国自然项目如何写“关键科学问题”？

国自然申请中，科研人员都会遇到一个绕不开的难题——如何凝练“关键科学问题”。

在评审意见中，如果一个项目被毙，常见的评价往往包括：“关键科学问题不够明确”“凝练不充分”“科学价值和创新性不足”等。

关键科学问题不够凝练，不仅直接影响项目的中标率，甚至可能导致整篇申请书的逻辑失衡、结构松散。

那么，什么是“关键科学问题”？它到底该怎么提炼？我们今天试图帮助大家厘清这个概念，真正提高申请质量。

1、什么是“关键科学问题”？

在国自然项目的框架下，关键科学问题的本质是指科学研究中尚未解决的重要理论或技术难题，是驱动该领域进步的核心内容。

它并不是一个简单的研究目标，也不是一个广义的研究方向，而是指需要深入探索、突破现有认知、具有科学价值的问题。

通俗地说，关键科学问题就是：

这个领域里最核心、最前沿、最值得研究的问题是什么？

科学界已经做到了哪里？目前最卡脖子的点在哪里？

你的研究能填补的学术空白是什么？

有些人可能会说：“我研究的是XX方向，这就是我的关键科学问题。”但实际上，“研究方向” ≠ “关键科学问题”。比如：

方向：“材料科学中的高温超导材料”

关键科学问题：“如何通过晶格调控机制提高高温超导材料的临界温度？”

再比如：

方向：“机器学习在医学图像分析中的应用”

‍关键科学问题：“如何解决医学图像样本小、标签昂贵导致的深度学习模型过拟合问题？”

‍一个合格的关键科学问题，必须精准到一定的深度，同时要符合科学探索的基本逻辑，而不是泛泛而谈。

2、“关键科学问题”不是这些东西

在实际撰写中，很多人容易把关键科学问题搞错，常见的错误包括：

（1）把技术手段当作科学问题

错误示例：“本研究拟采用深度学习方法来提高遥感影像的分类精度。”

正确方式：应当围绕深度学习在遥感影像分类中的科学挑战展开，比如“如何在低标注样本条件下提高遥感影像的分类精度？”

（2）把研究目标当作科学问题

错误示例：“本研究的目标是构建一种高效的抗肿瘤纳米药物。”

正确方式：应当提出科学问题，比如“纳米药物如何在体内实现靶向富集，并有效逃避免疫系统清除？”

（3）只描述现象，不深挖机制

错误示例：“当前气候变化对生态系统造成了严重影响。”

正确方式：应当提出机制层面的问题，比如“全球变暖如何通过改变土壤微生物群落影响森林碳汇能力？”

（4）问题太大，不可解

错误示例：“人类如何彻底治愈癌症？”

正确方式：应当拆解成可研究的科学问题，比如“肿瘤微环境中的代谢物如何影响T细胞的免疫抑制作用？”

3、如何凝练“关键科学问题”？

那么，如何才能真正凝练出一个好的关键科学问题？以下几个思考路径可以提供参考：

（1）从学科前沿入手‍

关注本领域国际权威期刊和会议，特别是综述论文（Review）和热点研究进展（Hot Topics）。‍

查阅最新的国家科技发展规划，看看政策导向和“卡脖子”问题是什么。

关注顶级研究团队的动态，看看他们最近几年研究的核心内容是什么。

（2）从已有研究的瓶颈出‍

研究现状如何？已经做到了哪一步？‍

目前的主流方法或理论有哪些不足？‍

还有哪些实验现象、计算结果或理论推导解释不清楚？‍

例如，在新能源材料研究中，当前锂电池的高能量密度和循环寿命难以兼顾，那么科学问题就可以聚焦在“锂金属负极的枝晶生长机理及其抑制策略”上。

（3）从交叉学科角度切入

很多领域的突破，往往来自于不同学科的交叉融合。例如：

人工智能 + 生物医学：如何利用AI加速新药靶点发现？

‍量子物理 + 计算机科学：量子计算如何提升优化算法的效率？

生态学 + 遥感技术：如何利用遥感数据精确监测全球生物多样性变化？

如果你在一个交叉学科领域内研究，建议站在多个学科的角度，寻找它们的结合点，往往能找到独特且有价值的科学问题。

（4）从实际应用挑战反推

虽然国自然重点关注基础科学，但很多基础问题来源于现实需求。比如：

现在的癌症治疗方法为什么会出现耐药性？

为什么现有的风电叶片材料容易疲劳失效？

‍为什么大规模光伏发电会影响电网稳定性？

‍从实际问题出发，深入到基础层面，找到背后的科学机制，往往能形成既有应用价值、又有学术意义的关键科学问题。

4、如何写进申请书？

在申请书中，“关键科学问题”通常体现在以下几个部分：

立项依据：需要交代清楚问题的背景、现状和挑战。

科学问题的提出：用精准的语言描述你要研究的关键问题。

‍研究内容与方法：围绕关键问题，展开具体的研究任务。

‍创新性与科学价值：强调该问题的解决如何推动学科发展。

建议采用递进式逻辑：

先介绍研究背景，引出问题的科学价值；

再分析已有研究的局限性，说明为什么这个问题还没被解决；

最后提出具体的关键科学问题，并阐述研究思路。

一个好的关键科学问题描述，应该做到：

逻辑清晰（背景 → 瓶颈 → 问题）

语言精准（不泛泛而谈，避免“模棱两可”）

具有挑战性（既要有深度，又不能是无解的问题）

5、总而言之，言而总之‍

关键科学问题是科学研究的核心驱动力，它不是研究目标，也不是技术手段，而是科学上的未解之谜。‍

避免常见错误，确保问题具体、可解、有学术价值。

‍从前沿、瓶颈、交叉学科和现实需求等角度入手，寻找真正值得研究的问题。

‍写作时要逻辑清晰、语言精准，避免空泛表达，让评审专家一眼就能看到你的研究价值。

最终，成功的国自然申请，拼的不仅仅是研究内容，更是问题的凝练能力。选对关键科学问题，就是迈出了成功的第一步。

我们接下来会继续讲申报中的其它重要问题。