同工科研究生談談如何做研究

2021-09-23 22:43:57 字數 5168 閱讀 5754

(中科院自動化所研究生邀請報告,2023年10月16)

鄒謀炎研究生如何做研究?如何寫**?研究的道路如何走?

這個講座根據自己的研究經歷和帶學生的經歷談一些體會,供同學們參考。講座中某些建議和例子是針對電子資訊領域和自動化所研究生提出的,對其他領域的研究生僅供參考。

一、閱讀哪些文獻

研究生開始研究工作必須從閱讀文獻開始,通常應該先讀綜述性**。各個領域都有最頂級的綜合性學術技術刊物,從中可能找到最權威的綜述**。

電子資訊類學生應該「翻閱」一下「proceedings of ieee」過去五年各期。這是本領域中最重要的高階綜合性技術刊物,可以幫助你對本領域作全方位的了解。一般只看題目和提要,少數(約10%)要看看導言和結論,10篇以內需要通篇簡讀,大致3篇以內需要精讀。

提示:放棄讀不懂的題目是懶惰和愚蠢的做法。

訊號處理相關專業的研究生應該翻一翻「ieee signal processing magazine」過去五年各期。這是適合於本領域高年級大學生和研究生的綜合性和拓導型刊物。控制、計算機、微波等等各專業都有類似的綜合性和拓導型刊物。

你需要自己決定「翻閱」「簡讀」和「精讀」的不同情況。一般說,碩士生需要精讀的不會超過5~10篇,而博士生需要精讀的可適當多一點。以上兩類刊物的作用是幫助你對本領域的研究盡快獲得較全面的了解。

電子資訊領域中的研究者最關注「ieee transactions on ***」中的研究**。這些**最好從近

一、二年開始查閱。發現有興趣者,從參考文獻回溯過去的源頭文章。ieee transactions 類刊物很多,乙個專業領域可能要查閱其中的幾個刊物。

同時,ieee類刊物絕不是全部。還有其他眾多領域的刊物、歐洲的學術刊物、科技書籍、專利可能對你有用。如果你的選題方向可以確定,通過網路查詢可以幫助你很快地找到有用的線索。

中文科技刊物上也能夠找到寫得不錯綜述文章,可以在入門期閱讀參考。

現在的學術刊物眾多,甚至已成災難。「開卷有益」的時代早已過去。為了不浪費有限的生命,讀書必須有選擇。

另一方面,一旦發現有興趣的文章,則必須追根求源。這時,必須注意那些被多篇文章引用的**或書籍。對這種**或書籍,力求找到並細讀。

二、如何精讀文獻

精讀文獻可以先讀提要、前言、圖表、結論,不急於細讀正文。讀後好好思考一下,文章作者要處理的是什麼問題;他為什麼要研究這個問題;他得出了什麼有意義的結果和結論。通過這些思考,經驗豐富的研究者有可能設想出某些處理問題的理論方法,然後再閱讀正文,可以比較與作者文中的理論方法有何異同。

對大多數研究生,達到這個水準還需要時日,但不妨自我訓練一下。這對於提高你發現問題和解決問題的能力大有好處。對於一些新穎、陌生的論題,任何人都可能出現閱讀和理解上的困難。

如果你認定必須讀懂,只有一種辦法可以幫你,就是堅持。這種**可能要反覆讀多遍。如果你認真思考過,你會發現,幾遍以後會豁然開朗。

讀懂**至少有兩個層次。第一層次是學懂文章在講什麼。學懂**至少包括以下兩點:

l 懂得文章提出的理論方法的關鍵點,能理解理論的推演過程、實驗結果的合理性;

l 能解讀**的理論和實驗結果,包括引數的物理含義、對結果的影響規律和極限性質。

如果你讀了許多篇文章,都已達到了這一層次,你會發現要形成乙個自己的研究題目仍然很困難。因此,作為乙個研究者,學懂知識是不夠的,必須在閱讀中不斷提出問題,你必須逐步進步到第二層次:對文章進行審視。

為了取得審視能力,你必須收集和細讀同乙個論題的幾篇文章,特別是重要的源頭文章。為此,你需要判定文章的重要性,只有重要的文章才值得你去花氣力。重要文章不難判定:

