Вычислительный эксперимент

НИР: НАЧАЛО

Перед нами начинающий «исследователь», пытающийся организовать свою работу. Он, наконец, понял, что хорошая дипломная работа пишется не за 2 дня, а при поступлении в магистратуру и поиске стажировки/работы простого «учусь на подходящей специальности» обычно недостаточно.

Сразу возникает вопрос выбора темы. Она может быть задана обстоятельствами или продиктована жгучим интересом так называемого молодого ученого. Если есть темы на выбор, то, конечно, естественнее выбрать то, что хоть немного знаешь. Без интереса работу тоже можно сделать, но и процесс исследования будет скучным, и результат получится еще скучнее. Обычно молодому человеку со множеством разносторонних интересов достаточно трудно остановиться на конкретной теме. И тут должен оказать помощь научный руководитель.

Работа с научным руководителем обычно начинается с решения несколько пробных задачек и/или чтения нескольких статей по теме будущей научно-исследовательской работы (НИР), возможно, на иностранном языке. Затем вам будет дана основная задача, которая в перспективе должна перерасти в тему выпускной работы.

Получив очередное задание, не стесняйтесь обратиться за дополнительными разъяснениями. Гораздо хуже, если вы, закопавшись, надолго пропадёте, так ничего и не сделав.

Другая распространённая ошибка - откладывать научную работу на потом. Обычно руководитель рассчитывает, что ваша работа вольётся в общее исследование и ожидает определённых результатов к определённым срокам. Если вы справляетесь с первой задачкой быстро, то получаете усложнение, потом следующее, и к концу учёбы набегают ощутимые результаты. Если же студент вспоминает про НИР в конце семестра (года, последнего курса) и начинает решать поставленную изначально простую задачу, то и работа получается слишком простая и никому не нужная. Практически невозможно за пару недель сделать нечто стоящее. Неудивительно, если такая курсовая или выпускная работа будет оценена не выше тройки.

НИРом надо заниматься постоянно. Хорошие идеи появляются в результате многократных совместных обсуждений, причём не сразу. Необходимо время, чтобы разобраться в причинах неудач первых экспериментов, придумать лучший алгоритм, что-то понять и доказать о его свойствах. Поэтому хорошую работу объективно можно сделать только за пару семестров.

Ваш руководитель имеет право быть занятым, не находить времени прочитать присланный вами материал в течение целой недели (двух, трех, …), очередной раз переносить встречу еще на неделю позже, и оказывать прочие знаки невнимания. Это нормально. Израсходуйте образовавшееся время на то, чтобы самостоятельно понять, что делать дальше или заняться самообразованием. Никто не даст студенту тему, по которой в мире нет ни одной публикации. Не забывайте про поиск в Google, e-library, Сiberleninka, в РГБ и библиотеке МИИТа, наконец. Название теории, или алгоритма, или формулы, которые вы обсуждали с руководителем - это уже ключевые слова для поиска. Найдите сайты топовых научных конференций в вашей области и узнайте, какими проблемами сейчас занимается научное сообщество. Будьте готовы к тому, что даже поверхностное знакомство отнимет много времени, и многое будет не понятно. Но зато у вас появятся правильные вопросы. Откопайте самые последние работы по вашей теме - это лёгкий способ показать вашу заинтересованность и обратить на себя внимание научного руководителя.

Не бойтесь ошибаться. Вы учитесь сложному делу, поэтому никто Вас не осудит, если будет получаться не всё и не сразу. Помните, что научное сообщество ценит творчество, трудолюбие и тягу к знаниям. Оно в целом очень демократично и очень доброжелательно. Если ваш научный руководитель оказался не таким, смените его скорее. Психологический дискомфорт от общения для некоторых людей оказывается сильным демотиватором и тормозом в работе.

Резюмируем:

1. Работайте постоянно.

2. Руководитель не обязан направлять каждый ваш шаг.

3. Инициатива не наказуема.

4. Вы имеете право на ошибку.

 

Изучение литературы

Любое исследование базируется на каких-то уже известных результатах, и вы обязаны не просто с ними ознакомиться, а внимательно их проработать, постаравшись понять в них всё.

