使用PSP-CaRS框架撰写与工程相关的研究型文章


1 CaRS与PSP简介

1.1 CaRS简介

CaRS全称为Create a Research Space(创造研究空间),是研究人员用来分析研究型文章(Research article,RA)引言写作的一种标准化模型。本文以2004年的CaRS模型进行介绍,其特点为gap-focused(以不足为重点)。其整体结构如下图所示。

英文原版CaRS结构

中文版CaRS结构

但在学生将CaRs应用于引言写作中时常常出现“it was difficult for students to grasp the concept of “topic generalization of increasing specificity.”“(对学生难说,很难抓住越来越多的特殊研究对象中的共同主题的概念)的问题,其起因就在于it is abstract and thus difficult for some students to apply(这个共同主题太过抽象以至于学生很难去将其应用到具体问题。)

1.2 PSP

一种不那么抽象因而更容易应用的方法是用一个问题和一个解决方案来描述一个人的研究,也就是问题解决方案模式(problem-solution patterns, PSP)。事实上,许多工程研究可以看作是解决问题的练习。由于问题-解决对在许多基于工程应用的研究中是自然和固有的,所以工科学生从问题解决的角度思考是很自然的,其特点是problem-focused(以问题为重点)。

2 PSP-CaRS模型

2.1 PSP-CaRS结合的理论基础

在讨论PSP-CaRS模型之前,我们要先回答“引言撰写到底是gap-focused(以不足为重点,CaRS的特点)还是problem-focused(以问题为重点,PSP的特点)”的问题

首先,problems涉及作者认为应该解决的困难,而gap则凸显了目前研究的缺失,这两点都非常重要。

其次,进展和提出的解决方案通常是线性递增的。(Progress(对应gap-focused) and proposed solutions(对应problem-focused) are often incremental.)

举个例子,如果你家里有一面墙破了个洞,你面对的问题是怎么拿砖头放到堵上那面墙上洞的位置,然而当你一次一次通过用手搬砖头(proposed solutions,提出的解决方案)解决这个问题后,你其实也是补上了这个墙(progress,进展)。也就是说提出解决方案的过程也就是推进进展。(创造一种新的纳米材料来克服腐蚀或实现无线电力传输——经常演变成一个活跃的研究空间或领域)。

也就是说Progress与proposed solutions时常是相互关联的,所以gap-focused(以不足为重点)还是problem-focused(以问题为重点)在一篇文章中时常也是相互关联的。

所以我们应该结合PSP与CaRS来撰写引言,利用gap-focused与problem-focused的关联性使目前应该解决的问题以及目前研究的缺失都得以体现,并且通过PSP模型在工科学生群体的易用性解决利用CaRS撰写引言时主题过于抽象的问题。

2.2 PSP-CaRS模型的具体结构

PSP-CaRS模型的具体结构如下图所示,接下来,我们介绍该模型在实际文章中的应用。

英文版PSP-CaRS结构

中文版PSP-CaRS结构

2.3 PSP-CaRS模型在引言中的实际应用

英文实际应用

纳米结构(NS)金属和合金由于其高强度(或高硬度)而有望表现出高耐磨性[1-5]。(SM1.1:背景描述)然而,许多报道表明,与粗晶材料相比,NS材料的强度和硬度显著提高,但其磨损性能并没有改善甚至恶化[6-11]。(SM1.2:问题描述)这种现象可能是由于NS材料的延性较差,在滑动磨损时容易脆性断裂将材料从表面去除[6 - 9,12]。因此,在保持高强度的同时,提高塑性可以提高NS材料的耐磨性。

然而,强度和延性通常呈反比关系(即,增加强度牺牲延性,反之亦然)。幸运的是,通过在NS基体中引入粗晶粒,一些多模态结构(MMS)材料已经生产出来,在具有高强度的同时,塑性显著增强[13-14]。塑性的提高是由于粗晶粒的存在而增强应变硬化能力的结果。此外,晶粒尺寸的多模态分布,而不是均匀的晶粒尺寸分布,可能导致晶粒通过复杂的应变路径变形,这也有利于位错的储存和应变硬化[13]。这些发现表明了通过形成多模态结构来生产高耐磨NS材料的可能性。(SM1.3:先前研究的解决方案评估以及描述)虽然已经生产出了许多同时具有高强度和高延展性的MMS金属和合金[13-16],但对MMS材料的磨损性能的研究却很少。(SM2.1:指出现有研究的不足或增加已知内容或说明要解决的问题)

本研究旨在研究多模态结构对材料磨损性能的影响。(SM3.1:通报当前研究内容)通过强塑性变形(SPD)和后续热处理,制备了多模态层合(MML) TiZrAlV,提高了其在真空中的耐磨性。讨论了MML组织对磨损性能的影响。(SM3.4+SM3.5:研究结果+研究思路)

参考文献

[1] Khaw L L , Tan W W . Establishing a Territory in the Introductions of Engineering Research Articles Using a Problem-Solution Patterns Approach[J]. IEEE Transactions on Professional Communication, 2018:1-18.


文章作者: CaoDong street
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