机械设计及理论专业的学生要求学习阶段需掌握坚实的基础理论和系统的专门知识。在力学(特别是动力学)、摩擦学、强度理论及设计理论方面打下坚实的基础;在CAD技术、计算机编程、机械参量测量、微处理器应用及文献阅读方面有较强的基础;在机械零部件的冷热加工及装配工艺、电工学、电子学方面有一定的基础。毕业以后具有从事设计、试验、科学研究工作或独立担负其它专门技术工作的能力。
符合要求的毕业生可在高等院校、研究院所和工矿企业承担教学、科学研究、产品设计与开发及企业管理等方面的工作。由此看出这个专业对于基础和理论都相当重视,那么一篇优秀的机械设计及理论毕业论文通常要怎样选题呢?其实无论是机械设计及理论专业还是其他专业,选题的法门几乎大同小异,所谓选题就是要确定要研究的方向、范围、对象或探讨的主要问题。正确而又合适的选题,对撰写学术论文具有重要意义。选题不是科学工作者随心所欲的事情,它与科学发展本身以及一定的社会政治、经济、文化等背景紧密相连,因此受到各方面的制约。选题必须遵守一些原则,否则是无意义的。
一、学术论文选题类型
虽然选题的分类并无明确的规定,但是可从各种不同角度透视,对选题的类型进行多重界定。这有利于学术论文在选题之初就具有明确的类别表征,对研究者准确把握选题方向具有重要意义。
二、学术论文选题原则
选题虽因人而异,无固定模式可循,但决定选题的弃取也不乏共性的标准和依据———“原则”[8]。学术论文的正确选题,需要按照一定的原则,以避免选题的一般化、单一化、平淡化和平庸化。学术论文的选题应符合的一般原则。
(一)价值原则
学术论文选题的价值何在,能对社会实践及科学发展产生什么作用和影响,是选题时必须高度重视。一方面是短期内见效、直接且易见的实用价值;另一方面是比较潜隐、对科学发展具有长远作用的学术价值。从社会与科学发展角度看,这两个方面同等重要。选题只有为社会所必需、对社会有所贡献,研究价值才能得到实现与回归。社会需求是多层面的,既有社会意识形态领域的需求,也有生产实践方面的需要。在短期内亟待解决的、能产生重大经济效益和应用价值的问题应作为首选课题。选题的实用价值要兼顾目前与长远,对于一些理论研究,在短期内实用性并不显著,但其远期效益却难以估量,如X射线、镭和原子能等理论研究成果,具有潜在的巨大应用价值。
学术研究必须以科学理论作指导,以客观事实为依据,建立在科学的世界观和方法论基础上,以科学的思维方法,揭示事物发展的内在本质和发展变化的一般规律。因此,学术价值是学术论文区别于其他文体的本质特征,在选题之初就必须考虑。单篇论文无须论证得全面系统,往往截取某一“横断面”或某一“点”来实现理论上的关键性突破。这使选题更加明确和集中。
(二)可行原则
从主客观条件两个方面考虑选题的可行性,即是否具备开展研究的条件。无论是自然科学还是社会科学,也无论是基础理论还是应用实践,需要深入研究和解决的科学问题很多,主客观条件不具备时,投入再多的人力、物力,成功的希望也很渺茫。
研究者要根据完成所选论题的主客观条件,主要包括所处时代社会发展、科技水平等,自身研究能力、业务专长以及研究兴趣,研究基础、文献资料、仪器设备等物质条件,选择适于深入研究和探讨的论题。要善于扬长避短,坚持深浅适度、量力而行,选择在知识储备、个人专长和物质条件等方面均具有优势,自己也充满浓厚兴趣的论题,以及既需要经一番努力同时又是自己能够胜任的课题,确保所选论题的顺利开展。
(三)发展原则
