提出问题

Edited by Ben.
Get the knowledge flowing and circulating! :)

以下内容均摘录自非吃Book1.
不同的是：内容中穿插了自己的一些感受 | 注解。

特别强调：这部分内容是Ben人在学习过程中的笔记，偏向于计算机相关方向，但是知识是通用的，大家可以根据需要采撷(cǎi xié)。

持续关注，持续成长。欢迎志同道合的小伙伴共同讨论。

1 食之无味弃之可惜的是什么？

很多人在思想上不注重提出问题的重要性，认为自己不会走错路。但是等到真正发现自己走错路——课题选的不好 | 提出的问题没有价值 | 科研方向选的不对，便会陷入深深的纠结之中。放弃吧？做了那么久了！不放弃吧，又实在做不下去了。这就是食之无味却又弃之可惜的鸡肋。

1.1 先聊聊大家常听到的 Proposal

“提出问题”的地位

  • 博士毕业标准是能够独立开展科研工作，而能够独立提出有价值的科研课题则是这个毕业标准中的根本。

    • 导师最主要的工作，就是提出好的问题。

      • 比如：撰写科研计划书（Research Proposal） | 申请科研基金（Research Funding）就是在提出问题。

      • 课题还没有开展，所以谈不上是在解决问题。实际上就是在提出问题，然后讨论这些问题的意义和该领域可能带来的贡献。初步分析可能采用的科研方法。

  • 创新最重要的一步也是提出问题。

  • 对于做科研，提出问题是最重要的：如果在正确的科研方向上迈出了一小步，且这一小步完整且坚实，那么你的研究成果就足以发表。

    • 我们做科研并发表一篇论文的目标： 沿着正确的方向，完整且坚实地迈出一小步。

我们跟导师的区别：

  • 我们只是针对一个具体的科研方向来提出问题，而导师是在某一科研领域内选择若干方向分别提出问题。

读博训练的重中之重：

  • 学会提问题，提出“好”的问题。

提出问题的目标：找到正确的科研方向；
分析和解决问题的目标： 完整且坚实地迈一步。

1.2 如何提出好的问题

寻找到一个好的学术课题，是成功的一半。
意义：在很多情况下，提出一个好的科研方向，甚至可能开辟一个新的科研领域，就算自己进行得不深入，也可能为其他人做了很大的贡献。

在通信领域（书籍作者的研究领域）很多好的会议论文就有一个特点：研究的问题引入入胜，仅仅读到Abstract 和 Introduction部分就让人对这个论文有很大的期盼。这就是我们需要学习的。

要想提出好的问题，我们该怎样做？

  • First，需要深入了解自己所从事的科研领域。

    • 这个过程难免要阅读大量文献，然后通过独立思考，找出有价值并且尚未完成的问题。

    • 阅读文献和独立思考是关键。这里存在两个问题：

      • 第一：文献是读不完的，读多少？读什么？读到什么程度？都需要我们好好把握。

      • 第二：阅读文献避免不了会影响到自己思考的独立性。因为在阅读的过程中，我们的思维可能会被文献牵着走，从而无法得出有个性、有创新的结果。

2 如何有效阅读文献（非常值得反复研读）

Ⅰ-1 【读】先了解这个领域的基本知识

  1. 了解这个领域的基本知识的途径包括：比较好的survey，即综述文章；或者是一些比较好的领域论文（后期会推出如何找论文的博文）。

  2. 达到阅读目的就应该停下来，即使这篇文章你并没有读完也没有读懂。

    • 自己到底要在文献中找到什么？

    • 读每一篇论文的目的是什么？

  3. 如果我们需要知道的是系统的基本知识，那我们只需要有选择地阅读文献的部分内容，例如Introduction 和 System Model的前半部分，而不需要通篇阅读。也就是不需要充分了解文献提出的设计方案。因为这不是我们此时应该关心的。

