Praca Naukowa

data utworzenia 21 września 2022 • aktualizacja 3 października 2022

Nie oszukujmy się, to najtrudniejsza i najbardziej wymagająca kategoria – przynajmniej dla tych z Was, którzy z pracą naukową jeszcze się nie zetknęli (co zapewne oznacza znaczącą większość). Prace naukowe można podzielić na kilka rodzajów i każdy charakteryzuje się trochę innymi wymaganiami.

  • Prace teoretyczne.Tu musicie przybliżyć w naukowy sposób jakieś zjawisko fizyczne lub hipotezę. Potem trzeba zbudować jego model teoretyczny, wyprowadzić matematyczne wzory do jego opisania, a na końcu przeprowadzić logiczne rozumowanie i konieczne obliczenia, które prowadzą was do wniosków. Dobrze jest, jeśli znajdzie się w takiej pracy odniesienie do ewentualnego doświadczenia weryfikującego model.
  • Prace obliczeniowe – numeryczne.To jest forma pracy teoretycznej, jednak z większym naciskiem na modelowanie matematyczne (numeryczne). W takiej pracy też musicie przybliżyć jakieś zjawisko i opisać je matematycznie, jednak potem przedstawiacie algorytmy służące do uporania się z obliczeniami i wszystkie ich wady oraz zalety. Wnioski dotyczą nie zjawiska, a owych metod obliczeniowych, bo to one są przedmiotem pracy. Znów miło jest, gdy wyniki pracy są odniesione do doświadczenia.
  • Prace doświadczalne.Tak jak i powyżej, zaczynamy od przybliżenia zjawiska fizycznego. Następnie zarysowujecie konieczne do przeprowadzenia doświadczenie, przeprowadzacie je, opisujecie otrzymane wyniki wraz z analizą niepewności pomiarowych. Wnioski powinny odnosić się do doświadczenia, a nie zjawiska. Praca może wygrać nawet wtedy, gdy eksperyment się nie powiódł, ale wiecie dlaczego i dobrze to opiszecie.

Praca naukowa wymaga od Was najlepszego przygotowania. Musicie doskonale wiedzieć, co się dzieje w waszym zjawisku, aparaturze czy obliczeniach. Po co jest, jak przebiega i jakimi wzorami je opisujemy? My z kolei oceniamy, czy rozumiecie, o czym piszecie. Czy nie popełniacie grubych błędów w interpretacji zjawiska czy budowie aparatury albo algorytmu? Czy praca jest pisana naukowym językiem i czy rozumiecie terminy, których używacie? Innymi słowy: czy rozumiecie własny temat i czy potraficie go dojrzale zaprezentować?

Poza tym sprawdzamy, czy dobraliście właściwe metody badawcze. Czy wasze algorytmy są dobrze skonstruowane, czy doświadczenie może odpowiedzieć na pytanie, na które chcecie znaleźć odpowiedź, czy testy waszej aparatury faktycznie sprawdzą jej jakość i czy wasze rozumowanie wiedzie w logiczny sposób do celu? Często zdarza się, że korzystacie z gotowego oprogramowania, które pomaga Wam w rachunkach lub opracowaniu danych. To bardzo dobrze, że wykorzystujecie takie narzędzia, lecz upewnijcie się, że dobrze rozumiecie, co dokładnie robi za Was maszyna. Tu może okazać się konieczna pomoc Waszego opiekuna naukowego.

Oceniamy też to, jak zaprezentowaliście wyniki i wnioski. Czy znaleźliście odpowiedzi, czy też nie? Jak motywujecie wasze wnioski i co właściwie wynika z waszej pracy? Czy widzicie jakieś problemy we własnej pracy i jak sobie z nimi radzicie? Czy dalsza praca nad tematem ma perspektywy?

Start w kategorii pracy naukowej to długie godziny poświęcone na ciężką pracę, ale to osobom startującym właśnie w tej kategorii najbardziej zależy na nagrodzie w postaci indeksu na prestiżowe uczelnie, które zdecydowały się na współpracę z naszym konkursem.

Zdajemy sobie sprawę, że napisanie pracy naukowej nie należy do prostych czynności i najprawdopodobniej większość z Was nie miała jeszcze okazji dobrze poznać jej formy. Jeden z członków komitetu organizacyjnego, dla którego pisanie prac naukowych to codzienność, przygotował dla Was kilka sugestii na temat tego, o czym powinniście pamiętać podczas jej przygotowania. Koniecznie przeczytajcie tekst zamieszczony w ramce. 

