给本科生的一份科研指南

虫子 · 发表于 2019-10-11 16:59

在开展正式的研究工作之前，本科生应对前人的研究成果进行详细、深入地调研，力求对拟研究的方向能有一个较为全面的了解。文献调研是科研工作的重中之重，本科生应该给予高度的重视，扎扎实实地掌握好相关研究领域内的核心知识。具体而言，文献调研应该围绕以下几个核心目标进行：

1. 积累从事该领域研究必要的知识和研究方法。首先，通过调研可以基本上了解某个具体科学问题的历史沿革、重要研究节点及相关文献、主要的研究手段等等。作为初学者，本科生需要在调研阶段将这些研究领域内的核心知识牢固掌握。其次，在文献阅读过程中，本科生应不断地像海绵一样学习、汲取最新的知识，而不必过于在意其可能的用处。例如，看到一个新的测量仪器，可以仔细调研一下该方法的原理、优势、劣势，然后通过文献调研进一步了解同行学者采用该仪器已开展的相关科研工作和取得的学术成果，有必要的话还可以跟设备供应商了解一下该仪器的价格、操作难点、寿命等等。具备条件时，也可以通过参加学术会议与同行或者其他同学一起探讨一下该仪器的一些重要的实际操作相关问题。最后，本科生对所学的知识应不断的进行梳理和汇总，这样才能持续进步并提升自己对该科学问题的理解，并能将知识有效地融会贯通。总之，文献调研是获得和积累本领域核心知识的重要来源。

2. 详细了解研究领域内的前沿方向。通过阅读文献，本科生可以详细了解该领域亟待解决的核心科学问题。一般而言，该领域的若干知名专家会在主流杂志发表综述论文对该领域的研究进展进行汇总。典型的此类综述一般包括以下几个部分：研究的意义，科学问题的描述和分析，同行已有的进展，尚存的科学问题及建议等等。本科生可以详细阅读这些高质量的文献，从而能够较为快速的把握前沿方向及其具体内涵。另外，科研成果必须是原创性的，即前人尚未发现的规律或者现象。因此，在开展科研工作以前，本科生有必要对前人围绕该问题已有的科研工作进行详细的了解，进一步明确尚未解决的问题。这些理解和知识对本科生后续确定具体的科研题目和研究方向很有必要。只有把这一步做好，本科生后续才能厚积薄发，游刃有余。

3.  及时关注同行学者在该领域内的研究进展。通过阅读文献及其中的作者信息等等，本科生基本可以判断该领域内较为活跃的几个课题组及相关学者。值得注意的是，科研成果是不断更新的，而热点方向的知识更新速度更快。在具备一定知识积累以后，本科生平时也应该养成阅读文献的好习惯，定期跟进本领域内主流学者的最新研究进展，详细了解这些学者围绕上述核心问题取得的科研成果，以及其研究该问题的思路和方案等等。从笔者的研究经历来看，定期跟进最新文献是非常必要的，不但能够拓展本科生的科研视野，而且可以加深对科学问题的理解。

为了能够尽快的找到相关研究领域内有价值的科研工作，本科生应先认真学习一些基本的文献查找的方法和技巧。大体而言，相关研究领域科研文献的查找主要有以下三种获得方式。

首先，可以通过文献数据库进行文献检索获得重要文献。绝大部分论文均可以通过相应的文献数据库进行检索查找到。常见的数据库有Web of Science，Scopus以及谷歌学术等等。部分学科领域还有自己专业的数据库，比如工程领域的EI（Engineering Index）等等，也是非常值得本科生的关注。每个数据库的特色不同，涵盖范围也各有差异。例如，Web of Science数据库主要以英文文献为主，其对入选该数据库的期刊有着严格的要求和遴选标准，其数据库的文献量较少，只涵盖能够入选该数据库的期刊。Scopus的范围要大得多，各个语种的期刊都有机会进入，所以其涵盖的论文数量很大。以上两个数据库均是收费的，必须需要付费才能使用。学校一般都会购买一些常用的数据库，在校的本科生可以通过学校的网站对这些数据库进行访问。而谷歌学术则完全没有门槛，只要是公开发表的论文均可以被检索到，其功能更像是一个网页，使用起来也只需要能够上网就行。

不同数据库的更新频率也很不一样。例如一篇论文被某期刊在其网站上发表后，一般很快便可以通过谷歌学术提供的网站链接查询到其网址。后续，该论文才会被陆续收录到相应的数据库之中，供学者们检索使用。

另外，不同的数据库可以结合其优点综合使用。例如，可以在谷歌学术中创建某个学者的论文追踪提醒。当该学者发表最新的论文时，系统便会自动给预留的邮箱发信告知，这样便可以很方便的了解最新的研究进展。同理，也可以按照此方法跟踪某篇论文被其他后续论文的引用情况。