    • 每这样“读完”一篇论文，我们应该思考学到了什么。如果有新的东西，最好在笔记本上记录下来。

      • 所谓“读完”，是指：达到我们的阅读目标，并非通篇完成。

      • 这样做，并不会浪费这篇好论文，因为我们以后还会在不同阶段再读它们，以后在不同的情况和需求下拿出来温故知新。

    • 这样点到为止，可以帮助我们节省大量的时间，效率蹭蹭提高：既快速读到了有用的信息，也不会信息过载。这样不会干扰到我大脑的思维，毕竟我们大脑在处理信息的时候能力是有限的。必须在记忆最清晰和感觉最强烈的时候来完成我们的阅读目的。

Ⅰ-2 【思】思考存在的问题 & 这些问题的解决方法

当我们感觉到对研究领域的基本知识有了清晰的认识后，就可以停下来阅读转向思考了。

“思考”的意义
这个思考的内容，就是科研的根本。

“思考”的内容
这个系统存在和妨碍其发展的根本性问题，例如（浅 → 深）（why → what）：

  • ① 系统存在的原因：

    • 为什么我们需要这个系统？

    • 是什么样的实际需求导致了这个系统的存在？

      • 是不是所有的需求都被很好的满足了，有没有其他需求没有被别人发现？

      • 解决这些问题对我们整体的科研推进或者人类生产生活的提高有什么贡献？

  • ② 系统无法实际部署的原因：是什么导致我们无法将这个系统高效率地部署到实际应用中？

  • ③ 解决方案：针对这些问题产生的原因，你认为应该如何下手能够最直接有效地解决问题？

如此这般进行“思考”的重要意义
★ 保证了我们能够独立思考，而不被别人的思维牵着走；（我们之前阅读大量的文献，就是为了在充分了解这个科研领域的基本知识后，有效地思考它存在的问题。）

行动建议：
① 带上纸和笔，到图书馆（不带任何电脑和论文），就单纯的思考；
② 根据自己的理解和认识，把自己作为一个实际的用户，去思考上面的3个问题（①②③）;
③ 怎么做？

  • 先把能想到的问题一个一个列出来，

  • 再在这些问题中找出自己认为最重要、最有学术价值的问题；

  • 然后思考这个问题产生的原因；

  • 再根据这个原因思考如何解决这个问题。

④ 得到了什么？

  • 得到了自己最关心的问题；

  • 得到了我们最关心的问题的初步解决方案。

重点强调：

  • 自己思考的初步解决方案应该具有很强的逻辑性，并且越完整越好。

    • 所谓的逻辑性，就是根据设计需求和科研动机，找出最直接的(intuitive)解决方案，让论文的读者感觉科研动机来源于现实世界，解决方案是这个科研东西下很自然的“果”。

    • 所谓完整，就是我们能够针对系统，进行初步的建模，确定一些关键的参数，并能大体勾勒出这些参数之间的逻辑关系，从而找出解决问题最关键的参数。

    • ★ 如果比较有经验的科研人员，应该还能够根据自己提出的问题和方案，大体判定这个问题的学术价值，也就是科研贡献（Research Contribution），并且根据自己的解决方案，大体确定自己目前工作的性质和以后的规划，比如是主要对系统进行分析还是提出全新设计，后续有哪些科研可以进行等。

    • ☆ 对于刚刚读博，还不具备这种能力的读者不用着急，能够独立找到好的科研问题，然后有逻辑地思考出初步的解决方案就足够了。

  • 拿到一个课题时，应该思考这个课题存在的最基本的问题，寻找它最根本的问题。

    • specifically，不管我们的课题是从导师那拿到的，还是跟着别人的工作做的。我们都需要向上追溯，找到该课题产生的原因（也就是问题的源头），以及这个课题一旦解决，以后科研发展的方向（问题的下游流向）。

