硕士学位论文写作指导
在网上看一些优秀的硕博毕业论文,会发现他们的写作方式和章节安排和我提供的不一样。这里,我要说明,下面仅仅是我的一些个人观点和模板。因为已经培养了几届硕士生,看了大量的学位论文评审意见,有些常见的专家意见我就在下面指出了。按照我提供的模板写作硕士论文不一定出彩,但是比较安全(不犯大错)。
个人比较推崇北京大学何相腾博士的毕业论文,结构非常规范,希望大家以他的论文为模板进行写作,附下载地址。下面的所有讲解也是以他的论文为例子。
必须承认,我总结的还有很多不足。不足之处欢迎随时指出,可随时邮件联系:gaofeng@ouc.edu.cn
0、写在前面
海大计算机学院硕士论文的一些建议:
(1)选题布局: 硕士论文一般2个创新点(博士论文是3个以上),分别对应两章的研究内容。论文题目中要有一到两个有 “神秘感” 的词,这两个词就结合了技术前沿。论文结构推荐为五章:1、绪论;2、国内外研究现状(或相关理论与技术综述);3、研究内容一;4、研究内容二;5、总结与展望。(专硕可以写一章系统设计与实现的内容,放在第五章)
(2)集中写作: 硕士论文的写作不是一朝一夕的事情,但是仍然建议集中整块时间写作(一两个月足够)。不要把战线拉的很长,如果写作过程老是被中断,无法沉浸的话,会浪费大量时间。
(3)时间安排: 12月和导师讨论出题纲,开始写作。初稿要在1月份完成,因为正常学院会在1月底左右组织内部评审。2月份结合导师意见全力修改,丰富实验,全力准备3月份的正式外审。
(4)软件技巧: 强烈推荐使用海大硕士博士论文Latex模板,排出来的论文形式上很专业,不建议使用Word。考虑到多数情况下,硕士同学没有成熟的使用 mathtype、AxMath等公式编辑器的经验,也没有丰富的排版经验,因此,Overleaf 或者 TexPage 还是首选的工具,而且老师可以随时加入项目,一起编辑修改,这个是 word 无法做到的。(Overleaf有时访问慢,我个人更推荐 TexPage,没遇到卡的情况)。评审期刊论文或者硕士论文时,Latex排版的论文和word排版的论文是能够明显区分的。使用Latex的同学一般学术素养比较好,是加分项。使用Word排版同时又使用Word里默认的公式编辑器排版的,感觉学术素养不是特别专业,印象分容易减分。
(5)论文修改: 先快速成文,然后进行多次修改,改到吐为止。自己改的时候,最好的做法是对着电脑大声朗读,容易发现错别字。这个时候要考虑团队的力量,同级的同学要团结在一起,互相鼓励,互相修改。正文不要出现错别字,专家虽然不会仔细看,但偶尔看一页发现有错别字,给人印象会非常不好。
何博士的论文目录如下,是我非常推崇的模板。基本安排为:1、绪论;2、国内外现状(或相关理论与方法);3、研究内容一;4、研究内容二;5、总结与展望。注意下面几点:
- 国内外现状只在第2章中写,第1章和第3、4章中不详细介绍国内外研究现状。 因为很多外审专家会提,第2章的研究现状介绍,和第3章里的有什么不同?是不是第2章的研究现状没有写好,因此需要在第3章、第1章中补充?(专家大体也清楚,当前方法的介绍是抄起来最容易的,在第1章、第2章、研究内容章中大量介绍当前方法,有工作量不足凑字数的嫌疑)
- 第一章中要体现论文解决的技术难点。 之所以需要写论文,还是因为当前方法有两个解决不了的“痛点”,围绕两个“痛点”,你分别开展了研究工作,分别对应用第三章的“研究内容1” 和 第四章的“研究内容2”。这样可以把“当前问题 ==> 可能的解决思路 ==> 具体研究内容”,在第一章中画一个框架图,会显得你的研究比较系统,有个整体思路。(论文研究的系统性图示是很多硕士论文没有的,这方面做好了容易脱颖而出)
