科学研究方法专题|总论-吕大刚教授

本文为哈工大吕大刚教授讲座总结及本人文献检索试验,除了网站截图外,ppt截图源于吕大刚老师演示文稿。感谢吕老师的教诲。
日期:20160303

研究过程总论

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  • 科研规划
    • 国家战略发展规划,如十三五科研规划,科技攀登计划等等;
    • 国际发展前沿,如ASCE Vision 2025 for Civil Engineering
      战略布局下做事,才容易产生有价值的成果;
  • 科研选题
    • 科研最重要的基础工作;
    • 好的选题是研究成功的一半;
  • 科研调查
    • 针对问题进行社会调查或者文献研究;
    • 找到问题的关键
  • 方案制定
  • 执行研究
    • 理论研究
    • 试验研究
    • 数值模拟
  • 成果发表
    • 从研究报告到发明专利,范围很广

高层次的科学研究是一门艺术,推荐《研究是一门艺术》

科学方法的三个层次:

  • 特殊方法,具体专业课程的内容,如动力学、有限元、弹塑性力学;
  • 一般方法,科研过程解决一般性问题的方法;
  • 哲学方法,最高层次

科研规划

国内:

  • 十三五的发展重点:灾害可恢复城市,社区与土木基础设施
  • 土木工程学科发展战略研究报告
  • 土木工程前沿,清华大学

美国长于战略发展规划,科学研究领跑全球:

  • ASCE Vision 2025 for Civil Engineering
  • ASCE Vision 2025 Roadmap Report
  • ASCE Body of Knowledge for Civil Enineers

从Vision到Body of Knowledge,到roadmap,给出了完整的愿景和实现路径,前瞻性很强,非常值得参考。

科研选题

推荐《研究是一门艺术》

兴趣是高水平研究的前提:interest -> topic -> question ->problem

  • question,疑问
  • problem,问题

调查研究

调查

大数据时代,数据为王。美国在战略上公开数据,使得全世界为他们做题。

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  • observation,观察具有被动性
  • experiment,试验是主动的控制,简化问题,突出重点矛盾
  • data->information,描述统计学
  • information->knownage,推断统计学
  • knowladge->wisdom,决策

美国已经形成问卷调查的文化,渗透到各行各业,获取反馈信息。eg:

  • ATC-13jjiah,加州地震调查
  • Seismic vulnerability assessment of retrofitted bridges using probabilistic methods,博士论文中的网络调查

概率统计是一种更精细的思维方法,科学研究达到高级阶段,必须面对客观现实的不确定性,需要用概率统计的思维解决问题。

试验和观察不能盲目进行,必须经过设计。

研究

做研究之前,首先要了解整个领域有什么(国际学术组织,会议、出版机构)打开视野,切忌闭门造车。

文献的查找不限于论文paper,事实上paper不应该被过于看重,各种资料的价值顺序是:

  1. 研究报告,最详实的科研成果;
  2. 学位论文,较为详实;
  3. 会议论文,最新的成果;
  4. 期刊论文,paper是报告的摘要

一般的误区是,期刊论文比会议论文质量好。但是,会议论文能够体现最新的成果,很多具有革命性的创新是在会议发表的,而期刊论文发表周期很长,能看到的都是2年之前的成果,时效性不足,国外研究机构优先支持会议。

文献搜索

文献搜集中,报告比论文的价值更高,报告往往需要到专业的机构网站渠道才能获得。下面以地震工程为例:

机构了解

最大的学术机构:IAEE,国际地震工程联合会国际地震工程联合会

  • EESD,核心刊物
  • WCEE,国际地震工程大会
  • 地震数据
    • National Geophysical Data Center
    • National Geophysical Data Center
    • Earthquake Engineering Research Institute
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会议论文检索

http:www.nicee.org/wcee/form.php,注意此网址与IAEE网址不同。若检索谢礼立院士的文章,检索名称为 Li-li Xie,如下图。

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xielili.jpg-140.1kB
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研究机构

美国三大组织:

  • PEER,UC Berkeley 主导;
  • MAE,UIUC
  • MCEER,University of New York at Buffalo

三大研究中心均可免费下载研究报告

Stanford, Blume研究中心

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其他资源

  • Caltech网站
  • 日本防灾技术研究所
  • 日本东京大学地震研究所
  • 台湾NCREE
  • 中国地震局工程力学研究所,IEM

研究方案

类型:

  • 科学解释型,常规方案,土木领域80%;
  • 科学发现型,创造方案;
  • ‘演绎-规律’模式,三段论,在经典力学框架内研究基本属于这个范畴;
  • 概率性解释模型,不懂;

突破口

研究生博士的很多精力花费在突破口,如何找到突破口呢?

  • 脑中有思想,思维开阔,多想多问,学术交流
  • 腹中有干货,大量的读书,读好书,经典

paper都是支离破碎的,经典常读常新。

关于文献调查报告

  • 可以用思维导图做文献调查报告
  • 用议论文的方式写,而非平铺直叙

ps:思维导图应用总结


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