科学发展的过程,就是不断积累、继承和延伸的过程。选题要注意选择有发展潜力、前景广阔、有利于开展的课题,伴随研究的深化,一个课题完成之后,会引出一连串新的课题,逐步向某个方向拓展,最后甚至会开辟出新的研究方向。这种选题犹如处于一个整体性研究的不同阶段,能衍生出许多分支课题,同时节省了重新选题、论证的时间,有利于多出、快出成果,实现科学发展的可持续性。
学术论文,贵在创新,要能提出新的观点、理论、见解、学说,创出“新意”。当旧理论无法合理解释所面临的问题时,就会为新的理论所取代。这一修改和创新过程循环往复,才使科学不断发展。创新性有三种不同的表现形式:以原有理论、方法分析解决新问题;采用非常规方法、思路,解决老问题,其新意在于方法的变换、理论的推进或角度的变换;以全新的方法、理论探索没有涉足过的未知领域。第三类创新,其成果的价值胜于其他两类,但难度相应地也更大。科研发展的层次越深,创新的难度越大,特别是理论研究,成果具有世界通用性,它的先进与否是相对于人类知识的总体而言的。应用技术研究及社会科学研究的创新性,在不同的范畴内是存在差异的,某项技术在某一地区、某一国家或许前所未有,而在更大的范围内,其先进性可能会荡然无存。因此,选择的课题只要在特定的参照系下是有新意的,即可称为“创新”。
三、学术论文选题途径
选题的途径多种多样,要广泛阅读、勤于思考、触发灵感、发现课题。结合科学研究中的成功案例进行归纳总结,我们发现从生产实践需要、文献查阅评估、已有成果延伸、学科交叉渗透和前沿热点追踪五个方面进行选题的有效途径。
(一)生产实践需要
人类在实践中所提出的问题,始终是认识和科学的首要课题。许多极其重大的发明、创造,都是源于在实践中所萌生出来的研究课题。在社会发展、人民生活和科学技术中,实际需要解决的问题,如环境问题、人口问题、法制建设问题、农民工问题等,各省市区县大都已汇集成册,只要留心观察,一定能找到最有科学价值和实际意义的课题。关系国计民生且亟待解决的重大自然科学理论和技术研究问题多属定向性选题,难度和规模大,但多可分成若干小题,加以具体化,科研人员应从自己的优势出发,形成指向更明确的定题性选题,以保证其可行性。在各级政府、科研部门制定的各种科研规划中,也提出许多生产实践研究课题可供选择。此外,选题为生产实践服务,科研人员走出实验室,到生产一线熟悉生产过程,及时了解与发现生产过程中提出的理论和技术问题,从中筛选出符合科学原理和适合技术工艺开发的研究课题。如:通过对半悬空索道集材生产实践的调研,发现由于捆木位置不当,而给集运材工作带来延误,生产效率低,劳动强度大,甚至可能发生事故,以此生产中急需解决的问题作为选题,寻求如何缩短捆木时间,迅速排除卡阻,提高捆木工效,增加台班索道集材产量的途径,实用价值高。
直接或间接地来源于工程实践、工程实际中急需解决的技术难题,具有较强的实践性、综合性。若研究者具有较强的工程设计与实践能力,熟悉行业规范规程和生产实际,这种应用性选题最为合适。选题工程化,参与工程项目和收集实际工程资料,可以做到真题真做。如:结合武当山南岩宫玄帝殿修复工程,在景区内架设特殊吊装索道运输修复材料,有效解决了两大难题:①特大、特长、特重金柱的吊装;②3000t材料运输时,确保龙头香(国宝)、乌鸦岭、宾馆和停车场以及游客旅游观光的安全。通过该工程项目的设计,撰写了“武当山特殊吊装索道设计研究”学术论文,同行专家与业内人士评价极高。
(二)文献查阅评估
