博士人才培養(yǎng)中的課題選擇與研究

朱愛軍+殷賢華+許川佩

作者簡介：朱愛軍（1978—），男，桂林電子科技大學(xué)講師，西安電子科技大學(xué)博士研究生。

摘要：本文針對當(dāng)前博士論文選題不當(dāng)，造成不少博士研究生不能按時畢業(yè)等問題，提出了博士學(xué)位論文選題的原則和思路，并且從提出問題、描述問題、解決問題和評估結(jié)果等四個方面對如何做博士課題研究提出了相應(yīng)的對策和方法。筆者的實踐結(jié)果表明，該方法相比傳統(tǒng)的方法有一定的優(yōu)勢，對廣大博士研究生做好博士論文有一定的指導(dǎo)和參考意義。

關(guān)鍵詞：選題；博士課題研究；人才培養(yǎng)

當(dāng)前工科博士研究生出現(xiàn)一個很普遍的現(xiàn)象：在國家規(guī)定的博士研究生學(xué)習(xí)年限3年內(nèi)，有很大一部分不能夠按時畢業(yè)，還有部分拖延到6年以上仍然不能夠畢業(yè)。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因，有部分歸根于學(xué)校嚴(yán)格要求在國內(nèi)本學(xué)科相應(yīng)的學(xué)報和外文國際期刊上發(fā)表文章。因為這些期刊對創(chuàng)新性的要求比較高，一旦創(chuàng)新性不夠，就不可能發(fā)表相應(yīng)級別的文章。但是，為什么博士研究生不能夠按時在這些高水平的期刊上發(fā)表文章呢？這還是根源于博士生沒有做出創(chuàng)新性的研究工作，沒有相應(yīng)的研究成果。此外，即使選題得當(dāng)，選到了本學(xué)科比較前沿的課題，但是如果研究課題的方法和思路不對，同樣也可能造成不能夠按時畢業(yè)。

本文針對博士研究生學(xué)位論文選題的問題，以及如何做好科學(xué)研究課題，談?wù)勛约旱姆椒ê筒呗?。最后，結(jié)合筆者自身的博士學(xué)位論文選題經(jīng)歷等，談?wù)勛约旱乃悸泛头椒ā?/p>

一、博士學(xué)位論文選題的指導(dǎo)原則1博士論文選題應(yīng)該具有創(chuàng)新性

如果一個實踐對象已經(jīng)被其他研究人員解決了，那么它不再有研究價值。博士選題應(yīng)該是人類到目前為止還沒有解決的問題，而且采用的解決方法也應(yīng)該有創(chuàng)新性，如果僅僅是別人方法的重復(fù)，而沒有創(chuàng)新，同樣也是沒有價值的，也不會被本學(xué)科的頂級刊物所采用。

2博士論文選題應(yīng)該以興趣為導(dǎo)向

人類能夠能動地認(rèn)識世界和能動地改造世界。但這是有條件的，如果博士論文選題選到自己不感興趣的課題，那么估計他本人會很郁悶，此時他是消極地對待博士課題，很難發(fā)揮自己的主觀能動性，更別提什么能動地改造世界了。同時，以興趣為導(dǎo)向的博士選題策略合情合理，也是順乎人類本性的自然策略。各種實踐表明，該策略在大多數(shù)場合的實踐結(jié)果優(yōu)勢明顯，有助于博士生發(fā)揮自己的主觀能動性。

3博士論文選題應(yīng)該擇重舍輕

在博士課題選擇的時候擇重舍輕，選擇課題當(dāng)前前沿重點(diǎn)問題或主要問題，抓住主要矛盾，才能夠出顯著成果；同時還要講究策略，即避開自己的短處，發(fā)揮自己的優(yōu)點(diǎn)，做自己擅長做的課題。那么，一個課題的重要性如何判斷？依據(jù)是什么呢？這主要看該課題完成后，對本學(xué)科或本研究領(lǐng)域有多大影響，對該研究方向其他研究人員的影響力如何。如果要用量化指標(biāo)的話，那么科研成果發(fā)表后，文章的引用率可做參考。

二、如何做博士課題的指導(dǎo)1如何提出問題

“物質(zhì)世界是永恒發(fā)展的”，因此，我們需要不斷提出新的問題，來解決客觀世界的各種矛盾和發(fā)展。愛因斯坦曾經(jīng)指出“提出問題遠(yuǎn)比解決問題重要”。一般來說，只有高瞻遠(yuǎn)矚的人才能夠提出非常出色的問題，對于剛進(jìn)入研究領(lǐng)域的新人是比較困難的。要提出一個出色的研究問題，需要我們抽象提取遇到的各種工程應(yīng)用問題中的共性。在提出問題的時候，重點(diǎn)搞清楚問題的背景以及該問題達(dá)到的目的是什么，該問題是否值得我們?nèi)パ芯康取?/p>