- 国内外现状部分,务必结合最新的前沿工作。 不要泛泛的介绍CNN是什么,深度学习是什么。现在方法大多都是基于深度学习、CNN等模型的了,这种介绍是“大路货”。这样的大路货放在你的论文里,跟放在别人论文里完全没有任何区别。因此,现状部分要尽量避免大路货,要写最能体现你研究特色的东西。研究特色是什么?就是第三章、第四章标题里体现创新性,有“神秘感”的词。研究现状部分尽量围绕这两个“神秘感”的词展开。硕士难以有成熟的经验,这部分具体怎么写,需要和导师商量。
- 研究内容章里,实验与分析是重头戏。 丰富的实验与分析是真正体现工作量的,但是很多同学实验部分内容写的非常少,相关工作介绍了特别多,就本末倒置了。可以参考下面何博士的论文,3.1和3.2占8页,3.3实验部分占18页,可以看出实验部分内容远远多于前面的方法介绍部分。对于高水平的学位论文来说,这样的安排是合理的,所以大家在写作中要丰富实验与分析。
1、绪论
绪论的标题建议为:1.1 研究背景与意义;1.2 研究难点分析;1.3 本文研究内容;1.4 本文的结构组织。另外,第一章不建议介绍国内外相关工作,只简单提一下,引出来当前研究中的难点即可,可参考何博士学位论文。
1.1研究背景与意义
第一页建议添加一个图片,介绍相关的背景(如下图,添加一个图片说明细粒度图像分类定义)。
1.2 研究难点分析
建议总结当研究工作存在的两个关键问题,这个需要和导师讨论。可以参考下图。
1.3 本文研究内容
建议用一个图来说明关键问题和论文研究内容的对应关系,体现论文的研究思路。
1.4 本文的结构组织
对各章内容进行介绍,同时建议添加一个图,说明论文的总体架构。(1.3 和 1.4 节配一个图就可以,具体形式自己设计)
2、国内外研究现状(相关理论与技术综述)
这个部分需要注意以下几点:
(1)要介绍前沿工作,不要介绍卷积神经网络、卷积、池化、激活函数、Sigmoid等基础知识,显得很low。
(2)前面说过,硕士论文有两个创新点,可以围绕这两个创新点展开介绍国内外相关工作,而不是泛泛的在网上抄了一堆“大路货”(比如,CNN的相关知识写在任何论文里都行,这就是大路货,体现不出论文工作的 “独特性” )。比如,一个创新点是提出了一种新的Transformer注意力机制,可以介绍 Transformer相关的工作;另一个创新点是动态特征的交互,可以介绍一些动态神经网络相关的工作。
(3)可介绍用于评估的指标,是如何计算的。
(4)建议大量介绍最近三年顶会、顶刊的工作,以显示研究工作的前沿性;同时给重要的方法配图以强调(因为图是最吸引人的,让人最容易关注到),但是不要每个方法都配图,感觉像在凑页数。
(5)这一章要添加一个小结,可以总结一下当前方法的两个不足,再次引出论文要开展的研究工作。
(6)可以直接用别人论文里的图,但是要在图标题里添加引用。
3、研究内容章
第三、四章是论文的两个研究内容,标题格式为“基于XXX的细粒度图像分类”,“基于XXX的细粒度图像分类”,XXX 里的就是有神秘感的词。
章节安排建议为:3.1 引言;3.2 算法描述(或本文方法描述);3.3 实验结果与分析;3.4 本章小结。
3.1 引言
相当于一篇期刊论文的 Introduction,按照 背景 ==> 当前工作的不足 ==> 本文是如何解决当前不足的,这样的三段论来介绍。具体可以参考何博士的论文。需要强调的是,因为国内外相关方法已经在第二章里介绍了,这里不建议再次详细介绍相关算法(这里又介绍新的相关算法,会显得你第二章写的不好,有遗漏)。 除非这里出现了一些特别新的概念,新的方法,新的数据,又特别不方便放在第二章的,可以专门添加一个小节介绍一下。
3.2 算法描述(本文方法描述)
