(海外)科研背景提升的誤區與方法論解析

隨著選擇海外升學的群體不斷增長,申請這件事已經變得越來越複雜,從早些年單純通過硬性背景(畢業學校、GPA、托福、GRE/GMAT等)來進行篩選,更多變成了需要綜合評價申請者軟硬性背景的過程,而科研經歷就是軟性背景中非常有代表性的一種。

從我讀博士,到開始幫助學生申請全獎博士,再到後來延伸到本、碩、博全學位的海外升學指導,超過十年的行業經驗告訴我,科研背景確實非常重要。因為它不僅擁有足夠的門檻和可信度,更具有很強的差異化,便於學生從眾多申請者中脫穎而出。可喜的是很多學生家長也意識到了科研的重要性,從早期就開始尋求各種各樣的科研機會;然而,他們中的大多數對於科研並沒有真正的認知,東一榔頭西一棒槌的瞎找,一心沖著名校,也不管對實際的申請有沒有幫助,最終往往是既浪費錢又浪費時間。

為了避免大家再犯類似的錯誤,也為了幫助大家更好的申請,決定寫下這篇文章,系統地講講海外科研的那些事兒。整體會從以下四個維度來分析:

  1. 什麼是科研?
  2. 對於科研大家有哪些誤區?
  3. 科研對留學申請有什麼用?
  4. 如何獲得科研機會?

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什麼是科研?

都說科研重要,都要找科研機會,可究竟什麼是科研?

我想大多數學生和家長都是搞不太清楚的。

這裡就以我個人的經歷為例,來讓大家看看究竟什麼是科研。通常一個完整的科研會包括以下幾個步驟:

1. 確定科研主題:

做科研的第一步,就是要選題。有的人選題可能會很快,一般是老闆有現成的研究方向,而學生就是從研究的某個子領域中Propose一個方法,並證明它比別人的方法有本質上的優勢(有一些具體量化的指標),這就是一個基本的科研主題。比如我在美國讀Ph.D.的時候,從第二年開始跟導師做科研。最開始就從我導師研究的方向中選了一個主題:「小分子化學反應中的小分子數量模擬」。

但也有很多人選題會很慢,尤其是那種自己來確定研究方向和主題的。更慘的是如果最開始選錯了題目,後面就會變得很艱辛。我認識很多朋友Ph.D.讀了7-10年,一部分是由於他們自己拖,但也有很大一部分是選錯了題目,或者因為題目太難做不出來,或者是做的差不多了被別人捷足先登,搶先做出來了,只能重新換主題。

2. 了解方向背景:

在確定題目之後,一般需要進行的就是Literature Review,也就是通過閱讀學習相關領域的Paper,去了解別人用了什麼方法,做到了什麼地步,來思考自己該如何做。像我在做自己的科研的時候,最開始大概讀了30-40篇Paper吧,其中最核心的差不多10篇左右,雖然我讀的量不算多,但和一般國內本科的科研比起來應該還是要多一些的。

3. 模擬已有的科研成果:

在完成Literature Review之後,一般需要從中挑選出認為不錯的別人的方法來做模擬,其實就是把別人Paper里的方法用code實現出來,得出結果。現在很多本科生做科研就是做到這一步為止,並沒有真正探索創新的內容。其實這個不是科研,只是科研的第一個步驟。所以如果你連這個都完成不了,就不要幻想可以直接步入真正的科研項目中去了。

4. 提出新方法:

然後就開始真正的探索和方法創新:

首先會基於一些Paper,從直覺上先提出一些方法;接著從理論上簡單證明一下,確定理論上的可行性;最後用計算機進行各種模擬,來嘗試驗證自己的想法對不對,結果好不好。(這裡我只是用最簡單的方式表述,實際科研中可能會比這個過程複雜的多)。

5. 用理論方法證明新方法的可行性:

如果是應用學科,到上一步可能就結束了;但像我們數學這樣的理論學科,在這之後還需要就計算機模擬結果的基礎上進一步來用理論方法加以證明。需要從理論上說明這個方法如何牛逼,還要證明收斂等各種要求。當然,這更多是為了滿足一些期刊發表的要求或者博士畢業論文和答辯這樣的場合,如果只是作為一段科研經歷或者只是作為本科和碩士生的科研的話,並不需要做到這一步。

6. 撰寫Paper:

