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2018年最具影响力的20篇数据科学研究论文,盘它!大决赛

2018年最具影响力的20篇数据科学研究论文,盘它!

大数据文摘出品文章来源:opendatascience.com编译:Ivy、狗小白、云舟作为一名前半生奉献给学术,现在投身业界的研究者,Daniel Gutierrez习惯在数据科学业内工作的同时,跟进学术界的最新动态。最近,通过一场网络研讨会,他发现人工智能大神吴恩达(Andrew Ng)也有一样的习惯。吴恩达提到,他经常随身携带一个装满研究论文的文件夹,利用搭车的空闲时间研究论文。Daniel Gutierrez因此建议,不管是数据科学从业者还是研究者,都可以准备一个论文文件夹来装一些论文,就像吴恩达建议的:如果你每周阅读几篇论文(部分论文可以泛读),一年后你就阅读了100多篇论文,足够比较深入地了解一个新领域。在这篇文章中,Daniel Gutierrez列出了2018年最具影响力的20篇数据科学研究论文清单,所有数据科学家都应该认真回顾。我还收录了一些综述性文章,它们可以帮助你看到当前技术领域的发展情况,同时还有完整的参考文献列表,其中不乏很多具有开创性的论文。新一年随身携带的论文合集,不如就从这里开始吧!无法科学上网的同学,可以在大数据文摘后台回复“数据科学论文”下载合集。一种新型无梯度下降的反向传播算法我们都知道,在20世纪70年代初引入的反向传播算法是神经网络学习的支柱。反向传播利用大名鼎鼎的一阶迭代优化算法进行梯度下降,用于寻找函数的最小值。本文中, Bangalore的PES大学研究人员描述了一种不使用梯度下降的反向传播方法。他们设计了一种新算法,使用Moore-Penrose伪逆找出人工神经元权重和偏差的误差。本文还在各种数据集上进行了数值研究和实验,旨在验证替代算法的结果是否符合预期。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1802.00027.pdf一份基于深度学习的情感分析情感分析经常被用于识别和分类文本中所表达的观点,因为它可以确定作者对特定主题、产品等态度是积极、消极还是中性的,所以在处理社交媒体数据时,情感分析非常有价值。深度学习日益流行,它是一种强大的机器学习技术,可以学习到数据的多层特征并生成预测结果。随着深度学习在许多其他应用领域的成功,近年来,深度学习在情感分析中也得到了广泛的应用。本文对深度学习进行了全面的综述,并对其在情感分析领域的应用现状也进行了分析。下载链接:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1801/1801.07883.pdf应用数学家所理解的深度学习是什么作为一名数学家,我喜欢看一些关于数据科学的技术文档,并找到它们与应用数学的联系。本文从应用数学的角度出发,对深入学习的基本思想进行阐述。多层人工神经网络已在各个领域中被广泛使用,这场深度学习革命的核心实际上可以追溯到应用和计算数学的基础概念:特别是在微积分、偏微分方程、线性代数和近似/优化理论的概念中。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1801.05894.pdf论深度学习的起源本文对深度学习模型进行了全面的历史回顾,它从人工神经网络的起源介绍到在过去十年的深度学习研究中占据主导地位的模型:如卷积神经网络、深度信念网络和循环神经网络。本文还重点介绍了这些模型的先例,分析了早期模型的构建过程,以及模型的发展历程。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1702.07800.pdf?递归神经网络研究进展递归神经网络(RNN)能够从时间序列数据中学习序列特征和长期依赖性。RNN由一堆非线性单元组成,单元之间至少有一个连接形成有向循环。一个训练完备的RNN可以模拟任何一个动态系统,然而,RNN在训练时一直受到长期依赖性问题的困扰。本文对RNN进行了综述,并着重介绍了该领域的一些最新进展。下载链接:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1801/1801.00631.pdf关于深度学习的十大质疑尽管深度学习的历史根源可以追溯到几十年前,但“深度学习”这一术语和技术在五年前才开始流行起来,当时该领域被Krizhevsky、Sutskever和Hinton等人所统治,他们在2012年发表了经典之作“基于深度卷积神经网络的图像分类”。但在接下来的五年中,深度学习领域中又有什么发现呢?在语音识别、图像识别和游戏等领域取得长足进步的背景下,纽约大学的AI反对者Gary Marcus对深度学习提出了十个问题,并表明如果我们想要获得通用的人工智能,深度学习必须辅以其他技术。下载链接:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1801/1801.00631.pdf深度学习中的矩阵微积分本文较为全面的介绍了深度神经网络中(以及参考文献表中大多数论文)所需的所有线性代数知识。除了基础微积分知识之外,本文深奥的数学知识很少。请注意,若你还是深度学习新手,这篇论文对你来说意义不大;相反,若你已经熟悉神经网络基础知识并希望加深对基础数学的理解,这篇论文将非常适合你研究。相关报道:https://arxiv.org/abs/1802.01528群组归一化批量归一化(BN)是深度学习开发中的里程碑技术,它使得各种网络的训练成为了可能。但是,沿批量维度进行归一化会带来一些问题:当批量大小变小时,由于批次统计估计不准确,BN的误差会迅速增加。这限制了BN在训练大型模型以及计算机视觉任务(包括检测、分割视频)中的使用,因为这些任务需要的是受内存消耗限制的小批量。本文由Facebook AI研究人员(FAIR)提出,将Group Normalization(GN)作为BN的简单替代方案。GN将通道分成群组,并在每组内计算标准化的均值和方差。GN的计算与批量大小无关,并且其准确性在各种批量大小中都是稳定的。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1803.08494.pdf平均参数比重能带来更广泛的优化和更好的概括能力深度神经网络的训练一般通过使用随机梯度陡降(SGD)变量和递减学习率来优化一个损失函数,直至其收敛。这篇论文指出,对SGD曲线上的多个点取简单平均数,并使用周期波动或恒定的学习率比传统训练方式有更好的概括能力。这篇论文还展示了,这个随机平均参数比重(SWA)过程比SGD有更广泛的优化能力,仅用一个模型就达到了之前快速集合法的效果。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1803.05407.pdf对基于神经网络进行文本总结方法的调查自动总结归纳文本,或者说在保留主要含义的同时压缩文本长度,是自然语言处理(NLP)领域的一个重要研究范畴。