嫣然
体制内工作六年，裸辞读博士，
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接上一篇《541. 博一博二入门阶段，不会找 “关键研究问题”，两眼一抹黑”怎么办？》
上一次审稿，老师让我多提一些科学问题，很多同学也会被问到课题的科学问题，特别是开题、中期、答辩，贯穿始终，面对导师和评委老师的连环拷问，你会清晰地把握核心要点吗？
关于到底科学问题是什么，今天来做一个系统性的解答！
在梳理出研究问题中存在的研究缺口后，接下来就是针对它们去提炼科学问题和研究假设或目标了，也就达成了提炼课题想法的最终目的。
在研究课题的提炼过程中，首先需要明确从实践问题出发，逐步深入到科学问题的形成。以下是关于如何有效提炼科学问题、假设以及研究目标的整理：
一、科学问题的定义
科学问题是从事物的内在本质入手，提出的关键问题。与实践问题（如临床问题、工程问题）和研究问题相比，科学问题更侧重于揭示事物的深层次机制，解决科学理解的空白。
但是很多人还是容易混淆实践问题（如临床问题、工程问题）、研究问题和科学问题的概念。因此，在介绍如何提炼科学问题之前，首先来系统分析什么样的问题才算是科学问题。
实践问题 → 研究问题 → 科学问题
实践问题：直接来源于实际工作中的现象或挑战。解决此问题能让情况有所改善。 研究问题：在实践问题的基础上，进一步探讨如何开展研究以解决这一问题。例如：如何自动排除积水？ 科学问题：进一步从本质上探讨背后的关键因素。比如：如何开发低曲折度和高孔隙率的混凝土材料来解决渗透问题？
从以上场景分析中，我们可以看出：
实践问题直接来源于实践工作中的现象观察或思考，往往是解决了该实践问题能让事情变得更好。
研究问题则是深人一步，是我们的课题研究方向，受到实践问题的激发而产生，为开展科学研究圈定范围和主要内容。
而要开展具体的研究，我们还需要更进一步分析背后的关键因素或解决研究问题的关键技术，基于它们开展深层次的内核研究，从而获得具有科学意义的研究结论，为实践问题的解决提供科学根据和有效思路。因此，科学问题是从事物内在本质入手提炼的关键问题，解决该问题可获得新的、更好的科学理解，以强有力的科学根据指导解决实践问题。
由此可见，三类问题层层递进，从表象不断深入问题的本质，只有解决了科学问题，才能解决研究问题的部分或全部。这也就搭建了解决实践问题的关键基础。三者之间的关系如图1所示。
图1 实践问题、研究问题和科学问题三者之间的关系
二、科学问题的凝练
从科学问题的定义中我们可以看出要想基于研究问题和研究缺口形成科学问题，首先要细化研究对象和明确关键研究内容，进而分析背后要研究的关键研究变量，层层递进到事物的内因和本质最终凝练出科学问题。可以看出，科学问题是科研想法的内核，其重要性不言而喻。
科学问题通常包括两类：
理解类问题：主要探究问题背后的影响因素或影响程度、发生风险、微观特征、机理等，科学问题常以“有哪些”“有什么影响”“是什么”等结尾，比如： ① 原发性淋巴瘤患者发生“治疗相关性髓系肿瘤”疾病的发病风险有哪些？ ②微观裂缝对混凝土材料渗透性能有什么影响？
③ 岩石材料内部裂纹的三维空间结构是什么？
如果想进一步研究，还可以在理解问题之后分析背后的相关机制，那么以上3个科学问题就可以拓展成为：① 原发性淋巴瘤患者发生“治疗相关性髓系肿瘤”疾病的发病风险有哪些及发病机制是什么？ ② 微观裂缝对混凝土材料渗透性能有什么影响及影响机制是什么？ ③ 岩石材料内部裂纹的三维空间结构和裂纹扩展机制是什么？ 应用类问题：
而对于应用类科学问题，如开发新方法、新模型、新方案、新材料，常用“如何”开头进行提问：
① 如何基于在软硬交替地层上建造的深隧道中发生的微震特征做岩爆预警？② 如何利用造纸污泥灰开发一种具有高性价比的超疏水混凝土材料？
③ 如何发展出一套燃煤发电系统多层次自学习协同最优控制方案？
如果期望申请国家自然科学基金，那么还需要理解基金委关于科学问题属性的分类和内涵。从创新性、匹配实际需求、交叉研究角度，科学问题属性被基金委分为4类（2019—2023），同时国自然系统也给出了科学问题属性的参考案例和评审意见。基于它们分别对4类科学问题属性进行解读和举例分析：
“鼓励探索，突出原创”
该类型强调从零到一的原创性突破，开辟新方向，提出新思想、新理论、新方法或新技术。例如，首次研究迁移体（一种新型细胞器）在肿瘤转移中的机制，为肿瘤转移与防治研究提供了全新的视角。由于这类研究是从无到有的突破性探索，因此挑战性巨大。在选择此类研究时，需要综合考虑自身的学术背景与研究方案的可行性。“聚焦前沿，另辟蹊径”
相比于第一类，该类型的创新性稍低，重点聚焦于某个新兴热点方向，通过独特思路开展创新研究。例如，传统的骑马方式从A点跑到B点，现在则可以乘坐新开发的空中飞行器，从A点飞至B点，大大缩短了旅行时间。这类研究强调在已有研究基础上“另辟蹊径”，采用独特的解决方案，展示出较大的创新性。在一个电化学脱嵌法从盐湖卤水中分离锂的基金重点项目中，研究者将锂电池的工作原理反过来，提出了“电化学脱嵌法盐湖提锂”新方法。该方法与传统的镁鲤分离方法完全不同，具有显著的创新性。“需求牵引，突破瓶颈”
随着我国经济的快速发展、科学研究的不断进步以及国际竞争的激烈化，国家必然会有一些亟待解决的重大需求。如果能够及时识别这些需求，并挖掘出背后的科学问题，便能突破技术瓶颈，推动创新。例如，在国家大力推动煤炭清洁高效利用的背景下，某基金课题针对燃煤发电系统中存在的建模不精确、锅炉运行效率低等核心问题，提出了燃煤发电控制系统的多层次自学习协同最优控制方案，具有重要的实际意义。“共性导向，交叉融通”
随着各学科领域的不断发展，许多研究问题变得更加聚合、复杂且深入，涉及的知识点也日益多样化。这时，需要将多个学科的知识融通并进行交叉研究，以解决共性难题，推动科学突破。例如，在高效存储CO₂于深度咸水层的问题上，需要研究富CO₂流体混合物的溶解度和体积变化，这要求涉及物理化学热力学、计算机编程以及深部地质学等知识，呈现出化学、物理学、计算机科学和地质学的交叉与融通。
今天就分享这些，下一篇再分享后续关于“研究假设”“科研想法”和“科研想法的创新”等几个方面的内容，谢谢关注！
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