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我室张东明博士生在新加坡国立大学交流访学心得体会
发布时间:2013-12-02
      离开729这个大家庭已经接近2年了,距离我回归的日子也越来越近。半年前张洁老师联系我是否方便总结一些科研心得体会与师弟妹们,并能够分享我在新加坡的所见所闻。出门在外,作为高年级的学长师兄,没有出色的成果,要写一些科研体会实在难免牵强,所以我在这里的赘述主要是想让没有到过新加坡或者没有走进过新加坡国立大学(National University of Singapore,下文简称NUS)的师弟妹们能有一个初体验。下文我会就新加坡及NUS的概况,NUS求学的研究生活,我的生活分别做一个介绍。当然,我的生活中的很大一部分时间献给了办公室,所以就在这一部分写一些与“办公室”一起生活的科研体会吧。
      新加坡及NUS概况

1 等比例上海市部分市区面积和新加坡国土面积(包含领海)对比

    新加坡地处马来半岛的最南端,国土面积仅为710平方公里。1965年从马来西亚联邦独之后迅速成为亚洲经济四小龙之一。新加坡是个多元种族的移民国家,也是全球最国际化的国家之一,在国内居住的居民有38%为永久居民、拿工作签证的外劳和拿学生签证的学生,建筑业有和服务业分别有80%50%外劳。新加坡同时也是亚洲重要的金融、服务和航运中心之一,根据20117月美国Dow Jones世界金融中心指数排行,是继纽约、伦敦、东京和香港之后,位于全球第五名。整个城市在绿化和保洁方面效果显著,故有花园城市的美称(维基百科,2013
 
    新加坡地处赤道附近,故没有春夏秋冬四季之说,常年处于我们所谓的夏季。但新加坡的气温比较适宜,最高温度也只在34度左右,而晚上一般会降低到22-24度。来到新加坡,无论是游客还是学生,对新加坡的评价中总是少不了两个字“干净”。的确,街道马路、小区布道都是一尘不染,热带的雨水冲刷之后,往往保洁员还会用高压水枪清洗一遍,地砖之间的缝隙也不会放过,这就是新加坡的原则,生活的环境的卫生是非常关注的。政府不仅对公共场所的卫生十分注意,连居民家里的卫生也要求严格。政府会定期到居民家中检查是否有积水和不洁。即使是新加坡的工地,也同样要求非常严格,举个例子,工地任何地方如果一旦被查出有积水有飞蚊连续三次,撤销项目经理职位,整个工程停工,下一次的该施工单位竞标另外工程将受到很大的影响(与中建南洋辛韦韬师兄个人交流,2013)。

图2. 新加坡平均气温
    整个新加坡,一共六所大学,包括National University of Singapore (Founded in 1905), Nanyang Technological University (Founded in 1991), Singapore Management University (Founded in 2000), SIM University (Founded in 2005), Singapore Institute of Technology (Founded in 2009), Singapore University of Technology and Design (Founded in 2011)。从建校的时间看,新加坡的老牌大学也许只能算2所,即我所在的NUS和南洋理工大学(NTU)。而这两所学校在2013年的世界大学排名(QS Top University Rankings, 2013)中,NUS排名全球24,NTU排名全球41(中国大陆最高为第46位的北京大学),由此可见新加坡大学的质量。最近建立的几个专业性较强的大学的发展也非常迅猛。
 
    新加坡国立大学共有16个学院,分布于肯特岗、武吉知马和欧南园三个校园,全校学生数为3万7452人,其中本科生为2万7391人和研究生为1万零61人(2013-2014学年)。每年的毕业人数为学士学位6750人,博士学位837人,硕士学位2904人(2013年9月)。学校有教职员工2314人,研究人员为2999人(通常为博士后),行政与专业人员:2493人(http://www.nus.edu.sg/)。

