育的重要目標是促進學生的發展，科學課程應當體現這兩者的結合，突出科學探究的學習方式。美國1996年初了第一個國家科學課程標準，其核心是科學探究。英國、日本、新西蘭等國，科學探究也都成為科學課程的核心。我國教育部制定的《科學（7-9年級）課程標準》（實驗稿）的“總目標”中，提出了“增進對科學探究的理解，初步養成科學探究的習慣，培養創新意識和實踐能力”，“分目標”中更是將“科學探究”列在首位。科學探究作為一種讓學生理解科學知識的重要學習方式越來越受到重視。

在初中如何開展探究式學習？我認為，初中階段可以從學科內較為簡單的探究式學習入門，以教師組織學生開展有知道的探究式學習為主，為后續學科或高中高層次的探究式學習做好準備和銜接。教師應篩選出那些適宜開展探究式學習的內容。

初中剛開始學習物理，學生的理解能力、分析、思維能力還較淺薄時就接觸到“物態變化”這一章，他們概念多，過程復雜，特別是吸熱、放熱過程難以區分，用于解決生活實際時較困難。如果這一章學不好，也許學生就對物理失去興趣和信心。因此教師不能只應用常規方式教學，這樣學生多是課上明白，課下死記硬背，又回到“霧里”，不能達到從“霧里----悟理----物理”的學習真諦。因而我教學中，在常規教學方式的基礎上又應用了探究式教學，下面是探究的過程：

一、準備工作：

教師教學知識上的準備：為了讓學生在課堂上探究物態變化的吸熱、放熱過程，教師應把什么是物態、什么是物態變化、物體存在都有什么狀態等基本概念介紹給學生。

知識準備：學生預習什么是溶解、凝固、汽化、液化、升華、凝華、六個基本概念。

實驗儀器準備：每兩個學生為一組自備材料和工具，準備演示其中的一種物態變化，必要時學生可向教師借實驗室的工具和儀器裝置。此項工作教師必須進行統籌規劃，以免實驗的內容雷同太多。為了激發學生興趣，還可以在活動中設立“最新奇、最能說明道理、最佳協作獎”等獎項。因為此項工作關系到整個教學的效果，所以教師要做好到位的指導。如做好安全教育，做好協作教育等。教育學生“倘若你有一個蘋果,我也有一個蘋果,而我們彼此交換這些蘋果,那么，你和我仍然是各有一個蘋果,但是，倘若你有一種思想，我也有一種思想，而我們彼此交換這些思想，那幺我們每個人將各有兩種思想”,大文豪肖伯納的這些話道出了協作的真諦.不論是從理論還是實踐上看，協作學習都優于個別學習。協作學習不僅有利于學生個體的思維能力、學習業績等的提高，還有利于學生以樂觀態度對待學習內容，在與他人交往中相互尊重。

二、課上探究：

每兩組之間相互演示，并分析是什么物態變化過程及是吸熱、放熱。我深刻的體會到，充分發揮學生的動手、思考能力，可以最大限度的調動學生的學習積極性，使他們在學習過程中不感到疲倦、厭倦。正如牛頓善于繼承前人的成果,這是和他的奮發好學、勤于思考分不開的。有人問牛頓是怎樣發現萬有引力定律的，他回答說：“靠不停的思考”（3）（Bythinkingonitcontinually）。問題的解決，特別是有創意的問題要“靠不停地思考”不是單單靠課堂上45分鐘就能完成的，“素質教育”并不排除勤奮刻苦，刻苦學習也不等同于大量做題，關鍵是要樂于思考，肯鉆研、有創新。最后，評出較好、并可重復做的一組，給全班演示并講解。

從實踐的角度看，協作學習不僅指不同學生研究問題，還包括不同科目之間的互相支持和啟發，特別是“3+x”的高考模式對學生的綜合能力提出了較高的要求，那么在教學中除了夯實本學科的基礎，還要培養學生解決實際問題的各種能力。包括思考創新、動手操作、論述總結等。

三、評獎：

為了這一節課，有很多學生都動了腦筋。為了使學生的付出得以承認，老師的許諾得以實現，全班進行了嚴肅的評獎。

本次課上學生共準備了各種實驗二十個，其中有3組是重復的，有8個是書上的事例，如冰融化為水的溶解過程、把水加熱汽化為水蒸汽的過程、水蒸氣遇到較涼的玻璃片液化為水的過程、把水涂在身上水汽化為氣體的過程、燈泡內鎢絲的升華和凝華過程等，在實驗的基礎上學生很容易分析出物態變化到底是吸熱還是放熱。

有個學生的實驗很有創意。他要探究凝固過程是吸熱還是放熱。看到書上水凝固成冰的實驗，他認為雖然把一杯水放到冰箱內就可以了，但在課堂上不好實施。于是他就點燃蠟燭，然后讓蠟油滴到放在手上的薄紙上，由于手感覺到有些熱，所以他得出結論：手吸熱所以覺得熱，即在此同時，油滴在放熱。結論就是：液體凝固成固體，需要放出熱量。

