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科研能力如何培养?|十五年科研工作者经验谈

2017-01-10 18:55:01

本科生往往只是在老师的指导下做些科研方面的工作,对于学术研究务必遵循的学术规范并不是很了解,也缺乏独立完成一项科研的能力,那么需要什么样的科研能力才可以做好科研呢?科研能力又怎么提高呢?


不同的学科、专业的博士生,科研能力的培养要求有所不同。但总的来说科研能力至少应包括以下几个方面:


1. 坚实的基础,宽广的知识面
  随着科学技术的迅猛发展,各学科之间的交叉日益增多,出现了许多新兴的交叉学科。以纳米科技的研究为例,该研究领域既属于化学学科又属于物理学科,因此,需要物理和化学学科的科研工作者共同合作携手从事这一领域的前沿研究。例如,用一种新颖的化学还原法,我制备出了Cu2O 纳米线。最近,我利用化学和物理相结合的方法,提出了一种合成Mn3O4, SnO2 和NiO纳米线的新方法。


  2. 掌握学科前沿的最新动态
  当你要从事某一领域的研究的时候,你必须了解国际国内的同行研究者们在这一学科研究领域的最新研究动态以及该领域的前沿研究内容和成果,以判定你即将从事的研究内在的学术地位和价值。你可以从网上,期刊(尤其是最新的外文期刊),国际国内学术会议中获取这方面的信息。


  3. 科研创新性
  搞科研不能总是重复别人的实验,这样做你就只能一直跟在别人的后面,永远做不出有创新性的工作。任何一项新科研成果的取得都是叠加在前人工作的基础上的。但重复不是目的,重复只是一种手段,通过重复,你要提出自己的观点,设计出你自己的实验方案。例如,通过大量的调研,我设计出一种简单而新颖的合成纳米棒的方法,即一步固体化学法。利用该方法我制备出CuO纳米棒,这一实验结果被英国国际著名杂志Chemical Commun接收了。引起法国Covalent Materials Inc研究中心(Senior Scientist)Jean-Christophe P. Gabriel博士,和一些英国、印度、香港等地的学者的来信或E-mail与我研讨。我用一种新颖的化学还原法合成出Cu2O纳米线,该实验结果发表在Advanced Materials杂志上;又比如,我将物理方法和化学方法相结合起来,发展了一种合成纳米线的新方法,利用该方法,我合成出多种氧化物纳米线和纳米棒,其中《Mn3O4纳米线的制备》一文发表在《Advanced Materials》上,审稿人是这样高度评价它的:“This paper reports a novel approach for the synthesis of Mn3O4 nanowires. The technique is simple and the results are nice. The content of the paper is new and the results are exciting. I believe the result is of great interest to a wide spectrum of people".


  4. 与导师的合作和沟通
  一方面,导师能洞察你从事研究领域的最前沿研究课题,把握住你的研究方向;另一方面,经常与导师沟通,将你的想法告诉导师,只要在导师研究方向的大范围内,让导师给你一个宽松的学习和科研环境,不要让导师把你的研究课题限制得太死,这样你可以充分发挥你的潜力,有利于你提出新的观点和方法,做出创新性的工作。


  5. 团结合作的精神
在科研工作中,应与他人进行团结合作,创造一个积极活跃的科研氛围。科学上许多重大的发现往往都出自于一个团结合作,积极活跃的科研群体。在一个科研氛围十分活要,科研成果不断涌现的科研群体中,你将会发现每个人的思想都变得十分活跃,新的观点,新的想法不断出现,在这样的氛围中,原创性的工作可能就会产生。


  6. 科技论文(包括SCI论文)撰写能力
  SCI所收刊物是全球自然科学方面较为重要的学术刊物,在这些刊物上发表的论文(称为SCI论文)读者较多,是国际学术界用来交流的主要媒介。虽然, SCI 论文并非每篇都是高质量的,但总的说来其读者较多,可以认为,只有在 SCI所列刊物上发表的论文才能被国际同行所知晓。因此,科研工作者应有较好的SCI论文撰写能力和熟练掌握SCI论文的写作方法。根据作者自己在国际学术刊物上发表论文的体会,我认为能否发表SCI论文的关键在于要有正确的指导思想和写作方法。如果在写作时能做到以事实为根据,让数据说话,分清事实和观点,分清别人的工作和自己的工作,发表SCI论文就不是可望而不可及的。科研能力的培养,主要在于进行科学研究的能力的培养,从而促使学生们对一些重要的、带根本性的问题进行批判,做出判断。


科研能力的培养主要在于培养独立从事科学研究的能力即独立思考问题和主动探求答案的能力。顺利完成科研活动任务所需要的能力包括:1科研创新能力;2发现问题和解决问题能力;3资料收集与处理能力;4逻辑思维与口头表达能力 ;5 动手操作能力。那么科研能力怎么提高呢?