3. 新加坡国立大学工程学院大门口
    NUS研究生生活
    我就读的是NUS工程学部土木与环境工程系,英文全称是Department of Civil and Environmental Engineering in Faculty of Engineering(简称CEE in FoE)。目前土木与环境工程系主任即是我在NUS的导师方国光(Distinguished Professor Phoon Kok Kwang)院士(新加坡)。CEE下属7个研究中心,其中与我们岩土相关的有两个:1. 软土工程中心(Centre for soft ground engineering,CSGE); 2. 离岸工程研究中心(Centre for offshore research & engineering,CORE)。研究方向是岩土工程的NUS正教授不多,仅有Professor Phoon Kok Kwang、Professor Chow Yean Khow、Professor Lee Fook Hou、Professor Leung Chun Fai、Professor Andrew Clennel Palmer、Professor Yong Kwet Yew以及已退休的Professor LEE Seng Lip。NUS的研究生主要分为课程型硕士(Master by course)、研究型硕士(Master by research)、研究性博士(PhD)三大类。其中课程型硕士修满所要求的学分并且每门课程达到要求即可,不需要提交论文。研究型硕士则需要在修满所要求的课程以外,提交科研论文。所提交的论文将由校内教授匿名评审,但不需要答辩。研究型博士在研究型硕士的基础上,所提交的论文需要由世界范围内顶级教授匿名评审,并且需要答辩。通常答辩是不允许该博士的导师在场,所有由答辩委员会(通常2名答辩评审教授和1名主持教授)提出的问题均需由该名博士负责回答。在我两年的学习生活中,聆听过不下10位师兄的答辩。往往每场答辩从下午2点开始持续到下午5点结束。期间答辩委员可随时打断博士的报告进行提问,并且直到回答满意为止。因此通常会出现讲到”sorry, I did not consider this effect”为止。教授所提问题大都尖锐并且是以攻击研究的基本假设为主要问题。经常会问道的有以下几类问题:“how small is small or how large is large ?”、“what is your boundary condition and why you choose this ?”、“What is your contribution overall ?”、“Have you ever used the field data to prove your research and how many is the database ?”等等。
 
    对于一名NUS的博士生,从入学开始,压力就随之而来。首先需要应付每学期2-3门的考试。NUS的教学模式是模仿美国大学模式,故对课程的要求近乎苛刻,每个星期有2-3个大作业,每学期有两次小的测试(quiz),一次final exam,另外还要看你课堂表现。总之在第一年,博士生基本是疲于应付课程考试。在这个过程中你还需要向你的导师提交季度报告,讨论拟定初步的研究方向。经过一年以课程为主的学习之后,你将会面对第一次博士资格考试(笔试)。这个考试叫做written QE (Quality Evaluation)。考试内容基本是你学过的课程内容。经过第一年之后的written QE之后,进入正式的科学研究阶段,此时你已经基本上定了研究方向,做试验的开始准备实验仪器,做数值的开始研究基本数值分析原理。在你第2年或者第2.5年之后,将迎来第二次博士资格考试(面试)。此次面试则将由所学专业方向其他教授对你进行面试,你先汇报你在这2.5年中有关你目前的论文方向的研究进展,然后提出计划和预计成果,然后由教授对你的现有成果、研究方向、预计成果进行评价。接下去就开始正式进入科学研究,只需要与你的导师进行沟通和交流直到完成论文,这一过程通常为4年学制。最后你的成果是否达到毕业要求,完全由你的导师做决定。在NUS,不同的导师对此要求各有不同,例如方教授十分鼓励学生写文章,故你基本上会有1-2篇待发表的文章即可毕业(通常仅需4年)。但例如李教授(Prof. Lee FH)不鼓励学生在博士期间写文章,故你不需要文章即可毕业但这并不意味你会轻松,相反的,李教授的要求近乎异常的严格。
    我的生活之科研

图4 科研论文与打官司的对比

    如果你问我什么是科研,我一时半会儿还真是答不上来。科研是坐在办公室对着电脑看文献的阅读过程吗?科研是抬头看天花板问自己为什么文献里会是这么算、得出的为什么是这个结果的思考过程吗?科研是打开Matlab编写程序或者打开草稿纸推导一串串隔了夜就完全不知道字符含义的公式的计算过程吗?科研是将excel表画成的图标写到word文档中并辅助以一些说明文字以及你为什么要做这个的写作过程吗?科研,也许都包含这里面的一点点,但是谁也没有给过一个确切的定义,也许是因为科研永远不安于现状,永远都需要去修饰它那些棱棱角角的错误的周而复始的过程,故它没有一个静态的定义。
 