广泛阅读文献是研究灵感的重要源泉。在全面收集、大量阅读有关研究文献的基础上,对所研究的问题在一定时期内已取得研究成果、存在问题以及新的发展趋势等信息,博采众家之长,结合自己的深入思考和想象力,激发研究的灵感,有助于找到好的课题,走出一条新路。如:自20世纪80年代以来,每5~8年,对我国工程索道(货运索道、客运索道、林用索道和缆索起重机等)科研方向进行综述或述评,在阐述我国工程索道的发展历史、研究进展、存在问题、研究对策的基础上,为国内外索道领域科研工作者指明了工程索道的研究方向。
可根据研究者自身特长和已掌握学科的发展趋势,进一步查阅近二三十年来本学科国内外的相关文献进行综述,也可从著名学者、专家和专职情报研究人员发表的科技综合述评文,发现具有科学价值的选题。从文献中吸取精华,获得启发,寻找到空白点,设法使得自己的选题能够填补国内外学科领域的空白点,这种选题具有先进性和生命力,有可能在前人研究的基础上有重大理论突破或对指导实践有重要意义。如中国数学家陈景润在青年时代学习著名数学家华罗庚(1910~1985)教授的专著《堆垒素数论》等著作时,发现“歌德巴赫猜想”是一个二百年遗留下来至今尚未完全解决的数学难题,从此,陈景润便把“歌德巴赫猜想”作为自己攻关的研究课题。又如被人们誉为“杂交水稻之父”的袁隆平院士,他的研究工作可以说是“从文献空白点选题”的范例。#p#分页标题#e#
(三)已有成果延伸
对于前人或他人在科学上提出的开创性理论,常吸引一大批研究人员对其进行详细的讨论或检验。如果在所研究的领域内,有人提出了重要的理论并作了开创性贡献,有人提出了某种理论并论述了其适用范围,原有理论一旦解释不了新的事实而暴露出它的局限性,在这种情况下,就要不失时机地抓住这种理论或假说中感兴趣的问题进行讨论。或对其中的论据进行检验,或敢于进行突破旧理论的新探索,这样就有可能提出独特见解或新的结论,往往能够取得重大的创新突破。如:1985年在《东北林学院学报》上发表倪元增教授的论文中有索道可以搞优化设计的报道,当年立即以“应用微机作索道优化设计”作为选题,开展索道承载索的优化设计和给定设备的索道优化设计研究,并取得成功。
人类认识是无限发展的,理论与事实之间的矛盾总是存在的,理论体系的完备性也不是永恒的,随着实践和认识的发展,也需要不断扩展和深化。根据已完成课题的范围和层次,从广度和深度等方面对其再次挖掘而产生新选题。这种选题研究,更具体化,目的更明确,使研究工作循序渐进、步步深入,完善已有的理论和假说,有利于学术向纵深拓展,达到更新的层次。
(四)学科交叉渗透
科学发展史表明,不同学科之间的边缘问题、交叉问题从来都是科学上的重要生长点。因为这种问题原先是各门专门学科未能顾及到的,是认识上的空白地带,也正是科学中尚未开垦的处女地。如果善于在这里进行科学耕耘,必定能采集到新的认识成果。如:在森林采伐的生态环境保护中习惯上沿用“生态采伐”或“生态采运”等术语,是森林采伐学与森林生态学两门学科交叉的科学研究领域,必然产生科学研究的空白区。二十多年来,在这一交叉领域展开科学研究,建立了中亚热带天然次生林择伐与更新、人工林生态采运长期动态跟踪试验研究基地,取得一系列研究成果。从工程索道与机械设计、无线电信息技术等领域的交叉渗透中选题,创新研制YP0.5-A、YP1.0-A、YP2.0-A、YP2.5-A、YP3.0-A、YP5.0-A型等不同起重量系列全自动遥控跑车。
