TIAN2 ISEF

ISEF 白皮书 · 2027 赛季准备版

第三章 科研项目材料与展示

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3.1 从证据倒推材料

准备材料,可以先不打开排版软件。拿一张纸,写出你最想让别人知道的结论,再把支持它的图放在旁边。两者对得上吗?如果还缺一个公平的对照,或者图只能说明较小范围的结果,就先处理这些问题。

如果结论是“新结构更耐用”,就应有明确的耐用性定义、比较对象、测试条件和重复结果。如果结论是“模型可以跨场景使用”,测试数据就应包含真正未见过的场景。材料的任务,是让别人看懂这些联系。

一份项目通常会涉及研究计划、审批表、原始记录、分析文件、摘要、展示材料以及答辩准备。它们的用途不同。研究计划帮助人在实验前判断方案;记录保存实际发生的事情;摘要和展板则把已完成的工作讲清楚。不要用一份事后写成的漂亮报告代替所有过程材料。

3.2 开始实验之前,先认识审批

ISEF 中的 SRC 是 Scientific Review Committee,即科学审查委员会;IRB 是 Institutional Review Board,即人体参与者研究审查委员会。前者负责研究规则与资格等方面的审查,后者承担人体参与者保护方面的审查。某些研究还会涉及所在机构的动物或生物安全审查。

研究对象与操作方式决定审批要求。问卷、访谈、应用试用和生理信号采集,都可能触及人体参与者规则。使用动物、微生物、组织或危险材料,也不能只按项目名称判断风险。应把具体程序交给成人指导者和相应审查机构确认。国际规则入口与 Rules Wizard

项目情境 实验前需要查清的事情
向同学发问卷、组织访谈或进行用户测试 是否需要 IRB 审批,如何取得适用的同意,怎样保护隐私
使用公开的人体数据 是否真正公开、是否含可识别信息、使用许可和豁免条件是否满足
使用导师提供的病历或未公开数据 数据来源、原研究审批、授权及本项目所需审查
研究脊椎动物 是否允许该类研究,场所、监督与审批是否满足要求
培养微生物或操作生物材料 风险等级、实验室条件、监督、处理和处置要求
使用化学品、高温、电气或机械装置 风险评估、适当监督及相关许可

这张表只是帮助识别问题,并不能替代审批。有些研究可能满足豁免条件,但“豁免”也有具体定义。学生最容易犯的错误是先招募参与者、发出问卷,再询问是否需要审核。对需审批的人体研究,招募和数据收集都应安排在适用批准之后。人体参与者规则

若计划发生实质变化,例如增加一个刺激条件、改用另一种材料或扩大参与者范围,应先确认是否需要重新审批。原方案获批,不意味着之后所有变化都自动获批。

3.3 2027 表格应该怎样理解

2027 规则调整了部分表格。旧教程里的 Form 1C 和 Form 2,不能直接当作本赛季表格名称使用。下面的编号依据 2027 规则书;完整要求和签字位置仍应在原表中核对。2027 规则与表格原文

表格或材料 用途与适用范围 时间上的关键点
Form 1 成人指导者检查与安全评估 研究前与指导者共同检查
Form 1A 与研究计划 学生信息、时间地点、研究安排 计划应在实验前完成;变化要记录
Form 1B 学生、家长及相关审查的批准记录 各签署部分按原表要求办理;不能倒签
Form 2A 学生支持披露,所有项目均需提交 原表明确允许实验前或后完成;支持记录宜从开始就保留
Form 2B 合格科学家及适用监督信息 适用项目在实验前完成
Form 2C 受监管研究机构或工业场所工作说明 适用时由相关人员据实际工作填写;包括规则所述远程指导情形
Form 3 风险评估 适用时在开展活动前完成
Form 4 人体参与者研究 适用时先获相应批准,再开展研究
Form 5A / 5B 脊椎动物研究的不同场所与记录 区分场所及原表用途;机构审批须提前落实
Form 6A / 6B 潜在危险生物因子、人体或脊椎动物组织 按材料、操作与适用豁免条件判断
Form 7 延续或递进研究 清楚比较前期与本年度工作

Form 2A 值得特别阅读。它要求说明成人支持、付费支持和生成式 AI 使用情况。导师、研究生、家人或外部专家提供过什么帮助,应按实际情况记录;付费支持可能包括项目、实验空间、指导或材料准备等费用。填写时不要只写“提供建议”,而应说明帮助发生在哪个环节。