这篇论文对近来基于神经网络的模型在自动文本总结方面进行了研究。作者详细审查了十款最前沿的神经网络摘要器:五款摘要模型,以及五款提炼模型。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1804.04589.pdf神经网络风格传输的回顾Gatys等人在2015年“针对艺术风格的神经网络算法”这篇开创性著作中,展示了卷积神经网络(CNN) 能够分离和重组图片的内容和风格,在生成艺术图像上表现出了强大的能力。这个使用CNN来渲染不同风格的内容图像被称作神经网络风格传输(NST)。此后,NST在学术著作和工业应用上都很是热门,受到越来越多的关注,也产生了很多种致力改善或者扩展原有NST算法的方法。这篇论文对NST目前的发展状况提供了概览,也对未来研究提出了一系列问题。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1705.04058.pdf几何数据:在机器学习领域针对黎曼几何的一个Python包在机器学习领域应用黎曼几何越来越受人们关注。这篇论文引入了几何数据这一概念,也给出了应用于诸如超球面、双曲空间、空间对称正定矩阵和李群变换等多重内容计算的python包。此外,论文中还包含了对于这些多重内容的应用,以及实用的黎曼度量和相关的外生性、对数图。相应的测地线距离提供了一系列机器学习损失函数的直观选择。作者还给出了对应的黎曼梯度。几何数据的操作可用于不同的计算后台,比如numpy, tensorflow和keras。文章作者使keras深度学习框架综合应用GPU和几何数据多重内容计算变成了可能。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1805.08308.pdf一个更通用的稳健损失函数这篇论文展示了一个双参数损失函数,可视为对稳健统计学中很多常用的损失函数的一个概括,这些常用的损失函数包括Cauchy/Lorentzian, Geman-McClure, Welsch/Leclerc和广义卡尔波涅尔损失函数(按传递性分为L2,L1,L1-L2和pseudo-Huber/Charbonnier损失函数)。作者描述并可视化展示了这个损失和相应的分布,并列出了它的一些实用性特质。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1806.01337.pdf反向退出:随机反向传播算法这篇论文引入了“反向退出”的概念,也即一个灵活而应用简便的方法,可以直观地表述为,退出现象仅沿着反向传播管道发生。反向退出的应用是沿着网络中特定点插入一个或多个屏蔽层。每个反向退出的屏蔽层在正推法中被视为特征,但几乎不屏蔽部分反向梯度传播。直观来看,在任何卷积层之后插入反向退出层会带来随机梯度,随刻度特征不同而有不同。因此,反向退出非常适用于那些有多重刻度、金字塔结构的数据。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1806.01337.pdf关系型强化深度学习这篇论文引入了一个通过结构化感知和关系型推理从而提升强化深度学习(RL)的方法,主要表现在改善效率、泛化能力和提升传统方法的解读能力。通过自我感知来迭代推理场景中的主题和引导无模型原则之间的关系。结果显示,在一个拥有新型导航和任务计划的“盒世界”中,代理找到了可解释的解决方案,从而可以在基线之上改善样本的复杂度、泛化能力(在训练中能应对更的复杂场景)以及整体表现。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1806.01830.pdf一个非常有趣的案例:卷积神经网络和执行坐标转化方法的失败深度学习里几乎没有别的概念像“卷积”那样大的影响力了。对包含像素或空间表征的任何问题,普遍的直觉就是试试看CNNs。这篇论文通过一个看似微不足道的坐标转化问题展示了一个反直觉的案例,也即单纯要求机器在坐标(x,y)笛卡尔空间和一个热像素的空间之间学习一个地图。虽然CNNs似乎很适用于这个场景,来自Uber的作者们证明了卷积神经网络法最终失败了。这篇论文展示并仔细检验了这个失败案例。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1807.03247.pdf反向传播法的演变反向传播算法是深度学习的基石。尽管其非常重要,但很少有方法尝试调整其算法。这篇论文展示了一种发现新的反向传播方程变式的方法。来自Google的作者使用了一种领域专用语言,将升级的方程描述为一系列原始方程。基于进化的方法被用来发现新的反向传播原则,该原则在一系列最大训练次数后能够最大化泛化能力。这个研究发现了一些升级方程,相较标准的反向传播算法在较少次数内训练得更快,并在收敛时有与标准反向传播算法近似的表现。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1808.02822.pdf在深度卷积神经网络学习时代里,物体探测领域近来的发展物体探测就是对于特定类别图片,比如车、飞机等进行探测的计算机视图任务 ,它在过去五年里在人工智能领域里吸引了非常多的关注。这些关注,既源于该领域在实际应用的重要性,也是因为自从CNNs时代的到来,它是人工智能领域里现象级的发展。这篇论文是对近来使用深度卷积神经网络学习方法的物体探测领域著作的一个全面回顾,也对近来这些发展进行了深刻的透析。下载链接https://arxiv.org/pdf/1809.03193.pdf语言交互式AI的神经网络法这篇论文对近年来发展出的语言交互式AI中神经网络方法进行了调查。语言交互式AI可被分为三个类别:1. 回答问题的机器人2. 以任务为导向的对话机器人3. 自动化语音聊天机器人。针对每个类别,文章使用特定系统和模型为案例,展示了领域最前沿的神经网络方法,并将其与传统方法比较,讨论其进步之处和仍面临的问题。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1809.08267.pdf可撤销的循环神经网络循环神经网络(RNNs)在运行序列数据上表现最优秀,但训练起来更占用内存,也就限制了RNNs模型的灵活性。可撤销的循环神经网络,也就是“隐藏对隐藏”的转化能被撤销的RNNs,提供了减少训练所需内存的一个路径,因其隐藏状态无需存储,从而能够在反向传播算法中被重新计算。这篇论文展示了完美可撤销RNNs从根本上就是受限的,因为它们依然需要记住隐藏状态。随后,为了实现能够忘记隐藏状态的完美可撤RNNs,文章提供了存储少量bits的方法。作者这个方法达到了传统模型的近似效果,同时减少了活动内存成本约10-15个百分点。下载链接:https://arxiv.org/pdf/1810.10999.pdf相关报道:https://opendatascience.com/most-influential-data-science-research-papers-for-2018/

