像科學傢一樣做專題研究:從「發想」到「發錶」的探究實作指引

像科學傢一樣做專題研究:從「發想」到「發錶」的探究實作指引 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

楊善茜
圖書標籤:
  • 專題研究
  • 科學探究
  • 研究方法
  • 專案實作
  • 學術寫作
  • 論文發錶
  • STEM教育
  • 自主學習
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  • 實作教學
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具體描述

培養科學素養,從專題研究開始!
從「議題形成」、「方法擬定」、「問題解決」到「分享成果」

助你踏齣小論文競賽、科展、科學獎第一步,
觀摩優秀實例,學習更有效率!

 
勇於探究、尋找方法、自我管理、學習錶達,已是高中生不可或缺的能力,更是進入大學的重要基礎。

高中108新課綱,新增瞭一門必修的「探究與實作課」,強調 「發現問題」、「規劃與研究」、「論證與建模」與「分享與錶達」四個部分,也就是培養高中生進行獨立研究的能力。高中教師每年均需對此提齣課程計畫,並交由地方教育局審核。

新課綱重視學習歷程與課外多元錶現。在理科類競賽中,除瞭傳統科展,近年來參加「小論文競賽」、「旺宏科學獎」、「青年尬科學」,或「Win the Pride用指標說故事」以及「公民科學計畫」等科學競賽且有作品產齣的活動日益蓬勃。

本書可做為探究與實作的補充教材、參考指引,甚至是小論文與微專題的自學書籍。北一女中數理資優班教師、104年教育卓越銀質獎楊善茜老師,悉心分享自身指導學生專題研究的多年經驗,深入淺齣介紹如何從「探究與實作」培養競賽實戰能力,換得亮眼成果與收穫。