比如,“导师教我使用仪器,并协助排查第一次测量中的接线错误;之后的数据由我在监督下采集”,比笼统写“全程独立完成”更准确。学生可以独立作出重要判断,同时接受必要的教学和安全监督。

支持披露表可以事后完成,不代表其他前置审批也能事后补办。各种文件的时间要求不同,整理时应分别检查。

3.4 怎样写出有用的研究计划

研究计划要让一个没有参与讨论的人理解:为什么要做,打算怎样做,如何保证安全,以及得到数据后怎样回答问题。学生应自己写初稿,成人可以指出不清楚的地方,再由学生修改。

先写背景和问题。背景不需要从整个学科的历史讲起,而应说明已有工作到哪里、哪个问题仍不清楚。接着给出研究问题、假设或工程目标。科学项目可以预期某种关系,工程项目则要写清成功标准和限制。

方法部分应具体到足以判断比较是否公平,包括样本来源、变量、对照、测量方式和数据排除标准。涉及复杂技术时,可以引用规范的方法来源,但不能只写“按标准流程操作”而不说明采用哪一套流程。

最后写分析与安全安排。准备比较均值、拟合关系还是评估预测?关键图可能是什么样?出现什么异常时会暂停?这些问题在开始前想一遍,通常比结束后补一个复杂统计方法更有用。

以下是一个教学构想的缩小过程:最初的问题是“做一种更好的散热片”。把它改为“在相同材料质量和热源功率下,改变翅片间距是否影响稳态温升”,就能够继续讨论对照、环境温度、稳定状态的定义和测量重复。此时研究计划开始具有可执行性。

3.5 重复实验、样本量与数据分析

同一条件下重复测量,可以了解仪器波动;独立制备或独立抽样,才能帮助判断结果是否能在新的样本上重现。两种重复都有用,但不能互相替代。

假设从一块材料上测了十个位置,得到十个数值。它们提供了材料内部均匀性的线索,却没有证明十次制备都能得到同样性能。写材料研究时,应分别报告制备次数与每件样品的测量次数。对于植物、动物和群体数据,也要先想清楚实验单位。

本书不规定一个适用于所有项目的“最低样本量”。合理数量取决于预期差异、测量噪声、设计和可接受的不确定性。小样本研究可以作为探索,但应控制结论强度。不能因为收集数据困难,就把很不稳定的估计写成确定结果。

数据分析应同时关注效应大小与不确定性。一个很小的差异可能在大量数据下达到统计显著,但实际价值有限;一个看起来很大的差异,也可能因为样本过少而很不稳定。若使用置信区间、误差条或统计检验,学生必须知道它们表示什么。

算法项目还要处理调参和测试的分工。训练数据用于学习,验证数据用于选择方法或参数,测试数据尽量留到最终评价。反复查看测试结果后再改模型,会削弱测试作为独立检验的意义。小数据场景可以采用合适的交叉验证,但数据分组、特征筛选和预处理都必须放在正确的位置。

一个数字怎样被写得更准确

以下数字只是写作练习。假设方法 A 在同一测试中从 80% 提高到 88%,可以说“提高了 8 个百分点”;若说相对提升,则是相对于 80% 的 10%。两种说法不能混用。

再往前一步,还需要知道测试集有多少样本、错误集中在哪些情况,以及比较是否使用同样条件。只有一个百分比,读者无法判断结果是否可靠。

3.6 研究日志记录什么

想象三周后你要重做今天的实验。到那时,你还记得用了哪个数据文件、为什么调过一次参数吗?日志应留下这些信息,以及日期、操作、异常和下一步打算。“今天完成实验,效果不错”很难帮你把实验再做一遍。

如果失败了,记录你观察到什么,以及为什么决定改变方法。不要把后来理解的原因写成当时就已经知道。研究记录可以补充解释,但应让人分得清当时记录与事后备注。

代码和数据也需要保留版本。至少能够回答:这张图由哪个数据文件、哪一版脚本生成,单位如何换算,哪些记录被排除,为什么。涉及个人信息时,公开展示使用去标识化内容,并按获批计划管理原始数据。

团队可以各自记录工作,再定期合并讨论。每个成员都应理解整体问题和主要证据,但不必假装所有人都做了每一步。分工清楚,反而方便解释贡献。

3.7 摘要与研究报告

ISEF 的英文摘要最多 250 词、一页,描述本年度由学生完成的研究。完整研究论文和数据本在国际总则中属于强烈建议材料,并非对所有项目统一强制;附属赛事可以另行要求。摘要与文件要求

