本科生科研指南（23）：想法评估

张宇宁

华北电力大学（北京）

在具体执行一个科研想法之前，本科生需要严格按照科学工作的严谨性和规范性对已提出的若干个想法进行深入彻底的思考和评估，从而才能有效地保证本科生后续开展科研工作时能够目标明确、执行有力、圆满成功。具体而言，围绕科研想法的评估，本科生在初期可以重点围绕以下三个方面因素进行。

第一，本科生应明晰科研工作的最终目标。在科研活动的全部过程中，科研目标是引领本科生开展卓越的科研工作的重要导向。在执行过程中，本科生与科研相关的各类具体的工作均是围绕目标详细展开的，因此目标的厘清和明晰是对一个科研想法进行科学论证的首要前提。具体而言，科研目标不但要求本科生能够清楚明确地进行科学的表述和描述，而且本科生制定的目标还需要满足可度量性和可执行性两个指标。下面以本科生经常遇到的英语学习为例具体阐述目标的制定及其需要满足的条件。新的一年即将开始，假设某个本科生给自己在新的一年中设定的目标之一是“希望努力学好英语”。按照我们以上讲述的关于目标制定的标准，这并不是一个明确、清晰的目标，因为该目标里面包含了若干较为笼统、定义模糊的词汇，诸如：

1.   “努力”应该如何进行明确定义？是以每天投入2个小时还是以每周投入10个小时进行度量？具体的学习过程应该如何执行？

2.   “英语”一词的涵盖范围过于宽泛，该目标是进行该学生的听说读写四个方面的全面提升还是着重于在某个方面有所突破？

3.   “学好”一词应该如何定义？有无具体的指标进行有效的度量？

诸如此类的问题在很多本科生制定的目标中普遍存在。如果制定目标时对目标的表述不够清晰，很可能导致本科生无法对目标实现与否进行有效判断，久而久之本科生也就动力全无。针对上述问题，解决的方法是将拟制定的目标围绕本科生个人的当前需求进一步进行思考、凝练。同样以英语学习为例，与上述的较为笼统的目标进行对比，以下几个目标相对更为明确、可度量和可执行。

1.   每周投入20个小时开展英语口语的学习，使个人托福考试成绩中的口语测试达到25分及以上。

2.   每周写3篇不低于600字的作文，并请英文老师修改，最终在《英语写作》课程的期末考试中达到90分及以上。

3.   每周坚持听1个小时的专业英语网站的新闻，使个人出国考试中的雅思英语考试的听力成绩达到6.5及以上。

与英语学习不同的是，科研创新是更为复杂、长期、多人协作的任务，因而合理的制定目标会事半功倍。

第二，本科生应通过阅读文献详细了解前人的工作思路及研究进展。围绕已制定的目标，本科生可以通过详细细致的文献调研了解相关领域内已经在此科学问题上取得的研究进展、曾经做过的尝试、已达成的共识等等。值得注意的是，本科生的文献调研最终应该以专业的文献调研报告的形式呈现出来，应包括科学问题研究背景和意义、问题的描述和定义、文献已有重要工作的详细介绍等等部分。有必要的话，本科生还需要围绕目标通过批判性思维方式指出已有工作的不足和可以改进之处。作为一个阶段性工作的总结，调研报告可以起到承上启下的重要作用，既是对前期文献调研中已学习到的知识和方法的汇总和提炼，也是对后续科研工作思路的进一步思考和厘清。

第三，本科生应详细论述对于克服已有研究的局限性方面其研究思路上的特色之处以及可能的学术贡献。在研究思路上，基于扎实的基本功和文献调研，本科生可以大胆地开拓思路，提出一些与众不同的研究想法和手段，从而达到解决关键科学问题的目的。在这方面，本科生所具有的对新知识、新世界强烈的好奇心以及主观能动性是很好的品质，有利于形成卓尔不群的研究思路。下面，笔者以石墨烯的制备为例阐述突破已有的范式及局限性开展创新性研究的重要性。通常，计算机及手机的计算速度严重依赖于半导体硅基材料的性能。但是，因受到摩尔定律的制约，已有的硅基材料的计算性能存在显著的极限，亟待突破。为了打破该极限，工业界迫切需要发展石墨烯等非硅材料进行替代，从而实现计算性能的飞跃。但是，只有一个碳原子厚度的单层石墨烯的制备是困扰众多科学家的重要难题，因为即使用非常高级的抛光机所能制作出来的石墨烯也通常要有1000多层厚，不利于后续的研究。基于石墨的层状解理的独特特性，英国曼彻斯特大学安德烈·盖姆采用胶带将高定向热解石墨粘在上面然后对折后再粘一次，不断的如此反复从而实现了石墨的按层剥离并最终得到石墨烯。后续，盖姆因在此领域的卓越贡献获得2010年度的诺贝尔物理学奖。由此可见，突破已有研究手段的局限性是科研工作中非常重要的能力。