其實就科研本身來說,Paper並不是必須的,尤其是當你只把它作為一段科研經歷提升自己的軟性背景的時候。因為其實發Paper是要花非常長的時間的,本身寫就要很久,寫完還要給導師改。如果導師速度快還好,但比如當年我導師屬於動作特別慢還每次都要和我邊討論邊修改的,那要花的時間就完全不可預估了。此外在寫的過程中還可能有什麼新的想法需要補充,說不定又討論出了一個新的方向,又要進行一系列科研。再加上後續投稿、審稿、修稿、甚至可能出現被拒換期刊等等情況,都做下來所花的時間遠遠超過你的想像。比如我當年一共發了2篇期刊論文,再加上1-2篇沒有發表的論文,加上畢業那段時間還在找工作,前前後後整個科研拖了差不多1.5年的樣子吧。

整體來看,科研有非常多的不確定性。據統計,美國差不多有將近50%的Ph.D.學生最終沒有拿到學位,其中一部分是主動轉成碩士找工作了,還有一部分是因為考試沒過、科研做不下去、或者被導師開出等被轉成了碩士去工作的。所以如果你想通過3-4周onsite科研就做出成果,或者想花幾個月時間就發出頂級Paper,真的是痴人說夢了。相比於為了實現這種不切實際的目標做一些沒價值的東西,倒不如踏踏實實做出一段能講得出內容的科研經歷來的現實。

對於科研大家有哪些誤區?

說完了什麼是科研,還需要給大家補充一下很多科研常見的誤區,防止大家陷入一些沒有意義的糾結之中:

誤區一:去海外做的科研才叫海外科研

其實所謂海外科研更多指的是科研導師是海外的,而並非你做科研的地方是海外,所以不管是去海外實驗室完成一個科研還是在線上跟著海外導師做一個online科研,其實都是海外科研。

誤區二:在名校做科研比非名校的更有價值

其實科研這個東西,更多的不是看你在哪兒做,而是看你通過海外科研獲取了什麼。現在都過渡消費學校,一聽說哈佛、斯坦福這些科研機會都覺得非常高大上,其實如果你只是去這樣的地方水一個科研,未必比你在一個不那麼知名的學校踏踏實實做一個項目出來更有幫助。

誤區三:只要我參加了海外科研,就對我有幫助

正如上一點所說,水一個科研和好好做一個科研完全是兩回事。一方面是導師的選擇課題的選擇,另一方面是你的個人學術能力與對未知探索的好奇心,只有二者碰撞出火花你才可能獲得預期內的成果產出,也才真的對你有幫助。

誤區四:海外科研必須有推薦信,才對之後申請就有幫助

一方面如果你的科研導師是個教授,那能不能獲得推薦信是一件非常不確定的事情,因為海外教授非常在意自己的reputation,不會輕易的幫人寫推薦信。另一方方面即使你獲得推薦信,也還要看這封推薦信的內容寫的如何:如果只是事實性的描述,其實並沒有太多用處;只有導師真的用心誇你,才能真的對申請起到積極作用。

誤區五:我想知道需要花多少時間來完成我的科研

科研並不是說最開始給你定義一個20個課時、3個月或者一篇論文產出的項目,這樣的項目更多是從已有答案的案例中,把一些科研技能鍛鍊出來。真正的科研是有很大的不確定性的,取決於你個人的學術能力、你的時間投入、導師選題與導師的引導能力。

科研背景提升對海外留學有什麼用?

很多學生/家長為了科研機會煞費苦心,但實際上並不了解科研究竟該怎麼幫助自己的申請。其實這個思考非常簡單,就是本質上你要了解美國graduate school的招生評價標準是什麼。

一個學生申請研究生學位,首先要知道,錄取是誰來做決策。雖然你申請的是graduate school,但其實是department(系)來招生,由本系的tenure track professor來做決策。

對於國外的教授,他在學校中有三個工作職責:research(科研)、teaching(教學)和service(院系服務,譬如招生、當系主任、當項目負責人等),而且不同於國內很多人注重行政級別,對於國外大多數教授來說,他們價值觀的排序是:Research>Teaching>Service。

因此在Ph.D.的申請中,科研永遠是最核心的價值,這個毋庸置疑。但現在好多申請Master的學生,也去做科研,很多學生覺得這個沒什麼用,其實不盡然。你想想,決定你錄取結果的人是Professor,他們的價值體系中research最重要的,即時很多國外的Master學位僅是課程導向,甚至不需要寫thesis,但有科研經歷的人,天然會讓教授產生好感,這顯然對申請是有幫助的。【當然這個也不絕對,科研經歷大多對於理工科或者人文社科類比較有用,但對於商科和藝術這一類申請,評價標準是不一樣的,這裡就不細說了。】

所以科研是非常能幫助申請者差異化背景的一種方式。設想一下,如果你來自於國內某普通211大學,你和背景差不多的學生比較起來,可能你們的三維分數也都差不多,但你有一段科研經歷以及一封科研推薦信,就會成為非常突出的背景。