摘要的空间很少,应优先保留问题、关键方法、主要结果与有限度的结论。背景只需解释为什么读者要关心这个问题。若大量篇幅用于介绍疾病或全球问题,却没有交代自己的结果,摘要就失去了作用。

写结果时,应给出足以理解比较的数字或明确发现。不要只写“效果显著”“性能优异”。如果研究没有支持最初的假设,也可以据实说明结果,以及它排除了哪一种解释。

研究报告则可以完整展开方法、结果与讨论。阅读起来较顺畅的报告,通常先界定问题,再说明方法,随后逐个回答研究问题。讨论部分既解释结果,也承认样本、测量和推断上的限制。参考文献应来自学生确实查阅过的材料。

参考资料的多少没有统一的理想数字。几十篇没有读过的引用,不能替代几篇真正理解的关键文献。遇到二手资料转述时,应尽量找到原研究,确认原作者做过什么、没有做过什么。

3.8 展板:让读者看见研究的主线

展板需要支持现场交流。读者先看到问题和主要发现,再决定看哪一张图、问哪个问题。因此,最重要的结果应占据最容易看到的位置,背景文字则可以收紧。

一个常见布局是:左侧介绍问题与必要背景,中间展示方法和关键结果,右侧解释结论与限制。它只是设计建议,不是官方规定。若研究逻辑更适合别的顺序,可以调整。

图表应写明横纵轴、单位、样本数,以及误差条的含义。图注尽量回答“这张图支持什么判断”。如果需要口头解释五分钟才能理解图中每一种颜色,图本身还可以简化。

2027 规则给出的项目最大空间为深 76 厘米、宽 122 厘米、从地面到顶部高 240 厘米,支架、桌子及展示材料都应考虑在内。这是整个项目空间限制,并不是要求所有学生制作同一尺寸的海报。经批准的官方摘要及适用文件如何展示,也有专门要求。Display & Safety 规则

2027 展示规则要求逐项标注图像、图表的来源;自己制作的图也要交代所用软件和年份。非本人照片涉及的授权应按规则准备。项目或学生的二维码、网站、邮箱等联系方式受到展示限制,不能像商业海报一样随意添加;引用来源的 URL 则有相应用途,不应与个人推广链接混淆。

文件也要分清去处。官方批准的摘要和适用的 Form 2C、Form 7 按要求竖直展示;其他适用审查文件供核查。已填写的人体研究知情同意或同意参与表,不得带入展厅或放在展位上。做展示清单时,把“必须展示”“留存备查”“不得带入”分别列开。

实物陈列另受安全规则约束。请先核对规则中的禁带清单,再决定哪些装置或材料带去现场;不能陈列的部分,可在规则允许的范围内用合规照片或视频说明。2027 展示规则,规则书第 24—28 页

最好先把展板缩小打印,检查逻辑与文字,再按接近实际观看距离检查字号。请一位不了解项目的老师看一分钟,让他复述研究问题和主要发现。如果复述偏离很大,就调整展板,而不是只解释“现场我会讲清楚”。

3.9 虚拟展示材料与注册

2026 年官方参赛者页面要求决赛学生在实体展示之外完成虚拟展位,并通过 Finalist Questionnaire 完成注册。2027 年的上传格式、页数、视频长度和截止日期,应以该赛季发布的材料指南及个人参赛通知为准。本书不把上一年的细节写成下一年的固定要求。官方参赛者信息页

现在可以准备的是内容本身:清晰的项目介绍、可读的关键图表、方法示意和真实的贡献说明。等当季要求公布后,再组织成指定格式。数字材料与现场展板中的标题、数据和结论应一致,修改时要一起更新。

录制介绍时,先让听众理解问题,再展示证据。镜头和动画不应比研究本身更复杂。演示装置时,可以说明一次测试的条件,不要把剪辑后的成功片段当作连续可靠运行的证明。

注册信息需要与学校、附属赛事和旅行证件保持一致。团队成员应提前确认姓名拼写及参与安排。已经获选,不等于注册、科学审查和展示审查都已经完成;每一项通知都需要认真处理。

Quad Chart:按哪一年的要求准备

2026 官方指南要求一页横向视觉摘要,以图像上传。采用四区形式时四块等大;也可采用不超过五块的其他清晰布局。正文字号最低 18 pt,图注或图片署名最低 12 pt;浅底深字。标题、身份信息与项目编号按指南安排。它是公开材料;图形要注明来源,不列参考文献表或致谢,也不使用“abstract”作名称。2026 官方材料指南,第 6—7、15—16 页

