从科研切入点到方法论创新、从选刊投稿到写作方法,详细聊聊如何完成一篇学术论文的写作

提到论文写作,可能有的同学会觉得,论文写作是不是就是:怎么进行论文的架构、怎么进行书写、以及关于语法方面的事,我更愿意认为,论文写作是从你进入导师的项目组,拿到你的课题的时候就开始了。

为什么这么说?

因为你的论文是由你的开题报告,调研内容,包括后面的方法论的创新,实验部分等等这些共同组成的。

关于论文写作,我这篇文章想跟大家探讨一下从研究生阶段怎么开展课题工作,到后面阶段论文的投稿和发表,等等一些关键问题,分享一下我个人理解方面的一些经验和经历。由于每个人学习的专业不一样,我只聊一些共性的问题。

首先做一下自我介绍,我是中国科学院的工学博士,目前是中国科学院在场博士后,我的研究方向主要是非线性系统的建模控制方法,智能优化算法以及图像处理算法等。我目前是作为项目负责人主持国家自然接近青青青项目部,目前正在参与国家空间重大型号研发任务,关于指导博士研究生,我曾以硕士研究生身份在国内外期刊上发表过十余篇的论文,拥有发明专利三项。

关于在开展科研和论文撰写及发表的过程中的难点和注意事项,我自己总结了四个方面,

第一个方面是如何寻找研究生科研的切入点;

第二个方面是如何进行课题中的方法论的创新;

第三个是在论文投稿中怎么进行选刊;

第四个就是如何提高我们自己的论文写作水平。

对于现在正处在研究生阶段的同学,大家所处的状态大致就分为这几类:

第一个可能是刚进入研究生阶段,本科阶段没做过研究,这个时候会比较迷茫,导师给了一个课题,也不知道怎么开展,大家知道的顶多是去听听公开课,看看能不能给到自己一些建议。

第二类同学可能前两年荒废了,或者被老师拉去干杂活了,等到现在临近毕业了,压力比较大,这个时候又面临着怎么做自己的课题,怎么去做优化创新呀这样的问题。

关于写论文,大家都会遇到这样的问题。

另外说一点,其实对于第一类同学来说,研究生一般第一年你还在上课,第二年才开始调研,如果在第一年、第二年你没有迅速地找到你研究生阶段科研的切入点,那么你可能很快会变成第二类同学。你会发现这两年就在弹指一挥间,等真正面临毕业的时候才发现时间不够用了。

所以我刚刚总结的四个方面,第一个方面如何寻找研究生课程阶段的切入点非常的重要。如果你在这一个阶段花了太长的时间,那你的自然而然就压缩了,后面你放心地进行实践,那你可能要面临着延期。

1、如何寻找研究生科研切入点?

今天的第一个主题,我想跟大家讲一讲这个问题,就是我怎么去寻找一个课题的切入点?

1.1开拓性研究

首先,关于写论文,研究生的课题我把它分成两个大类,第一类我认为是开拓性的研究,第二类是继承性的研究。举个例子,比如你进入的这个课题组,你的导师和课题组是搞智能机器人技术的,智能机器人领域主要有三大关键技术,一个是环境感知,一个是行为规划,还有一个是谢东凤至的可能,然后这个课题组里,你的导师和师兄师姐之前一直是搞协同控制的,他们就只搞协同控制,而当你进入课题组以后,导师刚好想开拓一些,他就把这个任务交给了你,于是你成了项目组第一个吃螃蟹的人。这个时候你没有导师或者师兄师姐可以请教,你必须自己去调研,自己去想办法。怎么去找切入点?怎么开始下面的研究?

