科学研究与论文写作--讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,科学研究与论文写作,一、科学研究概述,什么是科学？,science,的本来含义是系统知识，,也就是分科的学问。因为,“科”的意思是分类或层次条理的意思，,而“学”无疑是,“,学问,”,的意思。,十九世纪，科学已是一个非常庞大的知识体系，,被划分,成许多,非常细的,专业，而这些专业知识又是,相互关联、自成体系,的。,因此,science,对应“科学”比较合适,，,“,比较科学”,。,科学一词源于,拉丁文,的,scio,，,后来演变为,scientin,，,最后成了,英文,的,science，,其本意是“,知识,”、“,学问,”。,日本,著名的科学启蒙大师,福泽瑜吉,把“,science”,译为“科学”。,1893年，,康有为,引进并使用,了,“科学”,一词,。,严复,在翻译,天演论,等科学著作时，也用“科学”二字。此后“科学”,一词,便在,中国,被广泛运用。,一、科学研究概述,什么是科学？,辞海对“科学”的解释,科学是崇尚,真理,和,真实,的人们永无止境地,探索,和,实践,、阶段性地趋于逼近真理、阶段性地解释和揭示真理的阶段性,/,发展性,/,历史性,/,辩证性,/,普遍性,/,特殊性,/,信息性等特点、尽可能不包含自相矛盾内容的知识体系,，,是人们用来认识和改造自然世界的思维武器,。,科学是一种态度,，一种,观点,，一种,方法,，一种精神,！,科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系，是社会意识形态之一。,一、科学研究概述,什么是科学研究？,伟大的科学家都是没有丧失童趣的人，他们在实验室里是宁静而愉快的，可以说是乐此不疲，很多在常人看来难以忍受的寂寞在他们看来却是一种幸福。,越是找不到答案，越是能够激发探索者的热情，在一次次的失败中积累着烦闷与紧张，终于取得突破后则兴奋异常。,与此同时必须承认，科学荣誉也是激励科学家们前进的重要动力，只要别把荣誉看得高于真理，货真价实的荣誉仍然是值得追求的。,人的需求可以用,函数来表示：,f(x,)=1/x+x,（,x=R/,Wf,，,x0,），前一项为生存需求，后一项为精神需求。,一、科学研究概述,科学研究的层次,-,学科层次,总体可分,6,个层级：,A.,一级学科 -树根,B.,二级学科 -树干,C.,研究方向 -树杈,D.,子方向 -枝条,E.,课题 -树叶,F.,研究点 -叶脉,“君子思不出其位”。,不同层次的人思考不同层次的问题。,我们对相关的方向或学科有所了解，对自己的研究工作是很有好处的。只有看清了整体的学科面貌，才能知道自己处在那个位置上，自己未来的方向在哪里。,一、科学研究概述,学者的层次,也可分为6个层级：,A.,大家：提出问题 -数学领域希尔伯特的23个问题,B.,专家：提出方法 -基于实例的机器翻译方法,C.,一般研究人员：具体,解决问题-我们大多数人,D.,学徒：修修补补，改来改去-研究生,E.,抄书匠,：抄来抄去,F.,搞伪科学的人：故弄玄虚，弄虚作假,其实,我认为自己也是一个学徒。,学者、科学家与科学工作者,做研究如同登山，要坚持往上爬，并时时顾盼瞭望。,一、科学研究概述,对于自然科学而言，科学研究可以分为：,基础研究（理论研究）,应用研究（技术研发）,介于二者之间的应用基础研究,科学,研究,的分类,一、科学研究概述,以揭示规律为目的的研究活动属于基础研究。从事这些活动的学者是科学家。