有個學生的設想非常的合理，推理非常正確。不但用實驗講解了液體汽化要吸熱，還想說明為什么100℃的水蒸汽比100的水對人的傷害性更強。他在化學老師那里借來沸點很低只有20幾℃的化學藥品，用酒精燈對其加熱，我們能觀察出汽化需要吸熱。然后他讓同學去試是同溫度的液體和氣體那個對人的傷害更大。然后他還進行了推理，得出100℃的水蒸汽比100℃的水對人的傷害性更強。（當然，在每個學生實驗之前，教師都要進行審查，以保證學生的安全。）

四、成果的展示：

在我的指導下，學生對自己的實驗進行了小小的改進，進而參加了學校組織的“動手動腦”大賽，并獲得了很好的成績。雖然只是校級的比賽，但學生獲了獎也非常高興。更令人興奮的是由于這次課的成功，很多學生從此喜歡上了物理，而且產生了濃厚的興趣。

五、教學感想：

物理學習需要一個相對寬松的教學環境，學生要積極主動地參與進來，動手（實驗）動腦（解決問題），探究式學習就是一種理想的教學方法。實踐證明，在實施“探究式學習”時，必須把握好以下三個原則：

以學科知識為主導、逐步推進的原則。探究式學習分為課內和課外兩個方面，“探究式學習”教改實踐還剛剛開始，所以要先從學科內的課堂知識為突破口，逐步向課外知識延伸、拓寬。

以學生為主題、師生互動的原則。教師還缺乏“探究式學習”的案例積累，學生也缺乏“探究式學習”的經驗，教師必須以積極的姿態介入，教師要善于創設問題情景，提供探究途徑，引導學生思維，但不要代替學生的自主探究。

全面關注的原則。教師既要關心學生學會了哪些課本知識，也要關心學生在探究過程中得到哪些課外知識和收獲，既注意學生智力因素的提高，也注意其意志品質、社會責任、合作精神等非智力因素的培養；既重視知識達成的顯形成果，也重視科學態度、問題意識、探究能力等隱性成果。

感受與問題：在探究性學習的教學中，還有一些其它問題和觀點現陳述如下：

探究性學習需要教師為學生營造一個寬松、民主、和諧的課堂學習環境，學生的想法即使與標準答案不一致也應得到理解和尊重。沒有一個有利于教學創新的課堂教學評價環境，在那種刻板僵化、追求形式、面面俱到的課堂教學評價模式的壓力下，很難想象一個教師在課堂上會真正聚焦于學生實際的學習生活、教室里師生互動和生生互動的質與量。

我們要提倡“失敗是成功之母”的學術觀念，讓學生樹立自信心，使學生產生內動力，推動學生進步，體驗成功。所以，探索研究性學習的方法，就要隨時把學生主動參與到課堂教學中作為構建創新教學模式來探索、研究，并不斷改進，不斷完善。并始終為不同能力層次的學生提供寬松的多元化的自主發展機會，在課堂上不能有“你的回答不對”、“你的答案是錯誤的”之的語言。取而代之的是“你能不能再補充一下”、“你能再換個角度分析一下？”等等。因為表揚是人的高級需要，學生需要表揚，要根據他的分析找出那些是正確的，先給予肯定，以鼓勵他積極參與和敢于回答問題的精神，再請同學們幫助他補充和完善。這一點對于那些學習差的學生更為重要，使他們也能感受到“勝利的快樂”，從而樹立起了自信心。給學生創造出一個人人都積極探索、主動參與、獨立創新的優化環境。

