概要：对中小学的研究性学习来说，由于主要是学习，设计实验不难，基本上把已有的实验方案，略微改变如换一种实验材料来做实验就够了。实验设计方案一般包括实验题目，目的要求，实验假设，实验预期，方法步骤，实验记录，实验结果和结论八个部分，其中真正困难的部分是对照实验的设计，其次是实验技巧。设计对照实验主要目的就是排除其它的可能的原因与结论，以得到切实可靠的结论。 写论文是对研究性学习的总结。在写论文时能够回顾实验设计、结论有无缺陷，是否全面完善，逻辑是否严密，要考虑对所取得的实验结果是否还可以提出不同的解释，是否已经确切地排除了其它的可能性等等。写论文应当按解决问题的逻辑推理顺序逐步提出实验与实验结果，最终得到结论。在文科方面，写论文，做课题，切忌做大课题，写讨论大问题的论文。做大课题很容易大而空泛，根本学不到如何做真正的研究。宁可小而精，宁可做小问题而有新意，最好是把小问题研究透彻后而产生自己独到的创新，逐步掌握如何做真正的研究，研究天分很高的学生自然会在这样的基础上逐步能够做大课题的。 与常人的一般的估计相反，我认为相对说来，在小学、中学进行科学研究教育比在大学中进行相对更容

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对中小学的研究性学习来说，由于主要是学习，设计实验不难，基本上把已有的实验方案，略微改变如换一种实验材料来做实验就够了。实验设计方案一般包括实验题目，目的要求，实验假设，实验预期，方法步骤，实验记录，实验结果和结论八个部分，其中真正困难的部分是对照实验的设计，其次是实验技巧。设计对照实验主要目的就是排除其它的可能的原因与结论，以得到切实可靠的结论。 
写论文是对研究性学习的总结。在写论文时能够回顾实验设计、结论有无缺陷，是否全面完善，逻辑是否严密，要考虑对所取得的实验结果是否还可以提出不同的解释，是否已经确切地排除了其它的可能性等等。写论文应当按解决问题的逻辑推理顺序逐步提出实验与实验结果，最终得到结论。在文科方面，写论文，做课题，切忌做大课题，写讨论大问题的论文。做大课题很容易大而空泛，根本学不到如何做真正的研究。宁可小而精，宁可做小问题而有新意，最好是把小问题研究透彻后而产生自己独到的创新，逐步掌握如何做真正的研究，研究天分很高的学生自然会在这样的基础上逐步能够做大课题的。 
与常人的一般的估计相反，我认为相对说来，在小学、中学进行科学研究教育比在大学中进行相对更容易些，教育效果也更好些。小学、中学的各门学科中，与大学相比，直接面对大自然，实验简单，易于操作，易于控制，结果明显，易于得到结论，也容易设计并进行各种对照实验以检验各个可能成立或不成立的解释，由实验结果进行推理而得到结论的推理步骤也少，而且资金花费也少（这对我们这样一个穷国，意义重大），但有关科学研究的原理却是一致的。在大学中才进行科学研究教育，唯一的优势是学生已经长大成熟，但也有不利之处：大学中的实验材料基本上是已经经过了处理的材料，这样，要通过实验全面理解如何做科学研究，就有更多的未知之处要考虑，还需要更多的推理步骤，也难设计并进行对照实验。 
《美国国家科学教育标准》中对研究性学习有很好的阐述和案例，建议教师参考。下面我将举一个简单实验为例，学生通过它一样能够知道科学研究的原理： 
本实验原理是：在零下或零度的同一个温度下，冰在高压强下熔点会降低，能够融化为水，高压强不存在后又结成冰。本人读初二在冬天很冷时，做了一个铝饭盒大小的冰块，悬空架在两张凳子中间，用细铁丝两端系上两个共9公斤的大哑铃，再把带哑铃的铁丝小心地放在悬空的冰块上，过几分钟后，看到细铁丝慢慢陷入冰块，向下全部陷入冰块，最后细铁丝全部穿过冰块掉在地上，冰块未断成两块，只是放铁丝的地方有一道凹痕。 
而后，教师或家长问学生：“为什么铁丝能够穿过冰块？为什么冰块能够不断成两半？”学生可能有各种回答，这些回答若不正确，应该用实验来否定。比如说，学生可能回答：“铁丝是钻过去的。”这个结论可以用木头或钢筋代替冰块来做对照而否定。学生可能得到结论：铁丝只能够钻过冰块。这虽然等于什么也没有回答，也可以用带轻的物体的铁丝做对照实验，证明铁丝带的是轻物体的话也不能够钻过冰块。启发学生注意铁丝要带重物才行。 
而后，可以提示学生铁丝穿过水很容易，或提示冰能够化为水，水也能够结冰，逐步启发学生得到类似答案：铁丝挂重物压在冰上，冰会融化变成水，没有带重物的铁丝压着，水会结成冰。这是唯一在科学上可以接受的结论，但还需要验证。这结论可以用几种办法验证，此外还可以用冰豆腐代替冰块来做实验（本人在南方，未做过），或许能够得到更有趣的结果。 
在科学知识教育中，同样能够教育学生学到有关科学研究方面的知识。例如初中物理中学习阿基米德定律，物体在液体中所受到的浮力，等于物体所排开的液体的重量。教师常常用水做了实验测量就结束了，但这实际上不符合科学原理，明显缺乏实验验证。阿基米德定律所说的是液体，不是水，是一般性的结论，所以至少还必须用煤油、酒精进行测量验证才行。 