春花开

浅谈科学研究与论文写作的关系

对于科研工作者或者学者来说,进行科学研究与写论文应该都是时常工作。毕竟所有的研究成果都要以论文的形式展现和交流,如果只会做而不会写,就好比只会做事不会说话,科研工作是不完整的。现在有很多科研工作者排斥写论文,认为写论文和专业没啥关联,但殊不知,我们做科研的资料,大多也都是来自论文,写论文与科研是紧密联系的整体,不可分割。因此,蓝译认为,有必要谈谈一下科学研究与论文写作的关系。论文是科学研究成果的基本载体。在某种意义上来说,论文是研究成果的最终表述。如果说论文写作是一种“言”,那么科研成果就是一种“意”,科研和写作之间的关系就是言和意之间的关系。意在言先,首先要有意,然后才有意之所言。因此,就科研和写作这两者的关系而言,首先必须要从事科研活动,提高我们的科研素质,只有在科研的基础之上才能进行写作,而科研和写作是两个既互相联系又互相区别的环节:首先要进行科研活动,科研活动有了成果以后再用语言表达出来,这种表达的过程就是一个写作的过程。这里应当指出,文科的科研和理科的科研是有所不同的,理科科研是一种科学活动,而文科科研是一种学术活动。因此,论文是一种学术成果。我们把作为科研成果的论文都称为学术论文,以区别于其他论文。那么,什么是学术?这个问题看似简单其实不太容易回答。以一种较为学术性的语言表述,学术是指系统化、专门化的知识,是对事物发展规律的学科化论证。因此,学术当然应当具有科学性,文科可以分为人文科学和社会科学。而且,在文科中所采用的科学这个词,又显然不同于自然科学。例如,在社会科学中存在着较多的价值判断,而自然科学则更多包含客观描述。不仅文科与理科(广义上的理科,包括工科)科研的性质与形式有所不同,而且,文科与理科在科研与写作的关系上也存在区别。理科的科研与写作的关系是可以清晰地加以区分的。理科的科研就是在实验室里做实验,在实验做出成果、取得数据以后,再将实验的成果以文字的方式予以表达形成论文。对于理科来说,无科研则无写作。因此,理科对科研是更为注重的,要求也比写作更高。也就是说,理科科研的主要精力是放在做实验上,实验做完以后,把实验成果以一种论文的形式表达出来,这个写作过程是相对较为简单的。甚至只要把实验的数据和过程结论自然地记录下来就可以,这是理科的特点。然而,文科的科研和写作的界限却不是那么清晰,这也是学习文科的同学会有的一个困惑。因为文科科研不像理科的实验那样具有物理性的直观内容。对于一个理科学生来说,天天进实验室就表明他在做科研。但对一个文科学生来说,什么是科研?这种科研活动本身不具有直观形态,往往不容易把握。实际上,文科的科研是读书、思考,甚至是旅行。中国古代所谓读万卷书,行千里路,都可以看作是对文科科研活动的一种描述。因此,文科科研是随意的,自在的,不拘形式的。正是由于文科的科研活动具有这种散在性的特点,文科学生有时候会难以把握,以至于虚度光阴。这样就出现了在没有充分的科研活动基础上进行论文写作的情形,当然也就不可能写出优秀的论文。因此,对于一个文科学生来说,首先要去看书,要去思考,逐渐地积累知识,嵌入所在学科,进入一个与本学科的前贤对话的境界。当知识积累到一定程度,自己的想法逐渐产生,这也就是所谓生米做成熟饭,然后再进行写作。经过思考以后,在资料的基础上提炼独特的观点。这一提炼过程,为写作打开了最后的通道。因此,文科的阅读书籍,资料收集,文献梳理,观点综述这些所谓科研活动,都是为最后的写作服务的,只不过是写作的预备而已。在这个意义上说,文科写作的重要性要超过理科。在文科中,这种科研活动和写作活动又是可以互相促进,并且是交叉进行的。也就是说,在文科中并不像理科那样把实验做完,已经取得实验成果,再进行写作。而是在科研过程中就开始写作活动,而且在写作过程中,又同时从事着科研活动。写作和科研这两者是一种互相促进的关系,难分彼此。当然,在写作之前肯定要有一定的科研基础。然而,任何一个人都不可能把科研完全做好以后再去从事写作。而是在写作的过程中,不断地进行思考,不断地完善学术观点。对于一个学者来说,长期从事科研活动,同时也长期从事写作活动。科研和写作就成为学者的工作重心,甚至一种生活方式:不断地进行科研,不断地写作,在写作基础上再进行科研,这样一个逐渐展开、循环往复的过程。有些学者不是特别愿意写作,作品较少。不写东西,可以分为两种情况:一种是写不出来,另一种是不屑于写。写不出来,是写作能力问题,甚至是科研能力问题。但也有些学者虽然看了很多书,思考了很多问题,确实也有对学术问题的独特见解,但就不付诸于笔端。也有学者眼高手低,主张不随便写,一辈子就写一本书或者一篇论文,以此一鸣惊人,成为经典。这种想法我觉得不太可行,因为一个学者不可能一辈子从事科研活动,平时从来不写东西,没有作品,最后突然蹦出一篇论文、一本书来,藉此名传千古,那是完全不可能的。一个学者从事科研的过程,都要用论文或者专著这样的形式反映出来。不断地进行科研,不断地发表论文;然后,论文积累形成专著。论文以及不同阶段的专著,都是学者在不同阶段的学术研究成果的总结。通过学术成果可以把一个学者在科研活动中跋涉的过程,就像一步一个脚印一样,真实地呈现出来。不同时期的科研作品能够反映一个学者的学术成长:从青涩到老道。即使是思路的曲折,观点的修正,也能够以其作品清晰地在这个学者的学术履历上展示。因此,我认为那种把科研搞到最好,最后才出精品的想法是不切实际,也是不可能的。所以,作为一个学者要不断地科研,同时要不断地写作,要把两者紧密的结合起来。作为一个文科学者来说,写作是极为重要的。写作能力的培养是一个累积的过程,需要进行长期的训练。当然,写作只是科研成果表达的一种方式,除了写作以外还有言说,也就是口头语言的表达。像课堂的讲课、会场的发言等,这也是一种思想的表达方式,也能够反映一个学者的学术水平。书面表达和口头表达,这两种方式对于学术呈现来说都是重要的。但这两者的学术影响又是极为不同的:口头表达只能影响到亲眼目睹者与亲耳聆听者,范围甚为有限。总之,对于学者来说,书面表达更为重要,一定要进行写作,要有论文发表。那么,怎么训练这种写作,怎么能够做到拿起笔来就能写呢?我们认为,写作本身也是一种童子功,从小练起。最好的方法是在中学阶段就坚持写日记,养成动笔的习惯。进入大学,读书的时候一定要做笔记,按照古训所云:不动笔墨不看书,以此锻炼写作能力,习惯并且擅长于书面语言的准确表达。如果在大学本科阶段过了写作关,则开始研究生的专业学习以后,入门会比别人快好多。