首先给出方法的技术框架,然后分为若干小节来分别介绍关键模块。如下图,该方法分为对象级注意力模型,部件级注意力模型,预测解码器三个部分,就分别放在3.2.1对象级注意力模型, 3.2.2 部件级注意力模型,3.2.3 预测解码器 里详细介绍。
算法的描述里面,要配公式、配图,写作方法相当于期刊论文的 Method 部分。这里需要注意的是,因为我们的学位论文是中文论文,图里要使用中文描述(可以参考上面的图)。有些同学直接把自己英文期刊、会议论文里的框架图粘贴到这里了,需要把图里的英文改为中文。
3.3 实验结果与分析
建议实验结果与分析这样安排: 3.3.1 实验数据集与评价指标;3.3.2 实验设置;3.3.3 与现有方法的对比;3.3.4 参数分析;3.3.5 消融实验。
实验分析是论文的重头戏,是最体现工作量的,使用再多的图、表也不为过。另外,第四章方法有时和第三章方法类似,评审专家自然关注这两个方法哪个效果好。所以,要在论文中有所体现,这样在第四章的实验中,就要把第三章的实验结果加入对比。
3.3.1 实验数据集与评价指标: 介绍实验中使用的数据集,介绍数据集的细节信息。评价指标已经在第二章中进行介绍,这里简要提一下就好,避免重复。
3.3.2 实验设置: 介绍基础网络,网络的一些细节,使用了什么编程框架,在什么样的机器上跑的代码,使用的GPU卡型号如何。网络使用什么优化器,学习率如何设置;神经网络参数如何初始化,训练了多少个epoch。为了提升效果,使用了哪些独特的优化方法等等。
3.3.3 与现有方法的对比: 也有人将与现有方法的对比放在 参数分析、消融实验后面,都可以。这里首先要介绍对比方法,然后用大量的图表来展示自己的方法性能比别人好。具体可用曲线图、表格、可视化对比、T-SNE可视化、Grad-CAM等方式来展示。(图表其实是一个薄弱环节,大家整出来大多比较丑,后面我会再写文章介绍)**用于对比的方法需要有最近两年的最新方法,以体现研究方法的前沿性。**如果对比的方法都是5年前的ResNet,Mask-RCNN,Faster-RCNN等,没有最新的方法,给人感觉缺少前沿性,是不是作者不懂当前的技术前沿。
3.3.4 参数分析: 任何方法都会有关键参数的,这里要进行实验分析,模型是如何取得最优参数的。可以用柱状图、拆线图、各种形式的图表等。大家使用的都是深度学习方法,使用不同的 backbone(ResNet18、34、152) 有什么区别? 特征增强时,使用 CBAM 和 Transformer里的 attention 有什么区别? 同时使用了两个模块,并行和串行有什么区别? 卷积当中的卷积核大小有没有影响?使用多尺度的,使用三个尺度和四个尺度有什么区别? 损失函数里面有正则系数的,使用不同的系数性能有什么区别? 随便一个网络,拍脑袋就能想到很多,这里需要注意参数分析结果表现要多样化,不要全部是表格,表格也可以用折线图、柱状图表示。比如下面的图,可以用柱状图,也可以用折线图,也可以用表格。
3.3.5 消融实验: 主要就是验证各个模块的有效性,同样要配大量的图表。正常提出的方法是多个模块的集合,你可能在各个模块都进行了一些改进。到底哪个模块效果最好?下图就是一个例子,用表格形式体现不同模块的有效性。
其它实验: 除了参数分析、消融实验,也可以添加一些其它实验。比如说水下应用的可以添加不同水质下的实验结果(给数据添加高斯噪声、不同光照、不同应用背景等);做图像修复的可以添加修复以后对于分类、检测的影响(是不是修复以后用于分类、检测性能有提升?);可以切换数据集,看看方法在其它的任务上是不是有效果(比如分类的模型可以用于检测、分割等等)。这部分可以充分发挥自己的想象力,体现论文工作量很足。
3.4 本章小结
对本章工作进行总结,写一段话。
5、总结与展望
