最近，我有機會指導幾位高中數理資優生的科展專題探究。第一次見面，我先跟大家闡述了我對指導科學專題探究的想法和指導方式。在生成式AI狂潮席捲全球之際，ChatGPT如何影響未來學生的專題探究和科展，學界、教育現場、老師、學生之間縱然仍有不同的看法，但對其影響之深遠殆無疑義。我覺得這段談話可能對許多想從事專題探究的學生和指導老師會有一些幫助，所以我把過程錄音，並且藉由Whisper轉成文字，再以ChatGPT整理成文章，以此跟學生和老師們分享。
科展是將一項長期投入的科學專題的研究成果公開展示，並藉以和他人交流想法的活動。競賽不是參加科展唯一的目的，即使選擇不參展，進行專題探究過程本身就極具價值。通常我們會將研究成果整理成一份專業報告，或者一篇小論文，它能夠體現出我們努力的成果和科學的價值。
在進行專題研究時，我建議可以同時考慮到三個目標：以解決問題為學習目標、科展競賽以及小論文撰寫。此外，當大學入學審查委員在評估入學申請資料時，一份充滿獨特學習和解決問題經歷的專題探究履歷一定能夠讓你脫穎而出。專題研究不僅展現了我們的學習態度，它還彰顯了學生的創造性思考和獨立解決問題的能力。
接下來，我們來談談學習與研究之間的區別，這有助於理解某些題目為何不適合作為科展的主題。你們對無人機非常感興趣，想從事無人機的研究，這是很好的研究動機，但想要熟悉無人機技術、或者成為專業無人機飛手，這些都屬於學習範疇，而不是研究。學習無人機如何控制、平衡、起飛、降落或者按照特定路徑飛行，這些都是掌握現有技術的過程，這是學習。但是如果現有的無人機能夠抵抗五級風，而你想要創造出一種能抗六級風的無人機，這就是研究問題。以一個明確的問題為出發點，去想：你要解決什麼問題？接著，你需要找如何解決這個問題的方法，即選擇或創造適合的方法。即使不知道這個方法是否可能成功，還是可以藉由試誤法(try-and-error)對待解決問題進行可能性的探索。最後，你需要具備解決這個問題所需的技術技能，比如機構和電路知識、程式設計基礎、以及組裝一台無人機的技能。
將這三點結合起來，就構成了專題研究所需的核心條件。如果還不具備，那就需要從做中學習，逐漸累積這些基礎。研究無法憑空產生，沒有基礎知識和技術能力，再多的熱情和創意也難以實現。因此，我們從學習入手，在專題探究過程，學習和探究將同步進行。探究讓學習充滿動能，學習讓探究走得更遠，兩者相輔相成。
雖然普遍認為努力和聰明才智是專題探究成功的主要因素，但很多時候，選擇合適的研究主題可能更是成功的關鍵，一個好的題目會更直接影響到最終的研究成果。如果題目選得好，加上努力，即使在資源和聰明才智上並非頂尖，也可能取得出色的研究成果。
選擇一個好的研究主題不僅需要創意，還要考慮到是否有可行的方法和可用的技術。某些想法即便新奇有趣，但如果技術上難以實現或已被廣泛探索，那麼這個研究主題就可能就不適合。如果主題很有價值，但我們無法找到解決問題的可行方法，或者，我們還不具備實踐它的技術能力，那麼就要開始學習你還不具備的方法和技術。
我鼓勵大家使用ChatGPT來獲取我們不足的知識，並且加快專題探究的進度。例如，我們可以詢問ChatGPT關於無人機的飛行原理、控制方法，或是技術或零件規格，直接詢問ChatGPT比翻閱大量文獻要來得高效許多。不只學習層面，ChatGPT在專題探究的方法建議和程式撰寫也能提供有用的助力。它能夠評估我們的設計概念，提供解決方案，甚至幫助我們優化設計。程式設計方面，它可以大幅縮短軟體開發時間，它幫助程式碼除錯、建議我們使用的函式和範例、甚至撰寫部分程式碼和程式的技術文件。
幾個重要的ChatGPT使用建議：(1)不要把全盤問題一次丟給ChatGPT，要把問題分解到最小的、最簡單的問題，逐一問ChatGPT，再根據自己的理解，來組織這些小問題的解答成為更上層的解答；(2)如果對ChatGPT的回答有不了解或與自己原先理解的有出入的地方，就繼續追問，或請ChatGPT以更淺顯的方式重新回答，務求徹底了解；(3)當無法確定ChatGPT回答的正確性時，需要進行交叉驗證。如何驗證？詢問專家、查詢專業書籍論文都是好的途徑。
ChatGPT將成為我們在科展專題探究中的得力助手。從學習基礎知識、方法和技術方案的輔助、到程式碼撰寫，它都將是我們不可或缺的工具。但記住，關鍵在於如何有效地利用這一工具，如何提出清楚、有意義的問題，並針對所得到的答案進行仔細篩選和應用，保持批判性思維，把ChatGPT做為我們的協作工具，而不是期待ChatGPT幫我們完成一個專題探究和科展。這樣，我們才能最大化地從中獲益，推動我們的知識成長和科學探究能力大步向前邁進。