2如何對問題進(jìn)行描述

問題的描述通常來說，指的是用數(shù)學(xué)語言或者數(shù)學(xué)理論來描述問題。這要求我們首先已經(jīng)提出問題和搞清楚了問題的本質(zhì)，才談得上問題的描述。在工程應(yīng)用當(dāng)中，實際需求就是問題，考慮用理論框架把問題表述出來就是問題描述，其實也就是廣義上的數(shù)學(xué)建模。這要求我們博士研究生有扎實的數(shù)學(xué)理論功底，才能夠?qū)栴}進(jìn)行恰當(dāng)?shù)拿枋龊徒?shù)學(xué)模型。如果問題的描述工作不是自己做的，那么務(wù)必把問題搞清楚，否則會導(dǎo)致解決問題階段出現(xiàn)困難。有的雖然自己做了問題描述工作，但是如果描述得不準(zhǔn)確或者不恰當(dāng)，同樣有可能造成最終的實驗結(jié)果不理想。有一種情況，就是在某種數(shù)學(xué)描述下，無論如何也得不到理想的結(jié)果，這時就要考慮對原來的問題進(jìn)行重新描述。

3如何分析和解決問題

“實踐是檢驗認(rèn)識正確與否的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，它告訴我們僅僅提出問題和描述問題還不行，還得通過做實驗來驗證我們前面提出的假設(shè)和理論。而在描述問題的時候也往往指明了解決問題的方向，因此前面的描述問題階段相當(dāng)關(guān)鍵。一般來說，大多數(shù)研究人員都是先大量檢索文獻(xiàn)，對該問題的已有方法和結(jié)果做到了如指掌后，再融化各種方法的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，最后得到自己的解決方法。其實，這種方法對大多數(shù)人來說是比較好的方法，但是要得到原創(chuàng)性的重大創(chuàng)新成果，它反而會成為一種障礙。如果能夠做到一旦提出了問題后，不去了解現(xiàn)在已有的方法，就開始獨(dú)自思考問題的解決方法，在獨(dú)立思考得到自己的解決方法后，再去搜索該方法是否已經(jīng)有人曾經(jīng)做過，如果發(fā)生了沖突，就重新去思考新的方法，否則的話就可以進(jìn)入下一階段，進(jìn)行試驗設(shè)計和驗證，這樣得到重大創(chuàng)新成果的幾率就會大得多。

（1）為什么要在了解現(xiàn)有的方法之前就獨(dú)自思考自己的解決辦法呢？這主要是為了避免在思考問題時受到現(xiàn)有方法的束縛，讓自己處在一個開放的全新思考角度。如果要成為原創(chuàng)型的科研人員，這種方法是必經(jīng)之路，因為它是檢驗科研成果原創(chuàng)度的重要指標(biāo)。隨著科研人員自己研究能力的不斷提高，應(yīng)該逐漸減少閱讀本領(lǐng)域內(nèi)的研究文獻(xiàn)，反而應(yīng)該更多閱讀其他不相關(guān)研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)，從中得到解決方法和新思路。

（2）在解決問題的時候，還應(yīng)該遵循解決方法大道至簡的原則。這也是有所依據(jù)的，原因就在于我們進(jìn)行任何科學(xué)研究的終極目標(biāo)就是尋求復(fù)雜客觀事實的最簡單的解釋?？蒲腥藛T的根本任務(wù)是創(chuàng)造出與自己試驗結(jié)果高度一致的最簡產(chǎn)品。為什么追求最簡產(chǎn)品呢？因為越簡單的東西，其適用的范圍越廣，越具有普遍性，其影響力也就越大，對人類的貢獻(xiàn)也就越大。眾所周知，客觀性和可重復(fù)性是科學(xué)研究的基本原則和要求。那么它們與大道至簡的原則有什么關(guān)系，沖突與否呢？其實，客觀性和可重復(fù)性應(yīng)該僅僅是追求廣泛適用性即最簡性的手段而已。所以，我們在解決問題的時候也應(yīng)該盡量優(yōu)先選擇最簡易的方法。

（3）當(dāng)遇到一個問題很難得到通解的時候，我們應(yīng)該考慮采用特殊條件求得其解。這個方法也稱為條件化方法，它利用增加假設(shè)條件，把原來的大問題變成一個更小的問題。假設(shè)條件越多或者越強(qiáng)，問題就變得越小，解決的難度當(dāng)然就變得更小。該方法的本質(zhì)就是將一個很難的問題化解成若干個難度較小的子問題。如果把該方法用到極致，那就是采用極端條件來求解，此時往往很容易得到問題的求解方法。而對于非極端條件的中間情況，解決起來比較困難。此時，仍然可以采取條件化和特殊化的方法，把問題分成若干類，分別找到各類統(tǒng)一和明確的數(shù)學(xué)描述，然后再求解。對于大家廣泛使用的基于模型的解決方法，它本質(zhì)上是將背景知識高度濃縮的一種簡約化方法。

