研究生們如何「宅」在家裡搞好科研
國家空間中心李暉研究員
一站式分享基礎科研的十八般兵器
當前，新型冠狀病毒感染肺炎的疫情防控工作正處於關鍵時期。按照黨中央、國務院和上級各部門的指示精神和統一部署，值此非常時期，也許「宅」在家裡就是普通人為這場戰「疫」所能做的一點貢獻了。
停課不停學，防疫不停研。為了幫助中國科學院大學的研究生們（尤其是低年級研究生）更好的「宅」在家裡搞好科研，本文將一站式回顧基礎科研的基本流程，從自身體會出發分享各個階段用到的十八般兵器，以期提升科研效率。希望大家利用好這段寶貴時光，精通各式兵器，修煉科研內功，用知識武裝頭腦，以科研報效國家。
準 備 篇
一般來說，研究生在攻讀學位階段開展基礎研究的流程主要包括以下八個環節：
一、理論學習打基礎——在線教育篇
二、導師交流定方向——溝通工具篇
三、博聞廣學啟思路——學術檢索篇
四、文獻調研明現狀——文獻管理篇
五、數據分析求創新——數據分析篇
六、思路整理寫文章——論文寫作篇
七、精準投稿選期刊——期刊選擇篇
八、回複評議待發表——心理調整篇
下面，本文將針對每一個科研流程環節介紹一些好用的科研利器。標紅的部分是強烈推薦的神器，可以多多關注一下。當然，適合自己的才是最好的。
一、在線教育篇
對於基礎研究而言，紮實的理論基礎是必不可少的。但隨著前沿研究的快速發展，僅僅依靠我們過去在學校課堂上學到的知識往往是不夠的。這就需要我們發揮自學能力，及時查缺補漏，隨時提升自我。
有了學習需求，當務之急就是找到合適的課程學習平臺。以下就是一些免費而優質的在線課程學習網站，趕快添加到收藏夾裡吧。
1. Coursera大型公開在線課程項目
與全世界最頂尖的大學和機構合作，如史丹福大學、密西根大學、普林斯頓大學、賓夕法尼亞大學等美國名校；提供免費的在線課程；可直接下載視頻課程，PDF版本，文字版本的課程資料；包括作業、測試等，便於自評估課程掌握情況。
2. 網易公開課
收集了世界多所知名高等學府的授課視頻；值得一提的是視頻一般配有中文或中英雙語字幕，在收看課程的同時還可以提高英語聽力水平；也是免費的。
3. 中國大學MOOC（慕課）
承接教育部國家精品開放課程任務，向大眾提供中國知名高校的MOOC課程；涵蓋全面。
二、溝通工具篇
對於科研經驗相對欠缺的低年級研究生而言，選擇一個既有發展前途又契合自身興趣的研究領域是順利完成學業的首要環節。要走好這第一步，自然離不開同導師、課題組老師們、學長們、同學們的及時溝通和深度交流。
針對當下的情形，打破時空局限的在線會議工具必不可少。感謝信息化時代，這些都不是問題，一些免費的在線會議工具可供選擇：
1. 中國科技雲——科技雲會
中科院網絡中心優質產品；支持多人在線的視頻會議、電話會議、數據會議及移動協作等；可實時共享屏幕，便於聽取研究進展匯報，是課題組在線組會的優質平臺之一。
2. 會議桌
團隊協作工具；集在線白板、音視頻會議和擴展應用三大特色於一身；只需要瀏覽器即可使用所有強大功能；功能完全免費。
3. Boom雲視頻會議
可滿足3方參會；免費使用；不限次數、單次45分鐘會議需求。
三、學術檢索篇
在導師指導下，結合自身興趣，我們確定了今後工作的研究領域。為了進一步聚焦研究課題，凝練研究思路，我們首先需要對該研究領域的全貌有所了解。就像行軍打戰那樣，只有做到戰略全局瞭然於胸，才能運籌帷幄、戰術制勝。
就像CT掃描那樣，為了獲取整體認識，我們需要從多個角度檢索文獻信息，並將其下載到本地來學習查看。
一般的，我們通過學術搜尋引擎和專業的學術資料庫來進行文獻檢索。
1. 學術搜尋引擎
1） 谷歌學術（鏡像）
搜索學術文章的強大引擎，包括了世界上絕大部分出版的學術期刊。好在一些鏡像網站還能繼續提供檢索服務。
2）百度學術
中國版的谷歌學術，對中文期刊的檢索更好。
3）讀秀學術搜索
集文獻搜索、試讀、傳遞為一體；是一個可以對文獻資源及其全文內容進行深度檢索，並且提供文獻傳遞服務的平臺；可檢索標準、專利、報紙，有木有很強大的感覺？
2. 學術資料庫
1）NASA/ADS
著名的天體物理學術文獻資料庫，就空間物理領域而言，用這個通常就夠了；它的強大超乎你想像：可建立不同的庫，在線保存文獻檢索列表；可根據期刊格式，提供文獻引用的不同格式，便於後續的論文寫作；可提供文獻的引用和被引用情況，便於了解來龍去脈。