而為什麼實習等其他項目沒有達到科研的效果呢?很簡單,因為實習的造假門檻非常低。極端點說,即使你沒做過某個實習,你就直接把它寫在簡歷中,其實也很難有人來對這個的真偽做驗證,而且申請時候也從來都不需要提交實習證明,所以除非是非常知名企業的實習,否則價值很低。但科研不一樣,有海外教授的背書,特別是知名教授,這樣就使得造假成本很高,可信度也隨之提高。

說到這裡就必須再強調下我在上文中提到的誤區三只要我參加了海外科研,就對我有幫助

我雖然一直在強調科研的重要性,但是大家必須能分清楚什麼才是「真正有用的」科研經歷。

下面給大家舉兩個例子吧:

1. 小明,計算機專業,通過某機構去了Berkeley大學和一個教授做計算機與人工智慧的科研項目,時間比較短,只有4周時間。在這期間,小明做了一些打雜的工作:跑跑程序、做做模擬,雖然掛在教授名下,但主要是跟著一個EECS系下的Ph.D.來做事兒。完事兒後,小明拿到了實習證明還有教授的推薦信。教授信中寫道:XX同學在我這邊完成了一些XXX的事情(實話實說),工作4周,表現不錯。

2. 小紅,統計專業,想出國去Ph.D.。她哥哥在美國做生物的博士後,有個好基友Mike在Yale大學統計系做博士後,以後打算找教職,也需要學生幫自己做一些不同方向的拓展(其實就是有招人幹活兒的需要)。因為是好基友介紹, Mike就從推薦小紅讀論文開始帶她,並且讓她給自己寫反饋與心得,然後讓她來模擬一些其他人paper上面的成果。他們保持一周一次的線上meeting,差不多2個月之後,Mike覺得小紅理解文章快,做事兒很靠譜,和小紅討論幫她選了一個課題,並且邀請她暑假來美國onsite做科研,並邀請了自己的合作者,UIUC的教授一起來完成。onsite科研也進行了差不多2個月,進展還不錯,有了一些創新型成果,並開始寫文章。小紅回國後,開始準備申請,雖然文章還在準備中,但至少有一個英文的初稿,可以放在writing sample中。Mike覺得小紅很適合讀Ph.D.,所以小紅在美國期間,還帶她參加了學術會議,介紹了一些教授朋友給她,還把她推薦給了自己Yale的大老闆,非常厲害的professor A。Mike給小紅的推薦信中寫道:我認為小紅是一個非常擁有科研潛力的學生,她基礎知識紮實,作為一個本科生有很強的知識體系與探索未知問題的慾望,同時她通過近4個月時間在某某項目中有所突破。如果未來我成為一個professor,我會非常願意招她能做我的Ph.D.。

小明和小紅兩個學生同樣在名校做科研,結果非常不一樣。小明的科研,申請碩士沒問題,但申請博士並算不上一個明顯的加分項,原因是學生在這個時間內沒有作出什麼有成果性的內容,沒有看到科研的潛力。而小紅的科研經歷就比小明好很多,有一個科研成果、一封對自己科研能力大讚的海外推薦信以及一些學術人脈的推薦。

那麼說到底怎麼衡量你做的科研是否能給你帶來必須的收穫呢?

很多學生找科研就只看學校排名(譬如哈佛、斯坦福)以及科研方向(無人機、人工智慧、深度學習、大數據),而沒有想到自己能否通過科研真正獲取的東西對之後申請Master或者Ph.D.有什麼價值。有可能你做了一個科研,什麼都沒拿到,或者你以為有什麼提升,但最終也只是獲得皮毛。其實你的收穫取決於以下幾點:

  • 取決於你自己:你有沒有做科研的能力,你是不是一個靠譜的人。
  • 取決於選擇的課題:這個課題的選擇是否能benefit到你未來的發展,與之後的方向結合是正確的。
  • 取決於帶你的導師:導師是什麼level,是不是一個tough的人,是能給學生引導,還是期望學生自己做出結果。

這裡額外說一句,很多學去牛逼學校期望和牛逼教授做科研,但實際上這個檔次的教授,他們連自己的Ph.D.都忙不過來,怎麼可能操心一個本科生的科研。這個大家還是清醒一點吧。

那麼在以上幾點都能做的不錯的情況下,你應該預期通過科研收穫以下這些內容:

  • 首先它應該是你文書中一段言之有物的經歷
  • 其次它應該為你帶來一個work從而體現你的價值(未發表的論文也算)
  • 再然後,最好有一封從科研能力上對你大加褒獎的推薦信
  • 最後,如果還能有一些人脈關係的推薦就更完美了