1.2继承性研究

什么叫继承性的研究?比如说,你进入这个课题组,导师需要做提前的行动控制,你的师兄师姐已经做了一部分开拓性的工作,但是导师认为师姐做的工作,模型的性能指标可能还有提高的余地,他可能就会给你安排这样一个课题,让你在前人的肩膀上继续开始他的工作,也就是怎么来提高模型的性能?怎么提高模型处理的速度?还有可能你的师兄师姐的模型一直停留在仿制阶段,导师想再进一步,进行硬件的移植。可能原来的算法如果复杂度很高的话,怎么样让它更容易一些,如何优化之前师兄师姐的模型?两个大的研究相比起来,这个就是继承性的研究。你是站在迁移的肩膀上,同门师兄师姐一般不会对你藏着掖着,你有什么问题,他们都会把当时开展研究的一些过程跟你说。相比于开拓性研究,继承性研究就是省了这样一个入门的过程。

那如何做开拓性研究呢?很多同学在做开拓性研究的时候,导师把课题给他,他只有在写开题报告的时候,真正地调研了一下,你说你大量的时间都去调研了,但是你调研的重点是什么?可能也只是从知网上搜搜关键词,然后看一些论文,看别人有一些什么方法,用了哪些方法,以及方法是怎么创新的,反而很多同学忽略了综述性文献,还有引言部分。他们认为这个是作者在写的时候为了凑字数用的,于是反而忽略了这一部分。但实际上这个部分往往非常重要,它对于你寻找到论文的切入点,对你目前研究的课题或方向形成一个体系性框架的理解至关重要。

什么是综述,就是针对某一专题,已经有作者对目前这个专题,对大量论文中的数据、资料和方法论进行归纳整理和分析体验,形成了一个新的文字。综述不是给你方法论,是给你入门,创新用的,因为很多同学面临着入门难的问题,对于导师安排的课题都是一知半解,不知如何着手,如何开展下面的工作。

我把综述分为应用性的综述和研究性的综述,应用性的综述比如左边那个,研究性的综述比如我研究的持续飞行系统的建模与控制研究综述,导师给你这样一个研究领域,它让你去开拓。如果一开始我就上知网或者是谷歌学术调研关于这一类实质飞行系统领域的综述,我会通过调研照片,对这个领域目前已经有哪些方法、目前这个方法在国内外的研究水平怎么样、我要达到怎么样一个指标要求或者水平要求、我能发表什么样的水平的论文一个非常体系化的认识。

2、如何进行课题中的方法论创新?

第二种综述是什么?是方法的,比如说我对这个领域已经形成了一个体系化的认识之后,下面我就是重点开始进行方法论的创新,比如基础类的算法或者模型。比如说右下角这个是数据驱动依据进化的算法,我确定我下面的在我的参数礼盒中,我要用这一类算法,那我就调研这一类进化类算法的文献,它里面会对目前进化类算法有哪些算法模型啊,有哪些改进啊,目前做到什么样的水平,而且在这个不管是应用类领域的综述,还是在方法论的分述啊,他都会对目前这个领域的方法,它存在的短板啊,都会有一个阐述。这个短板很有可能就是你以后要改进的,这个idea的方向,它会提醒你,比如说目前这个算法,是因为什么样的原因导致他在某一个方面可能是性不行,还是速度,处理速度不行,那我就通过这样一个不足,可能会面对他改进的时候,我就是有的方式,而不是像无头苍蝇。

这个时候好多同学随便选一个模型就开始看了,这时候要做什么?就是把比如说这四种场景的模型,有针对性的每一个模型都找相对应的这样一个文献去精读,你去看它们的原理,一介绍数学公式推导,你看了之后,你发现每个人的水平不一,有的模型,它得刷数学推导,你看上去就跟天书一样,如果你是刚进这个英雄传球队的第一年,你可能有时间,我去攻一下我就强攻下来了,我可能就是对我自己的水平可能有一个提高啊,攻空不下来了,反正我后面有的是时间,但对于如果你已经要面临这个毕业压力的,你还去找这种非常难上手的模型去理解,你很可能面临着就是你做了几个月没有任何进展,最后时间白白浪费。

往往有的作者在写论文的时候,他对应用过程中或者实验过程中,或者是代码实现过程中有了一些坑,或者一些问题,他不会写在论文里面,有的问题只有你真正开始代码复现,开始做实验,开始实现的时候,才能知道这个应用领域究竟是怎么样的,比如说目标检测,你只有找到一个模型,开始用了之后你会一整套方法走下来,通过数据集训练完了之后应用到某一类具体的图形,目标识别,代码的怎么去仿真,实验室怎么跑?最后那个结果怎么样?只有这一套做下来,你才能真正理解你要干什么?这个比你看十篇20篇30篇文献都要强,但反而有的同学刚进研究生就看了,天天就是坐在办公桌前调研文献,调研是有边际效应的,你可能看过五篇十篇很有感觉,但是看到20篇30篇,说实话,最后效果是很差的。

