Chapter 7 研究的范式

7.1 科学问题

具体什么是科学问题，难有准确定义，但是我们可以从一些侧面了解什么是科学问题。

科学问题的一些诠释：

  • 一个你能通过科学实验方能解决的问题；
  • 一个讨论过、研究过，但尚未形成定论的问题；
  • 一个可能被你的科学设计而解决的问题。

7.1.1 科学问题的案例

案例 详细解释

https://www.scribbr.com/research-process/research-question-examples/

7.2 研究区

7.2.1 资料收集和处理

7.2.1.1 基本资料

  • 社会经济发展：GDP，主要经济支柱
  • 人口：人口分布以及人口时间变化，重要时间节点
  • 行政归属

7.2.1.2 地理数据：

  • 高程：DEM，地形图
  • 土地利用：不同分类体系下的土地利用；不同时期的土地利用
  • 土壤质地：沙粉黏比例，土壤容重、有机质含量、土壤层厚度
  • 地质背景
  • 降雨分布
  • 温度分布
  • 行政边界：各级行政区划
  • 城市/居民点
  • 道路：各级公路铁路

以上数据应当形成标准图件。

7.2.1.3 气象再分析资料

  • GLDAS
  • ERA5-Land
  • CMFD
  • PRISM

7.3 学术论文基本框架

IMRaD是学术论文和学术讨论的基本框架。无论是写学术论文、毕业论文、毕业答辩、组会报告、给同行讲解，都请不断练习这种表达方式。

IMRaD即Introduction, Method Results and Discussion。中文为：引言、方法、结果、讨论。 尽管，论文写作中，通常在结尾加入Conclusion一节，但Conclusion是对前面所述内容的总结，而IMRaD则是相互不重复的内容。

  1. 引言（Introdution）
    1. 研究的背景：具体研究问题之后的大背景。
    2. 研究的意义：该研究对于人类认识、生产生活、其他研究的价值。
    3. 前人研究：重点关注5个要点：
      1. 前人的研究对象；
      2. 前人的研究方法；
      3. 前人研究出来的结论；
      4. 这些研究对于本次研究的借鉴价值或提供的思路/数据/背景；
      5. 前人研究的局限性/不足，或尚未回答的问题。从此引出本次研究的科学问题————即，在前人研究基础之上，我在本次研究哦中打算回答的问题，或称为零假设（Null Hypothesis）。
    4. 简要地阐明本论文的组织结构。
  2. 方法（Method）
    1. 研究对象。我们的研究对象通常为研究区。这里需要对研究区的基本地理背景做简要说明。包括研究区的面积、所属行政区、海拔、气候、人类活动情况等等。
    2. 方法：模型介绍、计算公式、统计方法、分析工具等等。
  3. 结果（Results）
    1. 方法验证： 通常为模型的校准、方法的初步结果，论证方法的有效性。
    2. 直接结果：方法结算出来的结果
    3. 间接结果：基于数据间的关系和逻辑
    4. 新发现/新结论：对以上结果的分析，此部分内容应该分散在个结果分析之中。
  4. 讨论（Discussion）
    1. 不确定性讨论：对模型、数据、参数、方法等可能得不确定性讨论和分析。
    2. 当前研究可能存在的不足：大方承认研究的尚未全面考虑的方面。这部分往往是受制于客观条件。
    3. 后人或者今后研究可能改进和进一步论证的方向和可能性。
  5. 结论（Conclusion） 将以上IMRaD的内容总结成三段话：
    1. 背景和意义，一两句话。
    2. 方法，一句话。
    3. 结果，分条目列举文章的新发现。
    4. 讨论，总结一句最重要的不足和局限性。
    5. 展望和价值，本研究的发现对于科研或生产生活有何指导意义。

7.4 材料检查表

做文档或者幻灯片，在提交给别人看之前，请先检查一遍内容。检查的依据可以参考以下规则。

7.4.1 图件

  1. 图是否有图题(caption)？解释图的含义？
  2. 是否有图例？
  3. 是否有变量单位？单位是否在合理范围？
  4. colorbar的颜色选取是否直观？ 例如：红/黄表示干、蓝色表示湿…
  5. 图件是否能通过色盲测试？
  6. 图表中的非常见简写是否解释? 例如：NGS，GS分别代表Non-Growing Seasong和Growing Season，应该给出解释。
  7. 多张小图组合的图件是否可以合并为一张图？
  8. X轴和Y轴的是否有正确的名称和单位
  9. X轴和Y轴的取值方位是否合理？
  10. X轴和Y轴的比例是否合适？
  11. 多个Y轴时候，读者能否一眼读懂数据对应左右Y轴的对应关系？

7.4.2 引用

  1. 别人的图表是否合理引用？
  2. 引用是否规范？ Duffy et al. (2016), WRR。

7.4.3 PPT美化

  1. PPT推荐使用模版。不要教条主义使用软件自带模版，需要自己做模版。可以针对自己作报告场合和听众使用不同的模版。
  2. 每个PPT页面上，颜色不超过3个。颜色可以选取所在单位的选色。 例如，所属研究所或大学的LOGO的基础色，作为文档的重要颜色。
  3. PPT页面尽量不使用背景色。越简洁越好看。
  4. 字体简单明了，字体类别数量少且统一。推荐字体：
    1. 标题：黑体/微软雅黑/Arial/Helvetica(Mac)
    2. 正文：宋体/Times New Roman
    3. 特殊字体：仿宋/楷体
  5. 封面中适当加入本PPT的主旨图，容易给人深刻印象。
  6. 开头几页中应该PPT的目录。
  7. 强调文字宜用加粗。
  8. 少用大红色。
  9. 非必要，不使用PPT动画。
  10. 不同章节之间注意前后顺序和逻辑关系。
  11. 不同章节要有明显的标志，讲解的时候更要强调。
  12. 无论什么时候，都要在页面上下左右留空白。
  13. 控制文字的断行，不要出现一行只剩一个字情况。
  14. 第一页有所属单位和资助者的完整版Logo
  15. 一般页面应该有所属单位的小Logo。
  16. 页面之间的繁-简关系适当。“前一页堆满图文，后一页空空如也”的情况令人不舒服。
  17. 加入页码。
  18. 左后一页致谢。致谢你的听众和经费自助者。

7.4.4 一般文档

  1. 图题(caption)是否合理？图题要能够清楚解释图件里面的含义————读者即使不阅读正文，可以借助图本身、图例和图题读懂图件表达的含义。
  2. 章节标题的层级关系是否得当？ 是否可以通过word/wps的自动提纲功能提取文章的目录结构？
  3. 是否在合适的地方加入引用？ 一般引用规则：重要的数据、重要论述、重要的因果关系、引自他人的观点/数据/结果等。
  4. 引用格式是否全文一致？
  5. 图件中的信息与正文阐述是否一致？例如：图件中包含研究区的经纬度、高程范围、降水量、气温等，该数值是否与正文中对应的数值一致？
  6. 前后文逻辑、观点是否一致？
  7. 标点符号是否中英文混用？
  8. 文字行距是否一致？
  9. 文字格式推荐使用模版。