五无

一篇《科学》论文背后的南开百年化学情

新华社北京12月6日电(记者张宇琪、宋瑞)12月6日,《新华每日电讯》刊载题为《一篇<科学>论文背后的南开百年化学情》的报道。在微观世界里,有一大类分子存在手性异构体,它们像是人的左右手,互为映像,但如何旋转都不会重叠。但药物中,“左手”和“右手”手性分子的作用可能有天壤之别。如何控制手性分子的合成,一直是摆在科学家面前的一道难题。中国科学院院士、南开大学化学学院教授周其林带领课题组,在手性药物合成等研究上潜心多年。近日,周其林及朱守非团队在世界权威学术期刊《科学》上发表研究论文,讲述了研究团队用一种新颖的双催化剂协同催化合成手性氨基酸的策略。这一研究成果,解决了困扰不对称催化领域半个多世纪的难题。(小标题)他们解决了一直困扰科学家的难题周其林所带领的课题组主要从事金属催化的有机合成反应、不对称催化、手性药物合成等研究。经过“板凳甘坐十年冷”的潜心攻关,周其林课题组设计发展出了一类全新的手性螺环配体骨架结构,又从这类骨架结构出发,合成了数百个系列手性螺环配体和催化剂。这些催化剂被国内外同行称为“周氏催化剂”。课题组成员,现任南开大学化学院院长朱守非说,“课题组成立20年来,一直兢兢业业地做一件事情,在催化剂的研究上一点点精益求精。化学,是需要工匠精神的。”科研成果的背后,是这些课题组成员们苦心孤诣,潜心科研。不少化学学院的学生说,经常看到周其林老师办公室的灯光亮到深夜。由于在合成化学研究中作出了卓越贡献,周其林在2012年获得首届中国化学会手性化学奖;2018年又获得第三届未来科学大奖——“物质科学奖”。11月22日,周其林及朱守非团队再次发表最新研究成果——双催化剂协同催化合成手性氨基酸,解决了科学家们一直以来想直接利用脂肪胺来高效合成手性胺类化合物的难题。朱守非说:“从未觉得科研是件枯燥的事儿,在实验室做实验就像破案一样,不知不觉就沉迷其中,会产生很多奇思妙想。”(小标题)南开百年,化学人科研报国周其林和朱守非的研究一直在传承南开化学人服务国家发展实践的爱国理念。南开大学化学学科起源于1919年建校伊始的理科“化学门”,两年后,邱宗岳先生创建化学系,成为我国高校最早建立的化学系之一。1928年,张伯苓指出要“知中国,服务中国”,自此南开大学确立了“土货化”办学方向,即“贴近中国国情”“扎根本土实际”。应用化学研究所等一系列直接为社会服务的系科和研究机构应运而生,独开风气之先。1956年,何炳林、陈玉茹夫妇从美国回到母校南开大学任化学系教授。在简陋的科研条件下,何炳林在两年时间里合成出当时世界上已有的全部离子交换树脂品种,为核燃料铀的提炼作出巨大贡献。20世纪五六十年代,时任南开大学校长的杨石先响应我国农业发展的迫切需求,毅然放弃深耕几十年的药物化学研究,转向国家急需的有机农药研究,并取得了一系列重要成果。百年来,南开大学化学人血液里流淌着的爱国初心、报国之志,也深刻影响着周其林、朱守非二人。曾有人问朱守非,课题组在手性催化剂上解决了什么“卡脖子”的问题,朱守非答,“正是因为我们的研究,让其他人不能卡住我们的脖子,让中国在催化剂研究上有足够的声音。”“周氏催化剂”因具有很高的催化效率和选择性,被国内外同行所称道。目前“周氏催化剂”已成为合成化学中一个不可或缺的工具,被全球40多个研究单位借鉴使用,还被多家制药公司用于数十种手性药物及其中间体的生产。南开大学副校长、化学学院教授陈军说,一批批从化学学院毕业的学子从未忘记要为国家、为社会服务。化学研究应该顶天立地,既要重视基础研究,又要与实践应用相结合,服务于社会发展和科技进步。(小标题)“探索化学世界,是最幸福的事”在周其林的办公室里,上百份档案袋整齐摆放,封面上工工整整地写着学生的名字,里面是他悉心保留的每名学生的实验报告。在周其林看来,这是他最宝贵的财富。在南开大学,周其林的课题组面向全校学生开放,无论本科、硕士或博士,只要对他的研究方向感兴趣,都可以到他的实验室里体验一番。周其林说,对于各种各样的人,只要愿意学化学,他都愿意为此花“一点时间、一点精力”。课题组每周开一次组会,学生们偶尔会请假,但周其林从不缺席。有时出差回来,他一下飞机就拎着箱子赶回学校参加组会,听取学生的汇报讨论情况。对于同学们提交的实验报告,返回来时通常是“一片红”,甚至标点符号都会改动。周其林曾说,我们要在科研中创造出一些新的物质,这些物质如果不被我们创造出来,或早或晚也会被其他人创造出来;但我们的学生,我们不去“催化”他们成长成才,谁又能去做这件事呢?育人,是教师的责任和“初心”。立德树人,南开大学化学学院的“师魂”一直在传承。抗战年代曾经有不少师生同赴沙场,新中国成立之后,李正名在杨石先老师的引导下走上农药化学研究之路,直至今日,无数的学子在南开教师的引导下,寻求科研之真谛。朱守非初进南开,便师从周其林教授,从此便整个身心都扑在化学研究中。他曾开展了一个将手性螺环磷氮配体用于催化非官能团烯烃的不对称氢化的研究,但是在研究中却遇到了困境。“周老师通过提问引导我进一步明确科学问题,完善想法,提升研究的高度和深度。”朱守非说,这种指导方式让他受益匪浅,真正喜欢上科学研究。在周其林不断地启发下,朱守非成功将该催化剂用于具有强配位能力的亚胺和不饱和羧酸的氢化中,并得到很高的活性和选择性,其中不饱和羧酸的氢化后来还被世界500强企业罗氏公司用于手性药物的生产中。花甲之年的周其林和不惑之年的朱守非都已成为不少南开学子的科研引路人。“泡”在实验室十多个小时、指导学生科研论文、参与教学工作、发表高水平学术论文……他们每天的日子简单又充实。“在实验室里做研究,和学生在一起探索迷人的化学世界,这是最幸福的事。”朱守非说。(完)