,万事万物皆有其规律，掌握并且利用这些规律就能够为人类造福。但是这些规律是隐蔽在纷繁复杂的现象背后的，要识破大自然的奥秘，读懂上帝的天书，非要下一番深入观察和探究的功夫不可。,规律不是被创造出来的，而是事物内部本身存在的。人们只有认识规律的权利，而没有创造规律的可能。,基础研究（理论研究）,一、科学研究概述,从严格的意义上讲，理论研究是试图提出或者证明一种新的学说、假说、公式、定理、定律一类的科学研究活动。而我们目前从事的许多研究工作从严格意义上应该划归为应用基础研究。,但是理论研究的界限正在发生变化。只要是在理论上探索某个具有普适性的科学问题的研究活动，均可以看作是理论研究。,例如，在物理和天文领域，似乎只有相对论、万有引力定律这样的研究可称得上是理论研究，而在人工智能领域，神经网络、粗糙集、支持向量机等理论的提出被认为是理论研究，同时“基于某某的某某研究”也是理论研究。,基础研究（理论研究，续）,一、科学研究概述,从根本上讲，基础研究应该有实际需求，但是随着基础研究的深入，理论研究不必时刻联系实际需要，比如著名的歌德巴赫猜想。,理论研究的价值在今天常常被忽视，有人认为只有产生实际经济效益的科研工作才有价值，这种极端化的观点显然是错误的，我们必须承认并高度尊重理论研究者的成就。,国家973项目计划和985计划主要支持理论研究工作，而国家自然科学基金计划既支持理论研究，也支持应用基础研究工作。,-,但并非绝对。,一、科学研究概述,国家“,973,计划”把加强原始性创新作为突出任务，针对我国当前面临的重大战略需求和未来发展的需要，围绕农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料等领域中的重大科学问题，结合综合交叉与重要科学前沿领域的进展，加强领域之间的综合交叉研究和前沿重大科学问题的研究，从而提升我国基础研究的整体创新水平和解决重大问题的能力，项目研究期限一般为,5,年。,“,973,计划”从,1998,年启动至,2007,年，已经立项,456,项，聘任项目首席科学家近,500,人，项目平均资助额度约,20003000,万元，财政投入已近,90,亿元。,一、科学研究概述,为了落实,国家中长期科学和技术发展规划纲要（,2006-2020,）,的部署，科技部于,2006,年开始启动实施蛋白质研究、量子调控研究、纳米研究、发育与生殖研究,4,个重大科学研究计划。重大科学研究计划由科技部总体协调，按照“,973,计划”管理办法组织实施，项目研究期限一般为,5,年。,2006,年启动至,2007,年，已立项,117,项，聘任项目首席科学家,117,人，项目平均资助额度约,20003000,万元,财政投入已近,15,亿元。,一、科学研究概述,国家973项目：,“,安全计算学重大理论问题研究,”,“,可视媒体智能处理的理论与方法,”,“,分子影像关键科学技术问题的研究,”,“,中医辩证论治疗效评价方法基础理论研究,”,国家自然科学基金重大项目,“,与宏观经济决策有关的认知与知识发现技术,”。,一、科学研究概述,应用研究是受,实际需求,或者,市场需求驱动,的研究工作。,时至今日，数学定理和物理学定律似乎已经被先哲们发现得差不多了，因此整个科学界中纯搞理论研究的人越来越少，很多大学教授都和工业界有着密切的联系，很多大企业也开办企业研究院，导致应用科学研究如火如荼。,国家863计划、科技支撑项目计划等重点支持,应用研究,和,应用基础研究,，例如国家863计划项目“中文为核心的多语言信息处理”、“面向市场分析预测的智能数据仓库平台”。