可参考何博士的毕业论文,这里不再过多介绍。
参考文献
参考文献其实是重灾区,基本上都会有问题,这里提供一些 TIPS:
- 硕士论文参考文献建议60个以上,中文、英文文献都要有。
- 最近三年的顶会顶刊文献要多(推荐1/3以上),表明作者对国内外最新的动态有全面了解。
- 很多人直接用谷歌学术导入,其实谷歌学术很多不规范。期刊名字首字母大写,不要出现“IEEE transactions on image processing”,应该是“IEEE Transactions on Image Processing”
- TEX改的论文题目都是小写,如“Beyond a gaussian denoiser: Residual learning of deep cnn for image denoising”,其中 Gaussian 要首字母大写,CNN要全部大写,需要手动在bib文件中改成
- 检查是不是每个期刊文献都有卷、期、页码,有些期刊没有期号,可以不写;有些期刊没有页码,可以看看该论文有多少页,写成1-14的形式。
- 有的会议没有页码(NeurIPS、ICLR就没有页码),看看论文有多少页,写成1-13的形式。
- 检查每个 ARXIV 的文献是不是已经发表在期刊会议上了,尽量引用已经正式在期刊会议发表的文献。一般优秀的 ARXIV 论文最后都发表在顶级期刊和会议上了。除非必要,尽量不要引用 ARXIV 上的文献。(MobileNet、External Attention、VAN等非常知名的成果确实暂时没被顶会接收,可以引用ARXIV)
- 同一个会议的名字、格式要统一,不要有的写成“IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition”,有的写成“IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)”,有的写成“ IEEE/CVF conference on computer vision and pattern recognition”。同时注意,不要同一个会议,有的有页码,有的没页码。
致谢
很多同学不会注意致谢部分,简单写写就结束,但其实致谢比较关键。这里写的是否用心,可以体现你的一些性格。我见过有人写的很有趣,感谢周杰伦、感谢24小时不断电的宿舍楼自习区域、感谢抗疫的医疗工作者,也能体现作者乐观的生活态度。也见过有人写诗、写词的,评审专家看到作者在认真对待“致谢”了,作者一般也认真对待了论文的全部细节,论文质量一般也比较高。
个人简历、研究成果
研究成果可以写上自己已经发表的论文、申请的发明专利,相关算法参加国际评测、竞赛的情况,以体现作者研究实力较强。读研期间获奖情况、在学术会议上做了报告,也可以列上,总之可以加分的内容都可以写。正常来看,有优秀成果发表,写作又比较规范的同学,论文不会挂。评审专家正常会比较关注学术成果这块,因为高水平的成果是经过顶尖同行评审的,也就保证了论文内容是高水平。
如果论文还没有发表,正在under review,也可以列上。我也见过有人列上在企业实习合作的经历,说自己的成果是在腾讯、旷视等企业实习期间完成,也可以。和企业的工程前沿相结合,也是加分项。
最后的总结
国家一直在提高对硕博士研究生的毕业要求,同时,评审专家的严格尺度也不太一样。但是,正常来看,每个同学都认真对待自己的论文,每年通过的概率还是非常大的。但是,绝不要存在侥幸心理,因为就算只有5%的概率不过,掉到某个人头上就成了100%。面临二次送审的同学心理压力会非常大,因为同样面临很大的不确定性。所以,我们能做的,只能是细心再细心。希望所有的同学都能通过盲评,顺利毕业迈入人生的下一阶段,加油!