天钧

倡导学生写好科学小论文、研究报告、调查报告

五年级科学老师在科学探究成果展示会上,展示了孩子们的探究成果,有发明制作、实验装置、科学小论文、调查报告、研究报告、视频记录等。今天,科学老师只谈学生写科学论文、研究报告、调查报告,因为这三种,学生只要有纸和笔就可以写出来,简单方便,请看下面的论文:科学老师把这篇论文发到班级微信群里,并号召大家研读,帮她解决疑惑,信息是:世界上真的有外星人吗?谁真的见过?有何见解和说法?请帮助解决一下困惑!大家看下面的论文其实具体说来是一份研究报告,你看:科学老师把这篇文章发到微信群里,有的学生反映说:“老师,我按照她上面说的去做了,能做成功,效果很好。”可见这篇文章写得还是非常清楚明白的。再看下面的调查报告,写得还是很实际具体的,请看:小学生的论文和报告,不要求写得太长,但要条理清楚、言简意赅、内容完整。

血防线

科学论文写作如何写引言?

在“引言”部分,说明你的论文中所提出的工作动机,并给读者交代论文的结构。引言包含四个组成部分,大概(但不一定)分四段:背景、需要、任务和目标。首先,提供一些背景,为那些不太熟悉你的主题的读者提供引导,并确立你的工作的重要性。第二,说明需求,即指出科学界目前所拥有的进展和人们所期望的进展之间有何差异。这个需求也指明了工作的必要性。第三,说明你为了解决这个需求所努力做的工作(这是任务)。最后,预告论文的剩余部分,使读者对即将呈现的文档的结构从心理上做好准备。背景和需求在“引言”部分的开头,背景和需求像一个漏斗一样共同发挥作用。它们从宽泛的角度开始,逐步缩小到论文中所涉及的问题。为了激发你的读者——包括审稿人和期刊读者——的兴趣,要为你的论文中提出的工作提供一个令人信服的动机:从未研究过一种现象的事实本身并不是研究该现象的理由。写背景时,要吸引广大读者,并引出需求。不要为了包含背景而包含背景。相反,只提供有助于读者更好地理解需求,特别是需求的重要性的内容。考虑将背景与时间绑定,使用诸如“最近”、“过去10年”或“自20世纪90年代初以来”之类的短语。你也可以将你的背景锚定在空间中(在地理上或在给定的研究领域内)。通过描述现状和人们期望的理想情况有何差异来暗示工作的必要性。首先,作为背景的直接延续,说明现状如何。如果你觉得必须用很多细节来解释最近人们取得的成就(例如,用一两段以上的篇幅),可以考虑把细节移到引言之后的一个标题为 "研究现状"(或类似的内容)的章节中,但在引言中要对现状进行简要的说明。接下来,说明人们所期望的理想情况,即我们想要什么。用“但是”、“然而“或“不幸”等词语强调现状和人们期望的理想情况的对比。需求与下面介绍的任务可以结合起来介绍(见本文最后一节)、也可以分开来介绍。任务和目标当引言将作者所做的工作(任务)与论文本身所试图涵盖的内容(文章的目标)分开时,引言通常会更清晰、更有逻辑性。换句话说,任务用于阐明你作为科学家的贡献,而文章的目标则让读者为论文的结构做好准备,从而可以有重点或有选择地阅读。对于任务,用从事这项工作的人(通常是您和您的同事)作为句子的主语(如我们、本文作者);用一个动词来表达研究行动(如测量、计算等);将该动词设置为过去式。介绍任务的三个例子.1)为了证实这一假设,我们研究了一系列连接素通道的抑制剂,如…的影响。To confirm this assumption, we studied the effects of a range ofinhibitors of connexin channels, such as the connexin mimetic peptides Gap26and Gap27 and anti-peptide antibodies, on calcium signaling in cardiac cellsand HeLa cells expressing connexins.2)在对照实验中,我们研究了…条件对…的影响。During controlled experiments, we investigated the influence of the HMPboundary conditions on liver flows.3)为了解决这个问题,我们开发了一种新的…技术,称为…,它根据程序的实际执行情况计算…值。To tackle this problem, we developed a new software verificationtechnique called oblivious hashing, which calculates the hash values based onthe actual execution of the program.