參考文獻：

1、陳建。科學史上的探究對科學教育的啟示。《物理教師》2002年9月。

2、夏彤。在探索中學會學習。《物理教師》2002年11月。

3、注:這句轉引自郭奕玲、沈慧君主編《物理學史》清華大學出版社1993年7月版第37頁

第2篇

第一，教學內容是開放的。學生可以研究天文也可以研究地理，只要研究的對象只要是學生感興趣的，就一定能激發學生研究的積極性，使學生體會到成功的喜悅。第二，教學空間是開放的。研究性學習注重學生聯系生活實踐，因此，學習的地點不一定在教室，學生可以根據研究的對象選擇合適的研究地點，可以是操場也可以是圖書室，甚至學生可以走出校門，去收集信息、調查、研究。第三，學習方法、思維方式是開放的。學生可以根據不同的研究對象選擇合適的學習方法，通過對課題的設計和研究以及調查，提高發現問題和解決問題的能力，發展思維能力，變被動學習變為主動學習。第四，信息的收集是開放的。學生不單單可以從教學課本和教學參考書上獲得信息，而是也可以從知識講座、互聯網、多種媒體、交流互動等多種渠道獲得信息。第五，教師和學生之間的關系是開放的。在研究性學習過程中，學生在教學中處于主體地位，是教學的主要因素，而教師改變傳統的以教為主的主導身份，變成了教學的指導者和學生的服務者。研究性學習將教師和學生的地位和關系平等看待，鼓勵學生和教師合作交流，互動學習。2.探究性在數學課的教學過程中，探究性是研究性學習的重要特點，其主要指學生學習的內容不是教師指定的，而是在教師的指導下讓學生主動確定數學課題。學生學習的方式也一改傳統的被動識記教師教的內容，而是通過教師的引導讓學生主動提出問題，進而去分析問題的關鍵所在，找出解決問題的辦法，達到探究自主學習的目的。所以，在研究性學習中，教師不會針對性地提出問題，只是引導學生幫助學生去歸納問題，并適當地鼓勵學生自主學習，培養學生學習的有效方法。3.實踐性數學課程不單純是簡單的數字課程，而是和其他學科有著緊密聯系的實踐課程。研究性學習非常重視數學課程和其他學科及生活實際的關系，不僅關注數學的專業問題，還關注數學課程和科技、文化、自然等學科的密切聯系。所以，教師要讓學生在平時就應關注生活，關注現實，積極參與一些社會實踐活動，通過社會實踐的實施去深入領會數學課程的內涵，反過來，研究性學習也會指導社會實踐的開展。

二、如何實施研究性學習

（一）培養學生的合作探究的能力

研究性學習往往是通過一個課題的實際展開來引導和幫助學生自己提出問題、分析問題進而去解決問題的。學生在自己研究課題的過程中，通過各種調查研究、合作探究、分析交流等方法得出結論，既樹立了研究問題的信心，又提高了自身的綜合素質。

（二）通過收集、提煉信息培養學生的能力

研究性學習是一個開放的研究過程，學生不是閉門造車，而是在教師的引導下圍繞著數學主題去主動收集、分析加工、重點提煉出問題的關鍵所在。在研究性學習中，教師應引導學生利用各種手段和方法通過種種渠道去獲取有效信息，在此基礎上去歸納和整理，提煉出問題的有效價值，進而培養能力。

（三）通過科學的態度和方法去研究問題

第3篇

青少年科學研究的第一步就是確定一個問題或目標。問題的內容可以涉及與人類日常生活息息相關的各個方面。在選擇研究題目時，要顧及自己研究的結果，將如何“改善這個世界及其居住者的生活”，這也可以說是我們做研究的最基本的目標。如果目標定位正確，選題選得好，可以說研究工作已成功了一半。

科學研究的選題應遵循如下幾條原則：

一、創新性

科學總是把目光投向新的問題、新的領域，總是追求新的發現、新的理論、新的創造。在一定意義上說，沒有創新也就沒有科學。創新是科學研究的靈魂。選題的創新首先體現在要有新的目標，我們在確定目標以前必須要了解：問題所涉及的相關領域中，現在已經有哪些成果，還有什么問題？這些問題中哪些已經解決了？哪些問題還沒有解決？哪些問題還需要從哪些方面作進一步探討？歷史上科學的創新可以歸納為六個方面：①有重大的新現象和新規律的發現；②有重大影響的新工具的使用；③有重大影響的新方法的采用；④有關鍵性的新概念提出；⑤新理論的建立；③新領域的開拓。對于青少年的科學研究的創新，歸結起來也可以在以下幾個方面得到體現：

（一）、對有關領域中的舊觀點提出新見解

愛因斯坦的狹義相對論提出了物質及其運動的時間、空間相關聯的相對時空觀，包括“運動相對性原理”、“光速不變原理”、“運動物體在運動方向上長度變短”等等。愛因斯坦的狹義相對論對牛頓力學的絕對權威提出了挑戰。中學生的科學與工程研究雖然不能與那些世界級的科技英才相提并論，但是中學生中仍然有一些敢于對現有的思想和觀點，經過自己的研究與探索，大膽提出自己新的見解的勇士。

上海復旦附中姚周率同學對“被戳穿”的正多面體的計數問題進行了研究。他的研究源于施坦因豪斯的《又一百個數學問題》中的題40：“用27個單位立方體組成一個3×3×3的大立方體，一條直線至多可以戳穿幾個單位立方體？”得出的結論是7個單位立方體。

姚周率同學采用了新的計數方法：“直線戳穿的單位立方體與直線被分割面截成的線段—一對應。”不僅將其推廣到一般情形，證明了：“有N三次方個單位立方體組成的N×N×N大立方體，一條直線最多可以戳穿3N－2個單位立方體”，并且推廣到更一般的命題：“MNP個單位立方體組成的M×N×P長方體，一條直線最多可以戳穿M＋N＋P－2個單位長方體”。在此基礎上他還進一步研究了一般正多面體的戳穿問題，得出如下結論：“一個N-分割后的正四面體，一條直線最多可以戳穿N個單位正四面體；一個

