各位同学、老师大家上午/下午好！

我是来自西北农林科技大学水利与建筑工程学院的宋天媛，现在硕士二年级，很开心可以来到咱们小学和大家进行交流，今天想分享的主题是“科学研究需要哪些能力？”。

首先，我们来认识一下自然界，我们知道自然界有各种各样奇妙的事情，像种子如何变为幼苗？大雁为什么要进行迁徙？食物为什么会发霉？

同学们可能听说过“平行世界”、“时间断裂”这些名词，例如1981年8月海风号的英国游船在百慕大海区突然失踪，船上6人骤然不见了踪影，时过八年这艘船再次出现，船上6人安然无恙。这其中到底发生了什么？是否存在时空隧道呢？我们暂时还不得而知。

奇妙的自然界给人类提出了很多问题，我们要有一双善于发现问题的眼睛。

下面我想问一下同学们，你们能列举更多的自然现象吗？（不要害怕说错，大家有什么想法都可以举手说，我找三位同学回答一下，有小奖品喔！）

大家回答的非常好，其实自然现象有太多太多，像蜘蛛结网、刮风下雨、螳螂捕蝉、气候变化等等都是自然现象，而且很多都是我们可以观察到的。

英国著名物理学家、化学家波义耳平时非常喜爱鲜花，但他却没有时间去逛花园。于是，他只好在自己的房间里摆上几个花瓶，让园丁每天送些鲜花来以便观赏。一天，园丁送来几束紫罗兰。他随手拿起一束紫罗兰，进实验室后，他把紫罗兰往桌上一放，就开始了他的化学实验。就在他向烧瓶中倾倒盐酸时，一不小心将酸液溅出了少许，而这酸液又恰巧滴到了紫罗兰的花瓣上，紫罗兰转眼间变成了“红罗兰”，这惊奇的发现立即触动了科学家那根敏锐的神经：“盐酸能使紫罗兰变红，其它的酸能不能使它变红呢？”当即，波义耳就和他的助手分别用不同的酸液试验起来。实验结果是酸的溶液都可使紫罗兰变成红色。酸能使紫罗兰变红，那么碱能否使它变色呢？变成什么颜色呢？紫罗兰能变色，别的花能不能变色呢？由鲜花制取的浸出液，其变色效果是不是更好呢？经过波义耳的思考与实验，很快证明了许多种植物花瓣的浸出液都有遇到酸碱变色性质，波义耳和助手们搜集并制取了多种植物、地衣、树皮的浸出液。实验表明，变色效果最明显的要数石蕊的浸出液，它遇酸变红色，遇碱变蓝色。 波义耳又制成石蕊试纸。这种试纸遇到酸溶液变红，遇到碱溶液变蓝，使用起来非常方便。300多年过去了，人们一直在应用波义耳的这一重大发现为工农业生产和科学研究服务。

爱因斯坦曾说：“发现问题比解决问题更重要”。每一个自然现象都可能产生疑问，每一个小小的疑问都有可能引发重大的发现，所以这是我们今天的谈及的第一个能力-发现问题的能力。

但是只是观察到现象不够，我们要对现象进行思考，为什么会这样？这就是第二个能力-分析问题的能力。以种子萌发为例，种子为什么会萌发？它都需要哪些条件呢？

种子萌发时，首先是吸水。种子浸水后使种皮膨胀、软化，可以使更多的氧气透过种皮进入种子内部，同时二氧化碳透过种皮排出，里面的物理状态发生变化；其次是空气，种子在萌发过程中所进行的一系列复杂的生命活动，只有种子不断地进行呼吸，得到能量，才能保证生命活动的正常进行；最后是温度，温度过低，呼吸作用受到抑制，种子内部营养物质的分解和其它一系列生理活动，都需要在适宜的温度下进行的。

所以土壤是必须的条件吗？（这次我找两位同学回答一下，也是有小奖品的喔！）

像我们国家无土栽培技术已经非常成熟，无土栽培中营养液成分易于控制，且可随时调节。在光照、温度适宜而没有土壤的地方，如沙漠、海滩、荒岛，只要有一定量的淡水供应，便可进行。而种子萌发这其中每一个环节具体的问题都需要严谨的科学研究，比如种子本身需要哪些改良才适合当地种植、怎样灌水种子更容易萌发等。这就引出第三个能力解决问题的能力。

其实解决问题很重要的一个素质是善于学习，具有很强的知识储备，但是这里我并不想赘述，因为到场的同学在以后的学习过程中会不停的锻炼学习能力，而且在我看来，科学研究更重要的是坚持。

俄罗斯化学家门捷列夫，从小喜爱大自然，学习勤奋。1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时，深为无机化学的缺乏系统性所困扰。于是，他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据，把前人在实践中所得成果，凡能找到的都收集在一起。在研究前人所得成果的基础上，他发现一些元素除有特性之外还有共性。例如，已知卤素元素的氟、氯、溴、碘，都具有相似的性质；碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时，都很快就被氧化，因此都是只能以化合物形式存在于自然界中。
于是，门捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片。在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物。然后把它们钉在实验室的墙上排了又排。经过了一系列的排队以后，他发现了元素化学性质的规律性。
因此，当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单，轻松地说他是用玩扑克牌的方法得到这一伟大发现的，门捷列夫却认真地回答说，从他立志从事这项探索工作起，一直花了大约20年的时间，才终于在1869年发表了元素周期律。

大家有可能会觉得化学离我们很远。但其实我们的衣食住行都离不开化学物质，而化学物质又是由化学元素组成。比如消防员的防火服，由阻燃纤维织物与真空镀铝膜的复合材料支撑；我们每天都喝的水，由氢原子和氧原子组成；装修用的乳胶漆，可分为聚醋酸乙烯乳液和丙烯酸乳液两大类；火车燃料为柴油，由多种烃类物质与少量硫、氮及添加剂组成。

人们都知道从苹果落地中牛顿发现了万有引力定律，其实那不过是法国启蒙思想家伏尔泰为宣传自然科学而编的故事。牛顿23岁时，鼠疫流行于伦敦。剑桥大学通告学生休学回家。牛顿回到故乡仍没有间断学习和思考，他观察到乡下的孩子们常常用投石器打几个转转，之后，把石头抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过，而牛奶不洒出来。

这一现象激发了牛顿关于引力的想像:“什么力使投石器里面的石头，水桶里的牛奶不掉下来呢?”他从浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，广寒的月球，直至庞大的地球，进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球和地球距离，由于引用的资料数据不正确，计算的结果错误。在失败的困境中，牛顿没有灰心，反而以更大的努力进行辛勤的研究。

牛顿整整经过了7个春秋寒暑，到他30岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来，奠定了理论天文学、天体力学的基础。万有引力定律的发现，宣告了天上地面的万物都遵循同一规律运动，彻底否定了亚里士多德以来宗教势力宣扬的天上地下不同的思想，这是人类认识史上的一次飞跃。

我们都知道地球的自传反映了昼夜更替，同时地球也会绕着太阳公转，所以为什么会公转呢，就是万有引力的作用。

“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，在科研过程中，必定会遇到各种各样的困难，下定决心去克服这些困难，才是科研成果成功的一大重要的因素，众多的科学伟人都是如此，对待科学是抱着一颗敬畏的心去潜心进行科学研究。

我今天的分享到现在基本就结束了，当然不是所有的同学以后都要从事科研工作，但其实生活中我们总是在重复发现问题、分析问题、解决问题这个过程，希望大家能从中有所收获，也希望你们能勤奋学习，力争上游，身心健康，未来大放异彩！谢谢大家！