下面列举了表示研究行动的动词的例子:应用:我们应用…法则来…。评估:我们评估了较大剂量的…的影响。计算:我们计算了…的光致发光光谱。比较:我们比较了…和…的效果。计算:我们计算了由…预测的速度。推导:我们推导出一套新的…规则。设计:我们设计了一系列的实验来…。确定:我们确定了…的完整核苷酸序列。开发:我们开发了一种新的算法来…。评估:我们评估了…的功效和生物相容性。探索:我们探索了…与…之间的关系。实施:我们为…实现了一个遗传算法。研究:我们研究了…的行为。测量:我们测量了…中镉的浓度。模拟:我们模拟了…的衍射行为。对于论文目标,用文件本身作为句子的主语(如本文、这篇论文等),用一个动词表达一个交流动作(如介绍、总结、报道等),将动词设置为现在时态。介绍论文目标的三个例子.1)本文阐明了…对…的作用,以及ATP在起源于心房的HL细胞和表达连接素43或26的HeLa细胞中引起的钙瞬变。This paper clarifies the role of CxHc on calciumoscillations in neonatal cardiac myocytes and calcium transients inced by ATPin HL-cells originated from cardiac atrium and in HeLa cells expressingconnexin 43 or 26.2)本文介绍了增加肝动脉压力和阻塞下腔静脉引起的血流效应。This paper presents the flow effects inced byincreasing the hepatic-artery pressure and by obstructing the vena cavainferior.3)本文讨论了遗忘哈希背后的理论,并展示了这种方法如何应用于本地软件防篡改和远程代码认证。This paper discusses the theory behind oblivioushashing andshows howthis approach can be applied for local software tamper resistance and remotecode authentication.下面是表达交流动作的动词:阐明:本文阐明了...在...中的作用。描述:本文描述了...的机制。详述:本文详述了用于...的算法。讨论:本文讨论了...的影响。解释:本文解释了...如何...。提供:本文为...提供了...建议。介绍:本文介绍了...的结果。提出:本文提出了一套用于...的指南。给出:本文给出了一套完整框架。报道:本文报道了目前针对...的进展。需求与任务之间的一种优雅过渡方式表达需求中人们所期望的部分的一种优雅的方式是将期望与任务结合在一个句子中。这个句子首先表达目标,然后表达为达到这个目标而采取的行动,从而在需求和任务之间建立起紧密而优雅的联系。需求与任务相结合的三个例子.1) 为了证实这一假设,我们研究了一系列连接素通道抑制剂...对...的影响。To confirm this assumption, we studied the effects of a range of inhibitors of connex in channels . . . on . . .2)为了评估这种多线圈传感器的性能是否比单信号传感器好,我们在电场中测试了其中的两个——DuoPXK和GEMM3,其中 . . .To assess whether such multiple-coil sensors perform better than single-signal ones,we tested two of them — the DuoPXK and the GEMM3 — in a field where . . .3)为了更好地了解这种病原体的全球分布和传染性,我们研究了1984年至2006年期间从27个国家收集的1645只变态后和成年两栖动物,以确定是否存在......。To form a better view of the global distribution and infectiousness of this pathogen,we examined 1645 postmetamorphic and alt amphibians collected from 27countries between 1984 and 2006 for the presence of . . .