各界熱烈推薦——

中央研究院院士、中央大學天文所教授 葉永烜
國立臺灣師範大學物理學係助理教授、國立臺灣師範大學師資培育學院組長 陳育霖
臺北市立第一女子高級中學校長 陳智源
110年師鐸獎得主、臺北市立第一女子高級中學化學教師 周芳妃
國立中興高中地球科學科教師、資優教育推行擁護者 李欣珮
臺中市立惠文高中天文臺臺長、教師、地球科學學科中心種子教師 吳秉勳
國立興大附中教師、2020年全國科展地科及環境科學全國第一名作品指導老師 林士超
高雄市立高雄女中教師 張傢齊
臺北市立建國中學教師 葉昭鬆
國立嘉義高中教師 黃冠夫
國立金門高中教師 薛鬱潔
臺中市立臺中女中教師 劉承玨
新北市立闆橋高中教師、地球科學學科中心種子教師 劉麗純
探索未知:啟發思考與係統實踐的指引 專題研究的旅程,從最初的火花到最終的成果展示,是一條充滿挑戰與發現的道路。 本書旨在為所有懷抱研究熱忱的探索者提供一套結構嚴謹、操作性強的實踐藍圖。我們深知,一個成功的專題研究,其核心價值不僅在於最終的結論,更在於整個探究過程的嚴謹性、創新性與個人成長。 本書的編排,緊密圍繞著研究活動的生命週期展開,從最基礎、卻也最關鍵的確立問題階段開始,層層遞進,引導讀者掌握將模糊的興趣轉化為清晰、可操作研究命題的技巧。我們並不拘泥於單一學科的框架,而是力求提供一套普適性的研究思維模型,適用於人文社會科學、自然科學、工程技術等不同領域的專題實踐。 第一部分:確立基石——從興趣到清晰的研究問題 研究的起點,往往源於一份強烈的好奇心或對某個現象的睏惑。然而,如何將這份廣泛的好奇心,精煉、聚焦成一個具有學術價值和可行性的研究問題(Research Question, RQ),是決定專題成敗的關鍵第一步。 本部分將深入探討文獻迴顧的藝術與科學。我們將指導讀者如何有效地進行資料檢索、文獻評估與知識地圖的繪製。這不僅僅是「找資料」,更是學會與前人的智慧對話的過程。讀者將學習如何辨識現有研究的知識缺口(Knowledge Gaps),並將這些缺口轉化為自身研究的獨特定位(Niche)。我們提供具體的工具和思考框架,幫助讀者建立起堅實的理論基礎,避免「重複發明輪子」的低效研究行為。 此外,我們將詳述界定研究範圍與確立研究假設(Hypothesis)的技巧。一個好的假設必須是可證偽的(Falsifiable),並且能清晰地預示研究的方嚮。讀者將學會如何設定操作型定義,確保研究概念在後續的測量和分析中具有明確的指嚮性。 第二部分:設計藍圖——選擇與建構研究方法論 研究方法論是貫穿整個專題的骨架。本部分的核心在於提供讀者方法選擇的決策樹,而非僅僅羅列各種方法的優缺點。 我們將全麵解析質性研究(Qualitative Research)與量化研究(Quantitative Research)的邏輯基礎、適用情境與倫理要求。對於量化研究,我們將細緻探討抽樣技術(Sampling Techniques)的嚴謹性、測量工具的信效度(Reliability and Validity)的建立,以及實驗設計的必要要素,如控製組、變項操縱等。對於質性研究,讀者將學習紮實的田野工作技巧,包括深度訪談、參與式觀察、紮根理論(Grounded Theory)的迭代過程,以及如何確保研究過程的可信性(Trustworthiness)。 更重要的是,本書強調混閤研究法(Mixed Methods)的策略性應用,指導讀者如何根據研究問題的複雜性,靈活地整閤不同方法論的優勢,以獲得更豐富、更全麵的洞察。這部分內容的重點在於培養讀者方法論的靈活性與批判性,避免陷入單一方法論的教條主義。 第三部分:實踐與執行——資料的收集、整理與分析 從理論設計到實際操作的轉化,需要精準的執行力。本階段將深入探討資料處理的實務流程。 對於量化資料,我們將介紹基礎的統計軟體操作邏輯,並重點闡述如何正確解讀描述性統計、推論性統計的結果,以及如何選擇最適閤的統計檢定方法(如迴歸分析、變異數分析等)來檢驗研究假設。本書強調統計思維而非僅是按鍵操作,鼓勵讀者理解背後的機率邏輯。 對於質性資料,我們將提供係統化的編碼(Coding)與主題分析(Thematic Analysis)的步驟。如何從原始文本中提煉齣有意義的範疇(Categories)與核心主題,並確保分析過程的係統性與透明度,將是本部分的重點指導內容。我們將探討敘事分析、內容分析等工具的應用,使讀者能有效地將訪談筆記、觀察日誌等非結構化資料轉化為有力的論證素材。 第四部分:溝通成果——撰寫、呈現與學術交流 研究的價值必須透過有效的溝通纔能實現。本部分專注於學術寫作的規範與錶達的技巧。 本書將詳細拆解一篇標準學術論文(無論是研究報告或學位論文)的結構要求,從摘要(Abstract)的精煉到結論與建議的升華。寫作的關鍵在於邏輯的連貫性與論證的說服力。讀者將學習如何有效地使用圖錶、數據和引文來支持自己的論點,並掌握學術倫理與引註格式的標準要求,確保研究的嚴謹性與公正性。 此外,我們也涵蓋瞭專題發錶與口頭報告的技巧。如何在有限的時間內,清晰、引人入勝地嚮不同背景的聽眾傳達研究的核心貢獻?本書提供簡報設計原則、問答環節的應對策略,幫助研究者自信地站上學術的舞颱。 總結而言,本書提供的不僅是一份操作指南,更是一種研究者的心態養成訓練。 它鼓勵讀者擁抱不確定性,將研究過程視為一場持續的、自我修正的對話。透過對方法論的深刻理解和對實踐細節的嚴格把控,每一位讀者都能自信地完成從最初的靈光一閃到最終的學術發錶,構築屬於自己的知識邊疆。這是一本陪伴探索者走完整個研究旅程的實戰夥伴。

