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研究生阶段的前两年:如何开始科研(下)

2017-06-11 施佳健 [译] 弗雷赛斯

研究生阶段的前两年:如何开始科研(上)


如何阅读文献

你可能会问:谁不知道读论文?只是像读教科书样读论文!事实上,我们大多数人读了大量的教科书。阅读详细解释的教科书阅读研究性论文之间有根本的区别。阅读教科书主要以了解和学习为目的,期望所有细节都被写出来并满足你,然而,当阅读研究性文时,你则是期望开拓研究思维和提出问题,从而超越作者。另一个差异是,阅读教科书以获取现有知识,而阅读研究性论文以输出新知识。显然,这两种阅读类型的目标是完全不一样的。我们经常看到博士(和硕士)新生在阅读研究性论文中存在两种“不良”的方法:太仔细跑题太远


第一种不良的方法

像阅读教科书一样花太多时间仔细地阅读论文,并试图了解每一个细节。一些博士新生会花上几天时间阅读一篇10页的会议论文,并问我们:“这是如何完成的?”。我们有时会收到电子邮件,要求告知我们发表论文的实施细节。(不管怎样,如果其他研究人员正在努力重复我们发表论文工作,我们将尽力回复他们。)

正确的方法是快速了解高水平论文中提出的问题、假设、中心思想和解决方案。然后花更多时间批判性地分析论文,提出新的想法,并进行研究以超越之前的论文。

更具体地说,你应该花30%(或更少)的时间来阅读和理解论文的中心思想和解决方案。也就是说,阅读一篇10页的会议论文用大约1~2小时即可。如何快速掌握一篇论文的中心思想?一篇高层次的研究性论文,通常是自上而下的结构,会提示你哪些部分需要重点阅读(摘要(abstract)和正文(body)构成了一篇文章,正文又分为各个含标题的章节(section),每个章节都可以有小节(subsection),然后是次小节(subsubsection)等,高层次的想法和解决方案会在主级章节中阐述)。因此,当我们阅读论文时,我们应该把重点放在主级章节上,并且跳过描述技术细节的次级章节。

下图示例了一篇假设论文及其相关结构。很多时候你只需要快速阅读摘要和背景部分(比如说15分钟)来确定论文是否涉及自己的课题。如果没有,则不需要进一步阅读。如果是的话,你会继续阅读论文的主要框架,对比实验的主要结果和结论。在这里红色方框来代表你需要进一步仔细阅读的主级(子)章节。黄色方框的部分可迅速浏览一带而过。在首次阅读时可以省略没有方框标注的部分。这有助于我们快速阅读研究性论文,掌握中心思想,问题和解决方案。


假设论文的结构

红色方框:建议进一步阅读的部分;黄色方框:建议迅速浏览的部分;无方框:建议跳过的技术细节。


  了解论文的结构和写作也将有助于你将来学习如何以这种方式撰写论文。在你花费30%(或更少)的精力理解文章的同时,你应该花费70%(或更多)的精力进行创造性地和批判性地思考:

  • 批判性思考 这篇论文出现什么问题了?这些假设是否合理?问题是不是不准确?解决方案是否有任何技术缺陷?

比如学生A1在上研究生课程时,阅读了一些关于协同训练(机器学习领域)的论文。他实现了一些流行的协同训练算法,并在一些现实世界的数据集上进行了测试。他发现结果并不如发表论文中报道的那样好。这导致我们(学生A1和他的导师)发问:协同培训真的很好吗?在什么情况下,它的运作良好或不好?经过深入研究,我们在一些顶尖的会议和期刊上撰写并发表论文。如果他没有挑战以前建立的观点,那么就不会有这些研究成果。

  • 创造性思考 还有什么可以用来解决相同或者更广泛的问题?如何做到不同,且更好?

从现在起,培养批判性和创造性地去思考任何你读的(甚至报纸和杂志),或者看的(电视剧或电影)的习惯,这是极为重要的。在看电影时,我们总是想到“情节漏洞”(批判性思考),并讨论如何使电影更好(创意性思考)!本书的作者之一(Ling)也在做儿童教育工作。他经常和孩子们一起玩的一个令人着迷的思考游戏,这游戏就是给他们读一个新故事,或者与他们一起观看新电影。在这个过程中,他停了很多次,并问孩子:故事有什么错误吗?你会怎么继续?你怎么能使它更好?培养一个好奇的、创造性和批判性的思考方式是至关重要的,因为这是研究的重要能力之一。

即使你阅读了一篇10年前发表的论文,仍然可以尝试批判性和创造性思考,从论文中“发现”新的想法。这种发现可能是重新发现(例如,已经由其他研究人员发表)。当你习惯批判性和创造性思考,当你阅读自己领域研究的最新前沿论文时,你的重新发现可能是真正的发现。这些真正的发现很可能将帮助你获得博士学位,并且帮助在你自己研究领域里展示自己的价值。

再次强调,在阅读研究出版物时,请少阅读,多思考(轻阅读,重思考)。在教育和心理学方面有充分的研究表明,如果人们(和孩子)得到太多的信息或指示,他们将变得不那么有创意性和探索性。毕竟,对于研究人员来说,阅读已发表论文的目的是为了有新发现进而超出现有工作!

根据你成长和早期受教育的文化和环境,你可能已经习惯于挑战现状,而不仅仅是循规蹈矩。如果不是这样子,你可能需要花费几个月甚至几年的时间才能转换观念,使自己更加具有批判性和创造性。但是,如果你意识到这点,并努力尝试,你会得到迅速改善。

可能有一种情况,你需要仔细阅读以前发布论文的细节:当你需要重复实验时。这可能听起来是矛盾,因为我们的目标是做新的研究,但它确实提供了思考的动力来源和用于比较的基准,尤其是当开始实证研究时。

第二种不良的方法

第二种不良的方法就是跑题太远,并且在一段很长时间花费在一些细节上,没有宏观概念。研究性论文通常包含一些你不熟悉的技术信息和方法。例如,有关监督学习的论文可能包含使用的二次优化作为其子程序的方法。如果为该研究性论文作“准备”将一本有关优化的800页教科书,从头到尾阅读完,这将是一个糟糕的做法。

正确的方法是“需求驱动式学习”。你的本科和硕士课程应为你进行研究储备足够的基础知识。对于缺失的知识,例如你正在阅读的论文中上述提到的二次优化,你将侧重于快速学习,并重点关注你正在阅读的主要论文。


阅读已发表论文的关键是要知道已经做了什么,并提出新的想法。努力做到这一点吧!

此处加上上的链接。。。


原文选自Crafting Your Research Future:A Guide to Successful Master's and Ph.D. Degrees in Science & Engineering《学术研究:你的成功之道》

原著作者: Charles Ling / Qiang Yang 

Charles Ling(凌晓峰)

上海交通大学计算机科学技术和电子工程双学士,于美国宾西法尼亚大学(常青藤大学)计算机与信息科学系获得硕士和博士。 之后在加拿大西安大略大学,计算机科学系任教,现为(终生制正)教授。

Qiang Yang

Professor (2007 - ) and Associate Head (PG and Research) at Department of Computer Science and Engineering, HKUST (2011 - )

B.Sc. (1982) Astrophysics at Peking University, Beijing, China (Alumnus of the CUSPEA program in 1982)

M.Sc. (1985) Astrophysics, University of Maryland, USA

M.Sc. (1987) Computer Science, University of Maryland, USA

PhD (1989) Computer Science, University of Maryland, USA


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