,我们曾与其他单位合作申请国家863项目“,海洋生物基因资源的数据整合、分析挖掘与共享平台,”。,应用研究,一、科学研究概述,应用研究难在选题，因为实际需求或者市场需求的变化极快。搞应用研究的人如果对市场的未来没有一个基本准确地判断，往往会导致选题上的偏差。例如：激光照排技术研究，汉字手写输入技术研究，汉卡技术研究。,技术和市场是互动的关系，总的来说，是市场在引导和拉动技术的发展，例如电子相册，但是也不能忽视技术对于市场的拓展和推动作用，例如数码相机、,mp3/mp4。,一项被市场接受的产品能够推动多项技术的进步。比如搜索引擎，拉动了自然语言处理、并行计算、海量存储设备、数据挖掘等等多项技术的发展。,要坚持自己的特色，不为时尚所动。,应用研究（续）,科学研究的流程,螺旋式深入：,选题,阅读,思维,实验,写作,一、科学研究概述,清华大学林闯教授语录：,一、科学研究概述,选题热点是前沿,学术创新是基础,模型描述是途径,解决问题是关键,结果显示是结论,师父领进门，修行在个人,二、怎样确定研究选题,我们所说的选题指的是科学研究层次中从,C,到,F,四个层次上的选择问题（研究方向、子方向、,课题、研究点）。,选择研究方向是学术带头人需要重点思考的事情；选择子方向是研究小组(,Group),的组长需要重点思考的事情；选择具体课题是研究生们需要重点思考的事情。,微软许峰雄：选择课题的三个标准,-,有足够的兴趣，能成为世界第一，能赚钱。,选题体现研究者的眼界、知识面和能力、水平，要从自身状况出发，切忌好高骛远。,选题是研究的前提，关系重大。选题不当将造成重大损失。,选题的一般性问题,二、怎样确定研究选题,1、,要符合学术和社会发展的最新趋势，例如舆情监控技术,2、要有实际需求，例如自动摘要技术,3、,要有较大的研究空间，例如循证医学信息化的智能技术,4、,要有研究基础，与自己以往的工作有关联，有研究积累,5、,要有可能得到国家的支持，例如基于认知的相关理论,6、要长远结合,7、,对于研究生来说，还要注意选题的系统性问题，要构成相对完整的研究体系。,常人选题原则,二、怎样确定研究选题,对一个课题进行深入分析，把大课题分解为小课题，各家不搞大而全，或者即使全，但有自己明确的重点。,例如搜索引擎技术研究，可以专注于搜索引擎中的分布式计算问题、跨语言检索问题、问答系统（精准搜索）等等。,大树的根，越深的地方分叉越多，覆盖的泥土空间也越大，研究也是这个道理。都浮在表层，就会感到空间狭小，如果深入下去空间就大了，不容易撞车。,在一个细分的问题上，可以集中优势兵力作出突破性的成果来，又因为研究同一个细分问题的学者相对较少，研究工作的积累也相对不足，你动一动就可能做出新的成果来。,建议：深入、深入、再深入。,如何处理选题撞车问题,三、怎样查阅文献资料,收集、阅读资料是从事研究工作的第一步，也是选题的基础和立项依据。,查阅文献的重要性,查阅文献的方法,1、查阅重要的论文,顶级国际学术会议和国内外期刊的论文,SCI、EI,收录的论文，影响因子高的论文，引用数多的论文,，下载次数多的论文,学术权威的论文,学术权威的综述性论文,尽量少看不重要的论文,三、怎样查阅文献资料,查阅文献的方法（续）,2、以时间顺序为线索理清脉络,要追根溯源，一直找到某个理论或技术的首先提出者、首倡者。-可以根据引用文献的线索,要查清某个理论或技术的每个重要的里程碑式成果。,要思考某个理论或技术的发展变化历程，从中预测未来的发展方向。,要按照时间顺序，将某个理论或技术的发展脉络写成综述，并且随时更新。,各种基金项目申请书的评审者最喜欢这种方式。