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2013/8/1 6:00:14 | [原创]学习漫谈(94):立足前沿 精心谋划——三谈科研方法 (入选推荐日志,加50币)

 

楔子
本文讲述科研准备工作的第二个重要环节:选题。这是一个颇有关键性的复杂问题,不大可能在一篇短文里完全讲清楚,这里只能述及一些原则和要领,并提供一些案例。所述观点仅供参考,欢迎批评指正。
 
大纲
一、   引言
二、   课题类型
三、   选题原则
四、   选题方式
五、   选题策略
六、   选题中的常见问题
七、   案例分析
八、   结束语
 
一、引言
 
如所周知,选题是科研工作的重要环节,千里之行始于足下,正确的选题将为科研工作提供良好的开端。这是科学活动的一种规律。
     科学探索始于问题,这是因为:
l        问题是认识活动的起点。人类要生存,就要从事生产活动,就会面临种种困难,遇到一系列百思不得其解的问题,这就导致认识活动的发端和延续。可以说,科学研究从本质上说来是问题驱动的。
l        问题导致理论的产生。人类在解决问题的过程中,随着认识的深入,创建了种种理论。例如,为了在农业生产中解决丈量土地问题,就逐步建立了几何学理论;为了解决人类起源问题,经过前赴后继的努力,诞生了进化论;等等。
l        问题推动科学的发展。随着一个又一个问题的解决,认识螺旋式上升,科学才逐步得到发展,一部部科学史证实了此点。
因此,成功的科学活动的第一要点是善于提出问题和抓住问题。爱因斯坦断言:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”著名的科学方法论专家波普尔说:“科学知识的增长永远始于问题,终于问题——愈来愈深化的问题,愈来愈能启发新问题的问题。”
科学家、教育家钱伟长在谈到博士生的培养目标时说:“我们培养的博士要带着满脑子的问题进入社会。”他认为,博士与本科毕业生的最大区别在于选题能力上的高低不同,合格的博士应该能独立地发现问题,解决问题,从而独立地担当种种任务;而这也是辨识戴过博士帽者是否“货真价实”的标尺之一。
按照著名的科学方法论专家贝弗里奇的意见,学习选题须趁早。他说: “在开始科学研究的时候,显然,首先要决定研究的题目。虽然在这方面有必要请教有经验的科学家,但是,做研究工作的学生若是自己担负起选题的主要责任,那么,成功的可能则更大。”他还说:“假如在学习的过程中不曾注意到知识的空白或不一致的地方,或是没有形成自己的想法,那么作为一个研究工作者是前途不大的。初学研究工作的人最好选择一个很有可能出成果的题目,而这个题目当然不要超出他的技术能力。成功是对教育部发展的有力推动,而不断受挫则可能起到相反的效果。”(参看[1])
笔者还认为,及早地主动选题有利于学人的成长。在北京的时候老听到当地人说:“有钱难买‘愿意’”,做科学研究,若做自己主动选定的题目,“愿意”的成分一定更多,其中涉及科学探索的兴趣问题,所以,有必要减少选题的被动性。近年来,我们的基金委强调科学探索的“双力驱动”,亦即社会需要和研究者的兴趣的驱动,而且对后者越来越强调,这是一种很好的趋势。
人们会问:发现问题和提出问题的途径何在?根据科学的发展规律,主要途径是:
   1)由某个理论内部的逻辑矛盾而提出问题;
   2)由理论结构不符合简单性和普遍性的要求而提出问题;
   3)由现有理论与经验事实之间的矛盾而提出问题;
   4)由于对经验事实未作统一说明而提出问题;
   5)由理论的实际应用与现有技术条件的矛盾而提出问题;
   6)由不同理论体系之间的矛盾而提出问题。
相关的例子多得不胜枚举,有过学习和科研经历的人可以分别列举大量实例,这里不予赘述。
 
二、课题类型
 
可以选择的课题的形式多种多样,大致说来可有如下分类:
按研究内容可分成:     
       基础研究
       应用基础研究
       产品开发研究
按研究方式可分成:     
          理论性研究课题
          实验性研究课题
          综合性研究课题
按经费来源可分成:     
          指令性课题
          指导性课题(纵向课题)
          委托型课题(横向课题)
          自选课题
 
下面对最后一种分类稍加阐释。
指令性课题
    指的是各级政府主管部门考虑全局或本地区公共事业中迫切需要解决的科研问题,通常要求限时按质完成。如“两弹一星”计划、航空航天计划、血吸虫防治计划、抗击“非典”计划等等。
指导性课题
在我国主要有如下几种:
 1、国家自然科学基金课题;
    2、科技部专项计划. 包括973计划、863计划、火炬计划、星火计划、国家重点攻关计划等;
    3、政府管理部门科研基金课题. 指省市部委设置的专用研究基金,如教育部博士点专项基金、优秀青年教师基金、留学归国人员启动基金等;
   4、单位科研基金课题
 5、国际协作课题。
随着我国国力的增强,科学研究的投入日益增多,这类指导性课题的增长率最高,在很大程度上影响了科研的发展。
委托课题(横向课题)
    来源于各级主管部门、各类厂矿企业、公司,涉及设备研制改造、科技攻关、技术创新、新产品开发等,以获得直接经济效益为主要目的,大多面向具体技术,周期较短,资助强度一般较大。
自选课题
        根据个人的专业特长、经验和喜好选定的课题,一般经费自筹。
 
