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研究生做科研得步步為營【已發表】 精選

已有 14366 次閱讀 2019-3-24 09:10 |個人分類:研究生教育|系統分類:教學心得| 研究生, 教育, 實驗, 科研

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[本文由本博主(馬臻)撰寫,刊發于《中國研究生》2019年第3期。圖片源于網絡。]

“你這樣下去,會延期畢業的!”我對一名博士生發急了。

該生在別處讀碩士時,曾發表3篇SCI論文。加入我的課題組后,他能提出科研點子,也像“拼命三郎”似地做實驗,我就沒有多管他。7個月后,我催他把實驗數據整理成文,他卻支支吾吾地說,之前的實驗結果“都不能用”。我頓時兩眼一黑……

我對學生說,讀研三年時間一晃而過,除去上課、假期和找工作,真正能用于研究的時間只有兩年。而畢業又需要發表若干篇論文,因此,研究生做科研得有章法!

實驗設計:“不戰而屈人之兵”

很多新進校研究生一頭霧水——怎么找研究課題和實驗點子?其實,研究方向一般是老師指定的,而具體的實驗點子,如果不是老師給的,則源于閱讀本課題組和同行發表的論文。

研究生一邊讀文獻,一邊要把“思想的火花”記在筆記本上。等積累了幾個點子,再找老師討論。腦子里要有“論文”的概念——完成這一系列實驗后,能發表論文嗎?別人研究過類似的東西嗎?自己的實驗點子有創新性嗎?能在一段時間(比如一年)內做出來嗎?經驗豐富的老師就知道哪些點子有價值且可行,而哪些點子應該被“排除”。

接下來,可以挑出最有希望的一個點子開展研究,也可以用少量時間,對幾個點子進行初步嘗試。比如,用一兩個星期,制備幾個催化劑,并測試它們的催化性能。

嘗試后,就知道實驗點子是否值得深入研究,或者幾個點子當中哪一個最優。一旦發現能夠發表論文的點子,就要“掘地三尺”,直到產出一篇論文。

做實驗不能像“玩”一樣。想一想——在選定的實驗條件下測得的一組數據,能成為論文的一張圖嗎?很多學生沒有設計好實驗條件,亂做一起。比如,一個學生平時用實驗室一臺馬弗爐制樣。有一天實驗室的馬弗爐被別人用了,她就用同學課題組的馬弗爐焙燒樣品。但那臺爐子并不精準,爐溫忽高忽低,這就導致實驗結果不能用。類似的事情經常會發生。

初學者往往喜歡研究實驗條件參數對實驗結果的影響。比如,制備一種催化劑的變量有制備方法(5種)、焙燒溫度(5個)、活性組分的含量(5個)。缺乏經驗的學生就按照“555”種組合,制備了125個催化劑。接著,不但要測試這些催化劑的催化性能,還要用多種儀器進行物理化學表征,非常耗時。做科研不是在工廠里搞技術研發。做科研是設定一個模型體系,用有限的實驗,說明現象和規律,探討現象背后的原因,而不是無止境地進行條件實驗。

總之,要借鑒孫子兵法里的“不戰而屈人之兵”,在動手之前多動腦子!

做實驗:“活要見人,死要見尸”

有很多學生做實驗做著做著,就把課題做“死”了——他們對老師說,實驗數據不能用。而當老師讓他們把數據拿出來看看,他們又說還沒來得及處理數據。更有甚者,一旦他們認為數據不能用,不但沒有做后續實驗,還把樣品丟了!