,三、怎样查阅文献资料,查阅文献的方法,（续）,3、以作者为线索理清脉络,要注意论文的作者是谁，研究机构是哪里，合作者是谁。,以作者为线索进行梳理就会发现，全世界搞你这个方向的也就那么几个、十几个研究机构、研究者，以后跟踪这些人的研究工作即可，还能够发现该作者的研究工作的演进脉络。,4、阅读最新的论文,主要是近五年的重要论文。,三、怎样查阅文献资料,查阅文献的方法,5、抓住论文的要害,-,多问,作者为什么要做这项工作？要解决的是一个什么问题？解决问题时遇到了怎样的困难？为了解决困难作者提出了什么样的解决办法？实验结果是否可能真的证明他的方法好？数据是否充分？有没有和别人的工作、别的方法进行对比？他的方法是否新颖？你从中学到了什么？,该方法有哪些不足？你是否随即有了新的改进思路或方案,？如果有要立即记录下来。,带着上述问题，抓住要点，做好记录，一篇长文就会像庖丁解牛一样被瓦解。,三、怎样查阅文献资料,查阅文献的方法,（续）,6、批判式阅读,不能带着崇敬的心理去阅读，而要像一个审稿人那样带着批判挑剔的心理阅读论文，在阅读中不断地找出论文中在选题、方法、实验、表述上存在的种种问题，并通过积极独立的思考提出自己的见解。,要有信心和冲劲，不要被国外所谓的名家吓住。,要展开丰富的联想，逆向思维，举一反三。,有的同学读资料，越读越丧失信心，发现别人做得太好了，自己的想法都被别人做完了，资料全读完了，自己也准备换课题了，这是失败的读法。,四、怎样创新思维,1、把问题定义清楚,有的同学做了很长时间的课题，还没有把问题定义清楚！,以自动文摘问题为例，不就是把一篇文章中的核心内容提取出来吗？还怎么定义？其实不然。,关于文章的定义,是什么样的文章？议论文、记叙文、还是说明文，还是包括小说之类的文学作品？文章的来源是哪里？是人民日报等用语非常规范的文章，还是网络文体，比如,blog,或,BBS,上的文章？文章有没有长度上限（10万多字的博士论文是否需要提取摘要）？能否对多篇话题相同的文章一起做摘要？,四、怎样创新思维,1、把问题定义清楚（续）,关于摘要,是适用于阅读的,报道性文摘,，还是用于判定主题相关性的,指示性文摘,？有字数限制还是比例限制？是否根据用户的需求有所偏向？对文摘的连贯性有没有要求？评价一篇文摘质量好坏的标准是什么？,只有把问题的初始状态（此处为原文）和问题的终止状态（此处为文摘）搞得一清二楚，才敢说问题定义清楚了。,“知止而后定”，问题定义清楚了，靶子立好看清了，心也容易静下来，再怎么做工作就会始终围绕一个目标，才不会左右摇摆，才容易出成果。,导师一般只是指定一个大致研究方向和研究题目，需要研究生深入思考，自己把问题定义清楚。,四、怎样创新思维,2、思维逻辑要,纯净,、,清晰,思维逻辑是一个人从事科研工作的最重要的素质。,现实中确有少数同学的思维是混乱的、滞涩的，需要通过不断的自我认识，找出自己的误区，否则在前进的过程中会步履维艰。,能够静下心来，是思维逻辑纯净清晰的关键。,要抓住研究实质和关键，不要钻牛角尖；,要连贯思维，不要跳跃性过大；,要善于交流，认真听取别人的意见和建议，不要太固执；,要懂得矛盾对立统一的道理，不要把问题绝对化；,要首先想着创新、改进而不是系统实现；,要善于剖析问题、分析数据，懂得先分析再综合的思维方法，不要总是在问题的表层打转转，而始终无法深入。,四、怎样创新思维,3,、形成自己独特的思维方式,不同学科的人，其思维逻辑有很大区别。,理科偏重于解释世界，工科偏重于实现系统，文科善于描述和总结，医学需要大量的死记硬背，。