本文根据电子科技大学(深圳)高等研究院教授/深圳海洋电子信息产业研究院院长崔军红给在职研究生/博士生进行理论培训的课程内容整理而成,文章从一个意义/目标、两个标准、三种能力、四类方法、五个层次五个方面高度概括总结了科研工作的特点,构建了从事科研工作的思想体系,为有志从事科研工作,尤其是从事海洋电子信息领域的年轻学子提供切实行为方法论。
为什么要读书?为什么要做研究?你的目标和意义是什么?如果来读研只是为了毕业而毕业,然后拿着毕业证去找个舒适的工作,那走海洋科研这条路,是应该反思与体会是否合适自己。吉林大学智慧海洋研究中心深圳分中心提供了最好的平台(深圳海洋电子信息产业研究院),希望培养出最优秀的人,去开辟新的领域,去做有创造性的工作,去填补国家相关领域的空白,去解决卡脖子问题,只有目标一致的人,才能一起走得更长远。
确立目标之后,就是选择具体的研究方向,在此过程中,要遵循两个标准,一是Intellectual Merit(挑战性),二是Broader Impact(影响力)。
所谓挑战性,就是要解决常人无法解决的问题,大家都能做成的事,那就不叫有挑战性,在现有基础的成果上运用创造性思维,取得他人短时间内无法达到的成就,这就是挑战。所谓影响力,就是我们研究的目标要有广泛的影响力。要符合实际需要,要能得到实际的应用,解决实际的问题,这才是有价值的目标;或者是最终得出的基础理论,能在各个领域得到广泛的应用,能激发各领域的发展。
对于年轻人的科研工作者,导师、学术带头人往往会帮助他们把握住这个标准,从而尽量避免他们陷入无效工作。而年轻学子也要与导师、前辈讨论,多参加高水准的学术活动,从而少走弯路,提高工作效率。
为了长期有效地从事科研工作,科研工作者要终其一生培养和提升自己的三种能力:发现问题的能力、解决问题的能力、呈现和解决方法的能力(present solution)。
很多年轻的博士、硕士,科研的开始阶段主要是完成导师、前辈指定的工作。通过几年的训练,才慢慢具备了发现、发掘、提炼问题的能力和实际的工作经验,这其实是科研工作所需要最重要的能力之一。只有发现了问题,才能去想办法整理思路解决问题,这是第二步,也是第二种能力。当然最后通过自己的努力取得了一些成果,那我们就需要具备第三个能力:呈现和解决方法的能力,具体包括作口头汇报、大会报告、写论文等。以书面比如写论文展示自己的成果或者口头通过演讲汇报分享自己的成绩,这都不是可有可无,而是必不可少,这部分即是科研能力的一部分,也是科研工作者的使命及任务,让解决问题的方法受益于更多的人。
这三种能力,不仅适用于科研工作,也适用于企业、研究院等一切工作。因此,博士阶段培养的不仅仅是知识学习能力的培养,更是综合能力的培养,也正因为此,博士才是人类教育阶段的最高学位。
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科研中解决问题的四类方法:建模、仿真、实现+试验、应用。有了目标,有了方向,具备了各种能力,最重要的做学问还必须有正确的方法。
首要方法:建模(Modelling)
学会运用数学思维去建模,整个系统建模会比较困难,那么可以对子系统建模,或者某一类建模,然后逐渐丰富,逐渐完善。
其次:仿真(Emulation&simulation)
具体包括计算机仿真、半实物仿真。仿真不是真实系统,不是真的应用场景,它具有一定的局限性,我们做仿真的主要目的是跟别人的方法做比较,从而总结出自己方法的不足。
第三:实现(Implementation)+试验(Experiment)
系统的集成以及在水池、湖、海中做实验。在实现+试验的过程中,对建模、仿真中得出结论进行验证。这个过程往往是多轮反复,也就是实现+验证为建模及仿真提供新的线索,而修正后的建模、仿真又为实验+试验提供新的指引,而这个反复不断促进的过程,使理论逐步完善,并可以通过实现+试验得到证明与验证。
随着科研工作的逐渐展开,犹如上台阶一样,科研工作的层次也要逐渐提高。
第四:应用(Application)
以直接或间接的方式,真正的科研工作必将是对人类的社会实践产生积极的作用,具有短期或长期的应用前景。
前三类方法大部分在高校院所都在运用,如果一篇论文得到了以上三类方法的应用,那文章质量会相当高。
第一层次:老问题老方法(有一点改进)
年轻的博士硕士在写论文的时候,如果是将研究领域中的老问题,在别人文章的基础之上再进行一点改进,这可以作为刚开始写论文来练手,但是肯定缺乏创新性。不能满足于甚至停留在这一层次,这是所有博士生面对和警惕的现象。
第二层次:老问题新方法
针对已经存在的问题,我们从不同的角度,不同应用场景进行深入的思考,总结出新的方法,并且新方法得到很好的验证,这就是上升到了老问题新方法的第二层次,具有了一定创新性。
第三层次:新问题(发现问题)
前面两个层次中,所谓“老问题”往往意味着跟随别人的研究方向。
随着科研工作的进行,并通过深入思考发现新问题,去解决新问题,这就达到了第三个层次。
第四层次:新方向(新的方法论)
如果能找到其他人很少做的方向或者创立一个新的方向,形成并运用新的方法论,这就是第四个层次。
第五层次:新领域(开创)
第五层次就是开创一个新的领域,带动一个新的产业,比如说海洋电子信息就是这样的领域和产业。
希望各位博士毕业后至少能达到第三层次,在海洋电子信息这个全新的领域,在我们这个平台,拥有较高的起点,相信都能很好的达到发现问题的层次。
总之,做科研我们希望大家能很好的运用这一二三四五,无论做人、做事,还是做学问都要找到自己的目标/意义,要与老师及前辈、同辈多交流、多看、多听、多想、多做,最重要的是围绕自己的目标去具化、一步步实现,在这个过程中提高自己的能力,提升自己,造福社会。
本文整理自崔军红教授相关课程内容总结,转载请备注论文作者,说明文章来源,并备注由“智慧海洋公众交流平台”微信公众号整理。
崔军红,UCLA 博士,深圳市第七届人大代表、深圳海洋电子信息产业研究院院长、电子科技大学(深圳)高等研究院特聘教授、深圳市智慧海洋科技有限公司董事长/创始人。主要研究领域包括水声通信定位网络、水下传感器网络、水下机器人网络、智慧海洋技术、海洋智能装备、海洋大数据等。崔博士在本领域重要期刊及学术会议累计发表论文200余篇,被引用近两万次,其中涉及水下传感网络和水下机器人网络领域累计引用万余次(Google Scholar)。

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