研究生做科研如何做到步步为营?

发布时间:2019-04-17 访问量:470

  “你这样下去,会延期毕业的!”我对一名博士生发急了。

  该生在别处读硕士时,曾发表3篇SCI论文。加入我的课题组后,他能提出科研点子,也像“拼命三郎”似地做实验,我就没有多管他。7个月后,我催他把实验数据整理成文,他却支支吾吾地说,之前的实验结果“都不能用”。我顿时两眼一黑……

  我对学生说,读研三年时间一晃而过,除去上课、假期和找工作,真正能用于研究的时间只有两年。而毕业又需要发表若干篇论文,因此,研究生做科研得有章法!

  实验设计:“不战而屈人之兵”

  很多新进校研究生一头雾水——怎么找研究课题和实验点子?其实,研究方向一般是老师指定的,而具体的实验点子,如果不是老师给的,则源于阅读本课题组和同行发表的论文。

  研究生一边读文献,一边要把“思想的火花”记在笔记本上。等积累了几个点子,再找老师讨论。脑子里要有“论文”的概念——完成这一系列实验后,能发表论文吗?别人研究过类似的东西吗?自己的实验点子有创新性吗?能在一段时间(比如一年)内做出来吗?经验丰富的老师就知道哪些点子有价值且可行,而哪些点子应该被“排除”。

  接下来,可以挑出最有希望的一个点子开展研究,也可以用少量时间,对几个点子进行初步尝试。比如,用一两个星期,制备几个催化剂,并测试它们的催化性能。

  尝试后,就知道实验点子是否值得深入研究,或者几个点子当中哪一个最优。一旦发现能够发表论文的点子,就要“掘地三尺”,直到产出一篇论文。

  做实验不能像“玩”一样。想一想——在选定的实验条件下测得的一组数据,能成为论文的一张图吗?很多学生没有设计好实验条件,乱做一起。比如,一个学生平时用实验室一台马弗炉制样。有一天实验室的马弗炉被别人用了,她就用同学课题组的马弗炉焙烧样品。但那台炉子并不精准,炉温忽高忽低,这就导致实验结果不能用。类似的事情经常会发生。

  初学者往往喜欢研究实验条件参数对实验结果的影响。比如,制备一种催化剂的变量有制备方法(5种)、焙烧温度(5个)、活性组分的含量(5个)。缺乏经验的学生就按照“5乘5乘5”种组合,制备了125个催化剂。接着,不但要测试这些催化剂的催化性能,还要用多种仪器进行物理化学表征,非常耗时。做科研不是在工厂里搞技术研发。做科研是设定一个模型体系,用有限的实验,说明现象和规律,探讨现象背后的原因,而不是无止境地进行条件实验。

  总之,要借鉴孙子兵法里的“不战而屈人之兵”,在动手之前多动脑子!

  做实验:“活要见人,死要见尸”

  有很多学生做实验做着做着,就把课题做“死”了——他们对老师说,实验数据不能用。而当老师让他们把数据拿出来看看,他们又说还没来得及处理数据。更有甚者,一旦他们认为数据不能用,不但没有做后续实验,还把样品丢了!

  我对学生说,做实验“活要见人,死要见尸”——不要只是说数据不好,而要及时分析、处理数据,并向老师展示数据是什么样的,进而讨论数据是否真的“不能用”。只要实验没做错、数据是可重复的,我们应该理直气壮地面对实验数据。往往,经过讨论、分析,师生发现数据还是能说明问题的。

  得到“负面实验结果”并不一定是坏事。把原因搞清楚,或者寻求合理的解释,也能发表论文。哪怕得到的实验结果不能发表论文,“跌倒还要抓把泥”——从实验结果中,我们能提取到有价值的信息,这有助于我们设计新的实验。

  还有的学生不及时处理数据,等做了很多实验,才发现先前的样品没有合成好、实验条件没有选好。我对学生强调,要及时处理数据,看看数据呈现什么规律、有哪些数据需要重做,然后及时补充实验。

  那么,发现实验效果不甚理想怎么办?如果实验效果很差,并且还没有花费太多时间,那么可以“小船调头快”,转而研究别的实验点子。而如果已经花了很多时间,并且数据尚且能整理成能够“管毕业”的论文,那么可以“一竿撑到底”。

  无论如何,我希望实验“做一个准一个”。哪怕实验数据不能在高档学术刊物发表,至少也要能够写到学位论文里,不但构成“工作量”,也让读者有启发。

  时间管理:要聪明地工作

  有很多学生工作很努力,但不“讨巧”。以本文开头提及的那位博士生为例,刚开始他经常坐在电脑前读文献。后来做实验,他还没有完成一个实验点子,就不停地尝试着新的实验点子,仅仅满足于合成催化剂、做简单的催化反应测试,而没有及时推进后续表征实验。

  我对学生说,不要只读文献,而不做实验。读文献要带有目的——想了解什么信息?要解决什么问题?读文献可以和做实验、写论文结合起来,在不同的阶段穿插进行,而不是非得读了1000篇文献才能开展实验。

  不要同时做几个课题。有能力的学生的确可以同时做几件事情,但对于普通的学生来说,还是一步一个脚印为好,避免忙中出错。一个阶段有一个阶段的工作重心。如果眼下的研究体系经过一番“狂轰滥炸”,能产出一篇论文,那为什么不“劲往一处使”呢?

  不能只测数据而不整理论文。就像一个青年教师需要像“切香肠”似地每过一段时间发表一篇论文一样,研究生也需要通过阶段性地产出论文来证明自己的进展。论文是科研的阶段性小结。完成了一篇论文,自己一身轻松,可以接着开展下一个研究。

  要合理安排时间。比如说,我们从事催化研究,需要合成样品、测试催化反应性能,并进行物理化学表征。把样品送到别处去做表征测试,等待测试结果时,就可以看文献、思考如何解释实验数据、如何推进后续实验,甚至开始写论文或者开展别的实验,而不能干坐着。

  如果哪一天自己真的不在状态,不想做实验,那么可以回寝室休息、打扫卫生。休息,是为了更好地工作。如果暑假里学校的公共测试平台放假,无法推进实验,那么学生可以整理论文,或者把自己已经发表的英文论文翻译为对应的学位论文章节。

  我希望学生在写论文时,先确定论文整体框架,整体完成,再在老师的指导下进行修改。但往往有些学生没有领会老师的意图,他们习惯于在论文的局部“绣花”,这会影响整体进度。比如,一个学生花了很多时间,把几张图组合成一张大图。但这不符合我的心意,我希望一张图就是一张图。如果这个学生事先能征求老师的意见,那会少做很多无用功。

  不要纠结于某一个点出不来。有一次,我问一个学生为什么没有及时整理出论文。他说文章不发了,是因为他提出的反应机理是错的。我说,如果反应机理是错的,那么我们改正机理。如果这件事你会做,那么由你来做;如果你不会做,可以让师兄提出一个机理,写文章时把师兄的名字加上。可是,他还在“愤世嫉俗”地说:“我研读了很多文献,有很多人提出的机理都是错的。”我回应称:“别人错,是别人的事。你还得把自己的文章整出来。”

  以上这些,就是我通过做科研和带研究生总结出来的经验和教训。老师们真的不希望自己的研究生犯上述低级错误,因为一旦犯错,就会浪费大把时间。但愿研究生读者们能从中获得启发,更高效地完成学业。

  本文来源:科学网,《中国研究生》2019年第3期。