Обычно после разговора с преподавателем настает долгий перерыв, именуемый «поиском теоретического материала». В один из этих беззаботных дней мы рекомендуем вам сесть и читать статьи и диссертации по вашей теме одну за другой, пока из ушей не потечет мозг. Ничего, зато у вас в голове осядет научный слог и множество умных выражений.

Важное правило: как только вы прочитали статью, обязательно напишите по ней реферат. Сделайте это сразу, потом будет труднее всё вспомнить и систематизировать. Записанные рефераты позже послужат основой для обзорных параграфов отчёта, статьи, курсовой, дипломной работы или диссертации. Очень обидно потратить потом кучу времени на то, чтобы вспомнить, в какой статье вы прочитали важный факт, на который теперь необходимо сослаться.

Реферат - это немного больше, чем просто аннотация, взятая из самой статьи. Аннотация всего лишь говорит, о чём статья, и называет главный результат. В реферате надо перечислить все основные идеи и результаты статьи. Это тренировка умения отличать важное от второстепенного. В реферате может присутствовать критический разбор статьи. Авторы, как правило, не акцентируют внимание на недостатках или ограничениях предлагаемых ими подходов, но при этом могут честно сообщать о них где-то в середине статьи. Могут существовать более поздние улучшающие результаты, о них важно упомянуть и дать ссылку - чтобы читатель случайно не подумал, что данная статья является «последним словом» в данной области науки. Если реферат пишется «для себя», то есть как часть будущей статьи или отчёта, то в нём обычно делается упор на те идеи и результаты, которые имеют прямое отношение к вашей работе; особенно, если некоторые из них вам удалось улучшить. Если реферат пишется «для сообщества», например, для разбора на круглом столе, то он должен сообщать основные идеи без технических подробностей и быть полезен не только автору реферата, но и другим читателям (слушателям).

Есть распространённая ошибка, которую делают не слишком старательные студенты. Прочитав одну статью, освоив один метод, они поддаются иллюзии, будто этим проблема исчерпана и ничего лучшего на эту тему в мире не придумано. Помните: научное сообщество настолько огромно, что даже в узко специальных областях написано больше, чем вы успеете за всю жизнь прочитать.

С другой стороны, не надо фанатизма - если вы прочтёте несколько сотен статей, которые есть по вашей теме, то, скорее всего, парализуете вашу фантазию. Вам начнёт казаться, что ничего нового тут изобрести невозможно. Слишком много знать - тоже вредно.

Наилучший результат достигается, когда периоды собственного творчества чередуются с периодами глубокого изучения темы.

Как не тупить?

Короткий ответ такой: «не ленитесь думать и работать самостоятельно».

Длинный ответ. Научная проблема никогда не бывает до конца понятной. Научный руководитель может понимать чуть больше, чем вы. Однако он может не знать во всех деталях, как её решать. Вы ему именно для этого и нужны. Есть простой алгоритм, как не тупить и не топтаться на месте в условиях неопределённости задания.

1. Составьте полный список вопросов, что вам не понятно, чтобы дойти до цели.

2. Напишите три варианта ваших ответов на каждый вопрос. Обсудите их с научным руководителем. Разговор «какой из трёх вариантов лучше» всегда конструктивнее разговора «придумайте за меня сами, как всё это сделать».

3. Выберите для каждого вопроса из трёх вариантов самый простой с точки зрения реализации.

4. Выполните всё задание от начала до конца, чтобы заработало хоть что-то. Если это задача анализа данных, то надо обязательно дойти до оценивания качества решений. Обсудите первые результаты с руководителем.

5. Постепенно, по одной, заменяйте «заплатки» на более разумные варианты и смотрите, что улучшается.

Это универсальная блок-схема для тех, кто любит полную ясность до начала работы, а иначе будет сомневаться до бесконечности (распечатать крупно и повесить на стенку). Возможно, вы не такой, и лично вам будет нужен другой алгоритм успеха. Универсальных рецептов для всех не существует.

 

Вычислительный эксперимент

Это хороший способ генерации и тестирования идей.

Если у вас есть гипотеза, но вы не знаете, как её доказать, попробуйте сначала убедиться экспериментально, что она верна. Уверенность исследователя в справедливости результата придаёт силы при поиске строгих доказательств. Подумайте над тем, какие промежуточные результаты, и в какой форме было бы интересно вывести на графиках. Глядя на них, часто удается заметить нечто такое, о чём раньше вы даже и не думали. Изобретайте различные способы визуализации одних и тех же данных, «покрутите» вашу задачу с разных сторон. Случается, что именно эти, казалось бы, бесполезные, упражнения, как раз и приводят к наиболее важным открытиям.