最多地被引用或思想明顯地新穎;作者的背景很強(工作環境和本人基礎功底);發表於重要刊物上。不過,這些判據不是絕對的。

可以審視的典型問題例如:

l **中理論方法成立的條件,理論假定或數學模型與實際情況有哪些差距;

l **使用的例子中的引數範圍,是否隱含限制,造成限制的原因;

l **對取得結果描述中隱含的限制、適應範圍和困難;

l 是否存在其他的理論方法可以達到該文類似、相同或更好的目標;

l **涉及的機理、理論、和應用的廣度,有哪些連帶問題。

必須連帶若干篇同類的**一起思考才能審視一篇**。並且,常常你不得不重複一下**的推演過程以及所提到的試驗或**。如果你學會了用審視的眼光去閱讀**和思考問題,可能會發現文章背後作者迴避了的問題或未解決好的問題,以及與此相關的更多牽連。

事實上,以上列出的問題中,只要發掘出其中

一、二個問題,你就可能形成自己的研究題目。有經驗表明,乙個碩士生如果能完全讀懂3~5篇新的重要**,你的碩士**選題應該沒有困難。這個方法自然適用於博士生。

當然,要確定乙個博士**題目需要讀懂多一點**。而要達到優秀博士**的目標,還需要更多的工作。

在閱讀文獻時作好筆記可以幫助你整理出要點,加深理解和提高回溯效率。作閱讀筆記是研究人員積累知識的乙個基本功,在這方面偷懶的人不大能指望在科學上有重要創新性進步。在閱讀文獻時順便記錄整理文獻目錄對將來很有用,可以提高你的工作效率。

三、對研究生選題的建議

1. 影響**選題的幾個因素

(1) 導師。有導師給你定題是你的運氣。不少研究生的導師們忙於自己的工作業務,無暇顧及學生選題,或者感覺從工程性工作中難以抽取出研究題目。

這種情況下,研究生必須自主決策。導師們通常不會著意限制學生選什麼題。當然,你的選題越靠近工作越好。

聰明的學生會把這種情況看作自由度,選擇那些對自己將來發展更有利的題目。

(2) 你所在的環境。選題適應環境(適應導師工作方向、適應所在單位的工作方向)會得到許多便利,如豐富的資源,團體合作和討論的可能性。

(3) 自己對前景的取向。

將來改行從商、從政:選題對你無太大區別,但要能畢業。

將來走創業之路:選題重要性一般,但要能畢業。注意在**研究過程中積累幾項實際本事(如程式設計技術、應用軟體、dsp應用設計、嵌入式和微控制器、vlsi設計、各種通訊技術、電子設計技術等等)。

這一點對所有研究生都有重要意義。

將來繼續走研究之路:選題對將來的研究路子可能有影響。

(4) 選題的科學意義和應用價值。任何乙個研究人員必須考慮其研究工作的科學意義和應用價值。然而,要研究生按照科學意義和應用價值來決定選題不是很現實,但可以作為選擇題目的參考因素。

對所有研究生,選題對將來的工作可能會產生影響,但不會是決定性的。研究生**選題合理的原則是:能夠導致乙個可實施的研究過程,導致乙個能夠包含創新性的研究結果,導致乙個能夠獲得良好成績的畢業**。

特別要忌諱不切實際、不可操作的想法(例如缺乏物理概念和缺乏數學支援),忌諱規模大、涉及面寬、環境資源不足的選題;當然也要避免過於平庸、難以發生創新性的選題。

如果得不到導師給的題,題目可以從閱讀文獻資料獲得。這是國內外所謂「自由研究者」或「面上專案」和大多數研究生採用的共同方法,稱為「無事找事做」。下面就如何選題提出一些建議。

2. 研究生在考慮選題過程中,對本學界國內外的某些「研究熱潮」須保持冷靜,充分了解和分析動態,學習其中產生出的新思想、新數學方法,但不急於盲從。大多數熱潮**於國外校園,不必有產業和應用需求的驅動。