一、注重培养自己的创新意识

科研意识是指从事科研工作的动力,潜心捕捉和研究问题的探求欲,即“想不想做研究”,这是科研素质的基础。科研意识的形成是一个长期积累的过程,要有包括科学文化知识、专业基础与专业知识及相邻学科知识在内的广博的知识作为支撑。创新能力是研究生科研素质构成的核心部分,只有注重培养自己的创新意识,才能进一步提高自己的科研能力。


二、努力培养自己的创新精神

科研精神则是指勇于探索、甘于寂寞、敢于创新、不怕失败等优秀品质,也即“适不适合做研究”,这是科研素质的内涵。科研活动的过程是知识的加工和创新的过程,具有探索性、创造性和科学性, 没有任何捷径可走,需要付出艰辛的努力。科研精神是通过自身的认识和科研实践形成的比较稳定的适于从事科研工作的基本品质。如果一个人很想做科研(有科研意识) ,也具备做科研的力(有科研方法) ,但是承受不了失败和寂寞(没有科研精神) ,他也不可能在科研上取得什么成就。


三、 重视研究方法的训练

科研方法是指掌握如何设计实验方案、开展实验研究、撰写学术论文等方面的具体方法,即“能不能做研究”,这是科研素质的核心。科研方法是在具备了一定的科研意识的基础上经过培养和科研实践锻炼而形成的。科研是一个综合的实践过程。为了实现预定的研究目标,不仅要综合利用以前所学过的相关知识,还要学习许多课本上没有的、老师也没有讲过的知识。这就要求阅读与所从事课题最相关的国内外文献,尽快进入实验环节,即先“知其然”;在研究的过程中再阅读相关的专业书籍,弥补专业知识系统性不够的缺陷,达到“知其所以然”。


1、多涉猎一些与学科有一定相关性学科的文章和书籍,不一定要深入研究,但是可以看看人家在做什么研究,都应用了哪些试验设备和方法,有的试验方法和设备是可以“借用”的。例如,营养与食品卫生学涉及到食品科学、生物化学、医学、色谱学、采后生理学、化学等多种学科,这就要求研究生多多涉猎相关学科,查找自己需要的资料。


2、从文献中查找研究的重点和创新点,很多人在研究同一个问题,但是各人都有自己的研究侧重点,在阅读这些不同人的文章后,就可以多想想他们的重点是什么,不足是什么,自己可以从什么方向下手进行研究。可以先看一些理论性不强的文章,扩大自己的知识面;对于理论性很强的文章,可以先看引言和结论以及参考文献,然后将参考文献中的论文找来一起阅读,找出他们的相通之处,也找出未研究的地方,这些未研究的地方就是可以从事的研究重点。


3、研究方法的训练还应该包括如何提出问题、如何查阅文献、如何收集材料、如何分析材料、如何得出结论,什么叫合理借鉴与引用,什么叫技术不当构成抄袭剽窃,等等。这些都是真正的学术研究务必遵循的学术规范。


四、积极参与讨论和交流

1、积极参加同方向其他课题组的讨论。事先查阅与自己研究相关的或自己感兴趣的国内外最新文献资料,归纳整理,向同学和老师进行全面、细致的讲解;对难点或感兴趣的问题大家共同讨论,对关注焦点甚至展开辩论。这样不仅提高了报告者的理论水平、锻炼了语言表达能力,还能为参加者提供大量的知识信息。


2、坚持按时参加研究实验总结会。实验总结会可以形成惯例,比如每两周或每隔一定的时间段召开一次.在总结会上,提交研究进展和下一步的研究计划。我们通常会问自己两个问题: 1. 从已经得到的实验结果能得到什么结论? 下一步准备做什么? 为什么要做?通过认真思考这些问题。积极正确的思考、频繁有益的讨论和研究室浓郁的学术气氛,有助于研究生不断理清科研思路、强化科研意识。


3、多与导师、师兄师姐沟通。越早入门越好,上研究生后,多与实验室或者师兄、师姐交流,看看他们在做什么,可以参与到他们的实验中去,学会做试验,用仪器。还要多与导师沟通,早点确定自己的研究方向甚至学位论文的题目,然后进行相关文献的查阅,并做好笔记,拟定自己的研究内容,写出研究的技术路线和试验方案,在这个过程中,多与导师和师兄师姐交流,因为试验方案也要建立在现有或将有的试验条件下,否则自己制定的路线就是空的、无法实现的。


4、重视团队合作。几个同学一起做同样一个问题的研究,发挥团队效应,这样可以交流,集合多人的长处解决一个问题。或者找课题与自己课题相关的同学多多交流,甚至可以跨专业跨校多找资源,要知道你的资料来源越广,你所得到的信息也越及时,有时一条信息可以节省你很多时间和力气。


五、加强学术交流,多参加讲座和论坛

学术交流和学术报告活动也是了解最新信息的重要手段。充分利用客座教授、友好院校、留学校友等资源,参加国内外的专家、学者及知名校友对国际国内新的科研成果、前沿问题等知识领域的学术报告会、专题讨论会或科技宣传活动。一方面开阔视野,强化信息意识,形成敏锐的信息触觉和感知能力,进而形成鼎新求变的创新思维方式;另一方面内容广泛的学术报告和丰富多彩的科技文化活动,使研究生置身于百家争鸣的学术气氛中,通过不同思想方法和学术流派的分析比较,耳闻目睹知识的日新月异,有利于增强创新意识,使研究生的创新能力的发展成为可能。


作者简介:王文忠,南京大学物理学系00级博士研究生,师从王广厚教授从事纳米材料的研究,主要研究方向是一维纳米材料制备方法的研究,材料制备及表征。现已发表SCI论文7篇,其中有2篇发表在材料学科的 Top 杂志 Advanced Materials上,论文平均影响因子在3.0以上。曾获中国科学院奖学金,摩托罗拉一等奖学金,南京大学博士奖学金。

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