Daily Archives: 2017年2月20日

科研新人培训:1. 科学研究简介

1. 科学研究简介

“什么是科学研究”其实是一个很大的题目。这个题目本身用词我也思考过。首先不是要介绍“什么是科学”,不是讲科学哲学导论。也不想变成天马行空地大聊科学研究的感想感受。我设立这个题目主要针对的是这样一种现状:学生完全不知道当前从事科学研究意味着什么。从事科学研究的人在思维模式上、知识体系上和技能上具备什么特点,他们的具体工作和相互交流基于哪些共识。科研工作的组织形式是怎样的,科研圈子是怎样的,然后从事科研事业需要哪些基本条件等等。我曾经为我带的本科班讲过一个这样的讲座,希望通过务实的介绍使本科生对科学研究有一个比较正面的认识,客观地决定是否读研,乃至将来是否投身科研事业。这个讲座的PPT如下,从这个PPT可以了解我认为具体要包括哪些内容。

科研新人培训:内容目录

内容目录

    有那么一类内容我觉得是不论任何课题组的新成员都有必要了解的“公共课”:

  1. 什么是科学研究
  2. 学术伦理与行为规范
  3. 化学实验室的设施、人员管理及安全
  4. 如何进一步提高英语水平
  5. 怎样查阅文献
  6. 怎样撰写论文
  7. 科学测量、科学计算与科学作图
  8. 从我所在的相关学科和领域来看,总有一些的实验技术在本课题组研究方向中属于核心手段,又具有比较高的理论门槛,但是但研究生院设置的学分课中不涉及到的。大部分学生纯粹靠“师兄师姐”的指导下上机实践,其效果也受“师兄师姐”的水平、时间和精力限制,一代传一代可能还会走样。如果对测量技术的原理先有基本的认识,学生在实验中反而能发挥主观能动性地去测试,甚至发明出新方法。这在流变学中的体现就很突出。还有一些测量手段虽然常见,但学生中流传着的误区也比较多,需要“正视听”。以我所在的课题组为例,这方面的实验技术包括:

  9. 流变学实验基础
  10. 力学性能实验基础
  11. GPC实验基础
  12. 显微粒子示踪实验基础
  13. 这些主题,有的完全可以花一学期来讲(例如流变学)。我觉得在课题组里需要达到的目的只是理论和应用两方面的快速入门,指出一条省力的自学框架,使学生消除看论文时的陌生、恐惧、抗拒等心理负担,同时在自己的研究过程中敢于想到应用这些技术来研究解决问题。至于具体的理论和应用提高,还是要依靠学生自己去啃。

    还有一部分需要课题组去补的知识,是由于研究生课程没有覆盖,但对本课题组研究方向十分重要的基础理论。缺乏这些基础理论会给学生造成的问题包括:

    • 一开始完全看不懂论文,哪怕努力看更多的相关论文并结合互联网搜索补缺,最后的理解也往往是碎片式的,而且可能保留着很多理论上误解长期无法被发现。
    • 人对未知的的好奇心或者兴趣,总是需要基于预先知道的部分已知的知识。要求学生什么基础理论都不知道就对你所研究的前沿问题大感兴趣是不可能的。相反,如果学生有了基础理论,就可以独立自主地思考形成自己的idea,年轻人思维活跃的优势得以发挥。
    • 基础知识和理论的掌握好处还会体现在研究实务的方方面面。例如为什么学生实验做着做着就老走偏?就是因为他们思维不是按照已有理论去演绎的。虽然这种走偏有时也是新发现的源泉,但更大的机率只会是纯粹走偏了,比不上基于理论上的自由演绎形成的新假说靠谱。

    从我个人的研究方向和我的师弟师妹的知识背景,还需要了解:

  14. 软凝聚态物理的一些常识
  15. 这方面的具体内容将在后面的相关部分详细介绍。

接下来我准备就我提到的这12条内容逐条介绍一下我的想法。

科研新人培训:前言

前言

本科毕业后,进入研究生阶段的学习,从思维模式、学习模式到生活模式都会有很大的变化。比较普遍的情况是这样的。第一、二年,学生需要应付所在研究生院规定的学分课程,同时导师可能会提早提示学生将会做哪个方向的课题,学生可能闲暇时间能够先自行查阅相关的资料学习,或者跟着相关方向的师兄学习资料或甚至开始一些初步的实验。但由于学分课程占用了大部分时间,这些课题相关的工作量在这一两年是比较有限的。从第二年下半年开始,学生就应该确定题目,硕士和博士无非只是年限、工作量和毕业条件(发表论文)要求上的不同。大部分的研究生在毕业年限内若要达到毕业条件,就需要把所有时间都放在非常具体的研究工作上(例如,实验类的研究,就需要做直接得到可发表数据的实验)。然后,根据课题和运气的“好坏”,顺利的话,就发表这个小方向的若干篇论文,然后撰写大论文,毕业。毕业后走上哪条道路,倒是次要的,因为从研究生教育的角度,我们关心的是毕业生的知识、技能和素质,至于这个社会是否和怎么受益于这样的毕业生是另一个问题。

我从自己有限的经历感到,这样的一个常规的过程缺少了什么重要的东西。直接感受就是学生往往无法写好一篇论文,无法总结好自己的研究工作,甚至无法评述别人的论文;对自己所处的研究方向也没有什么了解,自己的课题在整个研究领域中处于什么位置;如果有所发现,将为该领域的研究解决什么样的问题……等等。

当然,我不是期望学生就能独立完成好上述这些,学生就是来学习如何完成上述这些的。那么,怎样学到这些能力呢?学生到毕业时,论文也发表过了、大论文也写过了,是否就一定程度上获得相关的认识?我觉得这里面也有问题。从我长期在校园BBS、知乎和网上其他一些了解到的,毕业生对这些方面的认识往往很有偏差。这跟他所在的课题组本身是否认真、课题组长(老板)本人是否以身作则有关。有一个形容词——“水”,可以直接概括我想表达的方方面面。如果一个学生只能从他绝无仅有的一次有限的实践体验中认识一个事物,而从未有人正面地阐述过这件事情完全的本来面貌,那他对这件事物的认识就很依赖于他所经历的这一次实践是否正规、得当,是否跟随了正确的榜样。由于这次体验是绝无仅有的,他余生心中对这件事物的定义都来自这一次实践的一切好的或坏的体验。将来当他身边的人问到他关于这件事的意见时,他往往也只能讲出他自己的这些体验。相当比例下,这种被当成定义说出来的体验是片面的甚至是负面的,使得社会对博士研究生教育的认识也片面或负面。

这就给直接实施研究生教育的导师们增加了新的责任。一方面他们要以身作则地尽可能坚持理想,执行尽可能严格的标准。另一方面,有限的培养实践内的确无法向研究生展现科学研究的全貌。这就需要导师另外抽出时间和精力去向学生介绍相关的知识。即导师除了要告诉学生去学习课题工作所需要专著和文献之外,还需要告诉学生去学习诸如“何谓科学研究”等能完善综合素质的知识。当然,这些知识的介绍可以是也应该是以导师引导为辅,学生自学为主。我们的目标是学生在毕业后能够有全面的素质,有限的实践可以使学生扎实地获得部分素质;而通过主动了解和自我培养剩余的素质,至少可以在“纸上谈兵”层面上达成,而不至于从此对这些方面都一无所知,甚至还自以为是地到处振振有词地宣扬错误见解。