介绍

一个先进的科学项目是科学研究，您可以在其中产生新的科学贡献。它可以是有助于解决特定科学领域中的开放问题的新数据，或者是改进目前在科学领域中使用的方法的新技术。高级科学项目也可以在工程领域完成（见附文）。大多数高级科学项目的目标是在顶级科学竞赛中竞争，或者，如果您有学术界的导师，则在科学期刊上发表研究结果。进行先进的科学博览会项目有很多充分的理由，但在开始之前，你应该了解你所做的时间和能量承诺的范围。本路线图将帮助您了解解决高级科学项目所需的步骤。您可以通过阅读“ 高级科学项目指南”中的文章和个人博客来了解更多详细信息。

第1步：确定感兴趣的领域。

一个先进的科学项目不是你可以在周末，甚至一个月内做的事情！这需要花费很多时间的思考和工作，所以这个主题需要是你感兴趣的东西，而且需要相当具体。提出一个主题的第一步是选择一个你感兴趣的科学领域。你可以从像“生物学”这样的一般事物开始，但是从那里你需要提高你对一个子领域的兴趣，比如“衰老的生物学”，或者你本质上感兴趣的问题，比如“怎么做人们的细胞随着年龄的增长而变化？“

有很多方法可以到达感兴趣的区域。也许你已经完成了一个科学展览项目，你想要大幅度扩展并提升到一个新的水平。或者你可能对你想要构建的内在兴趣。您是否有业余爱好，如建造模型飞机，天文学或设置水族馆，您可以从中吸取灵感？也许有一个问题总是困在你的脑海里，你真的想深究。其他人，特别是导师，如下一节所讨论的，也可以成为很好的想法来源。如需了解六位获奖学生如何找到他们的科学项目主题，请查看有关为高级科学博览会项目寻找创意的圆桌讨论。

第2步：寻找导师。

根据您的个人情况，步骤1可以颠倒此步骤。如果您已经拥有过以往经验的导师（来自其他科学博览会，暑期实习或其他一些互动），那么当您决定感兴趣的领域时，该导师将是一个很好的资源。

如果你还没有导师，强烈建议你找一个！谁是一个优秀的高级科学博览会项目导师？一般来说，导师可以是任何科学专业人士：在科学领域，你有兴趣研究，谁愿意（并有时间）与你交谈，定期给你关于你的想法的反馈，以及/或为您提供资源。该如何找到一个导师指导有大约导师和如何找到一个角色更多的细节，但底线是，导师可以帮助您浏览科学项目的知性的一面，甚至提供物理资源的工具，像实验室空间和设备。

第3步：将您的想法缩小到可测试的问题和假设。

一旦你选择了你感兴趣的一般领域并且你的导师已经排好了，就该把你的话题缩小到一个可测试的问题并制定你的假设。最终，全国高中水平竞赛的目标是做出新颖的科学贡献。为了使您的贡献变得新颖，您需要知道在该领域已经尝试过的内容以及仍然存在的突出问题。您可以通过与该领域的专家（如您的导师）交谈并阅读科学文献来做到这一点。要拥有最好的科学项目，你需要做到这两点！

您应首先概述已在您感兴趣的领域发表的科学论文。阅读评论文章，这些文章总结和审查了该领域许多以前的出版物的结果，是一个很好的起点。“ 如何阅读科学文章指南”更详细地解释了评论文章的内容，以及如何有效阅读评论和主要研究文章。有关 如何获取科学论文的概述，请参阅“查找和访问科学论文资源”指南。

一旦你对这个领域有了更好的了解，你就会想要深入研究最初报告实验方法和数据的主要文献。阅读在该领域具有开创性的论文尤为重要。一篇开创性的论文是第一篇在该领域展示有影响力或重要实验或理论的文章。像您的导师一样，该领域的专家是向您通报特定科学领域的开创性论文的最佳人选。询问建议。此外，由于其突破性的内容，后续出版物经常引用开创性论文。所以，当你正在阅读科学文献时，如果你看到一篇经常被引用的文章，它很可能是开创性的，你也应该阅读它。

