科研理论与实践经验

科研方法论基础

这篇文章中的问题也可以和科学写作指南、文献综述方法论指南放在一起阅读，以比较相近的概念如何在不同语境中展开。

读大量的相关领域内文献是非常重要的，我们需要梳理当前领域都在解决什么问题 ➕ 当前领域都在怎么解决问题，借此选择自己的研究方向。

我们需要学习的有：

• 核心的领域内课程过一遍——这要依赖于 MIT、B 站、网易公开课、MOOC 等平台进行学习
• 对于文献，保证广度（哪怕粗读），细读经典文章，看看顶尖学者的研讨课

我们需要发现论文中的 failure cases。事实上作者往往倾向于在文章中展现自己做的比较好的部分，而规避自己做不好的 failure cases——这就是复现的作用：要么在新数据上测试，要么看看同样的方法用于处理不同的问题。

如何解决问题？还是依赖于多读文献，看看当前的学者都在怎么解决问题。

对于具体的科研过程，我们应该先在简单的数据上测试自己的想法，根据试验结果来继续优化自己的想法。遇到不 work 并不可怕，尝试去分析具体的原因，然后解决它。寻找具体的原因可以比较效果好与不好的数据之间的差异。看相关文献的算法设计可以帮我们看看是不是算法有问题。最后别忘了看看我们寻找到的问题是不是对的。最后迁移到真实数据上。

对于开展长期研究，主要的方向有：

• 推动产业层面的进步
• 推进算法的进步，处理已经被提出的有定义的问题
• 提出新的问题并且尝试解决

关注知识之间的联系，扩大自己的知识面，想法总会产生的。所做的每一个小东西都是一个更大的东西的小方面，先把这些小方面做好再组合成一个大系统，以小见大才是科学研究领域的常态。

上手指南

身份转变

客观现实：自主学习的占比增加，从学习旧知识转向研究新知识。

要做什么：

• 和其他人多交流，多学习
• 在接触陌生理论的时候，迷茫和上手慢非常正常，走弯路也没关系

科研节奏

首先需要明确个人的研究兴趣。在明确兴趣之后，需要研究领域内的现状，看看是否可以找到合适的方向。综合兴趣和硬件条件的支撑来决定是否要进行前面选定的课题。

试错并不可怕，也是一种积累与收获，并且试错是非常普遍的。

节奏是非常重要的——失去标准化的课表之后，平衡文献的阅读与实验，平衡科研工作与生活非常的重要，保证 WLB 才能保证效率。

论文撰写

万事开头难，完成比完美更重要。

基本结构——保证清晰明了的介绍：

1. 引言部分：我们解决的问题是什么
2. 引言部分：国内外这个问题研究到了什么程度
3. 正文部分：我们是怎么解决的
4. 结果与讨论部分：我们解决这个问题到了什么程度

使用一些文献管理工具是非常好的，可以大大提高效率。

学术报告

最基本的学术报告就是组会了，这也是获取听众反馈的重要手段。设计一场学术报告和组会是完全不同的。

学术报告需要考虑：

• 听众背景
• 互动模式
• 报告的完整性与时长等因素

学术报告的 PPT 也非常重要——简洁清晰是最重要的，LESS IS MORE。

文章撰写技巧

关于工作量

• 整体的工作量一定要充足，这是期刊发文趋势
• 充足之一就是对比实验要充足——要挑选近几年的 10-20 个算法尽可能多地对比指标，保证一个巨大的表格
• 消融实验也要充足——多挑选可以进行消融的模块，移除可能可以移除的机制。如果实验数量不足，可以考虑同时移除多个模块研究组合作用；如果还是不够可以考虑把原本复杂的模块简化，这也是一种消融。对于消融实验最少要 3-4 个，当然越多越好

关于数据集

科研数据既可以来自公开数据库，也可以由研究者自行采集。选择数据源时不能只看规模或使用热度，而应先确定研究问题所需的观察单位、研究设计、时间跨度、抽样机制和可获得变量，再核对访问条件、数据字典与可复现性要求。公开数据库便于复现和比较，自建数据则更容易贴合特定问题；两者都必须正视代表性、测量误差与选择偏差。

临床与公共卫生数据库参考

数据库	研究设计与数据粒度	访问方式	主要限制
NHANES	重复横断面调查；提供个体级问卷、体检和实验室数据	公开下载	各调查周期不能直接视为同一批人的纵向随访，合并周期时需要按官方规则调整权重
UK Biobank	前瞻性队列；提供个体级长期随访和多模态健康数据	研究申请	参与者存在选择偏差，将结论外推到一般人群时需要谨慎
CHARLS	中国 45 岁及以上中老年人的纵向调查；包含个体与家庭数据	注册申请	跨期研究需要处理追踪失访、变量口径变化和调查权重
GBD	按地区、时期、疾病和危险因素组织的模型估计汇总数据	公开工具与下载	不包含个体病例，不能据此进行个体层面推断，并需警惕生态谬误

NHANES 采用复杂的多阶段分层概率抽样，并不是简单随机抽样。进行总体推断时，需要同时使用相应的样本权重、分层变量与主抽样单元（PSU）；使用特定检查或实验室子样本时，还应选择与该模块匹配的权重。

深度学习模块化创新

深度学习是多个模块组成的结构，因此出现了比较严重的水文现象——因为他们的工作都是各种模块的堆叠，只要堆叠不同的结构就是创新点的产生，最后画一个花里胡哨的网络结构图。

**关于一类特殊的 trick：自适应动态 XX 模块。**举个例子：对于原本的标准问题，我们经常会在很多地方同时使用两个一样作用的模块（如特征提取的部分，实现特征融合）进行并行。而在融合部分我们以前的做法一般是等权重加和，而自适应动态模块就是在融合的基础上增加一个动态权重分支，自适应分配权重，然后再起一个名字就可以了。

这里不介绍串行——虽然使用量较大，但如果希望更加复杂的话一般会让模块之间产生交互，但这种程度的修改就比较复杂了，因此这里不介绍。

论文撰写思维

1. 变更变量：原始研究 x1, x2, x3 等对 y 的影响，我们可以更换其中的部分 x 和 y 得到一个新的文章。这种一般是定量研究。
2. 创新方法：用一个比较新颖的方法去再次研究已经有的问题，来得到更好的结论。或者自己根据现有的研究创新模型。
3. 切换情景：对于已有的基于部分地区或者部分来源的数据的研究，切换我们的数据来源和研究情景，或许可以得到新的结论。既可以研究单一情景，也可以对比不同情景。
4. 反向证明：去否定现有的主流研究趋势的结论或者社会大众的普遍认知。

以上的内容只适用于实证分析问题。

综合排名与数据美化

1. 缩小样本，降低估计精度，避免假设检验发现差距
2. 多指标综合评估算法，避免单一指标需要直接美化指标的造假行为
3. 由于各指标本身特性不同，我们根据单一指标给予各个方法独立的排名，然后基于排名二次开发最终评价体系
4. 考虑利用排名的均值、中位数、第一名/第二名最多的（众数）等基础数理统计指标进行排名
5. 考虑根据名次进行综合赋分——各个 rank 的赋分根据情况确定，保证需要的算法得高分
6. 继续根据 rank 进行二次开发指标，使用统计无监督学习提取指标
7. 以上都是单数据集，或许可以在多数据集综合上再搞一次——毕竟多数据集本质就是一个多视角的指标