    所以我首先想聊一聊读文献,如何读,读到何种程度?作为刚入门的同学,自然需要读很多很广泛的东西,虽然国际顶尖的期刊就那么几个,但研究隧道问题的文章却多如牛毛,如何选择。我的经验和建议是,从一篇经典论文开始。何谓经典,自然是引用率较高。一般此类经典论文都在10年之前或者更早,而且当时的作者往往已经成为现在的欧美顶级学校的顶级学者,这样,你搜索的范围就小了很多。同样的,当你拿到一篇经典论文的时候,由于引用率很高,所以从这篇文章开始,顺藤摸瓜看下去,它之后的发展方向和发展程度,这样就有一个比较清醒的认识了。那么读一篇经典论文,就相当于初步对一个领域有了判断和轮廓。到后来,我时常有一种错觉,我在读的这篇经典论文的作者就站在我身边跟我侃侃而谈他这篇文章的思路和目的,生怕我漏了他哪一点非常精彩的叙述。
 
    然后就是精读,找到方向之后,精读是让你有突破口。因为一篇文章肯定会有不足的地方,会有假设的地方,你从这些角度入手。有人会问,我怎么知道他不足在哪里,假设在哪里?那就请你动起手,重复一下别人的工作(除了模型试验之外),你根据他的思路重新做一遍,你将很快发现问题在哪里,难点在哪里。悄悄的说,如果不是大牛的文章,往往经常会隐藏一些漏洞和假设,因为他不够顶级,无法解释,故选择逃避和隐藏,这时就是我们找弱点的大好时机,找准,然后看看有没有可能改进。一般来说,如果一篇文章的最大假设非常显而易见,那这个假设基本上你是没有办法去改进的,因为他都已经光明正大放出来了,所以是大家都公认的假设。所以真正去重复别人的工作一遍,你才能知道,属于你的那个菜在哪一块地里。
 
其实前面已经讲了一些“想”、“思考”的问题。这里还想再提一点的就是,严谨。你可以有假设,但你必须证明你的假设合理,这是你继续下一步工作乃至写文章的前提。没有办法证明的假设,即使最后的结果很漂亮,但也是建在空中的楼阁,会被论文评审专家一眼识破。当然证明假设的方法有很多,有力学、数学上的验证,有实测数据的验证,有有限元数据的验证,有假设对结果的敏感性分析等,上述几类证明力度由强到弱排序。
 
    “计算”or“试验”,在你严谨的假设并验证了假设合理性之后,你才能开始你的问题的计算和分析。在这一步骤中,我想强调的是,目标。如果没有目标,你的计算将有可能漫无目的,或者很多是白做工。有了目标,就等于有了方向。有了方向你的计算和分析的每一个数据点都会对结果产生影响。另外还有一点,还是严谨,不仅仅是刚才思维上的严谨,还包括计算分析工况的严谨,所有可能出现的工况都要考虑到。
 
    与“计算”不同,对于“写”,光有目标还不行,还要有重点。走向目标的道路上,可能会有很多岔路口等着我们。这些岔路口往往就是因为严谨所以才会在我们的计算、分析中出现。而此时,我们需要有取舍的观念,哪些岔路口我可以不需要解释,那些岔路口可以合并,那些岔路口需要重点解释。分清主次轻重,让主路是始终是一条笔直的大路,不要歪歪扭扭。另外,英文的写作,在我去新加坡之前,还觉得写得越多越好,经过2年的培训,现在已经完全改变了想法,写得越简单越好,越少越好。
对于科研,最后还想多说一句,YOU should KISS the research!

    我的生活之生活
    当然除了我在办公室从早上7点半到晚上9点的13.5小时的时间之外,我也还是有一些娱乐活动的。特别是在我爱人也来到新加坡之后,周末没有特殊情况基本上不去办公室。因为新加坡很小,一个周末就玩遍了,所以后来陆陆续续去了马来西亚的槟城、吉隆坡、热浪岛,印尼的巴丹岛,柬埔寨的吴哥窟。身在新加坡,去这些国家就像从上海回一趟杭州一样方便和快捷。所以,我感觉待我回国之后,近些年,我们应该不会再来东南亚了,叫做累觉不爱了~~~~附上几张生活照片,供大家流流口水,供我得瑟得瑟。

5. 穿着短袖短裤在方老师家过圣诞
 
6 参观新加坡总统府(总统府门前的大草坪)
 
 
7 马来西亚停泊岛
    行文至此,就此收笔,若师兄弟妹能够坚持看到这里,多谢多谢!!!!!

(撰稿人:张东明 网络编辑:岳磊)

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