高级工程项目

一个完善的工程项目与科学项目略有不同。访问工程设计项目指南 更多细节。但总的来说，对于高级工程项目，学生会发现某些工程领域有广泛的学术文献，有些领域将在贸易期刊上记录（行业新闻杂志，与同行评审的学术期刊不同，不需要文章到在出版之前受到该领域其他人的批评），某些领域将依赖于专利，而其他领域可能几乎没有任何文件。任何组合也是可能的。这意味着决定感兴趣的领域（或者可能是产品需求），寻找导师，编写详细的项目计划仍然至关重要，但背景研究的类型和数量会有很大差异，具体取决于主题工程项目。学生应该留出足够的时间来构建原型，测试和重新设计。这是一个耗时且经常重复的循环，对于成功的高级工程项目至关重要。

通过阅读“ 寻找高级科学博览会项目的想法”，您可以看到大多数学生圆桌会议，发现他们想要集中的问题在阅读文献时变得明显。一旦你决定要研究的问题，你应该通过深入研究以前发表的实验的优点来改进问题，并与该领域的专家（如你的导师）讨论你的想法。专家进行仔细检查，以确保您没有处理已经解决的问题，并且您建议的实验是合乎逻辑且可行的。当你改进你的问题并考虑你需要做的实验时，要记住限制 - 例如设备，成本和时间 - 并积极集思广益，以规避这些限制。例如，如果您需要一件仅在特定大学提供的设备，

第4步：编写项目大纲。

在您确定要研究的问题后，是时候编写项目大纲了。项目大纲是一种将您的想法，问题，实验优先级和“待办事项列表”集中在一个地方的方法，以便您可以评估和改进它。这是所有科学家和工程师都采取的步骤。对于学者来说，它通常以授权书写的形式出现，对于工程师，特别是在公司，它是创建设计规范的一部分。

一旦您编写了项目大纲，就可以向您的导师或任何其他可以给您反馈的人（父母，老师等）展示。最具体的反馈将来自在该领域积极工作的人。他或她可能能够提供有关可能结果的见解，帮助加强您的实验程序，或提供其他重要建议。家长，教师和其他校对员可以帮助您了解整体结构，逻辑和清晰度。请记住，您的初稿不太可能是您的最终计划！考虑反馈并根据需要进行调整。这将是一个迭代过程。

您的项目大纲应包括以下五个部分，并进一步说明：简介，方法，预测结果，相关性和参考书目。

介绍

该介绍描述了您的研究主题已知的内容以及该领域目前尚未回答的问题。你对这些东西的总结应该基于你一直在阅读的科学论文。为了写出好的介绍，你需要阅读的科学论文的确切数量取决于研究领域，但是当你完成对科学项目的所有进出的研究时，包括方法，数量肯定会是两位数。

引言还应描述您将用于解决研究问题的物种或系统。包括为什么该物种或系统是您查询的最合适的基础。在介绍的最后，简要说明您的具体问题是什么，您将如何解决它，以及您的假设是什么。在这种情况下，您的假设是您希望根据您的背景研究找到的实验结果。请记住在撰写时引用您的参考文献，并将其列在您的参考书目中。

方法

项目大纲的方法部分最终将成为您的实验性待办事项列表。本节应详细描述您提出的实验或您计划进行的观察。您的描述应该相当详细，包括以下信息：

• 何时何地进行研究。

• 每个实验的控件是什么。

• 每个实验需要多长时间。

• 你需要什么材料和设备。

考虑并记下如何评估和分析数据也很重要。如果您需要获得一些技能，例如更高级的统计知识，重复一定数量或以特定方式收集数据，则必须提前考虑这一点。作为Terik Daly，在几个顶级比赛和科学伙伴志愿者的获奖者，说：