既以形成熱潮,說明理論方法主體已經形成,你取得創新的機會相當低,除非你的數學和專業功底超常。中國大多數博士**平庸或無創新性可言,與風行「追熱」大有關係。「追熱」是研究生和國內許多研究者的共同誤區。

3. 最值得關注的是從應用需求提出的研究題目。這些需求可能**於例如工業、交通、醫學、生物技術等等各行各業。

將你在本領域中的知識與這些應用題目結合起來,最可能產生出創新性的結果。因此在閱讀文獻時,要查一查作者的工作背景,了解一下論題的源頭。同時,爭取跳出「無事找事做」,變成「有事找事做」。

如果你能夠大膽些,自己去試探接觸一下應用領域,就有可能形成交叉學科研究,你的成功機會就會很快很大。

4. 對工科研究者而言,常常困惑的問題是:如何從乙個工程問題出發抽取出乙個有意義的數學化、研究性問題。

恐怕沒有人能夠一般性地回答這個問題。事實上,如果你能夠完成這樣的抽取,你就已經完成了原問題研究的重要一半。可能回答你問題的,是你對原工程問題本身的深入思考和調查。

一般說需要「就事論事」。如果你打算圍繞某個工程問題作文章,你需要拿出足夠的時間和精力來了解該工程問題的機理、發展動態、當前面臨的困難或可以提出的發展性問題。乙個大的工程問題都可能分解為若干個子問題,例如有總體工程和總體理論;1到n個子問題或子系統的理論和方法、演算法;效能評估理論和方法;故障檢測診斷理論和方法;系統應用相關的理論和方法等等。

常常你可以只關心其中乙個子問題,事情會變得清晰一些。還有一些可供參考的思考方法,例如可以從分析、建模的角度提乙個「正問題」,也可以從綜合、優化的角度提乙個「反問題」,或者兩者。提出新問題的難度在於突破(自己的和別人的)習慣的思維定式。

從專業的角度並考慮乙個可能的應用環境,比較容易找到發展性的工作。只要你多作一點文獻調查,在工程環境下的研究生應該能夠形成自己的研究題目。

5. 有的博士生十分關心「什麼樣的題目將來最有發展前途」。其實這是研究人員都在思考的問題,並且各人有自己的判斷。

可以一般地說,科技文獻中提出的以及在人類實際活動中發現的未解決問題都最有發展前途。在電子資訊領域中,這類問題比比皆是。問題是你必須選擇乙個有恰當科學價值、可以在2~3年內完成的題目,這需要智慧型和經驗判斷。

很多人都認為有發展前途的題目,從事研究的人也很多, 你將來面臨的競爭也會很激烈。比較容易考慮的是有實際應用需求的題目,並且你所在的環境能夠容許。你在文獻調查時,應該特別加以注意。

6. 博士**選題對你將來的發展可能有影響,但不是決定性的。如果你將來想繼續研究和深造,在大多數情況下,最具說服力的是你的數學背景、英語能力和對新思想的敏感度;如果你將來想進入企業或創業,最有價值的是你的實際本事、綜合能力和團隊精神。

因此,在選什麼題上不必過份耗費時間。

7. 碩士和博士**選題並非只有理論研究的路子,事實上還有其他許多路子。如果做得好,能夠達到很高的科學價值。例如:

l 工藝方法研究。側重於高技術產品製造領域,例如積體電路製造、生物醫學產品等領域。世界各國理工科大學和研究所都高度重視。對中國這是最大的弱項,是亟待發展的方面。

l 專業統計估計和分類研究。側重於醫學、環境及生態科學、物探等等。專業統計估計和分類是這些領域獲得認知的基本方法之一。

l 專業綜合研究。側重於通訊工程、系統工程、軟體工程等領域。在這些領域中,人們關心的不是某些細節問題的發展,而是某個系統級別的綜合,滿足應用和效能目標。

通常需要研究人員對領域有全面的知識把握,有能力使綜合出的系統在當前可得到的技術條件下是最優的。

工科研究生們需要了解的是,我們從事的學科稱為工程學科或應用學科,它從人類實踐活動中產生,又服務於改善人類的生存條件。我們的研究只要符合這個基本思路就是對的。希望這個理解能夠幫助你在選題過程中有更高的自由度。

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