不管是开创性研究还是继承性研究,模型改进和模型替换都是重中之重,不管是学术论文写作,期刊论文也好,你最后的毕业大论文也好,这个都是重中之重,没有模型改进的,没有模型替换,没有方法创新点,你就发不了,你就变不了。

那在此基础上,怎么做模型改进和模型替换?也就是如何进行方法的创新。

什么叫创新?就是在之前没有人做过,你第一个吃螃蟹,第一个做出来了,效果还可以,这就是创新。

我主要聊一下针对工学领域,电子方面,或者计算机,控制领域等这些领域的创新。

2.1原理创新

怎么创新呢?就是你提出在这个领域的一个新的模型。第一种是模型本身的改进,第二种是在模型中引用一些思想。比如说前几年好多人是如何创新的?他们把里边的常规卷积结构换成了深度可分离卷积结构。深度可分离卷积结构相对来说处理速度更快,它可以提高整个网络的数据速度,还可以提高目标检测速度。很多人就想点子,比如把里面的常规既定结构给替换了,这就是一种创新啊,因为你提出了一个新的模型。

第二种就是在已有的模型里面引入一个思想和一个机制,好多做姿态估计的,或者是做目标检测的,在里边引入一个通道,注意力机制就是来提高他的检测的进度。以前可能会在模型中做一个多尺度的融合的姿态,但是没有人把通道注意力机制融入到网络中。

第三种做智能优化算法。比如粒子性算法,粒子与方法改进有很多种,比如说你有一天在一篇文献里面突然看到别人用一种叫混沌算法,别人把混沌引用到算法里边,你通过调研发现还没有人把混沌用在粒子与算法上面,你把这个思想拿到这个方面,提出混沌粒子群算法,也提高了速度,摆脱了局部收缩,这样你就是有创新。

已有模型的改进,也不是闭门造车,你找到你的算法的切入点之后,对整个课题有一个体系性的框架性的理解之后找创新点的时候,就有的放矢地去调研一些其他的文件,别人有的时候在这个方法里面引用这个思想,你又往你自己身上套,这个方法往目前这个课题上行不行?我这样套几天有没有人做出来,如果没有,你就可以大胆的说这就是你的创新。

2.2应用创新

第二种是应用性的创新。模型的创意很难,这时候怎么办?第二种思路就是应用型创新,就比如说第一种就是已有算法模型,在心理学中的应用,就是刚才提到的情绪化算法,他可能在其他领域应用过了,你可能在某一天的一个知网或者是谷歌学术调研中突然看到有人在把这个算法应用在某一个领域,你用得很好,但是你想了一下,算法从来没有在我这个里面用过,我首次把它应用到比如非线性关系统中或者非线性控制系统中,取得了一个不错的效果,这个就是创新。

3、选刊决定投稿命运!

有些研究生可能希望能发中文核心就可以了,那你找到一两个创新点就可以发了。如果你想发EI核心,那你怎么也得有两个创新点。比如说几种已有算法模型的新组合,你如果想发一下EI或者B区的SCI,那人体目标检测和姿态估计你都要用别人没有用过的新模型的新组合,在这里面还要有一些模型的小改进。

如果要发高区的SCI或者是顶会,那在原理创新上你就要偏向于怎么提出一个半新的或全新的模型。对于大多数的研究生同学,发顶会也不是第一目标,可能顶多发一个SCI已经可以毕业了,大多数人的第一目标还是能顺利毕业。在可以满足顺利毕业的基础上,可能再往上够一够,发个高一点的区,为以后找工作、做博后或者做研究,提供一些基础,这样会比较好一点。但是现在各行各业都很卷,在学校多待半年或者一年对自己都是消耗,没有意义,抓紧时候到社会里面,抓紧时间工作才是正经事,因为现在就业一年比一年难。所以我从开始到现在,一直强调两个字,快速,就是要讲效率。硕博阶段真的就是转瞬即逝,如果前面不抓紧,后面会非常被动,再叠加上毕业的压力,那时候你的动作都是变形的,所以大家要尽量走捷径,少走弯路。