2）Elsevier
著名的學術資料庫，每年下載量高達10億多篇；是所有資料庫中單篇下載成本最低的，平均每篇不足一毛錢，是性價比最高的資料庫；涉及4大學科領域：物理學與工程、生命科學、健康科學、社會科學與人文科學，資料庫收錄全文文章總數已超過1000萬篇。
3）SpringerLink
強大而且全面，涵蓋計算機科學、地球和環境科學、數學和統計學、物理和天文學等12個領域。
4）Wiley在線
在地學、化學、生命科學、醫學以及工程技術等領域學術文獻的出版方面頗具權威性。
5）Web of Science
內容涵蓋自然科學、工程技術、生物醫學、社會科學、藝術與人文等領域，可利用中國科技雲通行證登錄檢索。
6）中國知網
期刊類型比較綜合，覆蓋範圍廣；以科技信息為主, 涵蓋經濟, 文化, 教育等相關信息的綜合性信息服務系統；中文文獻支持好。
7）維普網
偏重於地方性期刊和研究方面的論文，內容以自然科學方面期刊數量龐大，比較適合中文期刊類的自然科學方面資源檢索。
3. 文獻下載
有了文獻檢索結果，下一步就是將其下載到本地了。在尊重和保護智慧財產權的原則上，首推的是去期刊網站下載。當然，一些網站也提供免費論文下載，請大家酌情合法使用。
1. Sci-Hub
神器，不解釋
2. Library Genesis
神器，不解釋
3. 80學術
檢索內容與谷歌學術完全一致；同時整合了谷歌學術、sci-hub、libgen的文獻下載渠道，檢索到的很大一部分英文文獻可直接下載；缺點是訪問不穩定。
四、文獻管理篇
面對下載到的數十甚至上百篇科技文獻，你是否對管理它們一籌莫展呢？別著急，通過一些文獻管理工具，我們就可以輕鬆打造個人專屬的電子圖書館了。讓我們在選擇前，心中設想一下理想的文獻管理軟體應該有那些要求吧。首先，必須得方便地導入到工具當中並準確提取豐富的文獻信息；其次，可以在寫作時將文獻信息自如的導入到寫作軟體當中；再次，可以快速在工具中找到自己想要的文獻。
根據以上三大原則，以下幾款免費軟體值得推薦。
1. Zotero
神器：完全免費並且開源；提供300 M雲空間，且同時支持 WebDAV 同步擴展；支持從網站和期刊文章等提取文獻信息；支持直接拖入PDF進行信息提取，且準確率高；可以和Word，LibreOffice集成，方便進一步的文獻插入和引用管理；擁有強大的第三方插件系統；活躍的官方論壇，有問題可以快速得到反饋……唯一的缺點是過於強大導致上手時略顯複雜。
2. Mendeley
免費，功能完善，提供2 G的同步空間。
3. Endnote
老牌軟體，功能強大；不免費，但是中科院文獻情報中心可提供免費版；感謝中科院，在我入Zotero的坑之前，能夠開心的免費使用了兩年多。
五、數據分析篇
明確研究思路、掌握研究現狀之後，我們就應該著手開展自己的創新性研究了。本人是從數據分析開始踏入科研道路的，所以這一篇重點關注科研數據的下載、分析以及可視化。當然，如果你的研究領域是理論分析或者數值模擬，也可適當關注一下，畢竟加上觀測數據的配合，能讓你的工作更上層樓。
1）IDL：Interactive Data Language
第四代科學計算可視化語言，集開放性、高維分析能力、科學計算能力、實用性和可視化分析為一體，被廣泛應用於地球科學、醫學影像、圖像處理、天文、信號處理、數學分析、統計等諸多領域。擁有豐富和成熟的程序庫，比如THEMIS、MMS衛星數據分析程序庫（）。
2）Python
是一種解釋型腳本語言，兼顧科學計算和數據可視化；除了科學計算和統計外，常被應用在人工智慧領域；擁有豐富和成熟的程序庫，如Numpy、Matplotlib等；數據可視化功能非常強大；完全免費。
3）Fortran
計算速度快，適合數值模擬，缺乏可視化模塊。
4）Matlab
擁有功能豐富的應用工具箱（如信號處理工具箱、通信工具箱等），為用戶提供了大量方便實用的處理工具；大規模數據的處理速度稍慢。
5）其他數據可視化軟體
Origin：在數據擬合時常用選擇函數形式，
Tecplot：數值模擬和CFD可視化軟體，
VisIt：三維，