,只有通过不断的内省，发现自己的思维方式，善加利用，有所修正，才能够顺畅地开展科研工作。,跨学科研究有优势，也有困难，要“因人因地制宜”。,四、怎样创新思维,4,、分析与综合,分析与综合是两把思维的随身利器，一定要好好运用。,通常一个问题来了，请先使用“分析”这把“刀”，把问题划分为若干子问题,-“,砍”。,子问题之间的关联越少，说明这一刀砍的越是合理。,如果实在非要“连着骨头带着肉”，也没有关系，但是要记下所分解的子问题之间的照应关系。,子问题如果很容易解决了，就是原子问题，不用再分，如果还是比较复杂，可以进一步分析，得到一些“孙子”问题。,经过深入分析，一个貌似强大的问题就会被我们看得清清楚楚，再针对每个原子问题想解决方法，各个击破。,四、怎样创新思维,4,、分析与综合（续）,“综合”的作用是合并同类项，比如通过对子问题1、4、5的考察，觉得这个问题象是一个球体；通过对子问题2、3的考察，觉得这个问题又象是一个圆形平面。经过归纳，则可以给这个问题建立起“半球体”模型，很可能就接近真实情况。,归纳后可以演绎一下，看看灵不灵，那就是用测试数据进行测试、验证。,概括地说，分析是分类考察每一类的特征，是显微镜，帮我们看清问题的细节及联系。综合是尽可能地找出统一的模型，是玩具智力拼装，但最好不是简单拼接。,分析决定深度，综合决定高度，二者缺一不可。,四、怎样创新思维,5,、创新思维的途径,创新是科研工作的灵魂。每个科研人员都应该有“不创新，毋宁死”的决心！,科学界没有“省级运动会”，“全国运动会”，只有“奥运会”。真正的创新就应该是在世界上的第一个。,重复性研究是浪费科研资源，劳民伤财，耗费青春。,创新没有固定套路。,岳飞名言,:“,运用之妙，存乎一心”。,擅长创新的人首先是那些平素喜欢天马行空、胡思乱想的人，例如颜回。,创新需要宽阔的眼界。类比、嫁接也是创新的重要方法。,借鉴融合是创新的一种途径，例如张旭的草书。,四、怎样创新思维,5,、创新思维的途径（续）,创新必须从自己独特的体验中来。,要用你自己的眼睛去观察事物和数据，发现别人没有发现的特征、没有发现的故障点，用别人不曾用过的观察视角重新观察你的研究对象。,人与人的阅历不同，观察和思考问题的方式各异，如果你能够在重复调研的基础上，以“我”为主，把自己的原始体验经过归纳总结表达出来，那么即使是很小的一点进步，因为与众不同，那也是一个有价值的创新。,要坚持不懈地干一个课题，即便资质差一点，也一定能够有所创新，就怕“熊瞎子掰苞米”。,四、怎样创新思维,5,、创新思维的途径（续）,创新思维是求异思维，不是求同思维。,高人出手，变化多端，无所不用其极。要从东西南北、上下左右去观察事物。,如果面对的事物太庞大，压扁了再处理行不行？切成碎片再处理行不行？烧化了变成水再处理行不行？在地面上实在处理不了，运到海底行不行，送到空间站上行不行？图像处理中有从空域到频域的变换，在空域里剥离不了的噪声到了频域里很容易分辨出来；,创新是“悟道”，很多时候要靠直觉。直觉就是大脑的并行计算，它把各种信息综合在一起，给出答案来。因此，你的灵感来了，要赶紧抓住，千万不要错过。,林闯教授总结：读，问，学，思，试,五、怎样做实验,计算机科学是技术科学，也是实验科学，必须通过实验验证理论、方法、模型的正确性和效率、效果。,“实验是检验技术的唯一标准”,1、收集数据,数据就是“证据”，因此收集到的数据必须真实可信，不能专门搜集对自己有利的证据，而有意忽略不利证据。,收集到的数据要有足够的规模，具有统计意义。,如果已经有现成的国际标准评测数据，那么就应该采用，以便和国际同行比较交流。