因此,當你真正打算做海外科研的時候,應該好好想想自己是否有那兩把刷子,能不能做到這些,再下決定。否則,如果你只是遊學性質的在實驗室呆一段時間,那我建議你還是別浪費時間花冤枉錢。有這個時間和精力,有更多有意義的事情可以做。

如何獲取科研機會

說了科研的重要性,我們來看看怎麼獲取科研。

1. 官方暑期科研項目:

譬如Stanford的UVGR,UCLA的CSST,加拿大的Mitacs Scholar,美國NSF sponsored REU項目等,都是有獎學金類型的科研項目,非常selective,一般會看重學校、成績、科研經歷,很多項目在申請的時候需要語言成績。這個說來話長,如果對這些項目感興趣可以具體網上查詢。

2. 學校導師直接介紹:

這個是最有效也是對大多數人最可行的方法。一般來講,清華北大這樣的學校,學生都很容易在暑期出去做科研,因為系裡面很多導師和國外老師有connection,或者有很多老師是從國外畢業回來的,所以可以幫助學生推薦。但這種存在的問題是,國內導師帶的學生比較多,所以肯定僧多肉少;而且對於相對學校比較差或者導師connection有限的學生來說,這樣的機會就變得非常稀少甚至根本沒有。

3. 學長學姐推薦:

一般來講,你有學長學姐已經在國外讀博士,也容易拿到科研機會。但這種對學長學姐本身的要求比較高,因為如果他們本身也很junior的話,推薦力度並不一定高。

4. 家人推薦:

現在很多學生的家長,非常的有實力,經常有非常強的人際關係,能輕而易舉的幫孩子找到多個科研機會。當然針對這種類型的學生,更多面臨的問題是從多個機會中該如何做抉擇,這就是另一個話題了,以後有機會再講。

5. 套磁:

沒有以上說的關係也不要緊,學生可以自行去套磁。給目標導師發信,表明對他的research很感興趣,想利用暑期去他的實驗室做一些Support的事情。在套磁的時間上越早越好,一般2-3月開始為妙,但考慮到簽證,建議前一年的12月份就開始準備。

6. 付費的科研機會:

因為科研這塊有作用,所以市場需求就高,那自然而然市面上就會出現很多付費的科研機會,看著非常高大上。如果真的不差錢,又沒有其他找到科研的渠道,這也不失一種方法,但如何選擇很有講究:

a) 可以打包成科研名義的技能培訓類產品

很多是線上的形式,針對低年級學生或者是高中生,我還是比較推薦這樣的項目。常見的是20課時+論文服務,學生可以自己的情況來選擇課題,如果背景差一點選擇簡單一點的,背景強一點選擇難一點的課題。

這種服務的重點是選導師,因為導師會不會帶人對這種項目的結果影響很大。

如果你申請Ph.D.項目,這樣的項目更多是前期鍛煉你的基礎技能,但並不會代表你的科研能力,因為它並不是真正意義上的科研。所以在完成這類項目,還是建議再找一個實實在在的科研項目為好。

b) 突出名校有線下場景的實驗室項目

這種項目非常多,往往全是名校,價格也不菲,通常項目時間只有3-4周。這種項目真的能做出來什麼科研嗎?至少我不這麼認為。當然如果你不差錢,也可以選擇這種來鍍金,對於申請Master的學生多少還是有幫助的。但如果是Ph.D.就不推薦了,用處太小,性價比太低。

c) 論文項目

這種是注重結果不注重過程的項目,看上去保論文結果非常牛逼,但其實你淘寶一下「期刊論文」,就發現神通廣大能保證論文發表的商家大有人在。其實論文有一個評定標準,就是大家常說的SCI(Science Citation Index),它是一個資料庫,收錄了上萬種期刊,質量也有高有低,這使得收錄期刊上發表文章的難度也參差不齊,那有些不太好的自然就可以保證發表了。

其實我們在國外讀書的時候,很少會用SCI來描述論文的質量,更多的是科研中被認可的期刊、頂會等。每個方向的評價標準不一樣,引用@ 余天升,每個領域內,論文的期刊(會議)分成非常靠譜、一般靠譜和垃圾幾個級別。發在非常靠譜的期刊(會議)上的文章,才能說明文章的水平比較靠譜,發垃圾期刊只能說明肯花時間、肯砸錢。

另外說一下,你可能去不同的機構諮詢,發現很多科研項目都是差不多的。因為,很多專門做背景提升項目開發的團隊是和留學機構合作的,而不直接面向客戶。所以不同機構的項目來源渠道都一樣,當然也就都大同小異。

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