这些是 2026 年要求,不能直接当成 2027 年已确认的提交规范。早年流传的字号与尺寸说明也不宜继续照抄。准备当季提交文件时,应从参赛者入口核对最新指南;本书的中文案例图用于教学。

先选出最能回答研究问题的一张图,再补上理解它所必需的方法。整页缩小后,如果读者只看得到四段密密麻麻的文字,就还需要删减背景、放大证据。第五章新增八个真实案例的读图练习,分别讨论仿真取舍、人体研究、材料、生态、诊断、数学与艺术技术项目。

3.10 答辩怎样练习

答辩训练可以从三种长度开始:用半分钟说明问题,用两三分钟讲完整研究,再准备围绕图表深入讨论。时间只是练习安排,实际面谈以赛事要求为准。

开场不必把所有细节讲完。可以先说明研究对象、为什么需要比较,以及最主要的发现。随后根据评委的问题展开。若评委在方法部分打断,通常意味着他希望先理解证据是否成立,学生可以顺着这个问题回答。

常见追问 准备时应找到的依据
为什么研究这个问题? 具体观察或文献中的未解问题
与已有工作相比新增了什么? 对照文献及本项目的清楚边界
为什么选择这个方法? 备选方法、资源限制及取舍理由
如何知道结果不是偶然或偏差? 重复、对照、数据划分及误差分析
哪一部分是你完成的? 日志、代码记录和真实分工
什么情况会使方法失效? 已做的边界测试或尚未验证的条件
如果再有一个月,会做什么? 最能减少当前不确定性的下一次验证

回答时先回应问题,再给必要细节。听不清可以请评委重复;不知道可以说明自己目前的理解和还需查证的部分。把一个问题硬转回背熟的讲稿,往往会让对话更困难。

练习者也不必扮演故意刁难的评委。请老师连续追问一次实验为什么这样设计,比快速问二十道套话更有用。团队答辩可以轮流解释同一张关键图,再讨论彼此理解的差异。

3.11 AI 工具可以帮到哪里

2027 总则要求学生独立完成研究,并对 AI 资源给予恰当引用与说明;生成式 AI 不得用于撰写研究计划、摘要、展板或生成引用。官网链接的 AI 使用表进一步区分了初稿代写、语法修改、代码生成和统计工具建议等情境。AI 使用指导表

使用情境 官方指导的要点
学生写完初稿后,仅修改语法和句法 指导表允许这一有限用途;不要借润色加入新论点
让 AI 起草计划、摘要、论文或展板 不允许;初稿应由学生独立完成
让 AI 生成初始代码 允许的条件包括明确标注相关部分,并保留提示记录
用 AI 寻找统计检验或工具的思路 可作为辅助并保留记录;数据解释由学生完成
让 AI 写结论、未来工作或补充论文观点 不允许
让 AI 生成参考文献名单 不允许;已确认文献的格式整理另有允许条件

2027 的 Form 2A 还要求披露生成式 AI 的使用环节,并提供提示与回复记录;无法取得记录时,表格要求提供相应摘要。指导表中某些有限用途“不要求显式引用”,不等于可以忽略本赛季表格的披露问题。2027 Form 2A,规则书第 34 页

对学生来说,最实用的习惯是保存使用记录,并对每一项输出负责。AI 给出一段代码,要能解释和检验;它解释一个概念,要回到教材或原文确认。不要上传未经许可的个人信息、未公开数据或他人的保密材料。

本白皮书是面向公众的参赛教育读物。书中的解释和例子可以帮助理解研究,但学生的参赛计划、摘要和论文,应由学生按照规则独立撰写。语言听起来像人写的,也不能替代真实的独立工作。

3.12 提交前的一次完整检查

最后一次检查,最好由学生从头讲述项目,让指导者一边听一边对照材料。研究问题与题目是否一致,图表能否找到原始记录,摘要中的数字是否仍是最终版本,支持与分工是否如实披露,审批时间是否与研究过程相符。

再检查一些容易遗漏的细节:单位换算、样本数量、图片来源、英文术语、文件是否能在另一台电脑上打开。若有延续研究,明确标出本年度工作;若某项结果尚未完成验证,就降低结论强度。

检查结束后,再请学生挑一张最重要的图,从原始记录讲到结论。哪里还说不清楚,就回到那里继续整理。