结语： 
科学研究的原理，简单地说不外乎说什么话，得到什么结论要有实验依据，要逻辑严密，由此再得到结论还要严密推理并用实验验证；否定其它的结论、解释，否定其它可能的原因也要符合逻辑，并用实验来证明。学生所做的那些研究性学习中的实验与讨论，与科学家所做的科学研究，主要的区别在于科学家所做的是创新，学生所做的不是创新而已。研究性学习并不是只看重过程，不重结果，研究性学习的结果：学生学会如何做科学研究，并内化为学生的习惯与素养很重要，只不过这些结果目前不能够通过考试检测出来而已。 
参考文献与注释： 
1、爱因斯坦：《西方科学的基础和中国古代的发明——1953年给J.E.斯威策的信》，《纪念爱因斯坦译文集》，上海科学技术出版社，1979，P46，此话根据商务中译本，刘华杰提到李醒民认为末句翻译有误，本人赞同，此处引用时已根据李醒民的提示改正。 
如何培养学生的科学鉴别力 
以下办法用于训练天赋非凡学生的科学鉴别力，普通学生恐怕掌握不了。请不要以为下面的所说的一些东西很简单，本人曾经阅读过中国一些博士、著名专家的论文与论战文章，发现有相当一部分人尚未具备较高的科学鉴别力。 
科学鉴别力（评价判断能力）并不只是批评能力，而是包含两种类型的评价判断能力：肯定性的评价判断力（注重论点的确证支持与未来发展潜力）和否定性的评价判断力（注重挑出支持、确证方面的不足与错误）。这些早就被西方的科学家们讨论过了，唯一的缺憾是笔者未见到如何培养学生科学鉴别力具体办法的讨论。中国由于历史上多年的政治运动以及其它影响，学者也受到了潜移默化的感染，自然科学界在这方面有些死板，而文科学界，科学鉴别力中批评（否定）性的评价能力特别强也特别被看重，在中国，尖锐的批评评价容易产生反响，真正的创新常常难于得到好评，而且中国的对学术成果的肯定性评价判断也过于看重论证的情况而不是论点、方法的未来发展潜力，这实际上还是表现了批评（否定）性的评价能力过强。但这两种类型的评价判断力是不可偏废的。 
根据这两种类型的评价判断上学生、学者表现出来的自然而然的天赋，心理学家瑟斯顿把学生与学者分成两种截然不同的类型[1]：甲类是批评分析型，乙类是创造型。每当甲类学生遇到一个新假设或一个新颖的建议时，他们总是把它认作是荒谬的或不切合实际的。他们用清晰的，常常是难以捉摸和巧妙的逻辑思维来分析这些新的提议。相反，乙类学生在遇到同样的问题时，则较容易接受，并思索其中包含着的东西，以及是否可以证实它。对于新颖的建议，他们所产生的动力是希望能够证明它是真实的。两种态度有各自的弱点。对于甲类来说，尽管他们擅长形成完美的论点，但却可能会省略掉富有创造性的论点。而乙类有时则可能相信那些表面似乎有道理但实质上荒谬可笑的见解。笔者对此研究的结论简单地说是：这两种情况由个人思维能力的特长决定，表现出批评分析型的人是因为其联结性思维能力强，思考快速准确，聪明；表现出创造型的原因是凝聚性思维能力强，思考深入，富于睿智。 
此外，有些科学家包括哈耶克也对此进行了讨论，有所补充。记忆里我曾经读过的W.I.B.贝弗里奇所著的《科学研究的艺术》，有科学家曾说（大意）：这两种不同类型的人如果分别是教师与学生，有可能出现糟糕的情况：批评分析型的学生遇到创造型的教师，或许会头痛自己为什么不能够象老师那样新思想迭出，认为自己应该象老师一样，并怀疑自己的能力；创造型学生遇到批评分析型的教师，或许会认为自己那样是缺乏逻辑思维能力，头痛自己不善于作透彻细致的逻辑分析以及找出自己和他人研究结果的不足与错误。[2] 
所以，科学鉴别力的教育只能够顺应心理特征（思维能力的特长），而不可强行改变。对于批评分析型的学生，由于进行分析推理以及批评是其自然而然的强项，在肯定其优势并首先教会学生如何做学术批评以及高水平学术批评的的基础上，要提醒学生注意这种优势容易导致对自己和他人的未完善的设想批驳能力很强，很容易扼杀自己或他人的未成熟的创新。所以教师要特别注意随后就必须培养这类学生肯定性的评价判断力，以增进学生的自信心与相对平衡的良好科学鉴别力。科学知识并不是全部由无可争议的事实与理论组成的，在个人的研究过程中，从肯定性的评价判断角度来看，在科学研究中必定需要良好地鉴别自己的和他人的各种研究结果属于下面所列举的哪一种情况： 
1、已经发表但未被发现其重大错误的研究结果，科学史上例如：伦琴因密封的照相底片曝光而发现X射线后，曾有法国人发现了（实际上并不存在的）N射线，还获得大奖，当然，最终的研究结果发现，所谓的N射线不过是心理影响而已。也曾经有一个日本人突发奇想：“萤火虫不也是发出荧光----射线吗？于是进行实验后，煞有介事地报告：萤火虫能够发出射线，导致底片产生阴影。这明显忽略了其它的可能性，当然，其他科学家重复实验后指出：萤火虫产生的气体（至少部分地）导致底片产生阴影，并不是萤火虫发出射线，使得这个日本人和他的合作者大为丢脸。 

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