При подаче заявки на конференцию работа может быть выполнена на иностранном языке. Обязательным условием является представление доклада при публичном выступлении участника на русском языке, хотя, конечно, допускается приведение примеров, ссылок и т.п. на иностранном языке.
Биология
На секцию «Биология» могут быть представлены работы по исследованиям в традиционных фундаментальных областях (теория эволюции, филогения растений, молекулярная биология и т.д.), в новых направлениях (нейробиология, биология развития), а также работы по биологической экологии, медицине и валеологии.
Название должно абсолютно правильно отражать содержание работы и быть предельно конкретным. Например, если вы изучаете загрязненность близлежащего пруда, не стоит называть вашу работу, например, так: «Исследование проблемы загрязнения городских водоемов». Если вам нравятся подобные названия, то необходимо уточнение, скажем, такое: «на примере пруда Петропавловского каскада г. Ярославля» и т.п. Вряд ли темы «Кровь человека» или «Нитраты или жизнь» позволят грамотно организовать выполнение научного исследования. Название работы должно быть созвучно с целью и задачами исследования. Рекомендуется уже при первоначальной формулировке темы начинать ее со слов: анализ, сравнение, изучение, влияние, определение, выявление и т п.
Простые наблюдения за каким-либо предметом или явлением (например, за рыбками в аквариуме, за муравейником, за кошками, воронами и т.д.) могут лишь дать почву для размышлений о постановке цели научного исследования. После таких наблюдений надо дать ответ на вопрос: а что же можно нового или интересного выяснить о наблюдаемом объекте? Например, как зависит двигательная реакция аквариумной рыбки гуппи от температуры или химического состава воды? Или: чем отличается суточный ритм жизни муравейника весной и осенью? И т.д.
Цель работы должна быть сформулирована конкретно, а не в общих словах. Например, нельзя писать “Цель нашей работы - изучить поведение чаек”. Здесь содержатся сразу две неточности. Во-первых, каким видом чаек собрался заниматься автор? Во-вторых, поведение их достаточно сложно: бывает поведение на кормежке, при гнездовании и размножении, иерархическое поведение, отношения между молодыми особями и их родителями и т.д. и т.п. Кроме этого, поведение птиц и чаек в частности зависит от времени года, от места наблюдения и др. Поэтому изучать поведение чаек вообще - нельзя.
Типичная ошибка, характерная для школьников при написании вводной части работы, состоит в следующем. Вместо научной цели ставится цель учебная, интересная только для самого исполнителя. Например, так: “Мы решили научиться выращивать астры на пришкольном участке”. Конечно, такая цель заслуживает всяческого поощрения, однако науки здесь никакой нет. Вот после того, как вы научитесь выращивать астры, можно с ними проводить какие-то исследования, а пока такая работа научной не является.
Литературный обзор дается для того, чтобы показать, что сделано по данной проблеме другими авторами, отразить свою эрудицию по теме исследования, показать, что тема вашей работы изучена недостаточно или не изучена совсем.
В обзоре литературы не надо писать все, что вы нашли по интересующему вас предмету, а только то, что напрямую относится к теме вашей работы. Например, если вы изучаете поведение птиц, не следует подробно описывать их анатомию, строение гнезда и т.д.
В главе «Материал и методика» описывают, где, когда и кем, как проводились наблюдения и опыты, сколько их было проведено, с какой точностью проводились измерения и подсчеты, какие способы обработки данных использовались. Если использовались какие-либо стандартные методики, не всегда имеет смысл их подробно описывать, так как многие из них общеизвестны. Если методика была разработана или модифицирована самим автором в процессе работы, необходимо подробно описать как исходную методику, так и изменения, которые были в нее внесены. Надо обосновать причину этих изменений и возможности, открываемые измененной методикой.
Постановка биологического эксперимента требует глубокого понимания особенностей биологических объектов, представления о статистической достоверности результатов и ошибке метода. При постановке эксперимента обычно сравниваются процессы, происходящие с опытным и контрольным объектом.
Если в основе выбранной методики лежит не эксперимент, а наблюдения или сбор научных коллекций, требование повторяемости не отменяется, но принимает нередко иную форму. Сходных наблюдений должно быть несколько. Если результаты их несколько отличаются, следует оценить их с помощью статистических методов. Освоение простейших статистических методов (например, метод хи-квадрат, см. приложение) вполне доступно старшекласснику.
