阅读： 2024/10/30 9:44:01
科学问题的本质是什么？
对于国自然中的科学问题，我告诉她，首先需要明确两点。
其一，科学问题是关于“Science”而非“Technology”。
即它必须是科学，而非纯粹的技术或工程或工艺。
这是自然基金的属性所决定。
咱们想做工程或工艺，重点研发等里面都会涉及。
国自然还是要谈科学的。
其二，科学问题必须具备共性，是基础学科中的普适性知识点。
以电化学反应为例，涉及反应活性和选择性的问题。
往往牵扯到电子结构、反应物/中间体/产物在电极或电解液微环境中的传递等基础性课题。
考虑到朋友的问题具有代表性（后台相关留言也很多），我决定在此分享一些从日常阅读Nature、Science及各类子刊中挖掘科学问题的小技巧。
期待与大家共同探讨，也欢迎分享你在国自然申请中如何发现科学问题的经验。
顶刊找国自然之前，需要理清顶刊摘要的逻辑流
在深入探讨如何从顶刊中发现科学问题之前，我们需要对顶刊文章的框架和逻辑有一个清晰的认识。
如图所示，一篇顶刊SCI文章通常包括题目、摘要、图文摘要、关键词、结论、图表、结果与讨论、引言、材料与方法以及参考文献。
我们可以看到顶刊SCI都是围绕核心创新点和分创新点来的。在题目上有体现，在其他部分的体现尤其如此，请看下图：
核心创新点：核心创新点是整篇文章的灵魂，贯穿题目、摘要和全文的每一个角落。
包括方法创新、结构创新、材料创新、机理创新、性能创新、体系创新。后续文章我们会具体讲解。
它直接决定了文章的主题、研究方向和主要结论。在摘要中，务必要直接展示核心创新点，使读者一目了然。
分创新点：分创新点是支撑核心创新点的关键元素，确保文章的逻辑性和科学性。类型与核心创新点一样。
题目：是核心创新点+中心词+分创新形成的。
摘要：摘要通常由五句话组成：-敲黑板，今天重点内容来了！！！
i.背景介绍
ii.存在的科学问题
iii. Herein，针对上述提出的科学问题本研究是如何解决的（解决的策略就是核心创新点-延伸国自然的科学假说）
iv.结合数据说明分创新点
v.回归到研究策略的具体意义
通过上面对SCI顶刊论文的解构。
我们可以看到顶刊论文的摘要第二句或许就是我们的科学问题或者是部分科学问题了。
案列实操演示，如何从顶刊找到国自然科学问题
我们来以案列(J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 14, 10177–10186)作为演示，如下图
为了便于读者阅读，我们直接用ChatGPT翻译为中文呈现：
这个时候我们可以使用ChatGPT助力，给出的提示语如下：
你是一位大学老师，请将下面英文摘要，按照摘要的5句话进行中文总结：
第一句：背景介绍
第二句：存在的科学问题
第三句：Herein，针对上述提出的科学问题本研究是如何解决的（解决的策略就是核心创新点-延伸国自然的科学假说）
第四句：分创新点是什么结合数据说明
第五句：最后回归到意义层面（本研究提出的策略具体的意义）+【英文摘要】。
下面是ChatGPT回答的(是不是很赏心悦目啊)
第一句：背景介绍
水电解过程中产生的电化学气泡会显著影响整体过程效率，因此促进气泡的脱离是有益的。
第二句：存在的科学问题
单个气泡从电极表面脱离时，浮力需要克服向下作用的力（如接触力、Marangoni力和电力），气泡才会脱离电极。
点评：这地方给出的科学问题已经下沉到了力的层面，也就是物理、化学、数学等基础学科的知识了，很有科学问题的调性了。
第三句：Herein，针对上述提出的科学问题本研究是如何解决的（解决的策略就是核心创新点-延伸国自然的科学假说）
本研究通过使用双铂微电极系统，系统研究了氢气泡在氢气析出反应中的动态行为，改变电极距离和阴极电位，结合高速成像和电化学分析，探讨气泡间相互作用对脱离过程的重要性。
第四句：结合数据说明分创新点
研究表明，气泡合并可以显著提前气泡脱离时间，相较于仅靠浮力效果，导致在恒定电位下反应速率显著提高。
然而，由于持续的质量输入和动量守恒，与电极附近气泡的反复合并事件可能会在超过临界电流后将已脱离的气泡驱回表面，这种现象随着电极间距的增加而增强。
这种配置在较大间距下非常有利，使平均电流比单电极条件下提高至2.4倍。
第五句：最后回归到意义层面（本研究提出的策略具体的意义）
本研究提出的策略在较大电极间距下显著提高了电解效率，为优化电解过程提供了新的思路和方法。
按照此法，需要总结至少30篇，整合后才是科学问题
ChatGPT就会自动给我们输出摘要的五句话，从第二句话中我们就更方便的提取科学问题了。
按照这种方法提取国自然的科学问题，一定要注意，至少要总结30篇Nature、Science、子刊、JACS等期刊上的文献方可。
将文章里面提取出的科学问题，在进行ChatGPT逻辑整合。
提示词为：
你是一名【某方向】的大学教授，专注该方向40余年，以下是关于这个方向存在的科学问题，请帮我将下面科学问题进行整合，重新提炼，给我10个备选。
通过这一流程，你便有较大概率发现国自然申请书中的科学问题了。
值得称赞的是，这位朋友行动力十足，在我分享方法的第二天，她便利用ChatGPT梳理了自己课题中的科学问题。
你学会这招了吗？
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