3.1投稿选刊注意点

当这些都做好之后 ,下一步就面临着要投稿的问题了。很多同学会觉得投稿随便找个杂志投一投就投过去了,或者网上搜一搜,看这个杂志和我的领域相匹配,我就随便投出去了,但是往往选刊是非常重要的,因为你选择这个期刊,可能这个期刊把你拒绝了,那个期刊你就中了。等你被这个期刊拒了再去投那个期刊,几个月时间一会就过去了,时间根本等不起,因为我们都不想延期,都想快点毕业,所以一定要抓紧时间,这个时候选刊就显得非常重要,在选刊的时候,要注意以下四个点,就问自己,

第一个就是学术领域和方向是否匹配?你要投的这个期刊和你写的论文方向是不是匹配的?这个时候你就要去找他们以前发表的一些历史性的文献,看有没有写你类似领域或者方向的一些文章,跟你差不多的;

第二,就是去他们的官网上看看,接收哪些领域或者方向的论文,和你匹配,那就可以投,不然投过去初审不过,不管怎么样再退回来全是浪费时间,半个月一个月一下子就过去了,时间真的过得太快了。

3.2选刊途径

第二种就是你的学术期刊的级别与你所写的学术论文的质量是否匹配,这个点很重要,你自己在投之前,就要对自己这个水平的期刊有一个预判,怎么预判?还是找到这个期刊,比如说你的目标期刊,或者有若干个你初选的目标期刊,他们历史上跟你差不多的已经发表了的论文,跟你领域的论文拿出来做一个质量的匹配,你觉得你写出来的论文的方法论创新的点,包括写作的文笔,包括整个的行文逻辑,和人家的比起来怎么样?是不是相当的,比较完了你就有信心了。如果别人方法上创新明显比你的水平高,而且现在又比较忌讳一稿多投,你投这个期刊被打回来了,那你的头三四个月可能又没了。

第三个,学术期刊的投稿周期是否合适。比如说有的大学学报的审稿动辄就一年、一年半,比如你刚到研究生阶段,跟师兄师姐合作发了一篇论文,那个时候你投了这样一个周期的期刊,你等得起,但是到后面几年你就面临着要发表论文来满足你的毕业要求了,你要去想一下,那么长时间审稿周期的论文是否合适。

第四个就是学术期刊的百分制是否可以接受,据我了解,有些高校里面的硕士,学校要求发学术论文,但是项目组里面有人比较穷,版面费项目组不帮忙解决了,可能需要自费,这个时候你要想想,上万的版面费你是否可以接受。

那怎么来看这四点和目前我的要求是否匹配呢?

我主要有三个途径,第一个是进入文献引用,文献所属期刊,就是在前面入门之后你具体的方法调研的时候,他们在引言或者是文献综述阶段,他们已经引用那么多文献,那么多的工作方法,都会把期刊名写成书,你就是从那个地方了解,原来我这个领域还可以发这个,还可以发这个期刊。你从这个途径来找一些杂志,你可能以前不了解的杂志,通过看文献调研,知道有这个杂志,我写的论文是可以投这个期刊的。

第三个同门推荐,比如说你的师姐或者同学已经投了这个期刊很好用,它的投稿周期怎么样?他们跟你说没问题,这就回到继承性研究了,他们能把这方面的东西告诉给你,真的可以帮你,不管是在入门上还有找切入点上,方法论研究上,包括论文投稿上面,很多事情好多同学真的是做开拓性研究的,所以就不好上手,迷茫,迷茫到最后越来越紧张。

4、如何提高论文写作水平?