科学发展趋势是交叉和渗透,会产生大批崭新综合性研究课题。大多数研究者往往专注于自己熟悉的领域,而对相邻的领域或不相关的领域没有加以足够的关注,或对相关领域的专业知识不足,失去许多发现有研究价值的选题机会。现代科学研究越来越需要研究者拓宽视野,掌握跨学科的相关知识,培养敏锐的观察力和敏感性,从跨学科的交叉领域中选题,从而获得科学上的突破。王选院士(1937~2006)是从跨学科领域研究中选题的突出代表,成功解决了激光照排难题,为我国报业和印刷业做出了突出贡献。
(五)前沿热点追踪
在对已有研究成果综述的基础上,有利于获得学科的前沿动态,追踪最新的研究热点。学术争论在科学史上从未间断过,也正是由于有了这种争论,才推动了科学自身的发展。对于同一对象、现象或过程,存在着不同观点、不同学派之间的学术争论,这是科学发展过程中常有的事情。大家各持己见,似乎都有一定的道理,但又不能完全令人折服。像这样的热点问题,就需要作进一步的研究。或赞成,或反对,或另辟路径,以充分的论据论证自己的观点,驳倒其他观点,论文就会有所突破。如:代数函数法三种悬索理论(抛物线、悬索曲线、摄动法)的计算误差争论不休,研究此课题,对我国专家们提出的悬链线、悬索曲线和摄动法的三种索道设计新理论进行全面研究、补充、完善和提高,并与原苏联、日本专家提出的抛物线理论进行了分析比较,平息了国际几种悬索理论争论不休的问题,学术价值高。又如:由于客运索道在中国风景旅游区的开发建设较晚,对索道在风景旅游区的地位和作用的认识,存在分歧是可以理解的,如何在风景旅游区建设客运索道,处理好保护和开发的关系的研究课题,就很有实用价值。
此外,研究工作中常会遇到一些“反常”现象,所出现的问题是预先实验设计中不应出现或操作失误而出现的不正常现象。遇到这种反常或异常现象时,首先要检查是否由于实验设计本身的问题或操作不当,如果多次反复仍然出现这种“异常”,就要仔细分析,不要放过每一个细节,也许就会发现学科前沿问题。在科学研究中,不仅要有严谨的治学作风,而且还要善于捕捉那些意外现象中蕴藏着的规律性的东西。有的会在这些所谓非预料或“反常”现象中发现问题,形成课题。因此,选题常常得益于科研人员的想象、灵感、直觉,以及对这些直觉思维、意外发现、深思好学所带来机遇的捕捉。
四、结束语
选题是一种创造,是在丰富的知识储备、大量的社会实践和积极思考中形成的。选题的来源是广泛的,发现一个有价值的课题,是一个创造性的思维过程,也是一项灵活的研究艺术。选题时首先要进行调查研究,然后再分析综合,选择出有意义、有价值又适合自己的研究课题。学术论文选题类型的界定,有利于研究者准确把握选题方向,“题好”,包含三层含义:一是指选题与客观需要相符合,保证选题具有实际意义和价值;二是指选题与研究状况相适应,保证研究者有能力、有条件对问题展开研究;三是指选题与科学发展相促进,既承继前人成果,也有创新突破,有利于当前所选课题在今后进一步拓展。
广泛收集有关选题所需要的一切资料是实现选题的基础和前提。选题有多种来源、多条渠道。学术论文从各种角度进行选题,要理论联系实际,结合社会生产实践中出现的突出问题,解决生产实践或工程实际难题,在社会生产和生活中不断形成、出现的问题是形成科学研究的重要源泉,具有重大的科学价值和现实意义;要熟悉目前已有的研究成果,做到心中有数,才能从实际出发,为选题做好充分准备;要关注学术争议,从全新的角度认识问题,以充分的论据寻求突破;要注意学科交叉所带来的空白地带,紧跟学科发展前沿,填补学科建设上的空白。选好了题也就为成功的研究、成功的写作打下了良好的基础,才能确定论文的主要内容,体现出论文的独特性和创新性。