В то же время, избегайте бесцельных экспериментов, это слишком расточительно по времени. Начинайте любой эксперимент с конца, т.е. с той интерпретации (красивой фразы), которую вам хотелось бы написать последней в отчёте о данном эксперименте. Подумайте, как поставить эксперимент, который самым наглядным образом подтверждал бы эту фразу. Разумеется, результат может оказаться и отрицательным, и вообще никаким. Умение сходу планировать удачный эксперимент приходит только с опытом. Наличие цели - необходимое, но не достаточное условие успеха.

Для реализации вычислительных экспериментов можно пользоваться чем угодно, например, пресловутым MS Excel. Разрабатывайте экспериментальный модуль так, чтобы в нём можно было быстро менять условия эксперимента, сохранять результаты разных экспериментов, и потом их сопоставлять.

Стадия осмысления результатов - самое важное в эксперименте. Задавайте себе больше вопросов. Верны ли исходные гипотезы? Если не верны, то, может быть, верны какие-то похожие? Что произойдёт, если я поменяю этот или другой параметр? Чем объясняется это странное скопление точек на графике? Нет ли на графике аномалий, не имеющих очевидных объяснений? Все ли интересные частные случаи проверены? Как насчёт крайних случаев и «пограничных» ситуаций (там всегда скапливаются сюрпризы)?

Практика показывает, что более половины студентов, получив первые результаты на модельных данных, склонны на этом успокоиться («пожелание шефа выполнено - я молодец») и затем годами (!) смотреть на один и тот же (не очень удачный) график. В то же время, генерация ещё десятка экспериментов при радикально разных условиях способна дать богатую пищу для размышлений и с самого начала повернуть исследование в правильное русло.

Документирование

Почему-то мало кто любит сразу записывать основные идеи прочитанных статей и оформлять свои результаты немедленно после их получения.

Есть два разумных довода в пользу того, чтобы делать это сразу.

§ Во-первых, пока вы помните все детали, сумеете сделать это лучше. Записать рано или поздно придётся, но потом времени будет потрачено больше, и качество документа окажется ниже.

§ Во-вторых, словесное формулирование приводит мысли в порядок и магическим образом повышает эффективность следующего этапа работы.

Итак, если вы прочитали хорошую статью, запишите основные идеи в виде реферата. Если вы закончили эксперимент, запишите условия эксперимента и выводы к каждому графику.

 

Текущие отчёты

Хороший студент периодически (например, раз в две недели) отправляет научному руководителю краткий отчёт следующего содержания:

§ что нового удалось узнать из литературы;

§ что сделано за этот период;

§ что из этого является результатом, о котором можно написать в тексте курсовой (статьи, диссертации);

§ что не понятно, какие проблемы возникли;

§ какие есть идеи их решения, включая возможность изменения постановки всей задачи или её частей;

§ план работ на следующий период (например, две недели).

Эта работа прививает привычку структурировать своё мышление, а вечно занятому научному руководителю экономит время.

Даже если Ваш научный руководитель не просил присылать ему такие отчёты, всё равно присылайте! Зарекомендуете себя с самой лучшей стороны.

Есть ещё один веский довод в пользу серьёзного отношения к отчётам. В наше время обмен профессиональной информацией между людьми происходит преимущественно в электронном виде — отчеты, статьи, презентации, форумы. Всеми этими жанрами информационного обмена вам надо научиться владеть. Из них отчеты и статьи наиболее весомы и требуют от автора наибольшей точности изложения.

Ваш первый отчёт имеет право выглядеть скромно. Вполне достаточно, если он будет содержать только постановку задачи, рефераты прочитанных вами статей и/или результаты ваших первых экспериментов.

§ Постановка задачи. Попробуйте сначала написать неформальным языком, как вы её поняли, почему она актуальна (то есть какую пользу и кому может принести её решение), какие в ней есть открытые проблемы. Очень важно научиться рассказывать о задаче. Возьмите за образец описания, которые вы прочитали в статьях или в Интернете. Затем сформулируйте задачу формально, введите необходимые обозначения.