Методический раздел работы необходимо описывать подробно, так как часто неправильное описание применения методики служит основной почвой для критики работы. Очень полезно вместо подробного словесного описания места наблюдения приложить его карту-схему с отмеченными точками наблюдений и фотографии этих мест. Материал, использованный в работе, полезно привести в форме таблиц.
Чем больше объем и количество проводимых опытов, тем достовернее полученные результаты. Причем эти опыты или наблюдения должны быть именно однотипными. Повторение неоднотипных опытов (то есть таких, в которых условия опыта меняются), не только не имеет смысла, но может привести к серьезным ошибкам. Например, если вы сравниваете видовой состав птиц в городских парках г. Ярославля в разные сезоны, нельзя летние наблюдения проводить, скажем, в Скобыкинской роще, а зимние – в Петропавловском парке.
Раздел работы «Результаты и обсуждение » не предусматривает переписывания дневника наблюдения или протокола опытов. Данные материалы можно оформить в виде “Приложения” и в тексте “Результатов и обсуждения” делать на них ссылки. Наиболее просто это делается в фаунистических или флористических исследованиях. Допустим, велись наблюдения за видовым составом птиц городского парка. В этом случае приводится список видов в систематическом порядке, и про каждый вид сообщаются какие-либо сведения. При этом важно отделить собственные наблюдения от взятых из литературы.
Порядок обсуждения результатов обычно следующий. Вначале излагаются самые общие закономерности, затем более частные. Например, при сравнении поведения хомяков и мышей вначале надо сказать несколько слов о том типе поведения млекопитающих, который вы изучаете вообще, затем грызунов в целом, и в конце — конкретных видов хомяков и мышей, с которыми ставились опыты. Очень важен серьезный анализ и правильная интерпретация полученных результатов.
На основании изложенных результатов кратко формулируются выводы, корректно сформулированные положения. Выводы должны отвечать на вопрос, поставленный в цели работы.
Экология
В основе работы должна лежать научная методика экологического исследования, научный эксперимент должен быть точным, запротоколированным, многократно повторенным. Желательно, чтобы работа сопровождалась схемами, картами, фотографиями, графиками, и, возможно, видеоматериалами. Большую объективность работе дает, математическая (статистическая) обработка данных.
Важно избежать ошибок, недостоверных результатов и погрешностей методик, чем зачастую страдают школьные научные проекты, не адаптированные к школьному уровню анализа. Для биологических и экологических работ недостаточен срок эксперимента - год или менее.
Хорошо, если какой-либо вуз оказывает помощь школьному научному исследованию, предоставляет возможность использовать свою материально-приборную базу.
Возможны работы по экологии человека, урбоэкологии, социальной экологии и т.д. (см. также рекомендации по секциям химии, биологии и географии).
География
Работы могут быть посвящены исследованию отдельных компонентов природы (например, рек, озер, болот), либо ландшафта в целом. Безусловно, выигрышными являются работы, в основе которых лежат личные наблюдения или полезные изыскания (даже простейшие – рассмотрение проблем ближайших окрестностей, лесов, лугов, «жилой ткани» (среды) малого города или городского квартала). Сюжетным центром исследования должна быть какая-либо проблема: недостаточно просто описать пригородные леса, необходимо попытаться, например, определить причину их неблагополучия. Например, тема «Открытие Южного полюса Д.Куком» – не слишком удачная формулировка. Очевидно, что автор-школьник никогда не был в Антарктиде, и, скорее всего, не знаком лично с первооткрывателем. Лучше, если в данном случае работа будет называться «Проблема приоритета в достижении Южного полюса: кто же все-таки был первым?»
На секцию «География» могут быть представлены работы по географической экологии.
Весьма желательно, чтобы географические или геоэкологические работы содержали карты, схемы, графики, фото. Это «оживляет» исследование и очень помогает автору представить, а слушателям воспринять доклад.
Химия
Работы, представленные на секцию «Химия», могут носить как экспериментальный, так и теоретический характер.