N-分割后的正八面體，一條直線最多可以戳穿2N－l個單位正八面體；正十二面體和正二十面體無法進行N-分割”。

上述研究是一項組合數學中有關幾何計數問題的研究，這項研究的結果是對前人已有的結論有本質的突破，可以說這是一項有理論價值的研究。

（二）、把分散的材料系統化．用新的方法整理成新的觀點、見解

在科學與技術飛速發展的時代中，中學生獲取信息的渠道非常寬廣，許多中學生在閱讀瀏覽中，在各種媒體的信息中，找到能激起自己興趣的研究題目，用自己創造設計的研究方法，進行調查、分析、歸納整理后，提出了自己新的觀點和見解。

上海位育中學李艷艷和余蕾同學查閱了1873年至1999年有關太陽黑子的氣象資料，通過對太陽黑子月平均值與降水、氣溫、氣壓的相關性進行分析計算，發現太陽黑子數與上海地區的氣溫、氣壓數據之間有明顯的相關性，相關系數分別達到0．54和負0．44，而氣溫、氣壓變化都滯后于太陽黑子活動約11個月。太陽黑子與降水之間的關系不如氣溫和氣壓。他們分析認為：這可能反映影響降水的因素有更多，因而也更具復雜性。但是通過對降水資料作分析，發現有一個清晰的大約11個月零27天的周期變化，這說明太陽黑子活動對降水也同樣有影響。

這項研究有獨到的工作貢獻，數據充足，過程完整，結論合理。但由于太陽黑子等太陽活動對地球的影響是“大尺度”的，如何將其影響應用于局部地區，還需要進一步探討。（三）、經過自己的觀察實踐有新的發現和發明

所謂新的發現和發明（包括產品和方法），應該是在這之前別人還沒有提出過的發現與發明，其鑒定的標準是：在書刊雜志中、市場產品中、專利公報上以及各種公開的場合中都沒有出現過類似的發現和發明。

復旦大學附中沈淵、袁家輝、張誠同學針對教室內的照明狀況，在分析了各種不足之處后，提出了一套優化照明的解決方案，并在理論上加以論證和考慮了實際可操作性。這套方案分為三個部分：

1、黑板照明優化：

根據教室黑板上的照明存在光利用不足，分布不均的缺點，即：離光源較近的地方有一條高光帶強反射，使同學很難看清黑板上的內容；離光源較遠處，光強又太弱。他們根據透鏡發散與會聚原理，設計一個透射和反射裝置。透射部分采用緊貼燈管的平凹透鏡和凸透鏡，發散中間光和會聚周邊光，把原來向下損失的光充分利用起來，使光線柔和均勻；反射部分采用拋物面鏡和雙曲面鏡的結合，使光線平行且強度均勻。

2、自然采光照明優化：

針對教室內靠窗口光線過于集中而太亮，而靠走廊的座位又不得不開燈，他們設想對玻璃窗作一些改進：將玻璃窗的上半部分的外表面做成鍥形，以改變光線行進方向；在鍥形玻璃之間做成階梯狀，可有效節約材料；鍥形玻璃內表面略微磨砂，使光線柔和均勻。改進窗簾的材料和顏色，增加冷光以保護視力；改進窗簾的構造，改成窗簾由下往上拉。通過這些改進，教室能更合理地利用自然光。

3、燈具布局的優化：

燈具布局的設計上他們大膽地類比原子核內電子軌道的排布，將光源比作軌道中的電子，使它的間距以幾何級數遞減，并參照穩定的氖元素核外電子和甲烷電子的排布結構設計出一個燈具布局的優化方案，并通過模擬的對比實驗加以論證。該方案的設計思想是把空間照明投影到平面，使光照分布均勻。

作者能利用學過的光學原理設計光源分布的優化組合，并有簡單的模型進行實驗驗證，構思新穎，具有可操作性和一定的實用價值。但限于應用面，有一定的局限性，難以推廣實踐。在此基礎上還可以繼續探索更簡易可行的方案。

創新包括觀點的創新和實施手段的創新，也就是解決新問題，提出新觀點和用新的方法去解決問題。

2000國際科學與工程大賽有一個項目《人的視覺導向》，這是一個行為與社會科學類的選題。它要研究的是“人在發現他所尋找的東西時的效率”。一般來說人眼在發現他所尋找的東西時，其效率是很難通過標準的視覺模型解釋清楚的。這項研究的目的是：①認定進行視覺研究過程的切人點是要對物體的方位進行分類從而使這種分類能更有效地指導針對目標的注意力；②完善這一分類機制。為達到上述目的，作者創造了一套測試實驗的方法：由一臺電腦電視屏幕顯示幾個定向的物體在一個背景下重疊起來。問題是要被測試者尋找一個特定的目標，被測試者無論是發現了目標，還是認為目標不存在，按下兩個鍵中的一個進行選擇。通過對遮蓋或妨礙目標發現的背景定向的變換進行測試。這項研究要測量的是在每一種背景方位下，能用多少時間找到目標。研究結果顯示：當與目標在同一分類的方向下，有導向的背景影響更大，使得對方向進行分類作為有效發現目標的方位的使用得到了認可。這一研究成果充實了“預先指導”的理論，而且又為領先于“預先指導理論”的“早期視覺機械化”理論作了擴充。