三、选题原则
      
       按照什么样的原则来选题,这是一个见仁见智的问题,但总体来说,有如下八个原则:
 
1、先进性原则
要求所选的研究课题处于学科发展或科技发展的前沿,前人未做或未完成的研究工作。应优先选择那些关系到国计民生的亟待解决的重大的自然科学理论和技术研究问题。
2、创新性原则
要求探索科学技术问题中的新概念、新思路、新理论、新方法、新材料、新工艺,简言之,选题必须有原创性,研究工作必须有创新性。
3、前瞻性原则
要求既考虑眼前利益,又顾及科学技术发展的长远利益,不全以当前的用处大小来衡量选题的意义。其中应努力克服科学功利主义倾向,笔者曾有博文指出,科学功利主义是一把“双刃剑”,对其负面影响不可低估。(参看http://blog.sciencenet.cn/blog-330732-572239.html )。
4、可能性原则
根据科研工作的四大基本条件:智慧技能、研究基础、团队实力和硬件设施,实事求是、量力而行地进行选题。要求在有限时间内实现有限的确定目标。
5、优势性原则
选题时充分发挥自身的现有优势,扬长避短,顾及个人及团队的智力结构、特长、基础和潜力,考虑人文、历史和地理条件,虑及课题研究的可持续性。
6、经济性原则
选题时应该对课题研究的投入产出比进行经济分析,使得研究的投入与研究目标的产出达到恰当的平衡。承接横向课题时尤其应该考虑到这一点。
7、机动性原则
随时择机捕捉计划外的战机,根据意外出现的现象、情况,确立新的课题或改变原有的立项,其中往往孕育着重大的科学发现。
8、发展性原则
选题时留意课题是否具有发展前途,即是否有普遍意义、推广价值和可持续的创造性。确定选题后要善于分析追踪,注意其变换形式。
 
四、选题方式
   
       综合地看来,选题方式主要有如下五种(参看[2]):
 
1. 根据招标范围选题:
一般应遵循选题八原则从指导性课题中选取,要做到:
   ——关注已发布的项目指南;
   ——考量个人研究兴趣;
   ——评估个人工作基础;
   ——精心谋划组织团队;
   ——写好标书参与竞争。
 有关细节在谈到立项时再叙。
2. 根据实际需要选题:
——按照社会经济发展需要来选题;
   ——按照学科发展需要来选题;
   ——按照日常观察分析来选题。
为此,要特别关注社会发展需要,关注学科发展动向。科学工作者不能光顾着低头拉车,应抬头看路。一旦认准了方向,就可以开始未雨绸缪,进行预先研究,并建议有关方面立项,从而掌握选题的主动权。具体说来,应该学习国家在社会经济发展和科技决策方面的文件(如我国的中长期发展规划等),认真阅读定期发布的项目指南。
3. 根据文献空白选题:
       通过深入调研、广闻博览,寻找科技文献中的重大空白,选定自己的主攻方向。
4. 根据学科交叉渗透原则选题:
关注相关或相邻领域中的重要问题,根据原有基础和学科交融可能性来横向“出拳”。
5. 根据研究兴趣选题:
根据个人兴趣爱好和研究条件,选定自己的主攻方向。
 
五、选题策略
 
  1、明确价值取向
选题时应从以下角度考虑价值取向:
   ——能填补学科领域的大小空白;
   ——能在重要问题上辨析真伪;
   ——能对社会经济发展做实际贡献;
   ——能解决国计民生中的迫切问题;
——能推动先进文化(包括方法论)的发展。
2、进行充分调研
从以下角度做好调研:
    ——弄清所选课题是否符合上述价值取向;
    ——搞清选题思路是否符合选题八原则;
    ——了解课题现有发展态势和已有成果;
    ——分析课题受关注程度和相关的研究团队;
    ——总结现有资料所给予的启示。
详见下一讲“调研”部分。
3、预估成功概率
应从以下角度考察研究的可行性和顺利完成选题的概率:
   ——课题的难易程度和可能完成期限;
   ——个人能力(包括知识准备、方法准备、前期工作等)的适应性;
   ——指导力量和团队合作的情况和优劣程度;
   ——硬件设施。
倘若经过考量,完成选题的实际尚不成熟,应考虑暂缓承接或申报课题,并努力创造条件,改善现状,待时机成熟一点之后再上马。
4、争取多方支持
从以下角度考察实现课题的外力支持:
    ——获得纵向或横向资助的可能性;
    ——获得所在单位支撑的可能性;
    ——获得高人(尤其是导师)指点的可能性和强度。
 