4如何對結(jié)果進(jìn)行評估

當(dāng)一個問題得到解決后，我們要對該方法的結(jié)果進(jìn)行評估，因為“實踐是認(rèn)識發(fā)展的動力，同時實踐也是檢驗認(rèn)識正確與否的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。評估方法通常是與本研究領(lǐng)域前沿當(dāng)前各種方法進(jìn)行比較。比較的基本原則是客觀公正，最好是能夠采用國際標(biāo)準(zhǔn)的Benchmark來對比各種方法的結(jié)果。對結(jié)果的判斷分析，既要闡述自己方法的優(yōu)點(diǎn)，又不能夠故意隱瞞自己的缺點(diǎn)。只有這樣才公正和公平。這也給業(yè)內(nèi)科研人員一個研究方向的指導(dǎo)，提出未來研究方向。

三、筆者博士學(xué)位論文選題和做研究的思路首先，結(jié)合筆者研究方向談?wù)勥x題。筆者的專業(yè)為測試計量技術(shù)及儀器，在博士論文課題選擇期間，導(dǎo)師給出了幾個方向供選擇：太赫茲檢測理論與技術(shù)研究、電子羅盤誤差模型理論與技術(shù)研究和集成電路測試?yán)碚撆c技術(shù)。由于導(dǎo)師目前所在實驗室承擔(dān)企業(yè)和軍工院所的項目較多，目前碩士研究生大多在做這方面的工作，而博士研究生做此類課題存在著極大的問題：很難做出有創(chuàng)新理論的結(jié)果，發(fā)表于本學(xué)科國內(nèi)頂級刊物很困難。“發(fā)展是舊事物的消亡和新事物的產(chǎn)生”，說明任何研究課題都不是無中生有的，都是建立在前期研究基礎(chǔ)上的。雖然課題組前期的研究積累結(jié)束了，但是產(chǎn)生新方法和新思路的進(jìn)程仍然不應(yīng)該終止。

筆者所在課題組的前期研究成果主要如下：①國防科工委跨行業(yè)基金項目“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在MCM測試生成中的應(yīng)用研究”[編號：00J1715DZ0503]，該課題在互連測試領(lǐng)域首先提出了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決高密度微尺寸MCM 的互聯(lián)測試生成問題的思路和方法。②國家自然科學(xué)基金“基于螞蟻算法的MCM測試生成研究”[編號：60266001]，該課題主要研究螞蟻算法在大規(guī)模集成電路測試中的應(yīng)用，并結(jié)合其他算法進(jìn)行研究，為解決大規(guī)模集成電路、MCM 的測試難題提供了可供借鑒的方法。③國家自然科學(xué)基金“基于量子算法的SOC測試規(guī)劃研究”[編號：60766001]，該課題主要研究了量子進(jìn)化算法在系統(tǒng)級SOC測試規(guī)劃中的應(yīng)用，建立了基于量子進(jìn)化的測試規(guī)劃模型，解決了SOC測試規(guī)劃問題。

筆者根據(jù)課題組前期的成果積累，在博士論文課題選題方面考慮在課題組前期的研究基礎(chǔ)上繼續(xù)做深入研究，選擇“集成電路測試新理論在SOC中的應(yīng)用”作為自己的博士論文課題方向。在大量閱讀本學(xué)科前沿文獻(xiàn)后，確定了自己的研究問題；然后對提出的問題利用自己所學(xué)的最優(yōu)化理論進(jìn)行數(shù)學(xué)描述；在解決問題階段，利用進(jìn)化計算的方法做可測性優(yōu)化設(shè)計；在結(jié)果評估階段，采用國際標(biāo)準(zhǔn)電路與傳統(tǒng)的方法進(jìn)行結(jié)果比較。目前，所做成果正在申請國家發(fā)明專利。

總之，在科研競爭日益激烈的現(xiàn)代社會，博士人才培養(yǎng)能否做到好與快，這在很大程度上取決于博士論文課題的選擇與做課題的方法。實踐結(jié)果表明，本文提出的方法與傳統(tǒng)的方法相比，有一定的優(yōu)勢，對博士研究生選題和做好博士論文有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

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李曉榕.與師生談研究策略1：科研四要素[EB/OL].http：//blog.sciencenetcn/homephp？mod=space&uid=687793&do=blog&id=625009，2012-10-22.