怎樣確定自己的選題有沒有創新呢？通過對專利公報和情報資料的查詢是一種最基本的方法，但是最重要的還是要學會從本質上加以分析，因為類似的甚至相同的題目仍然可以有不同的目標、不同的過程方法和不同的結果，也能體現自己的創新成分。

二、前瞻性和時代感

自然現象繁復龐雜，瞬息萬變。人類對自然規律的認識，基于前人已經獲得的知識的基礎，由此才能從膚淺的、零散的，發展為比較深刻的、系統的；從片面的、局部的，發展成為比較全面的、普遍的。探索自然奧秘的過程非常艱巨、曲折而漫長。只有以前人已到達的地方為起點，繼續前進，才能使短暫的一生為科學創造作出貢獻。正如牛頓所說他是“站在巨人的肩膀上”，這個巨人指的就是科學的前輩。

20世紀是科學技術飛速發展的時期。20世紀世界重大的科學發現、科技創造和發明，涉及數學、生命科學、農業。醫學、機械工程、交通運輸、信息技術、軍事技術、激光技術、納米技術、航天科學技術和環境科學技術等各個專業領域，正在使人們的生產方式、生活方式和思維方式發生著巨大的變化。科學技術已經成為推動社會和經濟持續進步的決定因素。青少年為科學與工程項目選題時，必須高瞻遠矚，了解科學發展的來龍去脈，才能在科學與工程研究中有所作為。

哪些問題具前瞻性和時代感的選題呢？從如下的一些事例中我們會得到某些啟示。

（一）、與科學技術相關的社會熱點問題

比如，有關城市垃圾的治理及對策問題，包括：生活垃圾無害化、減量化和資源化；人類對保健品的需求問題；青少年中間的肥胖問題等等。

上海向明中學柳思南等同學研究的是樹葉應用于環保中的一種新用途，即：以樹葉為原料來制造內包裝材料，同時采用添加廢紙作為輔助料的方法解決了樹葉纖維物理性能差的問題。他們以“生活垃圾無害化、減量化和資源化”為目標，著重研究怎樣最低限度使用防腐劑和防潮劑，以避免成品材料引起的污染。該產品經過實驗驗證，可以在短期內降解，并且可以回收利用。

隨著生活水平的提高，對于“飲食與健康”日益成為人們生活中的熱門話題。上海市政府在1995年曾經宣布，所有的食鹽都須加碘。從生理學的角度而言，碘是合成甲狀腺激素的主要原料。而甲狀腺激素是維持人體正常生命活動的重要物質。人體缺少它時，對生長與健康都有嚴重影響，會造成地方性甲狀腺腫大。但是，當攝人碘過多時，就會引起甲狀腺功能亢進癥。為此引起專家們對碘鹽的各種不同的看法。

大同中學朱嘉英同學對上海人是否都需要使用加碘鹽進行了分析。她研究設計了一個測定食物中碘含量的方法，發現上海人即使是在最普通的日常膳食中，也已經能提供足夠量的碘。通過一系列的社會調查和實驗研究，她認為：市政府在花大力氣生產加碘鹽的同時，還應當多向市民宣傳食用海產品的好處，鼓勵市民還是從食物中補碘，回歸自然為好。

肥胖是當今文明世界的流行病，對于肥胖的原因的研究已經成為當前國際研究的熱點。肥胖的發生受多種因素的影響，但主要的原因是與能量代謝失衡有關。

上海華東師大二附中王璐同學采用國際上的先進技術——間接測熱術，檢測體重正常者與超重者的葡萄糖、脂肪氧化和靜息能量代謝情況，以分析這三個量在兩組人群中的異同，探討肥胖的發生機制。

（二）、已經發生、正在發生或將要發生的與科學技術相關的問題

人類已經進人了信息時代，信息的較量在國際競爭中起著至關重要的作用。青少年科學與工程項目的選題，在信息資源的開發和利用方面有著非常廣闊的前景。

上海向明中學徐晨斐和上海南洋模范中學李愿達同學分析了目前我國關于網絡購物發展的狀況，發現目前網絡購物的方式缺乏人性化設計，因此網絡購物發展很艱難。他們設計的目標是怎樣讓網絡購物來迎合人們的日常購物習慣。為此，他們訪問了電子商務領域的技術人員，以及銀行工作人員，具體了解目前基于網頁的網絡購物的一些不足之處，然后針對網絡購物人性化設計不足的缺點，設計了一個虛擬的銀行——總服務器——商店系統，制作了一個多功能的通用客戶端網絡購物軟件——一MyShopping（我的購物），在中間添加了很多人們在日常購物中習以為常，而目前網絡購物中卻沒有實現的功能，使網上購物更加方便。