§ Рефераты. Если вы поработали с литературой, отчёт должен содержать рефераты (краткие пересказы) прочитанных вами статей. Рефераты должны подчёркивать связь этих статей с вашей задачей. Очень важно сделать вывод, мотивирующий вашу работу, например, если вы обнаружили, что все известные работы имеют общий недостаток, на устранение которого и будет направлено ваше исследование.

§ Эксперименты. Если вы проделали один или несколько экспериментов, отчёт должен содержать описание условий и результатов каждого эксперимента. Условия должны быть описаны исчерпывающим образом, то есть так, чтобы ваш эксперимент мог быть воспроизведен другим исследователем. В то же время, технические подробности описывать не надо. Результаты представляются в виде таблиц или графиков. На каждом графике должны быть подписаны оси и легенда (легенда не нужна, если на графике только одна кривая). Под графиком должно быть написано, при каких условиях эксперимента он получен. В основном тексте должны быть приведены интерпретации полученных результатов и выводы. Если сделать это неаккуратно, то в результатах вашего эксперимента не разберётся даже ваш руководитель, не говоря уже о посторонних.

 

Научный язык и оформление

Принцип простой: представьте, что пишете объяснительную на имя Сталина. Целиком отстраняетесь от эмоций, превращаете как можно больше глаголов в существительные и вводите повсеместный страдательный залог. Никогда не пишите «я» - вас не существует! За вас теперь отвечает «автор исследования» - и то если попросят.

До:

Короче, я об этом много всего прочитал, и в мне голову пришла такая вот мысль, зацените.

После:

В результате анализа литературы, подобранной к теме исследования, был сделан ряд выводов, вынесенных в следующую главу.

 

Всегда заранее выясняйте требования к оформлению НИР. Сэкономите себе кучу времени. Если требования конкретно не определены (или вы плохо поискали и ничего не нашли), то всегда есть ГОСТ 7.32-2001. А для диссертаций – ГОСТ Р 7.0.11.

 

Антиплагиат

Бесчисленное множество студенческих жизней было погублено по вине «Антиплагиата», поэтому остерегайтесь не ставить ссылку после нагло «скопипащенного» текста. Когда в вашем творении уже не будет живого места от цитат и комментариев к ним, воспользуйтесь щедрым многообразием русского языка. Подбирайте к словам синонимы, меняйте слова и предложения местами - в общем, делайте что хотите, чтобы оригинал нельзя было узнать ни компьютерным, ни человеческим глазом. Если в цитируемом предложении есть перечисление, разбейте перечисляемые слова на пункты или даже нарисуйте таблицу.

 

Конференции

Планировать свое участие в конференциях надо сильно заранее, так как сроки подачи статей (тезисов) обычно заканчиваются за несколько недель или месяцев до начала конференции. В каких конференциях могут участвовать студенты:

- Неделя науки МИИТа (март-апрель)

- Неделя науки СВАО (апрель-май)

+ регулярно просматривайте группу СНО, в ней выкладывается информация об актуальных конференциях.

Перспективы

Определитесь как можно раньше со своей будущей профессией. Если вы собираетесь остаться в магистратуре или даже аспирантуре (не важно - совмещая это с работой в фирме или нет), то вам необходимо иметь публикации и участвовать в конференциях уже к моменту поступления. Это дополнительная нагрузка по сравнению с рядовым написанием выпускной работы. Да и сама работа в таком случае должна иметь уровень заметно выше среднего.

В аспирантуру, в отличие от магистратуры, берут не всех, а только тех, кто ведет реальную научную работу, и чьи шансы написать диссертацию на кафедре оцениваются высоко. Эта оценка складывается из целого набора формальных и неформальных критериев. Учитывается многое: успеваемость в течение всего периода обучения, сложность решенных в выпускной работе задач, способность генерировать идеи, самостоятельно ставить теоретические и/или прикладные задачи и правильно их решать, умение работать с литературой, проводить численные эксперименты, готовить публикации и выступления. Любая кафедра заинтересована в том, чтобы аспиранты защищались в срок. Поэтому молодых людей с единственным мотивом избежать армии в аспирантуру берут неохотно.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: