如何快速提升科研项目质量!

暑假是同学们做科创项目的黄金时段,利用一两周的时间对项目进行集中突破,获取关键实验数据。有一件事情可以帮助很多同学有个快速的提升,很容易做,但也经常被忽略,那就是:阅读文献。
或者说是阅读大量文献。因为本身做项目之初我们就会阅读一些文献,获取一些项目制作的方法。但项目进入到中后期,特别是项目完成进入论文撰写阶段,我们更应该重视文献阅读的过程。这篇文章,我们就来分析一下,为什么说阅读文献是一种可以快速提升项目质量的手段。

01 增强项目背景认知
这是很显然的一条原因,大量阅读文献可以帮助你理解很多在项目里原先很模糊、理解不清的地方。最直接的一点,所有的论文都有“introduction介绍”部分,当你阅读了几十篇同类文章的引言之后,对于这个项目有什么用、有什么发展历史这样的问题,你应该可以信手拈来了。而这个问题也是我们很多学生的文章里常常会忽略的部分,很多同学们会觉得,我做的这个东西,解决的某个问题大家“有目共睹”,不需要过多赘述。
实际上这是不对的,任何一个问题有社会化的描述方式,也有科学化的描述方式,比如你要做一个关于帕金森的研究课题,你在introduction部分不能简单说“帕金森是一个全球范围内影响很多人生活的疾病”,而应该写,全世界有多少人患这个病,它的治愈率是多少,它的治愈手段有哪些,其中哪些手段有哪些优点缺点,目前全世界有多少人多少机构在研究这个手段。要回答这些问题,没有大量的文献阅读过程就很难做到。
实质上,对于很多针对论文的评选过程(如创新大赛第一轮,丘成桐,明天小小科学家第一轮等),这些过程的评审会非常看重你的背景调研部分,因为背景调研部分实质上在帮助评委解决一个问题,你的项目和其他项目相比有什么自己的工作量。
这个问题虽然我们在整篇论文里都在不断说明,但前言部分是评委会重点阅读的部分(因为很多评委本身对你要做的研究领域也不是很了解),所以在前言部分通过对以往文献的分析回答出他这个问题,会是你的论文得高分的必要条件之一。

02 增强技术理解
由于竞争激烈,同学们现在做项目不免会用到很多大学里的知识,甚至很多同学完成项目所用的方法手段都是硕士博士才会学到用到的知识技能。
所以对于方法的掌握,很多同学都是存在不足的,而这种不足,暴露在论文中,就是对很多关键技术讲不清写不清(有很多同学抱怨论文难写,其实侧面也反应了对项目的理解不深),而暴露在答辩中,就会被评委认为这个项目有别人代做的可能性,都是会大大影响成绩的。而文献阅读可以很好地补足这些问题。
当你阅读了大量相关文献后,对于这些技术问题的表达会更有逻辑性,更清晰,一些复杂的技术问题,当你看了一遍两遍三遍之后,总能找到一些理解他们的角度,或者说最差可以对他们“能做什么”有一个很好的回答。
举个例子,我们做人工智能课题的同学经常要在论文里介绍卷积神经网络CNN,而卷积其实是一个涉及很多高等数学知识的运算,那很多同学在写的时候就照搬网上的介绍,有的照搬还照搬错了,很降低项目质量。而如果你看了很多使用CNN来解决问题的文献,你自然就能和别人解释,CNN这种技术能用在哪些领域,它有哪些优势,又有哪些局限。而这些总结,并不需要你有高超的数学知识或事数学天赋,只需要你能定下心来读文献。
实质上这里面还有一个隐藏的功能,就是我们最后比赛的时候面对评委,特别是美高地区的学生们在参与第一轮ISEF地区赛选拔时,其实你们面对的评委大部分都是其他中学的科学老师,极少部分的大学老师,极少极少部分的大学教授,所以你在答辩时其实有一个关键事情,就是让评委来理解你的项目,或者说,用很精简的方式、语言来介绍你的项目。你获得高分的前提就是评委理解你的项目,并认可你的工作量。如果你一直转来转去,无法让他理解你的项目,他怎么能给你的项目打高分呢。“不明觉厉”这种评价,对于科学竞赛来说是没有用的。
所以,再插一句,当你完成了项目,回学校遇到了一些老师同学,或者一些亲戚朋友,他们觉得你的项目“不明觉厉”,你一定要拉着他们好好解释一下你的项目,一直到你觉得给他解释清楚了,这是一个非常好的练习过程。

03获取新的实验设计思路
纵观前两年所有在冉星计划里获得大奖的学生,他们都有一个共同点,就是针对项目提出了自己的实验计划。虽然有的实验计划在我们看来很幼稚,结论甚至也很显然,但孩子还是完成了实验,并记录分析。这其实是一个非常难的过程,这个过程就是我们所谓的创新。
针对一个问题,提出自己的想法,并付诸实践,这是创新大赛的基本思想。虽然所有的项目老师都会帮助学生设计一些实验,但跟着老师的脚步走,你也能拿奖,但是拿大奖的概率相对就没有那些能独立提出实验想法的学生高。而我每年也会遇到很多“眼高手低”的学生,总是提出很多不切实际的想法,最终完成得寥寥,也很难获得成绩。
而我觉得,能获得这种“创新想法”的一条非常简易的途径,就是阅读大量别人的工作成果,看看别人的实验设计,来借鉴到自己的项目中。对一个领域不熟悉,你可能碰巧能想出一些灵感,但想要真正成为“专家”,必须得阅读大量文献。
在今年早期结束的几个项目里,我也给学生布置了一些文献阅读的任务,也确实有学生通过阅读文献提出了新的实验思路。这对于他们日后的参赛环节,应该是有非常高的加分作用的。
所以,文献阅读非常重要,有利于自己输出新的课题,在抓紧出成果的同时,随时根据有可能出现的“ 撞车”进行调整,做到心中有数,可以扬长避短,作出新东西来。
值得一提的是,读文献一定要注意文章后面列出的参考文献, 按图索骥, 就很易找到更多文献, 而且被引次数越多的越重要!通过搜索参考文献的作者, 期刊目次找到更多该领域的文章。

如何查找阅读文献
课题未定
阅读文献可从教科书开始--找到自己最感兴趣的问题,查找相关综述,你会发现书上一些所谓的成熟观点,在综述中是“ 推测” ,然后找原始文献,你会发现,有许多实验证据是在当时条件不够的情况下的初步探索。如果你发现这样的问题,一个流行观点没有使用目前、最新技术验证,你去验证一下,会有两种结果:
①证实,那你就是用最新技术验证一个很正确的观点,给他提供了新证据,这属于好工作;
②另外你发现前人的观点有错误,那你就找到一条将来的科研方向,继续做下去,搞定!

课题已定
首先要做的是寻找权威杂志上相关研究领域权威人士撰写的综述类文章。这类文章信息量大,论述精辟,读后不但有助于掌握相关研究的重点和焦点内容,而且能帮助我们掌握研究领域的大方向和框架,哪些人、哪个大学或研究所、在哪个方向比较强等等;其次是泛读摘要,挑选最相关的进行精读。
精读文章同时做笔记和标记是非常关键的,因为好文章可能每读一遍就有不同的收获,每次的笔记加上心得最后总结起来就会对自己大有帮助;再次是针对不同的需要对论文进行泛读和跳读。有的时候想到的思路,闪过的想法,作笔记记下来,随时查一查,可能时间久了自然就有新的看法。
要学会勤思考,不单单是了解别人做了什么,还要考虑别人没做什么,或者他的实验能不能和他的结论吻合,数据可不可靠等等。用图表的方式将作者的整个逻辑画出来,逐一推敲,抱着一种挑的心态想。带着挑剔的眼神去读文献,不要盲目崇拜,有些东东自己作作,发现并不是那么回事,自己要动手,自己更要动脑。看文献中懂得抓重点,找思路。主要是学习别人的IDEA 。
最好集中时间看文献。看文献的时间越分散,浪费时间越多。集中时间看更容易联系起来,形成整体印象。

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