在世界上每天都有許許多多事情發生，只要注意觀察，會有很多問題值得我們去研究。

1999年上海東方航空公司一架飛機在降落時，起落架的輪子發生了故障，幸好最后安全降落，有驚無險，沒有造成傷亡事故，但這足以引起了大家的警惕。有一位中學生看到有關的新聞報道后，立即想到：要是飛機場有一種用于搶險的活動跑道，它類似大型的沒有發動機的平板卡車，如果出現這樣的事故，可以將其拖到相應的位置，飛機可以降落在活動跑道上，由它帶著飛機在跑道上滑行，然后停下。雖然這個想法離開現實還有很大的距離，可是這確實是一個值得研究的問題。

白色污染給人類所帶來的嚴重惡果，已經成為大家的共識。但是從衛生健康的角度來看，一次性餐具確實也是人們在日常生活中所必須的東西。所以有許多人在研究“可分解的塑料”。

1999國際科學與工程大賽中有一項《制造可分解塑料——“BIOPLASⅡ”》的研究。“BIOPLASI”是指可以被分解的塑料，而“BIOPLASⅡ”就是作者要研究的那種由天然成分組成的，在耐用性和防水性方面類似于商品化的塑料。這項研究的目標是要創造出一種能在短時期內分解的塑料；這種能分解的塑料是由一些有機材料混合制成的，研究的目的就是要找出這種最佳的有機材料。

作者使用的主要原料是凍粉。凍粉是一種不定形的半透明的材料，加熱十來分鐘后即能熔解。將凍粉、用作為粘合劑的天然樹脂和用作為填充料的Comsoreh以15：3：l的比例混合，可以使制成的“BIOPLASⅡ”達到最佳狀態。作者對“BIOPLASⅡ”的抗水性、可分解性、抗張強度、密度、熔點和彈性等進行了測試，他們對所有的性能數據都經過了統計學方法的嚴格測試，并被逐個證明。他們確信“BIOPLAⅡ”的確是可以降解的，它比聚乙烯有更強的抗張強度，但是它的抗水性不如聚乙烯。

（三）、影響人類文明未來走勢的與科學技術相關的問題

城市與自然共存，人類與自然的和諧相處，謀求城市與環境的共同發展已經成為城市發展的方向。

比如：城市綠地在改善城市生態環境方面具有重要的作用。目前國際上對園林綠地的量化研究主要是對其功能的量化研究。在不同的綠地條件下，采取不同的測試方法取得量化值，其中包括：人均綠地、面積、綠化覆蓋率、葉面積指數、葉于重、葉面積、綠視率、垂直綠化覆蓋面積、年游人量等指標。其中大多采用的是二維面積為綠地的評價指標。在技術上國內外還普遍將航空遙感技術、立體攝影測量技術和計算機輔助設計技術應用于綠地率和綠化覆蓋率的測算研究。三維量綠色遙感調查是我國學者周堅華等提出的一種估算城市綠化環境效益的新方法，該方法中的綠量概念，進一步完善了城市綠化的量化指標體系，其測算方法的研究符合當前國際上精確地定量化研究城市綠化的新方向。其研究內容已經成為國家自然科學基金會項目“城市生存環境綠色量值群的研究”中的部分研究成果。

華東師大二附中周一凡等同學在前人研究的基礎上研究并建立了一個關于“上海城市生態環境評價系統”。該系統是一個以綠量的理論與測算方法為基礎，以城市綠化與生態環境的定量關系為基本內核的一個實用的計算機信息系統。他的創新點主要有：在信息獲取方面實現了遙感、人工調查、綠化規劃、環境監測等多元數據的輸人和實現了遙感數字圖象的直接屏幕量化，實現了綠量和綠化環境效益的自動測算，實現了動態化的環境預測和決策支持等全視窗化的模塊和幫助子模塊，實現了直觀化、易交化、高效率的信息管理目標，為綠化和環境數據的管理，為預測綠化規劃實現后的生態環境質量和決策綠地建設方案提供了一個理論基礎可靠和易于操作的工具。

現代文明，使家用電腦，家用電器逐步進人每家每戶。如果不會操縱這些現代化的設備，在未來的生活中，會有許多不便。在1999年和2000年青少年國際科學與工程大賽中，都出現有關于便于殘障人群操作的控制電腦的方法的研究項目。如：“腳踩鼠標”和“給殘疾人的耳朵”——用詞語命令來開關連接到電腦主機上的家用電器等，為各種人群在現代文明的社會中的生活帶來方便。

三、實用性

青少年科學與工程項目的選題，要考慮的最實際的問題就是：怎樣通過它創造有關自己，或自己所生活的世界的知識；如何改善這個世界。科學與工程項目的價值和意義體現在應用和認知兩個方面，一個研究項目價值的側重點可以有所不同，但必須要體現它的價值。