贵己

科技论文从研究方式和论述内容的分类

科学研究中的研究内容和方式是不尽相同的,有的是通过实验来发现新现象、寻找科学规律或验证某种理论假说,实验结果的科学记录和总结可作为研究成果;有的是先提出某种假说,然后进行数学推导、逻辑推理或用实验结果进行检验,往往以论述或论证为中心,提出新理论,或补充和发展原理论,或否定原理论;有的研究对象属于自然科学或工程技术范畴,采用的论述方式却类似于社会科学的表述方式,即用调查研究所得的可信事实或数据来论证新的观点。赛恩斯编译依据经验,科技论文按研究方式和论述内容可分为:一、实验性论文。这类论文主要针对科技领域的一个学科或专题,有目的地进行调查与考察,实验与分析,或进行相应的模拟研究,得到系统的观测现象,实验数据或效果等较为重要的原始资料和分析结论,准确与齐备的原始资料往往使其成为进一步深入研究的依据与基础,它不同于一般的实验报告,其写作重点应放在研究上,追求的是可靠的理论依据、先进的实验方案、适用的测试手段、准确的数据处理及严密的分析论证。二、发现型论文。这类论文主要用来记述被发现事物的背景、现象、本质、特性、运动变化规律以及人类使用这种发现的前景。发明型论文是发现型论文的特殊形态,主要用来阐述所发明的装备、系统、工具、材料、工艺、配方等功效、性能、特点、原理及使用条件等。三、计算型论文。这类论文主要用来提出和讨论不同类型(包括不同边界和初始条件)数学物理方程的数值计算方法,数列或数字运算方法,计算机辅助设计方法,计算机在不同领域的应用原理、数据结构、操作方法,或进行收敛性、稳定性、精度分析等。这种论文往往是计算机软件进一步开发的基础。四、理论性论文。这类论文可分为推导型论文、分析型论文和论证型论文等。1.推导型论文。这类论文主要是对所提出的新假说由数字推导和逻辑推理来得到新理论(包括定理、定律和法则)。写作要求是:数学推导要科学准确,逻辑推理要严谨严密,定义和概念的使用要准确可靠,力求得到无懈可击的结论。2.分析型论文。这类论文主要是对新的设想、原理、模型、机构、材料、工艺、样品等进行理论分析,对过去的理论分析,对过去的理论分析加以完善、补充或修正。写作要求是:论证分析要严谨,数学运算要正确,资料数据要可靠,结论要准确并经过实验验证。3.论证型论文。这类论文主要是对基础科学命题进行论述与证明,如对数学、物理、化学、天文、地理、生物等基础学科及其他众多应用性学科的公里、定理、原理、原则或假设的建立、论证及其适用范围、使用条件进行讨论。五、设计型论文。这类论文一般用来对某些工程、技术和管理问题进行计算机程序设计,对某些系统、工程方案、机构、产品等进行计算机辅助和优化设计,对某些过程进行计算机模拟和仿真,对某些原材料等进行调制、配制。写作要求是:内容要新,模型的建立和参数的选择要合理,编制的程序能正常运行,计算结果要合理准确,设计的产品要经过实验和生产证实,调制、配制的物质要经过使用考核。六、专题型论文。这类论文用来对某一领域、学科或某项工作等发表议论(包括立论和驳论),通过分析论证,对其发展的战略决策、方向等提出新的见解。七、综述性论文。这类论文是在综合分析和评价已有相关文献的基础上,提出在特定时期内有关专业课题的演变规律和发展趋势。它要求作者在博览群书的基础上,综合介绍、分析、评述特定学科和专业领域内最新研究成果和发展趋势,表明作者自己的观点,对发展作出科学预测,并提出比较中肯的建设性意见和建议。综述类论文的写作要求相对较高,一般要求:资料新而全,作者立足点高、眼光远,问题综合恰当、分析在理,意见、建议较为中肯;题目一般较为笼统,篇幅允许稍长。通常有两种写法,一种是以汇集文献资料为主,辅以注释,客观而少评述;另一种是着重评述,通过回顾、观察和展望提出合乎逻辑、具有启迪性的看法和建议。除了以上这些论文类型,按研究方式和论述内容,科技论文还应有其他类型,这里不再列举。

变形记

科技论文基本结构和内容

一篇科科技论文一般应包括标题、摘要、关键词、正文、参考文献及致谢等部分。其中正文部分包括引言、材料与方法、结果、讨论及结论。以下是医刊汇编译对于科技论文各主要部分基本内容的总结:标题:应是文章内容的集中概括,一般要求既能概括全文内容,又能引人注目,便于记忆和引用,做到恰当、确切、简短、鲜明,起到一种画龙点睛的作用,以引起读者的注意与兴趣。关键词:这是表达文献主题概念的词汇,它可以从标题和摘要中提出,关键词可供检索性期刊或数据库编入关键词索引,供国内外科技人员查阅。引言:目的是激发读者对论文的兴趣,并提供对理解论文其他部分所必需的相关背景信息。应概括出将要提出的问题,提供关于主题的背景,讨论有关该主题以前的研究,并准确地揭示论文将给出什么内容,为何要给出这些内容及如何给出。材料和方法:精确地描述所做的内容,实验如何进行,内容是什么,仪器和材料使用的内容、剂量、频次、地点、时间等。保证提供足够的细节部分来证明研究发现的真实性,并使该研究能够被重复。结果:是客观描述和科学分析实验或试验过程中发生的现象,写明应用的公式、反应方程式,可用表格、坐标图或曲线图准确列出实验中得出的数据,表述实验得出的最终结果,该部分目的主要是在不需解释其意义的情况下有条理地展示研究的关键结果。讨论:主要职能是回答引言部分提出的问题,解释实验结果如何支持结论,以及结果是如何与关于该主题的现存知识相吻合的。其重点内容是对实验数据和现象进行科学分析,并对数据误差和影响实验结果的因素进行解释,探讨对实验材料及方法的改进。结论:在理论分析和实验验证基础上,通过归纳推理得到的富有创造性、指导性、经验性的结果,与引言相呼应,反映论文或研究成果的价值。主要是对本研究结果的价值、作用、意义作出判断,说明本研究发现了哪些新的规律、发展了哪些学术理论、能解决什么现实问题。参考文献:列出与本研究课题直接有关的前人发表的文献,包括参考前人的成果、方法、材料等。参考文献的格式内容一般包括,作者、论文标题、期刊名、卷、期、页、年份。