Экспериментальная работа подразумевает постановку эксперимента в лаборатории. Основной раздел такой работы должен состоять из двух частей: химической и экспериментальной. В химической части должно быть подробно изложено содержание проделанной работы. Все химические процессы, лежащие в основе проводимого эксперимента должны быть описаны с помощью уравнений химических реакций или схем. Для органических соединений не допустимо использование брутто-формул – необходимо приводить полные или сокращенные структурные формулы. При описании методов исследования в химической части не нужно приводить точные методики, по которым выполнялась работа.
В экспериментальной части должны содержаться точные методики проведенных опытов, описание вновь синтезированных веществ, характеристика использованных реактивов и материалов. При подготовке работ авторам и их научным руководителям следует иметь в виду, что на конференцию не принимаются работы, в которых описаны исследования, подразумевающие работу автора с веществами 1 и 2 класса опасности.
Теоретическая работа по химии не подразумевает работу автора в химической лаборатории. Такая работа может содержать моделирование химических систем и проведение расчетов с помощью ЭВМ, выдвижение новых гипотез для объяснения результатов известных из литературы и т.п.
Работы, проведенные на стыке наук (химии и биологии, химии и физики и т.д.), должны быть оформлены таким образом, чтобы в Основном разделе большее внимание уделялось химизму описываемых процессов.
Физика
Исследовательская работа по физике может носить как теоретический, так и экспериментальный характер.
Тема может быть посвящена исследованию интересного замеченного природного явления или известного, опубликованного в печати физического процесса, анализу известных методов исследования, измерению известных физических констант, созданию измерительных приборов, и так далее. Необходимо аргументировать, чем интересен выбранный объект исследования с точки зрения фундаментальной или прикладной физики.
Работа теоретического характера должна показать комплекс взглядов, представлений и идей, направленных на толкование, объяснение исследуемого явления; гипотезы, физические модели, расчеты. Цель теоретической работы – выделить проблему и разобраться в ее сущности, дать количественные оценки рассматриваемых величин. "Если хорошая, проверенная теория позволяет рассчитать процесс, то зачем эксперимент? Как можно гордиться тем, что экспериментальные точки каждый раз ложатся на теоретическую кривую? Эксперименты необходимы там, где теория плохо работает и наши знания недостаточны" (академик Н.Н.Яненко). В теоретической работе недостаточно простого описания или перечисления известных законов и области их применения. Необходимо показать действие законов или использование теории в выбранном физическом процессе, природном явлении и т.п. Можно также оценить расхождение идеальной теории, закона, формулы с физическими явлениями в реально существующих условиях. Особенную ценность представляют работы, выполненные на стыке разделов физики или на границе применимости отдельных законов (например, квантово-волновая природа света, принцип неопределенности и т.д.). Интересны работы, позволяющие каким-либо нестандартным способом рассчитать фундаментальную константу.
В экспериментальных работах необходимо показать, какая методика исследования выбрана и почему, добиваться контролируемых и управляемых условий эксперимента (как методе познания). Отдельно и тщательно должна быть описана методика измерений. Следует ясно изложить идею метода, остановиться на средствах измерений и кратко - на возможных ошибках. "Выучиться правильно измерять - одно из наиболее важных, но и наиболее трудно осуществимых этапов науки. Достаточно одного ложного измерения, чтобы помешать открытию закона и, что еще хуже, привести к установлению несуществующего закона; таково было, например, происхождение закона о непредельных соединениях водорода и кислорода, основанного на экспериментальных ошибках в измерениях Бунзена" (академик С.И.Вавилов).
В разделе, относящемся к проведению опыта, необходимо хорошо описать последовательность операций, способов и приемов, которые характеризуют технологию эксперимента. Обязательна оценка погрешностей измерений, необходимо показать, как они влияют на надёжность результатов. Не надо писать общих фраз типа "погрешность измерения остальных напряжений - 2%". Лучше показать, какими приборами измеряли и как определялись погрешности. Оценка погрешностей необходима для извлечения из совокупности данных наиболее близких к истине результатов, чтобы вовремя заметить несоответствия и допущенные ошибки, разумно организовать измерения и правильно установить точность полученных результатов. Результаты измерений представляются в виде таблиц. Если используются графики, то в названии необходимо показать, что изображено.
Если в работе используется какая-либо экспериментальная установка, она должна быть подробно описана, при этом особое внимание уделяется тем ее элементам, которые могут влиять на результаты измерений. Если аппаратура нестандартна, следует привести ее четкую схему. Схемы или рисунки обязательны при описании экспериментальной установки и отдельных ее частей с точки зрения физики процесса. Например, при изучении истечения газов через сопло важно знать его геометрию, а при исследовании скорости распространения ударных волн - схему датчиков основного измерительного устройства.
В тексте должны содержаться ссылки на цитируемую литературу, указания на источники, откуда взята та или иная формула, закон и т.п.
В работе должен быть проведен их анализ и синтез полученных данных. Нужно выделить главный, основной результат. Возможно, это единственный график, единственная надежно измеренная величина, одна или несколько фотографий - неважно. Покажите ценность добытой информации и насколько устойчивы полученные данные к изменениям условий, четко определите область параметров окружающей среды, где данные верны.
Во-вторых, необходимо сопоставить полученные результаты с теорией. Если ваши результаты соответствуют известному, надежному научному факту, это должно быть показано. Если вы обнаружили результаты, сопутствующие основному (например, вы измеряете предельные силовые нагрузки на материал до разрушения, а заметили излучение), опишите наблюдаемое явление и покажите, в каких условиях, при каких нагрузках его наблюдали.
В заключении приводятся выводы по физической сущности работы, указывается, достигнута ли цель работы и закончено ли исследование, что установлено в результате проведённого экспериментального (теоретического) исследования, с чем связаны неудавшиеся опыты.
Математика
Постановка исследовательской математической проблемы (задачи) предполагает получение субъективно нового, а в некоторых случаях и не встречающегося в научной литературе объективно нового результата. Выбор темы часто осуществляется через переход от задачи школьной программы к исследовательской проблеме. Математические исследования могут проводиться в области алгебры, геометрии и других разделов математики, лежащих за пределами курса общеобразовательной школы.
Если за основу доказательства берутся определенные формулы и законы, то в тексте работы должны содержаться ссылки на источники, учебники и специальную литературу, откуда они взяты.
В качестве исследовательских задач могут быть выбраны:
- математические задачи, известные из истории науки, классические методы их решения (например, теорема Птолемея о вписанном четырехугольнике и блок задач на ее использование);
- задачи межпредметного характера (например, использование свойств квадратичной функции при исследовании равнопеременного движения в физике, комбинированные задания по математике и информатике);
- самостоятельно составленная учащимся новая задача.
В работе могут быть представлены результаты, полученные автором с использованием современных математических методов; результаты, содержащие использование известных математических методов или математических моделей и процессов для новых приложений; экспериментальные данные и их трактовка; самостоятельная разработка алгоритмов, прикладных программ или использование специализированных пакетов прикладных программ; освоение и применение специализированных программных комплексов, выполнение тестовых и рабочих расчетов, анализ результатов.
Особенную ценность в математических исследованиях представляют:
- умение обобщать и находить закономерности, классифицировать объекты (выделять существенные признаки объекта или последовательности объектов, устанавливать основание классификации или делать выбор основания);
- моделирование математических объектов (модели-подобия, модели-аналоги; структурные и функциональные; дедуктивные и индуктивные).
- индуктивность математического творчества.
Информатика
Работы, представленные на секции «Информатика», как правило, имеют в основе разработанную автором уникальную компьютерную программу (разработку программного продукта и/или проекта сети, интерфейса и т.д.).
В таком случае кроме исследовательской части работа должна содержать:
- описание задачи;
- изложение алгоритма решения задачи, программного интерфейса;
- описание программы, входных, выходных данных и результатов, распечатками программы;
- исполняемый программный модуль для IBM/PC-совместимых компьютеров (на компакт-диске);
- описание характеристик вычислительной техники, на которой решалась задача.
При оценке работы экспертные комиссии учитывают:
1) сложность работы, ее реализации, возможности программы, интересные приемы при ее реализации;
2) законченность, целостность программы, степень продвижения автора к ее совершенству;
3) осознание автором поставленных целей, степень их достижения и общие критерии оценки.
Программные продукты должны быть предусмотрены для демонстрации на указанных в описании компьютерах. Не принимаются работы, содержащие только программу без необходимого описания.
Представляемая программа должна быть прислана в виде файла (или набора файлов) на компакт-диске по почте вместе с текстом исследовательской работы и заявкой в адрес Оргкомитета конференции.
* Подробная информация дается экспертами по тем секциям, на которых возникали наиболее спорные ситуации по опыту предшествующих конференций.