比如姚周率同學的“被戳穿的正多面體”的計數問題的研究主要在認知方面體現了它的價值。上海第三女子中學金如君的“用人發合成L——胱氨酸鋅的研究”，她了解到：鋅是一種人的生命活動的必不可少的微量元素，胱氨酸具有很多藥理功能，它們兩者的配合物具有很好的保健作用。與傳統的補鋅劑相比，胱氨酸鋅具有較高的吸收率，而且沒有副作用。金如君研究了用人發合成胱氨酸鋅的方法：將酸加入發進行水解，調節pH值至氨基酸分子所帶正負電荷相等，使其析出沉淀，經過結晶與重結晶制得純度較高的胱氨酸；然后在胱氨酸中加人氫氧化鈣、硫酸鋅，控制溫度和pH值，在一系列化學反應之后，得到配位率很好的胱氨酸鋅，究具有較好的實用價值。

上海復旦附中黃晸同學的“旋轉圓盤可控梯度場微分結晶方法和裝置的結晶均勻性研究——與攪拌結晶法的比較研究”包含了認知研究和應用研究兩個方面。結晶是醫藥、生化、精細化工領域科學研究和生產過程中廣泛采用的純化和精制方法。晶體的晶型、尺寸、以及均勻程度對化合物或產品的純度、性質和用途有著重要的影響。一般來說，晶體過于細小，會導致晶體表面積增加，容易造成吸附和包裹母液中的雜質，降低產品的純度；晶體尺寸不均勻，也會影響使用。目前通常使用的是攪拌式結晶的方法，由于其設備結構的特點，母液在冷卻器和攪拌器間反復冷卻、攪拌、混合、結晶生長。部分母液過冷冷卻以及攪拌產生的機械碰撞造成了兩次成核，從而導致了結晶顆粒分布不均勻。過冷造成的共結晶，以及顆粒大小不均勻造成的母液和洗滌液抽濾可透性的不均勻使細小晶體表面積更容易吸附和包裹母液中的雜質。上述兩條是結晶純度下降的主要原因。如果要保證晶體的純度，就必須通過提高母液放料溫度和增加洗滌液量，使收率下降。目前所使用的一種較為合理的方法是用帶W底導流筒式的攪拌結晶器，它雖然可以控制結晶冷卻曲線，增加晶體顆粒尺寸，但仍然無法解決顆粒均勻性問題。黃晸同學研究的“可控梯度場微分結晶方法”將旋轉圓盤上的流動、溫度、濃度理論解析運用于溶液結晶。她設計和研制了旋轉圓盤式結晶裝置。在設計過程中，她解決了用實驗室磁力攪拌器驅動圓盤旋轉和調速，設計了一個能有效冷卻旋轉圓盤的冷卻槽，用特殊的密封材料和結構，以及密度大于母液的乙二醇冷卻液得到的穩定的液封解決了密封問題。她還在自己設計的試驗裝置上完成了原理性的基礎實驗，并與實驗室攪拌結晶實驗結果和帶W底導流筒式的攪拌結晶器的實驗結果進行了比較，旋轉圓盤式結晶裝置在提高結晶顆粒均勻性和操作穩定性（重復性）方面具有明顯的優越性。她的研究得出了這樣的結論：一次成核晶核數、轉速、溫度、降溫速率是提高結晶顆粒的均勻性和得到大顆粒尺寸結晶的主要因素；而圓盤溫度過冷、轉速過快造成的流速過大是形成二次成核的主要原因。

按照的科學價值觀，生產水平和科學進步是評價科學技術社會價值的客觀標準。科技對社會的影響具有兩重性。一方面它是推動社會進步的杠桿，這是本質的主流的一面；但另一方面，當它被濫用時又會對人類造成危害。科學對社會所產生的作用，就是社會的日益科學化。社會的科學化，使得人類的物質文明和精神文明都得到迅速提高。雖然由于生產的盲目發展也造成自然資源的破壞，環境污染，生態失調等嚴重威脅人類生存的現象，使一度以自然征服者自居的人類受到了自然的無情懲罰。但這不能歸咎于科學，恰恰相反，這是由于科學知識的不足，由于人們對人類同自然環境的相互關系的規律的無知，一旦認識了這種規律，并采取有效的自我控制的措施，人和自然也就有可能逐漸和諧相處，協調發展。

由于人們的不良生活習慣，以及向海邊大量傾倒垃圾所造成的污染的危害，并沒有引起一般人的重視。1999年美國有一個中學生的研究項目叫“病原體的天堂”。他研究的目的是：測試由于在佛羅里達海灣的沿海居民因為對處理污水的不良習慣，而引起的海水污染。他用轉錄酶轉換——聚合酶鏈反應測試海水中的對人體有致病作用的細菌。他研究的結果發現人類丟棄的廢棄物的滲出，污染了海水，有100多種致病細菌從人類垃圾中釋放，最終形成了對人類健康的嚴重威脅。為了引起人們的重視，防止反復污染，他研究出了一種快速而靈敏的方法去測定水中是否有這些病菌存在。