著者信息

作者簡介

楊善茜
北一女中地球科學教師,臺師大地球科學係輔係物理係,臺大大氣科學係碩士,資優教育教師,雙語教師(學分班進修中)。任教金門高中4年,於北一女中指導數理資優班11年,指導學生參加中學生網站舉辦之小論文競賽7年。
108課綱翰林版高中地球科學教科書的作者之一,105年以來,每一年撰寫學測地球科學試題解析迄今,已有五年。曾獲104年教育卓越銀質獎,獲獎課程也納入課綱之探究與實作示例。
曾與校內同仁設計跨科課程,包括物理科、化學科、數學科、資訊科、英文科,目前與物理科,跨科協同設計並教授「探究與實作」課程。北一典藏酷課師的網路開放課程「阿茜師地科」有48部影片,纍計有6.1萬人次瀏覽。


圖書目錄

各方推薦
作者序

前言:一個專題研究的完成--學習路,陪你走一段


單元1:題目聚焦──如何選擇資料,閱讀歸納
聚焦,就是不斷縮小再縮小/透過閱讀深化知識/閱讀資源/各類科學活動要求/判讀資料的可信度/閱讀報告:學習拆解並歸納一篇科學文章的內容/延伸思考:「看不懂研究方法」的陷阱/列齣關鍵字/延伸思考:至少閱讀三篇主題相近的文章

單元2:題目訂定──如何走齣獨特
找題目是一場智識的冒險/評估矩陣:探索內在問題/「獨特」是循序漸進的過程/「閱讀報告」與「專題研究」的不同/從「文獻探討」到「題目訂定」/試擬題目/審視題目/研究主題舉例

單元3:研究方法──方法—目的—動機的三點一線
方法的重要性/科學方法的基本特性/延伸思考:科學研究和人文研究有何異同?/常見研究方法/輔助研究工具/如何針對題目設計適當的研究方法?/延伸思考:自行採樣之必須和自組設備之必要?

單元4:外部資源──如何寫一封有誠意的信給大學教授?
為何研究要尋求外部資源?/各指導者在專題研究上扮演的角色/中學生的科學研究獎助計畫/寫信給大學教授或研究人員的注意事項/書信示範

單元5:深入探究──循序漸進,自我挑戰
一份科學研究應有的輪廓/不同階段的科學研究目標/從小論文到科展作品/延伸思考:高中以後的研究階段/如何讓研究更深入?/大數據的分析

單元6:錶達與分享
為什麼錶達與傳遞科研成果很重要?/科學錶達應該避免的盲點/好用的錶達輔助工具/書麵錶達的常見錯誤/與受眾現場互動的錶達與分享方式/如何製作科學海報?/如何準備簡報PTT?/如何準備口頭報告?/如何與評審、教授對話,迴答提問?

結語:失敗與謙卑
研究是漫長、單調、辛苦的過程/世界上沒有保證成功的科學研究/研究遇到瓶頸時,該怎麼麵對、解決?/如何看待不盡如人意的競賽結果?/被教授問得滿頭包,代錶我被否定嗎?/研究的樂趣與收穫

圖書序言

  • ISBN:9786263181236
  • 叢書係列:超高效學習術
  • 規格:平裝 / 192頁 / 23 x 17 x 1.5 cm / 普通級 / 雙色印刷
  • 齣版地:颱灣
  • 適讀年齡:0歲~99歲

圖書試讀

「善茜老師深入淺齣地介紹如何從『探究與實作』尋覓科學硏究之路。書中列齣很多祕訣和必要的步驟和策略。我覺得最寶貴的是如何學習時間管理,這也是一個科學傢必須要有的本領。請相信楊老師!」——中央研究院院士、中央大學天文所教授 葉永烜

「在資訊與知識產生速度暴漲的時代,主動思考,隨時對未知事物能 夠一探究竟成為國際人纔培育的潮流。獨立研究的課程在綠苑資優班行之有年,楊善茜老師以自身的科學研究經驗與科學教學功力,孕育瞭這一本中學生能夠自主學習的參考讀物,以接近學生的溝通交流角度钜細靡遺地 剖析呈現學生進行專題研究的各個方麵,是值得放在手邊的參考書籍,讓學生在閱讀過程中知其然也知其所以然,體驗人人都是科學傢。」——國立臺灣師範大學物理學係助理教授、國立臺灣師範大學 師資培育學院組長 陳育霖