在我的人生阶段,我和我的同学都是把发表论文当成一种毕业的目的,我把它看成一种工作,但实际上等我真正做了博后,包括我以后可能还要从事这个方向的科研工作,会觉得论文写作真的很重要。可能有的同学会想,我们科技组有钱,可以找润色,导师帮忙解决润色酬劳,那我是不是就不要提高论文写作水平?我觉得论文写作不仅是对你现在,普通人可能过后还要做博后,在中国做博后要写本子,要申请课题,而有的同学可能想去国外深造,又面临着写RP,或者写申请书。这个时候如果你能在你的研究生阶段通过有限的这几篇论文的写作的经历当中,能把你的论文写作水平提高上来,对你后续开展科学研究,包括后面申请课题,申请国外的博士,都是很有很大帮助的,所以今天我想把这一点单独拿出来讲一讲。

第一点是我觉得可以用好翻译工具,比如说谷歌翻译,百度翻译,随着ai方面翻译技术的提高,谷歌翻译和百度翻译的英译汉,汉译英准确度越来越高了,如果你在写英文期刊的时候能够借助这类工具,就能提高翻译效率。

4.1用好翻译工具

比如图里这个百度翻译的结果,在下边根据关键词还有一些双语例句,写的时候,你可能通过关键词学一下别人的表达方式,因为大家如果英语的基础不好,在写的时候都是一句一句的,逻辑也不太好,表达的也比较单一,但能通过翻译工具给你做一个翻译的模子,然后你在翻译出来的基础上调个语序之类,就可以节省翻译的精力。

4.2学会模仿

第二个就是学会模仿,模仿是学习的必经之路。有的同学调研别人的文献时,可能用一个翻译工具,在别人的基础上做了英译汉,只看别人方法是怎么创新的,再看一下别人的idea是什么,然后就过了。

往往像一些高水平的期刊,他们的写作行文逻辑,包括他们的语法表达,是真的很值得我们学习的,就比如说一些如图所示,如示所示,如表所示,还有下面,其中,什么表示什么,这些搭配都可以学,别人期刊里面是怎么做这些搭配的?还有的期刊里面可能以被动句居多,可能你发现高水平的期刊他们都喜欢用被动语态,那以后在写论文的时候我也主动多用一点被动语句。

4.3用好连接词

可能你发现有的高水平的SCI写作,都是用短句,很少用长句,长句可能过长,让人读起来不是很顺,可能大家习惯用定语从句,几个定语从句或者从句一套写得很长,但往往在真正的SCI写作里面提倡用短句,然后在短句和短句之间用逻辑关系词来链接,这个就是第三点,就是在英文的写作中一定要用好连接词,增强你的行文逻辑。写作的行文逻辑恰恰反映了你是怎么表达你怎么解决这个学术问题的,你怎么提出的方法,你想问题的逻辑实际是在你的行文逻辑当中是可以反映出来的。所以要在写作里边用好逻辑连接词,比如转折,递进,并列。在用转折时,也不要老是用however,那么多的词可以用。

4.4同义词替换

大家可能在高中,读大学,或者考研的时候都有学过,不要总是用同一种近似的词,多用能体现你表达多样性的词。就比如上面的转折,however, never than less,  while,这些都可以用。

第二个是递进,递进也不是只有and,也可以用furthur more, what's more,等等。在学术论文写作中,递进关系还蛮多的。

还有一个是因果关系,并列关系,比如我右边举的这个例子,在一个摘要里面,每句之间都是有逻辑关系词的,它反映了整个你想表达行文,转折,就让老外或者一些审稿人读起来就很爽。有的人论文读起来可能会让人云里雾里的,那么在写作的时候就需要注意了。

大家越做到最后,越发现领域会越做越多,越做越闲,很难一个人就把所有的东西都都非常了解,有深厚的了解,只能说是了解大概,所以有的同学可以按照我刚才说的这样一个流程来进行,找到切入点,寻找你入门的方法,然后开展研究。

大家在做研究的时候,还是尽量主动地去了解一些新的概念,不要只为了发文章去做算法,做一些仿真,说实话,你虽然跑出来了,但是你找工作真的不好找。现在我觉得做ai就是单纯的做ai算法,你去拿那边的模型来改进去也好,可能发文章没问题,但是我觉得以后竞争还是蛮大的。

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