青少年在學習科學與技術研究的過程中，特別要學習怎樣用正確的科學價值觀來評價自己的選題，使自己的研究對人類、對社會有所貢獻。

80年代以來，上海及江浙兩省的臨近城市發展非常快，人口急劇增加，一些河道污染特別嚴重。上海的母親河——蘇州河常年黑臭，嚴重影響上海國際大都市的形象，已經成為市政府和廣大市民共同關注的問題。雖然，近年來在社會方方面面的共同努力下，蘇州河及其周圍的環境有很大的改觀，但是為了防止產生反復，對蘇州河的治理和保護仍然需要得到長期的重視。

四、分階段目標

科學家從事科學實驗活動，是為了在相對純粹的條件下更好地揭示自然規律。科學家在科學研究的過程中貫穿著極為艱苦的創造性的精神勞動，其產品則為知識。只有在知識成果的基礎上，科學才能進人生產過程，成為現實的生產力。現代科學的不斷拓展和深化還告訴我們，科學事實也是發展變化的。由于自然界的事物是多側面，多層次的，而且認識事物的手段、方法在日趨完善，科學揭示的事實無論是廣度、深度，還是精度，也在不斷地豐富和發展。

青少年科技創新活動崇尚不斷探索不斷進取的科學精神和實事求是的科學態度。要求研究項目每年都有一個明確的、在一個有限的范圍內討論的問題。

1999國家科學于工程大賽有一個選題，研究“轉爐接觸反應的新催化劑”以減少環境污染。課題的來源是：因為汽車發動機會產生含有CO、NO及碳氫化合物，排出的氣體的不完全燃燒產物，如果不經過轉爐接觸反應會嚴重污染環境，美國有三分之一以上的空氣污染是由此而產生的。目前應用于轉爐接觸反應的催化劑是一些貴重金屬，價格非常昂貴。該課題要研究的是能取代現在所使用的貴重金屬、低成本的新催化劑。

這項計劃的第一階段目標是：研究一種新的催化劑，它的表面積要比其他催化劑大好幾倍，在氧化反應中的活性也是它們的好幾倍，與貴重金屬相仿。

第二階段的計劃是用一種新方法合成新的催化劑。這種新的催化劑有很高的氧吸附能力，在還原一氧化氮的反應過程中起到關鍵的作用。在這項化實驗中發現新催化劑的還原能力要高于目前最常用的催化劑，而這些發現都可以證明新的催化劑在將來很可能取代現在所使用的貴重金屬。

以后的目標還要研究新的催化劑對不同的硅酸鹽與介質的混合物如氧化氮和碳氫化合物的混合反應，及在硫化反應中的催化活性的比較。

學生研究的項目，應該每年都有一個明確的目標，一項研究解決一個問題。我們有的同學選題過大：或者提出了問題以后，不知道從何著手去解決問顆。比如關于“電池的利用、回收與處理的問題”．大家都知道廢電池是一種含鉛的危險廢棄物，如果隨意丟棄的話．不但回造成鉛資源的浪費，而日還會污染大氣、水質和士壤環境，被污染的土壤需要幾百年時間才能得到自然凈化。我們許多中學生也都在關注這方面的問題，有的組成志愿者隊伍，積極宣傳和回收廢電池。但是回收了以后該怎么處理？對隨意丟棄有毒的廢棄物的問題該怎么進行管理？對環境造成污染的還不僅僅是家用的干電池，還包括大量的隨著汽車工業、電子通訊設備、電腦、電力助動車等產業的快速發展所生產的大量的被丟棄的鉛酸蓄電池。這一切實際上是一個系統工程問題，這里既有科學技術方面的問題，也包含有社會的問題。

如果我們有志研究這方面的問題，那么應該先了解一下這個問題的有關信息。據有關資料顯示：1996年8月，為了保護我國的有限鉛資

源和避免對環境造成污染，改變我國再生鉛回收技術的落后面貌，上海引進了國外先進的無污染再生鉛生產技術和關鍵設備；引進了破碎和分選設備，經過對這些引進的工藝技術進行消化、吸收、調整、提高，使它更符合我國的實際情況，對廢鉛酸蓄電池中的板柵、鉛膏、硫酸、PVC隔板、塑料外殼等進行分類回收和冶煉，形成了從廢鉛酸蓄電池的回收、再生熔煉、資源綜合回收利用的“一條龍”生產線，建成了每年能回收鉛3萬噸、銻8000噸，硫酸1萬噸、塑料5000噸；消除3萬噸二氧化硫排人大氣；再生鉛品位達到99．99％的現代化生產企業。

但是，由于對含鉛廢棄物的回收、利用和管理不規范，沒有統一的回收渠道，造成具有先進處理設備的企業因為缺乏原料，因而生產能力不能發揮；而不具備處理能力和技術的一些個體、私營企業和鄉鎮企業大量收購廢鉛酸蓄電池，將廢舊電池隨意拆卸、倒酸，并利用原始的土爐、土罐熔煉廢鉛。這樣做的結果，不僅造成浪費，而且會加劇生態環境的惡化。