六、論文寫作篇
如果一切順利，進行到這裡時你應該已經取得了不錯的創新性結果了。有了新的研究結果和漂亮的圖表，下一步就該總結工作並準備論文寫作了。雖然科技論文有固定的格式和套路可循，但要想寫好也並非一件容易的事。本人的體會是：重積累、理邏輯、美排版。
1. 科研雲筆記
羅馬不是一天建成的。在平時的文獻閱讀中，我們也應重視積累，比如做好讀書筆記，扼要記錄每篇文獻的重要結論；隨時記下優美、準確的英文表達。這樣一款好用的雲筆記軟體就少不了了。
1） 印象筆記
支持所有的主流平臺系統；一處編輯可實現全平臺同步；用網頁剪輯插件可保存完整的網頁內容；支持PDF等深度搜索；允許不同用戶之間共同編輯一個筆記本，實現團隊協作辦公；免費。
2）訊飛語記
最大的特點就是可以將語音轉變為文字輸入的雲筆記，支持普通話、英語、粵語輸入，準確率高達97%。為科大訊飛打個call。
2. 思維導圖
一篇好的文章，必須有一個合理的架構和順暢的邏輯。在寫作之前，我們還需要安排好文章的整體架構以及各部分的邏輯思路和斜街。這時，思維導圖就該上場了。
1）MindMaster
支持多平臺同步操作；繪圖功能也很強大；提供了豐富的智能布局、多樣性的展示模式、精美的設計元素和預置的主題樣式；免費。
2）Xmind
整體更加簡潔；取消了雲服務，但可以通過其他雲盤可實現類似功能；免費。
3. 文檔排版和潤色
思路釐清後，就該開始寫作了。編輯和排版非常重要。大家常用的Office Word是一種所見即所得文檔編輯器。這裡，我推薦一款理工科論文寫作常用的、所見非所得的編輯和排版神器。完成文章初稿後，我們也別想著鬆口氣，還得反覆推敲和琢磨。所謂文章不厭百回改；吟安一個字，捻斷數莖須。
1）Texlive
開發狀態最為活躍的 LATEX 發行版之一，保持著每年一版的更新頻率；可以方便地對內容進行排版；可編輯生成漂亮的數學公式，尤其適合數學、計算機等理工科學科論文的寫作；免費
2）LATEX衍生：
國科大學位論文模板：
在線生成TEX表格：
3）英文潤色
語法檢測：
近義詞表達：
詞組搭配：
4）寫作背景聲
感受雨天的寧靜，全心投入到寫作當中
七、期刊選擇篇
歷經千辛萬苦，準備完成了一篇滿意的科技論文。接下來就是給它找一個最合適的歸宿，正所謂良禽擇木而棲，哦不，是最大化實現科學知識的傳播。
如何挑選合適的期刊雜誌呢？首先毫無疑問得聽取導師的意見以及課題組老師們的建議了。如此同時，我們自己也可以調研一番。
LetPub
收錄了10000+ 份學術期刊；可按研究方向分類；可查看熱門領域；可提供中科院分區結果；可提供平均審稿速度、錄用比例、投稿經驗分享等。
大家可以多多支持，響應習主席的號召把更多優秀的論文寫在祖國的大地上。
八、心理調整篇
經過千挑萬選，終於確定了合適的期刊將文章投出去了。接下來就是面對同行評議了。一般來說，你投出去的論文會有四種命運：
直接發表（極少數）；
修改後發表（部分）；
被期刊編委拒絕送審（部分，高影響因子期刊相對較多）；
經過修改仍被拒稿（部分）
第1、2種情況比較幸運，辛苦付出能修成正果，自然值得慶祝一番。當然，高興之餘，別忘了重新進入下一個工作的輪迴之中。科研就像登山，少有捷徑可走，絕大多數都是在盤山公路式的不斷螺旋中踏實向上攀登的。
如果不幸遇到第3、4種情況，折戟沉沙，難免心裡苦。不過，沒個溝溝坎坎的人生還有什麼意思呢，你也大可不必太過沮喪，收拾心情，繼續完善工作，重頭再來。藍瘦香菇的同學，可以找導師、輔導員、學長和同學傾訴一下；一時排解不了的，也可以尋求心理疏導，如中國科學院心理健康服務平臺：
結 束 篇
本文一站式分享了基礎科研的一般流程，以及每個階段中可以提升效率科研利器，希望能對大家有所幫助和啟發。願歸來時，我們都是更好的自己！
在此非常時期，最後以毛主席的詩詞和大家共勉。
卜算子·詠梅
風雨送春歸，飛雪迎春到。
已是懸崖百丈冰，猶有花枝俏。
俏也不爭春，只把春來報。
待到山花爛漫時，她在叢中笑
李暉 研究員 中國科學院國家空間科學中心
2020年2月14日夜（本文轉載自國家空間科學中心公眾號）
看官可有什麼想與國曉薇分享的？
投個稿告訴我吧~
原標題：《隔離在家中研究生們如何全面提升科研實力？》