胡姬花

「论文查重」论文写作研究方法

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电影圈

如何在科技论文写作中表现出科学性

作为科学技术重要属性的科学性,是科技论文写作的最基本的要求。科技论文撰写必须论据充分、论证严谨,能反映出作者的科学思维过程和所取得的科研成果;要以精确可靠的数据资料为论据,经过严密的逻辑推理进行论证,理论、观点要清楚明白,有说服力,经得起推敲和验证。作者应尽可能多地基于相关文献,以最充分、确凿有力的论据作为立论依据,立论上不得带有个人偏见,不得主观臆造,必须切实从客观实际出发,得出符合实际的结论。依据达晋编译的经验,科技论文的科学性主要表现在以下三个方面。一、内容的科学性。论文的内容是科学研究的成果,是客观存在的自然现象及其规律的反映,是人们进行生产劳动、科学实验的依据,其观点、论据和方法均能受到社会实践的检验,不能凭主观臆断或个人好恶随意地取舍素材或得出结论,必须将足够、可靠的实验数据或现象观察作为立论基础,论据要真实充分,方法要准确可靠(可靠指整个实验过程是能够经得起复核验证的),观点要正确无误。二、形式的科学性。论文的结构清晰而严谨,符合思维的一般规律,逻辑思维周密,语言简洁明确,格式较为固定。表达时要注意以下几点:1.表达概念、判断一定要清楚明白,准确恰当,不含糊其词和模棱两可,通常不能像文学创作那样用含蓄或夸张等手法来增强论文的可读性。2.为避免读者误会和影响对论文的理解,应尽量不用容易产生歧义的词语,要用明确的定语加以限制。3.尽量不用华丽的词藻修饰,尽量不用带感情色彩的句子,通常不用双关、借代等修辞手法。4.语言表达应规范准确,要使用准确的术语、标准的量名称和法定计量单位,数据、文字、符号以及插图、表格等的表达都应力求准确、规范。三、过程的科学性。作者在研究和写作中要注重科学态度和科学精神,在从选题、收集材料、论证问题,到研究结束、形成正式论文的一系列过程中,都要用实事求是的态度对待一切问题,踏踏实实,精益求精,不可草率马虎,武断轻言,更不可伪造数据,谎报成果甚至抄袭剽窃。

东方作矣

“论文实验失败,能毕业吗?”(之一)实验达不到预期≠失败

这周例会,研二正在准备实验的学生问我:老师,万一我的实验失败,怎么办?我还能毕业吗?我问他:你认为怎么样算失败?他说:我的实验目标是做出XX,如果达不到这个目标,我认为就失败了。刚听到他这个问题的时候,我是有点诧异的,因为工作这些年来,我已经习惯不将某项实验的结果与项目完成之间建立起联系。记得上一次自己担心实验结果不好还是读博的时候,依稀记得导师当时的回答是:就算实验做不出预期的结果,你也能从中得到启发。十多年过去了,现在轮到自己作为老师来回答这个问题了,我想把答案说得更透彻些。我将通过三篇文章分别从“如何看待实验失败”、“为什么实验成败与毕业无关”、“实验失败时该怎么办”这三个角度来回答。这第一篇文章,我首先想纠正大家关于实验失败的理解——实验结果达不到预期并不算失败。也许有同学会反驳说:失败的定义是没有达到预定目的。实验结果没达到预期就是没有达到实验目的呀,不是失败是什么?!等等,你确定理解实验目的?实验目的并不是达到你的预期。1、实验的真正目的事实上,为了保证科学研究的客观性,你在实验过程中应该不报有任何预期,因为你的预期可能会让你在无意当中影响自己的实验结果。这也是为什么在高质量的药物实验中采用双盲设计(医生和患者都不知道谁用的药、谁用的安慰剂)的原因,这样可以避免医生和患者的心理预期影响药物的实际效果。实验目的不是达到预期,那是什么呢?是为了验证研究假设。研究假设是在你刚开始研究的时候,你为你的研究问题找到的最可能的答案。这个答案到底是不是真的呢,需要你通过实验来验证。只要你做了实验,那就算进行了验证,不管验证结果如何,你都完成了预定目标,因此没有失败一说。也许又会有同学说:老师你咋那么爱咬文嚼字呢。好吧,我真正想说的是,如果验证的结果不好,也就是说我的实验结果不支持研究假设,这不是没达到研究目的,不算研究失败吗?那我又要问了:你确定理解研究目的?研究目的并不是证明你的研究假设。2、研究的真正目的我们做论文的过程,其实就是运用“科学研究”这种方法,来为自己的研究问题寻找答案的过程。寻找问题答案的方法有很多,科学研究这种方法有点不一样:它先让你根据现有信息提出一个最可能的答案(即研究假设),然后让你推测在这个答案成立的情况下可能会发生什么事,最后让你亲自去观察或实验看看是不是真的发生了那些推测的事。推测的事发生了,你一开始提出的答案很可能就是真的。推测的事没发生,你一开始提出的答案可能就不是真的(但是也不一定,需要你去判断,我会在本系列第三篇文章中讲怎么做)。虽然在学位论文中,往往只展示一个研究假设,但是在真实的研究过程中,你探索的答案可能不只一个。我们研究的目的,是为自己的研究问题找到目前为止最可能的那个答案,而不是证明自己提出的某个答案正确。你可能探索了几个答案,都被证明不正确,但这时还称不上研究失败,因为你的研究并未结束。除非你主动放弃,停止寻找最可能的答案,我们才说你针对XX问题的研究失败了。最后总结实验结果达不到预期并不算失败,因为实验目的不是达到预期,是为了验证研究假设。不管验证结果如何,你都完成了预定目标,因此没有失败一说。实验结果不支持研究假设,也不算失败,因为研究的目的不是证明自己提出的某个答案正确,而是为自己的研究问题找到目前为止最可能的那个答案。只要你的研究尚未结束,就称不上失败。当然,大家都希望自己的实验结果能够支持研究假设。可是万一不能,也不要担心,因为你能否毕业与实验结果支不支持研究假设无关。下一篇文章我们就来说一说为什么无关。想深入了解科学研究、研究问题、研究假设等概念,请看文章研究生三年做什么?搞研究!什么是科学研究?,配有实例解释。本文作者学亦思,深入解读研究生阶段的师生关系、科学研究、论文写作。