申报国家自然科学基金项目要以科学问题为主线
申报国家自然科学基金项目要以科学问题为主线王来贵$ 朱旺喜!
($辽宁工程技术大学力学与工程科学系,阜新$!’""";
!国家自然科学基金委员会工程与材料科学部,北京$"""())
引言
从广义上讲,科学是关于自然、社会和思维的知
识体系[$],是以范畴、定理、定律形式反映现实世界
多种现象的本质和运动规律的知识体系[!]。从狭义
上分析,科学就指自然科学。自然科学具有理性和
证实性、探索性和创造性、通用性和共享性及作为一
般生产力等特点[’]。
国家自然科学基金主要资助从事基础理论或应
用基础理论的研究。从事国家自然科学基金项目研
究,其任务和整个过程是围绕科学问题展开的。从
逻辑学的角度来分析,问题是指提出疑问要求回答
的思维形式,科学始于问题。科学问题泛指研究中
主体与客体、已知与未知的矛盾。根据提出问题的
内容、性质和角度的不同,可把科学问题主要归纳为
回答“ 是什么(*+,-)”的陈述型、回答“ 怎么样
(+.*)”的过程型和回答“为什么(*+/)”的因果型等
三种主要形式[’,0]。科学问题规定着科学研究的内
容、方向、途径方法和手段,决定着科学研究的结果
和价值。科学研究总是以提出科学问题开始,并以
解决问题告一段落。
爱因斯坦曾说:“提出一个问题往往比解决一个
问题更重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个数
学上的或实验上的技能而已。而提出新的问题,新
的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造
性的想象力,而且标志着科学的真正进步”。!"")
年)月’$日,全国人大常委会副委员长、中国科学
院院长路甬祥在“科学与中国”院士专家巡讲团报告
会上作了题为《百年物理学的启示》的报告。他指
出,重大科学突破往往始于凝练出科学问题。在科
学的发展中,解决问题固然是重要的,而提出重要的
科学问题似乎更重要。提出问题是科学研究的前
提,提出重要的科学问题更能昭示科学所蕴含的创
造性。有时,一个重要科学问题的提出甚至能够开
辟一个新的研究领域和方向。大科学家海森堡、我
国著名的地质学家李四光、科学哲学家波尔都曾指
出:“准确地提出一个科学问题,问题就解决了一
半。”
科学问题是科学研究的核心[)]。科学研究的过
程,就是对科学问题作出解答的过程。科研选题要
遵循需要性(价值性、目的性)、创造性(先进性)、科
学性(真实性、客观性)和可行性(现实性、效能性)原
则。科学研究是运用观察、实验、比较、分析、归纳等
方法,把感性材料加以研究,提高到理论水平的工
作。科学研究是一个继承与创新的过程,是从自然
现象的发现到技术发明的过程,是从原理到产品的
过程,是从基础理论研究到应用研究、开发研究的过
程。科学研究包括两部分:一是整理知识,是继承、
借鉴,是对已产生的知识进行分析、鉴别和整理,是
使知识系统化;二是创造知识,是发展、创新,是发
现、发明,是解决未知的问题。国家自然科学基金的
资助更注重后者。
! 国家自然科学基金的基本特性
国家自然科学基金在国家创新体系中的战略定
位是:支持基础研究,坚持自由探索,发挥导向作用。
国家自然科学基金支持科技工作者在资助范围内
(自由选题、目标导向),开展创新性的科学研究。要
求充分了解国内外科技发展现状与动态,瞄准科技
发展前沿或结合国家战略需求,认真构思,立论依据
充分、选定创新性强的研究方向、研究内容和研究方
案,开展具有重要科学意义或重要应用前景的基础
研究,开展前瞻性、创新的探索性研究,力图通过研
究得到新的发现或取得重要进展。基础研究以认识
第$期中国科学基金’1
自然现象,探索自然规律,获取新知识、新原理、新方
法等为基本使命。国家自然科学基金具有以下特
性:
(!)基础性:要求申报的范畴主要是基础理论
或应用基础理论,围绕科学问题展开的研究工作,是
揭示自然界普遍规律、基本原理和自然现象运动本
质的理论性工作。为此国家自然科学基金一般不资
助工程中具体的技术问题或工艺问题研究,不资助
产品开发。
(")创新性:基金资助体现在试图解决新问题、
发现新规律、提出新概念、论证新定理、验证新理论、
解释新现象、采用新方法、设计新实验、得到新结果
等在前人工作基础上的具有探索未知事物的基础性
研究工作,来揭示自然事物新的属性和新的自然过
程,提出新的观点和原理。
(#)科学性:体现在选题内容真实可靠、并通过
理论、实验、试验等方法研究得出关于事物的本质和
普遍规律的理论知识;并在表述方法、撰写结构、语
言格式等方面符合逻辑、规范。
($)前瞻性:基础研究的性质决定着理论研究
的超前性。国家自然科学基金注重学科发展前沿与
国家科学发展战略相结合。对于基础理论和应用基
础理论研究,理应瞄准国际发展前沿,在国家急需和
战略发展需要的领域取得一批高水平的科研成果。
! 围绕科学问题撰写国家自然科学基金申
请书
!%" 立项依据
立项依据包括研究意义、国内外研究现状及分
析,附主要参考文献目录。依据国家自然科学基金
要求,对于基础研究,要简要阐明研究工作的科学背
景、主要目的、范围;对于应用基础研究,简要说明研
究工作的工程背景、主要目的和范围。因此主要回
答在前期的研究工作基础上,发现什么科学问题,这
个科学问题的必要性(重要性或迫切性)、先进性及
新颖性。为什么要选择该科学问题?该科学问题国
内、外处于什么地位?要研究什么?能做什么工作?
在众多有不同现象但有共同的发生机理的工程
问题中,透过现象看本质,凝练出一个或数个科学问
题。提出工程现象是什么?怎样发生?对应科学问
题,分类、分层次地简要回顾研究历史,并对国内外
研究现状进行综合分析、评述,归纳出对应科学问题
中已经解决、部分解决和尚未解决的共性问题,简要
说明采用新概念、新理论、新方法、新手段等可以更
科学、更准确地对相应科学问题的理论基础、技术路
线、实验方法和手段,以及选择特定研究方法的理由
和预期研究结果;对应科学问题,展望如果完成该科
学问题的研究工作,在科学上能解决什么问题,达到
什么效果,具有何种科学价值;在何领域应用、具有
何种应用前景;具有什么样的社会、经济、环境效益
和意义;暗示项目研究的必要性、紧迫性。
例如:“冲击地压”(或称岩爆、煤炮、采矿诱发地
震等)是一种发生在不同岩石工程领域中但具有相
同本质力学演化过程的自然现象;甚至包括煤矿中
的瓦斯突出、突水、顶板突然断裂等现象均是岩石工
程结构在外力作用下失稳破坏的力学过程。因此,
分析、评述,归纳对应科学问题时,要透过现象看本
质,凝练“冲击地压”这一类工程现象的具有普遍性、
共性的本质问题,就是研究“冲击地压”现象的科学
问题。
!%! 项目的研究内容、研究目标、拟解决的关键问题
研究内容要以科学问题为导向,紧紧围绕科学
目标,集中精力解决科学问题。本质上是要对物质
运动现象的孕育、潜伏、爆发、持续、衰减、终止等演
化过程提出假设、建立模型、进行科学描述、提出判
据及进行评估、评价、监测、预测、预报、治理,对此等
问题有一个清晰基础上的研究思路。
针对所研究的科学问题,探讨、揭示什么规律或
发生机理,提出、建立什么理论(模型、判据),阐明、
阐述什么原理,证实什么结果,解决什么问题,达到
什么目的。
拟解决的关键问题是指对于已经分解的科学问
题中的研究难点或重点问题。一般选择理论、实验
技术或科学计算上的关键点。如果难点问题选得
准,并得以解决,其他问题就可迎刃而解,整个项目
就可能完成。
!%# 拟采取的研究方案及可行性分析
拟采取的研究方案包括有关方法、技术路线、实
验手段、关键技术等。围绕科学问题,采用必要的具
体分析方法。理论分析方法如数学方法的微分方
程、积分方程、数值方法、混沌方法、遗传算法、小波
分析、模糊分析等;实验分析方法如物理方法,力学
方法,化学方法,生物方法等;理论方法如归纳方法,
演绎方法等;还有统计分析法、经验与半经验分析
法,非线性分析法如系统整合法、因果反馈法、信息
演绎法、目标优化法、突变理论法、协同理论法等;模
拟的方法如物理模拟、数值模拟、比拟的方法等。
技术路线强调以科学问题为主线,完成项目研
$& 中国科学基金"&&’年
究内容的流程、顺序、各项研究内容间的内在联系和
步骤。技术路线在叙述研究过程的基础上,可采用
流程图的方法来说明,具有一目了然的效果。
实验手段、关键技术采用何种具体的实验方法、
手段,在阐明实验基本原理的基础上,利用何种实验
材料,测试何种物理、力学、化学等量,宜适当介绍。
可行性分析是指是否具备顺利地进行项目研究
的环境和条件,包含:(!)客观条件:包括与项目相
关的文献资料、实验设备、时间、经费、技术、学术信
誉等方面的条件;已有的研究基础,特别是进行项目
研究在学术上的可能性。选择具有充分科学依据,
而不是盲目地谈具不具备研究可能性。(")主观条
件:指项目主持人和项目组成员的知识结构、科学品
格、兴趣爱好、献身精神、学术专长等。要求主持人
不仅具有深厚的专业知识、宽广的相关知识,还应具
有良好的科学品德、组织协调能力和战略远见。
(#)如果条件不具备,采用何种方法解决。($)好的
想法。好的想法比其他因素更重要。
!%" 项目的特色与创新之处
围绕科学问题的提出在拟研究项目中的科学问
题、研究内容、研究目标、研究方法或预期成果等方
面的特色和在学术上的新颖性。通常可利用优先资
助领域阐明项目研究特色。
# 申报国家自然科学基金项目应注意的若
干问题
#%$ 选题
选题就是要选择一个合理、准确、明晰的科学问
题。对于应用基础研究,科学问题的选取首先要以
工程中所发生的现象为基础,回答工程现象的实质
是什么,为什么发生,怎么样发生,其普遍原理是什
么等问题;探究工程现象孕育、潜伏、爆发、持续、衰
减、终止等演化过程,提出假设、建立模型和判据、进
行数学力学描述及测试、评估、评价、监测、预测、预
报、治理理论等。对同一工程现象,理论自身、理论
之间及理论与实践、理论与经验的矛盾是选题的另
一大来源。科学的发展形成众多交叉学科,使得各
个学科之间存在密切的联系、交叉和融合,为选题提
供了新的土壤和广泛领域,并可借助边缘学科、交叉
学科提出创新点。
选题方面存在的主要问题是缺乏创新、选题过
大和意义不大。其他的缺陷有跟踪研究、选题重复、
偏于应用,选题不明确或与研究内容不符等[&]。新
概念不是创新名词,而应有实质性内容。
#%! 申报题目
申报题目本身就是一个科学问题,或者是从几
个科学问题中凝练出的精华。申报题目要求:准确
恰当、简明具体、醒目规范、主题明了、字数适中。切
忌:皮大馅小、盲目拔高、词语重复、语序错乱。在项
目名称有限的字数内,让评议人能够明白申请者具
体要做什么研究,或研究对象是什么,或用什么研究
方法,或拟解决什么科学问题等。
#%# 摘要
摘要包括该项研究工作的目的、重要性、内容及
其方法,重点突出申请者研究内容的新见解。摘要
撰写拟采用第三人称,不列举例证,不描述研究过
程,不做自我评价,不用图、表、化学结构式,不用数
学公式。
#%" 申请报告的整体性
国家自然科学基金申请报告,是一个以科学问
题为主线的有机整体。研究目标避免过大或达到一
个非学术目标,也要避免达到一个泛泛的科学目标;
研究内容要重点突出,具体可行;不要“领域”论证,
避免大、杂、空,抓住拟解决的关键科学问题。在项
目的立项依据、研究内容、研究目标,拟解决的关键
问题、研究方案及可行性分析、特色与创新之处等,
都要围绕科学问题展开,主线贯穿始终,首尾呼应。
研究内容、研究目标反对“大题小做”,提倡“小题深
做”、“小题精做”。关键问题精练,与研究内容有所
区别。所提的科学问题适中,科学目标明确,立论依
据完整,撰写规范可读。
#%% 撰写语言规范、科学
撰写语言方面要求规范、科学,包括参考文献的
引用、西文字母的大小写和正斜体、物理量及其单
位、数字的引用、公式、表格、化学表达式等书写要符
合科技报告或论文的基本要求;同时,文字要求精
练,避免繁琐、口语化,如不宜过多采用“本文”、“本
项目”、“我们”、“笔者”等。
#%& 参考文献
参考文献要选择针对科学问题中所对应的、主
要的、具有代表性的、尽量新的国内、外文献或专利。
可包括申请者在该研究领域的成果。参考文献的录
入宜符合科技论文书写的基本要求。
总之,一份好的申请书应以科学问题为主线,全
面、客观地分析国内外的研究状况,有创新、深入(前
沿)、可行、真实的内容,不随意夸大自己的创新,也
不应随意贬低同行的成果,而是能让同行感到,“这
个想法真好,我怎么就没想到呢?”
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