「與善茜老師初相遇105年吳健雄科學營,被她邏輯清晰的提問與切中問題核心的犀利震攝住。身為自然科老師我們學會怎麼教學科專業卻 沒有人教我們怎麼帶領學生進行專題研究,相信你閱讀後能功力大增並找到對上頻率的心有戚戚焉!」——國立中興高中教師、資優教育推行擁護者 李欣珮

「科學素養及科學研究的基本方法就是勇於探究、設計實驗找答案, 以圖錶呈現其中的變因關聯性。本書切中主題,並深入剖析科研的必要方 法,佐以清楚易懂的實例,讓人明白科學研究是如何進行?科學又是如何錶逹齣來?本書適閤想做科學研究的師生共同研讀,相信定能成功做齣科研好作品!」——國立興大附中教師、2020年全國科展地科及環境科學 第一名作品指導老師 林士超

「善茜老師擁有的教學魅力與嚴謹的研究基礎,是完成這本書的關鍵。科學不是隻在口頭論述辯論而已,需要踏實完整的立論技巧、不同層次的引導想法。此書非常適閤在新課綱中,提供學生的自主學習和老師的專題課程使用。」——臺中市立惠文高中天文臺臺長、教師、地球科學學科中心 種子教師 吳秉勳

「想做科展嗎?快來看這裡!就像名廚公開做菜的大祕笈,經驗豐富 的阿茜師也公開做科展的大策略!你若煩惱如何讀文章找靈感?如何玩靈 感變齣創意?如何發揮創意構思方案?如何執行方案參加科展?看完本書,再也不煩惱。」——110年師鐸獎得主、臺北市立第一女子高級中學化學教師 周芳妃

「本書是高中教師多年實務經驗談,對於專題研究各階段,學生可能遇到的問題都有相當程度的說明與範例引導。無論是學生自學,以之為引導脈絡;又或者高中教師用以印證、查缺補漏『探究與實作』課程設計脈絡,都是很好的一本書。」——高雄市立高雄女中教師 張傢齊

「想當科學傢的同學值得珍藏的一本書,中學生從選題開始到如何進行研究,甚至連如何求助,這本書裡都有!」——國立嘉義高中教師 黃冠夫

「引導學生進行科學研究的艱難,每個自然科學老師有不同的體會。這樣的體會需要經驗纍積,是寶貴的教育智慧;能把這樣的智慧有係統地 自我剖析,需要有超群的意誌力與自我覺察;要把這樣的覺察分享給同業及廣大的讀者,需要有對教育的熱情與愛意。這三者皆具的難得交集,就在善茜老師的這本大作中具體展現齣來。推薦給大傢!」——臺中市立臺中女中教師 劉承玨

「善茜老師將自身多年指導學生專題的經驗清楚地記錄下來,無論是進行專題初入門的師生、抑或是指導專題多年的老師,都能從本書中得到 研究方法的引導或啟發。對於自主學習計畫的擬定或實作中毫無頭緒的學生,更是值得一讀的好書!」——新北市立闆橋高中教師、地球科學學科中心種子教師 劉麗純

用戶評價

评分

再來談談它在方法論介紹上的「接地氣」程度,這點對理工、社會科學背景的學生都適用,尤其對那些非傳統科學背景的修課生來說,簡直是福音。我發現它在介紹各種研究設計時,並沒有一味地吹捧某些主流方法,而是很中性地分析瞭各種方法的優缺點,以及在什麼樣的研究情境下,採用哪種方法會是最有效率的。例如,它在討論如何選擇抽樣方法時,不是直接丟齣定義,而是設計瞭一個情境模擬,讓你代入角色去思考:如果你想知道全校學生的意見,但時間有限,你會怎麼辦?這種互動式的引導,讓我感覺我不是在單方麵吸收知識,而是在跟一位經驗豐富的指導教授進行一場深度對談。這種務實的態度,比起那些隻會照本宣科的書籍,顯然更有助於我們實際操作時的信心建立,畢竟,研究本身就是不斷試錯的過程,有個可靠的指南在旁,失敗的成本也會降低不少。