例如,UCI,数据集。,如果你的研究领域比较新，没有标准数据，只要你采集的数据真实充分，同样可以说明问题。,五、怎样做实验,2、建立实验环境,实验环境的好坏直接影响实验效率和效果。,需要在硬件和系统两方面进行准备。,有高性能的现成环境当然好，如果没有，可以想多种方法加以解决。,例如，采用并行、分布、集群或者网格计算技术，可以构建起性能更佳的实验环境。,关键计算任务可以借用、租用公共资源。,可以考虑与国际大公司合作。,五、怎样做实验,3、编写程序,编程是研究人员的基本功，必须过硬，特别是对于硕士研究生。,平时非常有必要积累一些常用的代码和工具系统，例如单词切分程序、词性标注程序、滤词程序等。,多采用构件和中间件，提高效率。,将编程的重点首先放在验证算法的合理性方面，其次才是追求可靠性和速度。,实验结果如果不理想，不要心灰意冷，首先要好好检查你的程序。,五、怎样做实验,4、认真、仔细分析实验结果,不能只停留在实验验证上，要给出理论分析。,实验结果再好，仍然难以达到100%。要分析做错了的都是哪些数据，具有什么样的特点，可以对这些数据进行细分类，分别找出解决办法，在以后的工作中继续改进。,如果实验结果不佳也不用沮丧，因为“研究中不如意者十之八九”，从头再来。,要在同等条件下和国际上的最好水平进行比较，方能证明你的成功。,你的实验是否具有可重复性？,不要轻易下结论。,六、怎样写论文,1,、论文表达的总体要求（林闯体会）,创新性（摘要，结论）,贡献清楚，理由准确,关联性（引言，参考文献）,综述全面，参考充分，,本质区别，,标注适当,可读性（内容）,结构合理，条理清晰，语言流畅，深入浅出，例子经典,真实性（例子，实验）,数据真实，反应实际,六、怎样写论文,1,、论文表达的总体要求（李波体会）,论文表达的关键是清晰、有说服力、简单、英语好,好的论文就在两点：内容和写作,六、怎样写论文,2,、了解编辑或评审人要看什么,是否是新问题或新方法？,结果是否可信？是否有显著意义？,技术上是否正确？,对自己论文（优点和局限）是否有正确评估？,表达是否清晰、地道？,参考文献是否充足、恰当？,论文属于哪种类型？,5/30,规律,六、怎样写论文,3,、了解论文档次,英文,IEEE,Trasaction,（,on AI/software engineering,),SCI,indexd,Journal,General Journal,Top reference,paper(VLDB,，,ACM SIGKDD,ICDE,）,general reference paper,中文,国家一级学报（计算机学报,/,软件学报,/,计算机研究与发展）,SCI/EI,检索期刊,(JCST,，中国科学,E,辑，清华大学学报，,）,核心期刊（计算机科学，小微，计算机工程与应用，,）,一般期刊,六、怎样写论文,4,、论文写作指南,勇敢写，勤于写，该写就写,选好写作内容,选好投稿时机,不断优化稿件,选好投稿对象，牢记投稿截止时间（,deadline),耐心修改，不轻易放弃,平时积累“好词”、“好句”（特别是英文）,先冲会议再冲期刊,有可能的话多审稿,六、怎样写论文,5,、远离学术不端,侵占、抄袭、剽窃他人学术成果。,在论文中篡改、伪造实验数据，或隐瞒不利实验数据,私自投稿,一稿多投,请他人代写,或代他人写,学术（学位）论文,以金钱、利益交换等手段影响学术评价,在自己未做出实际贡献的研究成果中署名，或未经当事人同意而在论文中签署其名字,未经项目负责人同意而标注基金项目资助号。,违背事实地夸大自己或贬低他人研究成果,谢谢！,欢迎批评指正,