其次，可以通过访问相关学者的主页了解重要文献。大部分学者都有自己的官方主页，上面会详细列出其感兴趣的科学问题以及相关的研究成果。国内的部分课题组还有自己的微信公众号，定期推送取得的科研成果。因为这些资料均是学者经过仔细筛选后整理出来的，基本代表了其最高学术水平并涵盖了其在学术领域的重要贡献。部分学者的主页很精美，里面还会有一些科普性的介绍文字和视频，详细列出相关研究的背景和科研成果的潜在应用等等。通过这种方式进行文献查找的好处是可以方便的进行文献的同主题阅读，快速的了解和熟悉同一个课题组或者学者的贡献。如果该领域的研究学者不是很多的话，访问几个学者主页后便可以对该领域的大概情况有一个基本的了解。另外，通过查看学者主页上的会议论文信息，便可以知道该领域的主流学术会议都有哪些，方便后续找机会交流。

最后，阅读文献本身便是很好的查找文献的方式。一般而言，在论文的引言部分，作者会围绕研究的相关背景和选题意义做一番系统性的论述。一般而言，引言的写作可以简单分为三个部分，主要包括：

1.  选题的意义和背景。一般是讲述该科学问题产生的背景或者潜在的一些应用场景等等。比如，如果某论文研发出一个可以精确测量水中含气率的方法，在引言中便会详细描述气液两相流在实际工程或者生活中的若干常见情形，并指出精确测量含气率对于深入研究气液两相流特性及其工程监测上的重要意义等等。

2.  前人的研究成果及存在问题。此部分一般会详细描述以前的学者在该领域的学术贡献，包括已有的测试方法、原理及相关精度，存在的问题等等。这一部分是引言的精髓部分，其文献调研的质量直接关系到科研成果的水平甚至成败，这也就是为什么文献调研是如此重要的原因之一。

3.  该文的研究方法及章节安排。基于上述文献调研和相关科研工作，此部分会展示作者围绕该核心问题的一些思考和实践，包括研究上的新思路及其可行性的验证。例如，为了提高含气率的测量精度，该作者引入了高分辨率的成像系统及图像处理技术等等。对于较长的研究类论文，作者还会简要介绍一下该论文后续章节的内容及相互间的关联性，以方便读者查阅。

由此可以看出，通过阅读文献，本科生便可以快速的了解一个研究主题下的重要研究进展等等，方便快速的入门和提升。值得注意的是，本科生文献调研的范围尽可能准确而凝练，不要过于大。例如，如果研究方向主要集中在围绕某一个现象的实验研究，本科生在阅读文献时尽可能多看实验类杂志，详细掌握相关实验方法、要点、原理和操作等等。对于数值模拟和理论分析类的论文，可以适当阅读，重点看其结果讨论和阐述部分等等。这样阅读文献时便可以有的放矢，目标明确。具体执行时，本科生可以通过阅读相关文献的摘要对该文献的大致内容有个初步认识，然后快速决定是否要看论文全文。

在对文献进行系统性的阅读之前，本科生要先养成提前泛读文献的好习惯，从而对拟阅读的文献有一个更为直观的认识。泛读的好处如下：

1.  详细了解文献与研究主题的契合程度。对于本科生而言，每篇文献因其一般具有很强的专业性所含的信息量均很大，而经典文献则动辄每篇几十页，所需要耗费的精力则更多。因此，即使一个专业的学者阅读此类文献也需要耗费一周甚至更长的时间，而本科生所需要花费的时间会更多。所以，在阅读之前，本科生一定要先进行泛读，详细了解该文献是否与研究主题密切符合，是否是这个研究主题下的重要参考文献。

2. 了解相关学者的研究水平。读文献时，本科生应尽可能去寻找高水平学者撰写的论文来读，这样不但有利于树立良好的学风，而且可以显著提高科研的认知水平。文献泛读时，本科生已基本可以对学者的学术风格、逻辑性、前期工作积累等等均有一个详细的了解，这对于把握课题的研究方向大有益处。

3. 判断文献是否值得详细阅读。如果泛读此文献后，对该文献仍然很感兴趣，那么后续便可以安排时间进行进一步的深入阅读。与泛读阶段不同的是，后续再次仔细阅读文献时已经有了一个大概的认识，更加清晰的了解论文中值得仔细品味的重要亮点、学术思路、精彩结果等等。总之，带着问题去读文献是非常必要的。文献毕竟是知识高度专业化的结晶，作者写作时默认读者已经具备了该领域的基本知识，因此大部分内容都集中在新产出的知识上面。因此，如果泛读期间感觉理解上很困难，通常是因为本科生在知识储备上尚不足，应该去找一些参考书去补充新知识。

4. 节省时间。一方面，良好的泛读工作习惯可以有利于进行更多文献的阅读，从而更全面的了解同行的工作进展。另一方面，泛读后可以更为精准的确定需要后续仔细关注的文献，从而避免浪费很多时间。很多本科生刚开始读文献时，习惯从头到尾的进行阅读，花了很多时间以后才发现这篇论文跟自己的研究主题关系甚微。实际上，这样的阅读习惯并不适合科技文献的阅读，其效率也较低。因此，泛读可以帮助本科生节省出很多宝贵的时间。

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