评分

閱讀的過程,我最欣賞的是它在概念闡釋上的細膩度,特別是對於「研究問題界定」那一段,真的有種醍醐灌頂的感覺。我們颱灣的學生,很多時候在專題一開始就栽跟頭,不是問題太大,就是太小、太瑣碎,抓不到一個好的「切入點」。這本書似乎非常清楚這個痛點,它沒有用太過學術的語言去定義什麼是好的問題,而是用瞭很多生活化、甚至帶點幽默感的例子,去示範一個「模糊的念頭」是如何一步步被雕琢成一個可以操作、可以迴答的科學問題。那種引導的層次感非常紮實,從「我好像對某件事有興趣」到「我必須設計一個實驗來驗證這個假設」,中間的轉摺和所需的思考工具,書裡都給得很到位。讓我想到我以前做報告時,老師總說要「有批判性思考」,但從來沒人教我具體的步驟,而這本書,彷彿就是一本將那抽象的「批判性思維」具體化的操作手冊。

评分

這本書的封麵設計,坦白說,第一眼看過去,還蠻有那種學術味,但又不失親切感,配色上選得挺巧妙,那種帶著一點點復古的米白色,配上俐落的深藍字體,讓人感覺這不是一本死闆闆的教科書,比較像是一本帶你進入學術殿堂的入門磚。尤其那個標題,光是「像科學傢一樣做專題研究」,就已經抓住瞭我們這些在校生,或者剛踏入研究領域的人的心頭癢處。大傢不就是想知道,那些看似高深莫測的「科學傢」,他們平常在思考、在執行研究的邏輯到底是什麼嗎?我個人是覺得,光是這個「承諾」,就值得我們把它帶迴傢翻閱。畢竟,在颱灣的教育體係下,從國中、高中到大學,我們接觸到的往往是標準化、流程化的知識傳遞,真正的「研究精神」——那種從零開始提問、假設、驗證的過程,往往隻是一筆帶過,很少有專門的工具書能把這整個心法拆解得清清楚楚。我猜,這本書的作者群應該是下瞭不少功夫,試圖將那些學院裡的「潛規則」給透明化,讓每一個有誌於此的年輕人,都能找到屬於自己的研究航道,而不是在文獻堆裡迷航。

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最後,從「發錶」這塊來看,這本書的價值簡直是超乎預期。很多工具書在講完研究設計和數據分析後就戛然而止瞭,但這個階段,纔是讓研究成果真正發光發熱的關鍵。書中對於學術寫作規範、摘要撰寫技巧,乃至於口頭報告的颱風訓練,都有詳盡的著墨。特別是針對颱灣學術圈常見的投稿格式和審稿文化,書中似乎有很貼近本土實務的建議,這點非常加分。它不隻是教你「怎麼寫」,更教你「怎麼被看到」。我特別留意到它在如何準備「學術簡報」的那一節,提到時間控製和視覺化溝通的訣竅,那些都是教科書裡很少強調的「軟實力」。如果我們能把這些技巧都內化,那麼辛苦做齣來的專題,就不會因為錶達不當而黯然失色,這本書簡直是把從頭到尾的「儀式感」都給補足瞭,非常完整。

评分

拿到書的時候,我特別注意瞭一下它的裝幀和紙質,這其實是讀者體驗中很細微但又非常重要的一環。這本的紙張選擇,我覺得處理得非常好,不是那種亮到會反光的銅版紙,而是帶有柔和紋理的道林紙,長時間閱讀下來眼睛比較不容易疲勞,這點對於我們這種需要長時間盯著電腦或紙本資料的學生來說,簡直是救星。而且,它的排版布局也看得齣用心良苦,你看那內文的行距和字體大小,適中得恰到好處,不會有壓迫感;更別提那些圖錶和範例的呈現方式,它們不是簡單地丟在那裡,而是有設計過的視覺引導,讓你一眼就能抓住重點,這比那些把重點丟在粗體字裡,然後文字塞滿整個頁麵的傳統參考書,要舒服太多瞭。我記得我以前找資料時,常被那些排版混亂的學術報告搞得頭昏腦脹,如果是這種設計風格的書,我想我會更願意主動去「親近」它,而不是把它當成一份不得不完成的任務。

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