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研究生的工作是个系统工程
鲍海飞 2023-2-24
现在的科研工作，大部分都属于工程性质的，而青年学生是科研主力，如何开展工作，并不是个简单的过程，而这又涉及到毕业论文能否顺利完成。平时各项准备工作做好了，毕业论文写作时，就有东西可写，不至于抓狂。毕业论文之所以重要和关键，不是自己给老师的一个交待，也不仅是自己完成了一份工作报告，而是一项个人的经历和重要成果，成果中的精华部分可以发表文章，也可以作为档案资料为后来者参考和借鉴。
科学研究过程就是个‘理法’的感悟和实践过程。原理明白了，是第一步，如何具体操作与方法，是第二步。
要熟悉本领域的工作，就要尽早进入课题组，了解圈内人的工作。本领域经典教材应该仔细研读，里面涉及到专业名词和术语，以及概念等，这是开展工作的根本。学会文献检索，查阅资料，找到自己的兴趣点，这是个耗时的过程。最新的综述文章非常重要，它总括了本领域研究的过去、现在和未来，其中可能会有你所关注的兴趣点。
熟悉本领域的研究内容和范畴，是指明白本领域研究的对象、运用的手段和过程特点，研究的内容包括哪些，需要用什么设备仪器工具，涉及哪些操作过程，研究出的东西应用在什么场合。比如，微机电系统领域，是从事集成电路与微纳器件的加工与研究，器件需要设计、理论计算和模拟仿真，具体涉及到版图制作、多个工艺流程步骤，包括氧化、腐蚀等，再后就是封装与测试环节。
一开始总要被纷繁复杂的表象所困惑，甚至带来恐惧。尽早入门是关键。工作总是要从一个具体的点开始，因此，要抓住这个点，顺藤摸瓜前行。那些更为原始的、短小精悍的专业文章尤为重要，从中可以发现前人研究的思路和出发点，包括具体方法和步骤过程。可以初步拟定个小计划或者行动目标，先做什么，如何做，再做什么，分几个步骤完成，需要多长时间等。比如，一旦所设想的器件加工完成，就要开始测试，要测试哪些内容，列出几个指标参数，这些测试参数对应了结构设计中的哪些参数，反映了什么物理量和内容。这样做的结果就非常具体而非空洞无物。所以，应时时做好读书笔记，工作计划，实验心得。实验笔记是工作记录最重要的原始数据和依据，是过程的检测依据和问题的提示等。
本领域涉及的微机电系统的加工制造过程，虽然繁琐，但都是多年积累下来的工艺方法和流程，涉及许多精密仪器和设备的使用和操作技巧，需要许多物理、化学知识。这些都需要在实践中逐步掌握、学习和理解。比如，腐蚀的化学过程，氧化温度的设定范围，扩散浓度的大小和时间的长短，参数变化导致结果不同。从一系列工艺过程中，体会现代制造业的发展过程和精华，理解科学与工程对现代生活的影响和启示。这都需要时间的打磨。
不要轻视测试环节，这可不是什么锦上添花的工作，而是最终的‘裁定和审判’。只有到了这一步的时候，所有的问题才会暴露出来。测试提供了所研制器件的重要参数，验证理论设计。它反映了理论设计是否合理，工艺过程是否通畅，封测结构是否合适等；同时，也受到测试过程本身的影响。
在完成一个器件整体的工作制造流程之后，才会对自己研制的器件有个初步的印象和认识。这个过程是必然的，是个重要的学习过程。这个阶段越短，越会为自己留下更多的时间。经历了这一阶段，通过反思每一个环节、经验和教训，才能够醒悟，获得灵感。随后的工作，可重新调整设计与工艺，就能够避免许多不必要的弯路、错路，研究方向就更有目标性和针对性，具体操作就更有分寸和把握。
学习过程中，总会遇到问题和难题，一个人有时难以理解和无法解决。知心的同伴和有经验的师长不可或缺，能够经常在一起探讨问题，将会受益匪浅。
对于理工科的学生来说，许多人认为其工作是探索性的，走一步看一步，做一步想一步，这样想来似乎也无可非议。往往我们会看到，即使在同一个课题组内，有许多研究工作是数个研究生数年开展和经历的，已经积累了不少经验和教训，应该为后来者打下了一定的基础。但遗憾的是，他们的工作不尽人意，我们发现，许多研究生一上手，所有的东西又从头到尾来一遍，把前人‘昨天的故事’又重复了一遍，不仅浪费了许多资源，更浪费了许多宝贵时间，学生更难以从实践和认知上得到本质的提高。
研究生的论文中也能够充分体现这一点。许多研究生的论文，都是一个模式，没有实质性的提升。一篇论文中，除了本身的重要性之外，更重要的是，它不仅能够给别人启示，更能指出那些有重要的借鉴的东西，甚至是那些失败的过程。可惜，我们很少能够见到这一幕。这也是一种报喜不报忧。
研究生的工作固然是个探索性的工作，但许多研究具有工程性和系统性的，因此，从设计、制造、封装，再到测试，应该是连贯的。多年的积累和经验，在如何研制等方面是应该有讲究的，不仅应体现在技术层面上，还应体现在艺术层面上。而不是到了哪一步，发现问题了，再去设计和修正。
所谓系统性工程问题，是说在设计实施的时候，尽量从头到尾的考虑过程，越细致可能越好。理论设计通了，工艺是否行得通，工艺通了，封装是否可实施，测试是否可行，应用方又会有怎样的需求。所有的过程，最终都将影响器件的性能。比如，某个设计是否最优，面积小、耗电少、产率高和可靠性好；在测试环节，是否有标准模块供使用。如果想提高测试精度，重新开发电路需要考虑哪些因素等，这都是需要考虑的系统性问题。我们在这一方面急待提高。
如何高效、有活力、可持续研究和发展，这始终是一个贯穿我们研究领域的一个大问题，它让我们焦虑而又无可奈何。本人曾经了解过一个案例，某知名公司，完成一个存储方面的试验验证，只需要2-3个月，即完成一轮从材料到薄膜功能性能的演示。这是因为该公司的研发具有系统性和模块化的特点，技术成熟度高，工作效率高，因而进程快。
许多因素影响我们的工作进程。课题组的生存现状，指导老师的引领和指导作用，团队科研人员的协作和奉献精神，实验室仪器的管理和使用，研究生个体的素质和认知，这些都影响我们的工作进度和效率。更重要的是，一些好的研究和方向，没有真正的重视，就成了昙花一现的东西，只成为个人的‘投名状’而已。如果每个人，抛开一点点自己的私利，不是为了应付差事而做事，而是内心中有一份热爱和关怀，有一份对事业的真正执着和负责的精神和做事方法，我们也许会把工作做得更好。
向往未来，研究生经过2至3年的学业与训练，在走出校门时，他不会带着遗憾和失落而去，而是带着信心和干劲，利用掌握的知识和学习工作方法，能够走向独立工作。
春风渐暖花欲放，激水清流待少年。
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