單元七:研究設計、Ablation 與論文常識

單元七:研究設計、Ablation 與論文常識

從研究問題、baseline 與公平比較,建立可重現、可反駁並能寫入論文的實驗流程。

單元七:研究設計、Ablation 與論文常識

跑出一個分數是工程事件;設計一組能回答問題的比較,才是研究。

Baseline

Baseline 回答:「如果不使用新方法,合理的簡單方法能做到什麼?」它應符合任務、可重現、使用相同資料與 metric,而且不能故意調得很差。

Control 與 Fair Comparison

除了研究變因,其他條件應盡量相同:

  • 相同 split/folds
  • 相同 input information
  • 相同 metric
  • 相同 seeds 或合理重複
  • 相同資料邊界
  • 透明的 tuning budget

若方法 A 使用額外資料與 ensemble,方法 B 只用原始文字,分數差不能只歸因於模型架構。

Ablation Study

Ablation 逐一移除或替換元件,確認改善來自哪裡:

Full system
- normalization
- word features
- class weighting
- post-processing

一次加入所有元件,只能知道整包有沒有變好,不能知道原因。

Random Seed 與 Uncertainty

Neural training、sampling 與 split 都可能受 seed 影響。應保存每個 run/fold、平均表現與變異,並區分 best run 和 expected performance。

分數差還要看 practical significance:大型方法若只提升一點,但成本增加很多,是否值得取決於研究與部署目的。

Reproducibility

至少保存:

  • data version/hash
  • preprocessing code
  • split indices
  • model identifier
  • hyperparameters
  • random seeds
  • package versions
  • hardware
  • commands、metrics 與 artifacts

Negative Result

以下都可能有價值:

  • 大型 encoder 沒有穩定超過 sparse baseline。
  • Normalization 移除有用訊號,反而下降。
  • Multi-task 只幫助某個任務,卻傷害另一個任務。
  • LLM zero-shot 能解釋概念,但 rare-class 表現不佳。

前提是比較公平、調整合理、分析充分。

LLM 應用論文的常見結構

  1. Introduction:問題、缺口、貢獻。
  2. Related Work:既有方法與未解決處。
  3. Task/Data:來源、標籤、split、倫理與限制。
  4. Method:representation、模型、training 與 inference。
  5. Experiments:baselines、metrics、設定與資源。
  6. Results:主要表格與統計。
  7. Ablations/Analysis:元件、稀有類別與錯誤案例。
  8. Limitations:不能宣稱的部分與部署風險。
  9. Conclusion:回答 research question。

貢獻類型

  • Method contribution
  • Evaluation contribution
  • Empirical contribution
  • System contribution
  • Domain contribution

不必每篇都同時具備,但必須清楚自己貢獻在哪裡。

Threats to Validity

主動檢查資料代表性、label noise、split 合理性、tuning 公平性、外部模型重現性與結論推廣範圍。揭露限制不是削弱論文,而是界定可信範圍。

Teach-back

  1. Baseline、control 與 ablation 有何不同?
  2. 為什麼 best run 不能取代多次實驗?
  3. 大型模型只高一點時,還要比較哪些資訊?
  4. 簡單模型勝出時,如何寫成研究結果?
  5. 提出一個 research question、hypothesis 與對應實驗。

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