并确保您了解并熟悉您所在科学领域所使用的探索和推理分析的类型。您必须考虑数据分析来设计实验，因为如果您在实验之后不考虑分析数据，那么您将遇到问题。“

一旦你编写了方法部分，请确保返回并确定所有方法是否可行以及实验是否能充分回答您的研究问题。必要时进行修改，注意确保您的科学项目符合您的成本，设备，可用材料以及您想要参加的竞赛规则的限制。许多顶级科学竞赛都有一个科学审查委员会，根据您的实验性质，您可能需要提交特殊的文书工作; 有关详细信息，请参阅我们的科学审查委员会指南和每个竞赛的网站。

预测结果

编写预测结果部分是一个机会，可以更全面地考虑您打算收集的数据，并且无法告诉您。仔细考虑并记录所有可能的结果到您的实验。此外，制作样本数据或表格，显示可能的结果，以及如何解释数据。是否存在实验未能为您提供确凿数据的条件？如果是这样，您可能需要考虑其他实验。

关联

企业和学术界的科学家和工程师经常被要求解释他们工作的相关性。使用此部分详细说明您的科学项目将如何推进您选择的科学领域的知识库。解释您的项目可能为其他科学，人文和环境领域带来的更大影响（如果有的话）。探索您的研究可能产生的任何实际应用。

参考书目

在整个项目大纲中，您应引用所有相关来源并在参考书目中记录参考文献。文献引用不同的想法来源以及它们的构建在科学研究中始终是重要的。有关如何格式化参考的更多信息，请查看我们的MLA风格和APA风格引用指南。在开始参考书目之前，请检查您将要参加的比赛，看看您应该使用哪种格式。

第5步：运行实验。

一旦您的项目大纲最终确定，它现在基本上是一个“做什么”的“秘诀”。收集设备和材料，按照您在大纲的方法部分中的计划进行操作。记录您所做的确切记录，以便您或其他人可以重复您的实验。

收集数据时，分析数据并查看是否合理，并为原始问题提供答案。请记住，这不一定与确认您的假设相同 - 可能是您的原始预测是错误的！随时分析您的数据非常重要，以确保您的实验看起来运行正常。根据您的数据，您可能会发现需要修改实验计划。您可能需要调整现有实验的过程，甚至设计一个新实验。如果您确实进行了更改，请确保修改项目大纲，并根据您的新发现重新考虑所有大纲部分。随着科学项目的发展，步骤4和5可能会重复。

第6步：展示您的发现。

完成所有实验和数据分析后，您就可以准备好展示您的发现了。您输入的比赛规则将决定您的发现是口头呈现，书面形式，海报格式，或三者的某种组合。有关详细信息，请参阅比赛的信息包。关于顶级科学竞赛评判提示的文章是以各种格式传达您的研究的额外建议的良好来源，我们的显示板指南提供了创建高质量视觉显示的具体技巧。

无论演示方法如何，将数据置于您所在领域内其他科学家使用的格式中非常重要。竞赛评委将成为科学专业人士，期望如何传达特定领域的数据。通常，您应该模拟在您工作的科学领域的顶级期刊中看到的图形，图形和数据表的类型。你的导师也将成为关于这一主题的建设性批评的良好来源。

一旦您整理了数据，请确保您已经练习了演讲技巧并校对了所有书面沟通。家长，老师和导师都是帮助您提高写作和口语技能的重要资源。您不希望糟糕的数据通信模糊您的好研究！

第7步：参加您的比赛并享受！

在您的计划，执行和展示研究所花费的辛苦工作之后，是时候开始竞争了！请记住，您只能通过参加其他排位赛科学博览会来参加一些顶级比赛，因此请确保您了解规则并相应地制定计划。

请记住，正如Amber Hess在她的采访中提到的那样，当竞争没有达到你想要的方式时，胜利不是万能的！

附加信息

如果在阅读本“路线图”和“ 高级科学项目指南”中的相关文章后，您还有关于开展高级科学项目或参加顶级科学竞赛的其他问题，请随时将其发布在“ 咨询专家论坛”上。如果可能，在“英特尔ISEF准备”板上发布的问题将由在ISEF拥有第一手经验的学生回答。它也是与正在进行新颖研究的其他学生联系的好地方。