Jak przygotować pracę (publikację) naukową

  1. Zadaj sobie pytanie jaki problem fizyczny chcesz badać? Oczywiście odpowiedź na to pytanie może ewoluować w trakcie Twojej pracy. Pytania: co zamierzasz zmierzyć lub obliczyć są ważne, ale jednak wtórne w odniesieniu do tego, jaki problem badasz. Jeśli nie potrafisz sam sobie odpowiedzieć (a w konsekwencji także czytelnikom Twojej pracy) na to pytanie, to uznaj, że to co przygotowujesz nie jest pracą naukową.
  2. Praca naukowa musi mieć element nowości. Może Cię zainteresować jakiś nowy problem, lecz także taki, który badali już inni. W tym ostatnim przypadku, zadaj sobie pytanie czym Twoje podejście będzie się różnić od dotychczasowych. Możesz też chcieć zweryfikować wyniki uzyskane przez innych badaczy, ale wtedy wyjaśnij dlaczego uważasz to za potrzebne – np. czy poprzednicy nie uwzględnili jakiegoś aspektu zagadnienia, nie uwzględnili jakichś czynników w pomiarach lub analizie danych.
  3. Struktura pracy naukowej:
  1. Tytuł – możliwie krótki i adekwatny do treści pracy, tak żeby czytelnik po samym tytule zorientował się czego dotyczy praca lub jaki jest jej podstawowy wynik.
  2. Autorzy pracy i ich afiliacje (szkoła, adres). Ponieważ pracę naukową w Konkursie Fizyczne Ścieżki może przygotowywać zespół trzech osób, warto pamiętać o powszechnie uznawanej w nauce zasadzie uczciwego współautorstwa. Uwaga: w przypadku konkursu Fizyczne Ścieżki swoje dane podajecie w deklaracji uczestnika, pomijacie w samej pracy (jurorzy oceniają Wasze prace nie znając nazwisk i szkół, w których się uczycie).
    W zasadzie można uznać, że przygotowanie pracy naukowej odbywa się w trzech etapach:
  • sformułowanie głównej idei pracy: określenie jaki problem fizyczny będzie badany, jakimi metodami, jakie zaplecze doświadczalne lub obliczeniowe jest potrzebne itp.,
  • wykonanie pracy: przeprowadzenie pomiarów lub obliczeń, opracowanie wyników,
  • napisanie pracy: analiza literatury naukowej związanej z danym problemem, analiza zebranych wyników, sformułowanie wniosków, przygotowanie rysunków, tabel, napisanie pracy.

Należy przyjąć, że każdy współautor powinien wnieść istotny wkład do przynajmniej dwóch z wymienionych powyżej etapów.

  1. Streszczenie pracy: powinno zawierać najważniejsze informacje: jaki problem był badany, jakimi metodami, jakie są najważniejsze wyniki pracy. Ten ostatni element w streszczeniu nie musi być bardzo rozbudowany: w zakończeniu pracy powinien być rozdział wnioski (konkluzje), w którym omówisz te kwestie bardziej szczegółowo.
  2. Wstęp: przedstawienie problemu, który badasz, wyjaśnienie dlaczego ten problem uważasz za ważny, dlaczego zdecydowałeś się go badać, omówienie dotychczasowego stanu wiedzy. Sformułuj jasno cel badawczy swojej pracy, sformułuj hipotezę badawczą. Wstęp napisz samodzielnie, nie kopiuj fragmentów z Internetu lub innych źródeł (każda praca jest sprawdzana programem antyplagiatowy, który to wykryje). Podając stan wiedzy cytuj literaturę na podstawie, której podajesz informacje.
  3. Opis zastosowanej metody doświadczanej, obliczeniowej, z jakich przyrządów korzystasz, jaki jest zakres ich działania, jaka dokładność pomiarowa, itp.
  4. Wyniki i ich dyskusja: wyniki mogą być przedstawione w postaci rysunków i/lub tabel (pamiętaj podać jaka wielkość fizyczna i w jakich jednostkach jest na osiach rysunków lub w tabelach. przedstawiając wyniki na wykresie trzeba zadbać o dobór skali i nie zawsze to musi być skala liniowa (np. gdy przedstawiamy zanik wykładniczy). Przeprowadź analizę błędów pomiarowych, podając wyniki liczbowe podaj także ich błąd. Wartość liczbowa wyniku pomiaru lub obliczenia powinna zawierać taką liczbę cyfr znaczących, aby tylko ostatnia podana cyfra była niepewna, miejsce tej cyfry określa błąd bezwzględny. Na podstawie uzyskanych wyników, odpowiedz sobie (a później wyjaśnij czytelnikom) co jest nowego w Twojej pracy, czy zbadałeś nowy problem, czy proponujesz nowe podejście do znanego już problemu, czy chcesz zweryfikować jakiś uznany w środowisku naukowym pogląd (jeśli tak to wyjaśnij dlaczego). Wyjaśnij do jakich wniosków prowadzą Twoje wyniki, jeśli problem był już badanych przez innych (podaj przez kogo) odnieś się do tych prac.
  5. Podsumowanie (konkluzje) – w tej części, krótko podsumuj najważniejsze wyniki, możesz to zrobić w punktach. Wnioski z Twojej pracy powinny odnosić się do postawionego na początku problemu badawczego, hipotezy badawczej. W tej części możesz również zasugerować, jakie dalsze badania dotyczące rozpatrywanego problemu uważasz za potrzebne, uzasadnij dlaczego.
  6. Podziękowania: w tej części możesz podziękować opiekunowi naukowemu, osobom, które udostępniły aparaturę, dodatkowe informacje etc.
  7. Spis literatury: podaj prace innych autorów, z których korzystałeś pisząc pracę i cytowałeś w treści swoje publikacji.