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本科生科研指南(16):文献脉络 精选

已有 2237 次阅读 2019-11-1 07:29 |个人分类:本科科研|系统分类:教学心得| 本科生, 科研, 创新思维

 

本科生科研指南(16):文献脉络

 

张宇宁

华北电力大学(北京)

 

当前知识的更新频率很快,每年有上百万篇以上的论文发表,形成的数据库浩如烟海。文献调研的目的并非穷尽的去阅读所有相关文献,而是有重点的阅读与研究主题最为契合且重要的文献,从而能够提升对研究主题的理解和认识。因为大部分本科生尚处在知识积累和增长见识的重要阶段,未来人生有很大的提升空间,因此本科生从事科学研究时应该更加注重研究视野的培养,而非文献中的细枝末节。基于以上认识,阅读文献时可以有意识的思考该研究主题的研究历史、形成的研究分支、获得的重要进展、和该领域活跃的学者等等。具体而言,本科生可以围绕以下三个方面进行。

首先,详细了解研究主题下已形成的各个研究分支的概况。当前,学科细分、学科间交叉融合非常普遍,各个学科的内涵都在不断的拓展和延伸,从而形成了众多的各具特色的研究分支。在我们的日常生活中,各种类型的泡随处可见。例如,烧水时容器底面不断涌出的水相变后产生的蒸汽泡,游泳时拍打水面时在水中形成的空气泡,洗衣服时加入洗衣粉或者洗涤剂在水中产生的肥皂泡。即使对于研究一个我们在日常生活中经常看到的空气泡和蒸汽泡,其已经存在的分支便已非常之多。与此研究主题相关的分支及其关注点枚举如下。

1.       对于动物学家,重点关注与气泡相关的水生动物的捕食行为,例如座头鲸利用气泡围困鱼群进行捕食(注1),枪虾利用其身体产生的剧烈振荡的汽泡捕食小虾(注2)。

2.       对于物理学家,重点关注汽泡破裂过程中产生的冲击波、发光、射流等物理现象。

3.       对于声学家,重点关注水下航行器在行进过程中因汽泡的破裂产生的噪声及其对航行器隐身性能的影响。

4.       对于材料学家,重点关注汽泡引起的材料破坏的机理及材料表面的损伤特性及防护方法。

5.       对于医学家,重点关注利用汽泡溃灭的能量进行高精度、低创伤的医学治疗(注3)。

6.       对于水力机械领域学者,重点关注汽泡的形成对机组内部流动及宏观特性的影响。

7.       对于光学领域学者,重点关注激光诱导产生的汽泡初期阶段的等离子体演化机制。

8.       对于化工领域学者,重点关注表面活性剂对气泡生成的影响以及气泡对于化学反应的促进作用。

由此可见,即使对于一个简单的气泡和汽泡现象,其形成的研究分支已不胜枚举,大大超出了本科生能够承受的文献调研的范围。若本科生不注意研究脉络的梳理和关键问题的提炼,不但阅读文献时劳心费力,难以长期坚持,而且对文献的领悟及研究结果精髓的理解也是囫囵吞枣、不得要领。

其次,深入了解已经形成的各个分支的研究特色。因为依托的研究背景和拟取得的研究目标的不同,每个分支均会具有自己鲜明的学科和研究特色。在阅读文献过程中,认真思考和体会这些特色和不同分支间的互补性是非常有价值的事情。例如,同样是研究气泡破裂时带来的材料破坏,各个分支的研究重点大不相同。对于物理学家,研究的重点侧重于新现象的发现及其物理机制的阐述。对于水力机械领域学者,研究的重点则侧重于这些新现象对于水力发电机组内部流动和机组宏观性能(比如运行效率和发电功率等)的影响。对于材料学家,研究的重点则侧重于依托这些新发现的物理机制,设计并优化现有的材料,使其可以抵抗或者减轻气泡破裂带来的材料破坏。由上例可以看出,上述研究视角的差别可能带来很多新的想法,甚至如果能够不断深入便可以形成新的学科增长点。因此,在文献调研过程中,本科生可以尝试不断思考、体会所在学科学术研究的特色,并与同一研究主题下相关学科进行比较、借鉴,这样便可以逐步开阔研究视野。

最后,重点关注学术分支形成过程中的起到开创性作用的重要论文。每个学术分支的形成和发展过程中,一般都会有若干重要的学者起到引领性的作用。具体而言,他们或发现了新的重要现象,或引入了前沿的研究工具,或发明了新的数据分析方法,诸如此类。这些重要的论文在学术分支形成过程中起到了承上启下的作用,引发了后续大量学者关于此问题的思考和相关研究的跟进。例如,气泡在极端条件下振荡并破裂时会使其内部温度急剧升高,产生发光现象。这一现象在二十世纪50年代便已经观察到,但相关的定量研究进展微弱,核心的原因是缺少行之有效的研究手段精确控制气泡行为及其发光现象。二十世纪90年代,若干学者合作研发了一个采用声场精确控制的单个气泡稳定发光的装置,可以形成长期稳定发光的气泡并具有非常好的可重现性。随后,该领域的研究井喷式发展,大量学者迅速进入这一前沿领域,产生了很多高水平的成果,从而形成了单个气泡声致发光研究这个内涵丰富的学术分支,对声学、物理学、化学等学科的发展也都起到了很大的促进作用,解决了一大批长期有争论的议题。本科生应将自己的宝贵时间多用来去阅读这些开创性的论文,从学科发展的视角去思考问题,这样才能后续有机会做出一流的研究成果

结合笔者指导本科生的若干经验,一些相关建议梳理如下:

1.       学会同主题阅读。每个分支文献均不少,采用同主题阅读很适用于本科生时间较为零碎这一特点。比如,本科生可以用周末的一个上午集中精力围绕一个较为精细的研究主题开展阅读。主题的选择可以是某种最新的研究设备、某个学者或者课题组在此领域的系列研究论文等等。

2.       关注不同领域的研究进展。不同领域间的互补性很强,有时候对于某研究领域是一个很难解决的问题,但在另一个领域却是已经突飞猛进。本科生从事科学研究遇到困难时可以多尝试去借鉴其他领域的丰富成果和研究思路,这样形成的学科交叉更为可行。

3.       找到该领域的重要开创性论文。在文献调研过程中,有很多方法可以尝试去找到有价值的论文,比如关注被其他学者引用非常频繁的若干论文、文献引言部分的论述中经常被提及的重要工作、知名专家综述中高度认可的论文等等。通过不断去阅读优秀论文,本科生的科学鉴赏水平也会逐步提升。

4.       不必太在意论文的发表时间。除了一些近期刚刚发展和兴起的技术和领域,本科生的大部分文献调研应该更多关注学术思路的产生、形成和发展等等过程,不必太在意其他。

 

注释部分

1:有兴趣的读者可以参考笔者于20120517日发表在科学网博客上的《趣说空泡》系列博文(5):座头鲸的捕食利器——空泡网。http://blog.sciencenet.cn/blog-352862-572125.html

2:有兴趣的读者可以参考笔者于20110311日发表在科学网博客上的《趣说空泡》系列博文(7):依靠空化效应捕食的海洋生物。http://blog.sciencenet.cn/blog-352862-420985.html

3:有兴趣的读者可以参考笔者于20120523日发表在科学网博客上的《趣说空泡》系列博文(1):结石治疗中的空化效应。http://blog.sciencenet.cn/blog-352862-574167.html

 




http://blog.sciencenet.cn/blog-352862-1204317.html

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1 黄永义

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