把梦想照进现实

如何设计实验

2012.08.25

——转自科学网 熊家新

网址:http://youth.sciencenet.cn/blog-768878-605675.html

昨天,我的一个研究生来找我,要求更换论文题目,我非常吃惊(马上就要毕业了,现在换题目?),忙询问原因。答曰,没办法做实验,得不到数据,这个题目做不出来。再细问,“我如果强行做实验需要XX设备(太昂贵,学校没有),需要场地,经费XX万元,还要多人多学科配合才行”,我一听这个要求,马上傻眼——这个实验条件的话,博士都毕业多少个了。看来,我的学生还不会设计实验,这个是我忽略了,他平时做实验还可以啊,怎么会不会设计实验呢,再一细问,发现并不是他自己是这样,很多学生都是这样。我这个学生为此已经想了很多办法(如去求同学帮忙,去求实习单位等),可是他没有想到实验的设计,因此最后来向我要求换题目。
原本我以为什么问题都没有的,突然冒出这么个问题,而且还是共性的问题,我就在这里说一下了。more
我们的研究生,把项目和研究搞混了,他们认为只要项目搞得好,那么研究就搞得好。这其实是两回事。研究要求深入,忽略一些表面的,常识性的,界面美观性的要求,对一些常规功能,在本实验中完全可以实现但对研究所需要求不大的功能则可以通通不管,对研究的题目来说,只要设计的实验能充分说明研究需要的参数或者性能,那么就算实验体与研究题目相差甚远,那又有什么关系? 而项目又不同。项目要求系统,完善,项目本身大部分工作多是事物性的,项目的载体必须可操作而且太多的时候样机本身还要给其他一些并不太了解项目的人操作,因此,项目要完成许多大众的、界面性的、易用性的功能,甚至还要满足相关标准,这些和研究基本无关,它们仅仅是应用,而不是研究。

那么,怎样设计科研实验呢?
首先,科研实验目的是专一的。设计一个科研实验是为了清晰准确地表现出我们所要表达的思想,验证我们的设想。其它一切都可以放弃。我们设计实验的目的并不是要做一个实验台来当产品出售给其它人做实验,如果是那样我们就应该设计实验台产品而不是设计实验。也就是说科研实验是局部的不是整体的。他考虑的是这个点,并不是这个面更不是这个体或其它。
其次,科研实验大多数都是一次性的,但是实验应该是可重复的,——在这里,大多学生搞错了,他们以为 实验应该是可重复的就意味着设计的实验装置应该经久耐用应该具有高可靠性其实不然——实验的可重复性,指的是如果按这样的方法和步骤就一定可以得到这个确定的结果。而科研实验的一次性,就决定了我们在设计实验时必须考虑实验装置的普适性,为了实验尽可能达到我们的目的,尽可能不受其他因素干扰,那么我们设计的实验装置最好由最成熟的技术,最简单的设备来完成。非要自己设计部件则越简单越好,成本越低越好。而且不要让自己设计的元部件成为影响装置本身数据的核心(很多人反其道而行之,仿佛没有设计出具有自己核心部件的实验就不是高等实验,都没脸见人)。
再次,科研实验是一个循序渐进的过程,从来没有一步就成功直接就开始产品大卖,那个是写科幻小说或者做梦绝不是科研。设计实验要脚踏实地。虽然说产品成本从设计开始,但是要记住,饭要一口一口的吃。

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