    • 这么做的原因：

      • 在写论文的时候，就像讲故事，问题从什么地方来，要去往何处，必须要娓娓道来，知道源头，知道流向。有理有据。

      • 了解问题的根本，还可以让我们找到科研发展的方向，从而做出最有效的贡献。

      • 可以在写论文的时候，向审稿人指明这个方向，让他们了解我们工作的意义。

    • 思维换位：

      • 就是找到真正影响发展的问题。（地域环境不同？需求不同？受众不同？）

小结

  • 拿到一个科研课题时，有选择有目的地通过阅读，先了解这个科研课题的背景和基本知识。

  • 然后从这个课题所涉及技术的最初使用原因和动机去思考课题存在的问题和发展方向。即，提出问题。

  • 提出问题之后，溯源追根，思考问题的最直接的解决方法。

Ⅱ 再读文献: 比较阅读

这一步阅读的目标是：问题和方法比对。又称：比较阅读

  1. 内涵

    比较阅读：带着自己的东西去理解别人的东西。通过比较，加深对自己和别人东西的理解。

    比较前我们要想清楚比较什么，也就是阅读的目的：

    • 【针对→自己提出的问题】了解自己在提出问题一步中寻找到的问题是否已经被其他人研究过。

    • 【针对→自己提出的解法】自己所提出的解决方案是否曾被别人提出过。

  2. 具体做法

    • 带着自己关心的问题和解决方案去阅读文献，把自己的问题和方案同每一篇论文进行比较。这个时候，阅读应该是有层次的。

      • 首先：寻找论文。
        ● 根据论文的题目和摘要部分，寻找论文。
        ● 当我们发现该论文所要解决的问题跟我们所关心的问题类似或者可以借鉴时，就应该下载阅读。

      • 然后：阅读论文。阅读时，先比较该论文所讨论的问题和我们所关心论文的相关性。
        ● 如果不是同一个问题 → 略读，大概了解该论文的数学建模方法 & 解决的问题；
        ● 如果与我们关心的问题一致 → 精读，比较我们的方案和他提的方案是否为同一个方案。 否：那哪个更好？区别在哪？是否可以吸收融合从而提出更好的方案？是：如果所提问题已经被别人很好地解决了，果断放弃。再找问题 | 方案，或者，看看该问题的发展方向是否依然值得持续关注。

  3. 真实意图

    这里描述的比较阅读，其根本是为了让读者能够充分地吸收有价值的论文。

    • 首先：比较问题和方法，可以帮助我们滤除信息，直接找到当前对我们最有用的论文去阅读。

    • 其次：带着问题去阅读，会迫使我们边读边思考。从而对阅读的文章有更深刻的理解和记忆。通过比较，能够让我们更清楚地知道自己所提出的问题的价值和自己方案的创新性。对于跟我们工作很类似的文献需要反复研读，并且这些文献的参考文献也需要仔细查阅。

总结：
完成了以上2步（Ⅰ & Ⅱ），提出问题这步就完成了。

这步的目标：

  1. 通过独立思考，提出有价值的问题和初步解决方案。

  2. 通过比较阅读，明确自己的科研贡献、意义和奋斗方向。

重点提醒：明确问题（不忘初心）很重要。因为在接下来的科研中，你有可能因阅读了大量文献和陷入到细节的研究之中而忘记或者动摇了你最初定义的问题以及最初想要奋斗的方向。

迫不及待要开始科研了吗？

按捺一下自己激动的内心，考虑一下：针对自己的科研问题应该使用的时间和研究的策略。

  • FITB! 不要贸然地开始一个课题的具体研究。

  • why? 因为前期花费很少的规划时间，可能帮助我们挽回后期因方向和策略性的错误所浪费的大量时间。

读完这部分内容，普通的我，可以如何践行呢？

  • 我要知道“提出问题”是很重要的。并且在基础还不好的时候，参考别人的问题（模仿别人的问题）来问自己，指导自己去思考。

想要“提出好问题”的具体行动做法

  • 开始大量阅读优质论文。过程中要注意两点：每次阅读的目的是什么；不要被作者的思路牵着走，达到目的就停止阅读转去思考。

    • 读论文的过程要记录学习到的新东西，去丰富自己对当前科研领域的基础认知。

  • 按照①②③去思考问题和初步解决方案。特别要注意这里的解决方案先以直观|直接为主，有了一定的了解之后，再考虑优化自己提出的初步的解决方案。

  • 搞定上述步骤之后，再读论文：比较阅读。带着自己的东西去理解别人的东西。滤除本次阅读目的之外的信息，带着问题迫使自己边读边想。

Last But Not Least：不忘初心，先做好规划再行动。

  1. 栾浩, 樊凯, 项阳. 科研有方：科研需要“想好”再“做”[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2014.5: 1-128. ↩