六、选题中的常见问题
概括地说,选题中的常见问题有:
l        方向陈旧,拾人牙慧;
l        雕虫小技,哗众取宠;
l        动态不明,仓促上阵;
l        目标过大,难以完成;
l        目标过小,平庸无奇。
应对的办法是:努力创新,抓大放小,深入调研,“量体裁衣”。
根据笔者平时的了解,刚走上教学、科研岗位的年轻人在选题方面常有如下困惑:
——选择攻读学位期间的课题,还是转而选定新方向?对这一问题没有确定的答案,应该因时制宜、因地制宜、因人而异。一般而言,原来的方向可能偏于陈旧或者因单位转移而必须改弦更张。倘若原来的选题还有进一步发掘新内容且适合于新单位需要,可以继续驾轻就熟地做原有方向的问题,不然,就坚决转移方向;而对新方向有一个熟悉过程,最好先做一些低级别的项目(如校级课题、地方级的课题等),蓄势待发;在此期间申报项目失败的可能性较大,应有思想准备;若大方向正确,可以义无反顾地转移,经过“卧薪尝胆”,争取成功。
——把关注点放到教学,还是放到科研?刚进高校的年轻人常有此类问题。原则上说来,应该教学科研“两手抓”,如前天的博文中所说,教学科研时相辅相成、相互促进的。但是无论如何,都应该把足够的注意力投向科研。
——但当今相关的研究动态不熟悉,怎么办?唯一的解决办法是静下心来,采取各种手段,做足调研分析的“功课”,尽可能对课题的研究动态了如指掌,然后抓准问题全力出击。
笔者身边就有这样的实例。我们学科就有一位博士后留校的年轻人,申请国家自然科学基金的青年基金项目历经六年之后才获得成功,他的研究方向来回“振荡”了两次,最后在新的研究方向上才申请成功。
 
七、案例分析
 
      本节分析若干著名选题,从中理解上述选题过程。
 
案例1、爱因斯坦的相对论研究
选题的出发点:对牛顿时空观的质疑
选题的基础:
——迈克尔逊-莫雷以太漂移实验;
——麦克斯韦电磁理论真空中的光速不变性与伽利略变换的矛盾。
    选题的宗旨:建立全新的时空观
 结果:先后创建了狭义相对论和广义相对论,开辟了物理科学的新纪元。(详见[3],27-54页)
 
案例2、袁隆平的杂交水稻研究
   选题的出发点:提高粮食产量(水稻亩产)
   选题的产生:
        ——文献调查:其它作物的有性杂交
        ——实地调查的偶然发现:与众不同的水稻植株
    结果:从理论上和实践上突破水稻有性杂交问题,获得巨大成功。
 
案例3、刘东生的黄土研究
   选题的出发点:解决黄土高原的风沙土蚀问题
   选题的基础:
             古代与近代地质学;
             60余年的调查分析,足迹遍及“地球三极”
结果:建立关于黄土高原的风沙土蚀问题的独特理论,刘东生院士成了国内外闻名的“黄土之父”。
 
案例4、交通拥堵973项目研究
    选题的出发点:解决我国交通拥堵顽疾出谋划策
    选题的基础:实测、分析,关键科学问题剖析
    结果:四年奋斗后立项;厘清了治堵策略
 
案例5、“铱星”计划的失败
       选题:摩托罗拉公司的全球移动通信系统,由7条轨道上的77颗卫星组成,1987年提出。
    实践:至1998年耗资50多亿美元建造66颗低轨卫星,铱星系统投入运行。
    结果:传统的手机占领市场,计划以失败告终。
    问题:科技水平不足,管理架构有问题。(详见[4],128-136页)
 
案例6、杨振宁更换选题
    选题初衷:原拟选实验物理学方向,以期实用;
 实践:20个月实践,屡战屡败,由于实验技巧很差,实验室事故频仍,以至于有打油诗嘲讽他:“哪里有杨,哪里就有乓乓响”;
     结果:在特勒指导下转向理论物理学,大告成功。(参看[5])。
 
八、结束语
    
      综上所述,有如下结论:
  1. 应该正确把握选题原则,充分顾及选题的先进性、创新性、前瞻性、可行性;
  2. 应该讲究选题策略;
  3. 关键在于不断实践和总结。
 
参考资料
1、 贝弗里奇,WIB,科学研究的艺术,陈捷译,科学出版社,1979.
2、 张伟刚,科研方法论,天津大学出版社,2007.
3、 周立伟,科学研究的途径,北京理工大学出版社,2007.
4、 杨建军,科学研究方法概论,国防工业出版社,2006.
5、 杨建邺,杨振宁传,三联书店(香港)有限公司,2012.
 
初稿:2013年3月11日 香港
二稿:2013年7月31日 上海

此贴由 sqdai 在 2013/10/10 9:40:14 进行编辑...

评论


发布者 魏思琦
2013/9/18 23:11:41


好长啊

发布者 qiuhui
2013/11/11 19:47:58


引用 qiuhui 发表于 2013/11/11 19:47:58 的话:
好长啊
我还担心讲得不够细致呢!


 


发布者 sqdai
2013/11/12 4:06:42


顶一个

发布者 LEONG
2014/3/3 12:37:11



发布者 ghjghjgj
2014/5/2 9:20:16


顶一个

发布者 田中太郎
2016/5/11 16:31:07


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