我對學生說,做實驗“活要見人,死要見尸”——不要只是說數據不好,而要及時分析、處理數據,并向老師展示數據是什么樣的,進而討論數據是否真的“不能用”。只要實驗沒做錯、數據是可重復的,我們應該理直氣壯地面對實驗數據。往往,經過討論、分析,師生發現數據還是能說明問題的。

得到“負面實驗結果”并不一定是壞事。把原因搞清楚,或者尋求合理的解釋,也能發表論文。哪怕得到的實驗結果不能發表論文,“跌倒還要抓把泥”——從實驗結果中,我們能提取到有價值的信息,這有助于我們設計新的實驗。

還有的學生不及時處理數據,等做了很多實驗,才發現先前的樣品沒有合成好、實驗條件沒有選好。我對學生強調,要及時處理數據,看看數據呈現什么規律、有哪些數據需要重做,然后及時補充實驗。

那么,發現實驗效果不甚理想怎么辦?如果實驗效果很差,并且還沒有花費太多時間,那么可以“小船調頭快”,轉而研究別的實驗點子。而如果已經花了很多時間,并且數據尚且能整理成能夠“管畢業”的論文,那么可以“一竿撐到底”。

無論如何,我希望實驗“做一個準一個”。哪怕實驗數據不能在高檔學術刊物發表,至少也要能夠寫到學位論文里,不但構成“工作量”,也讓讀者有啟發。

時間管理:要聰明地工作

有很多學生工作很努力,但不“討巧”。以本文開頭提及的那位博士生為例,剛開始他經常坐在電腦前讀文獻。后來做實驗,他還沒有完成一個實驗點子,就不停地嘗試著新的實驗點子,僅僅滿足于合成催化劑、做簡單的催化反應測試,而沒有及時推進后續表征實驗。

我對學生說,不要只讀文獻,而不做實驗。讀文獻要帶有目的——想了解什么信息?要解決什么問題?讀文獻可以和做實驗、寫論文結合起來,在不同的階段穿插進行,而不是非得讀了1000篇文獻才能開展實驗。

不要同時做幾個課題。有能力的學生的確可以同時做幾件事情,但對于普通的學生來說,還是一步一個腳印為好,避免忙中出錯。一個階段有一個階段的工作重心。如果眼下的研究體系經過一番“狂轟濫炸”,能產出一篇論文,那為什么不“勁往一處使”呢?

不能只測數據而不整理論文。就像一個青年教師需要像“切香腸”似地每過一段時間發表一篇論文一樣,研究生也需要通過階段性地產出論文來證明自己的進展。論文是科研的階段性小結。完成了一篇論文,自己一身輕松,可以接著開展下一個研究。

要合理安排時間。比如說,我們從事催化研究,需要合成樣品、測試催化反應性能,并進行物理化學表征。把樣品送到別處去做表征測試,等待測試結果時,就可以看文獻、思考如何解釋實驗數據、如何推進后續實驗,甚至開始寫論文或者開展別的實驗,而不能干坐著。

如果哪一天自己真的不在狀態,不想做實驗,那么可以回寢室休息、打掃衛生。休息,是為了更好地工作。如果暑假里學校的公共測試平臺放假,無法推進實驗,那么學生可以整理論文,或者把自己已經發表的英文論文翻譯為對應的學位論文章節。

我希望學生在寫論文時,先確定論文整體框架,整體完成,再在老師的指導下進行修改。但往往有些學生沒有領會老師的意圖,他們習慣于在論文的局部“繡花”,這會影響整體進度。比如,一個學生花了很多時間,把幾張圖組合成一張大圖。但這不符合我的心意,我希望一張圖就是一張圖。如果這個學生事先能征求老師的意見,那會少做很多無用功。

不要糾結于某一個點出不來。有一次,我問一個學生為什么沒有及時整理出論文。他說文章不發了,是因為他提出的反應機理是錯的。我說,如果反應機理是錯的,那么我們改正機理。如果這件事你會做,那么由你來做;如果你不會做,可以讓師兄提出一個機理,寫文章時把師兄的名字加上?墒,他還在“憤世嫉俗”地說:“我研讀了很多文獻,有很多人提出的機理都是錯的!蔽一貞Q:“別人錯,是別人的事。你還得把自己的文章整出來!

以上這些,就是我通過做科研和帶研究生總結出來的經驗和教訓。老師們真的不希望自己的研究生犯上述低級錯誤,因為一旦犯錯,就會浪費大把時間。但愿研究生讀者們能從中獲得啟發,更高效地完成學業。



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