George Whitesides:科学论文写作(2004)

作为《Advanced Materials》的一篇经典文章,George Whitesides的《科学论文写作》是该期刊历史上下载最多的文章,本文在计划、组织和撰写科学论文方面的价值备受认可。(DOI:10.1002/adma.200400767)

下面是该文章的中文翻译改编版本。


1. 什么是科学论文? 

论文就是按照一定的组织结构对准备告知读者的假设、数据和结论进行描述。论文是研究的核心部分。如果不能根据你的研究写出论文,那就相当于没做研究。“有趣但未发表”等同于“不存在”。

要知道,你的研究目的就是作出假设、验证假设,并从中得出结论,然后将这些结论传授给他人。你的目标不是“搜集数据”。

论文不仅是用于存储已完成研究项目的档案文件,还是用于规划研究进展的组织结构。清楚地了解论文的目的和形式能在很大程度上帮助你组织并开展你的研究。一个好的论文大纲也是一个很好的研究项目计划。在研究过程中,应不断修改调整这些计划/大纲。在开始的时候,你会有大部分的计划,但到最后,主要是大纲。在论文写作中,不断地进行推测、分析、归纳及重新假设的过程比搜集数据并仅在数据“完整”后进行集中组织的过程更有效。

2. 大纲(Outlines)

2.1 列出大纲的原因

我认为论文大纲在写作论文、准备研讨会及规划研究中占据重要位置。我特别相信,对于你我来说,根据大纲写作论文是最有效的。大纲就是论文的书面计划,包括其所依据的数据。事实上,你应该将大纲想象为一组精心组织并呈现的数据,附带着目标、假设和结论,而不是以文本形式呈现的大纲。

大纲本身包含很少的文字。如果我们能对大纲的细节达成共识(也就是在数据及组织方面),大纲中文字部分的撰写就非常简单了。如果不能在大纲细节方面达成共识,那么任何文本都无济于事。写作论文的大多时间用于文字部分;大部分的想法都融入论文的组织结构及分析中。在开始文字部分写

作前,浏览几遍(甚至多遍)大纲能有效地节省写作时间;多个版本则导致速度缓慢。

我做过的所有文字创作,如论文、报告,计划(当然还有研讨会幻灯片),都是从准备大纲开始的。我敦促大家学习如何使用大纲。

2.2. 如何构造大纲?

经典的方法就是在一张白纸上写下与论文有关的重要想法,不必拘泥于先后顺序,并考虑一些明显的问题。如:“我为什么做这项工作?”;“这意味着什么?”;“我打算验证什么假设?”;“我实际上验证了什么假设?”;“结论是什么?”;“这项工作是否得出生成化合物的新方法?什么样的新方法?”;“我采取什么测量方式?”;“什么样的化合物?”;“它们表现出什么样的特征?”。拟定可能的等式、数字和计划。设法抓住主要想法是必不可少的。如果你以验证一种假设来开始一项研究,并在得出结论时决定这些数据似乎更好地验证了其他假设,那也不必担心。写下这些假设,并挑出假设、目的及数据的最佳组合。往往论文完成时的目的不同于那些初始用于验证的目的。科学问题的解决有时是需要等待时间和必要的反复修正的。

当你已经写下可以写的内容时,在另一张纸上设法组织排列第一张纸上杂乱无章的内容。将所有的想法分成3个要点(1-3)。

1. 引言(Introduction)

我为什么做这项工作?主要的动机及假设是什么?

2. 结果及讨论 (Results and Discussion)

结论是什么?化合物是怎样形成的,表

现出什么样的特征?如何测定?

3. 结论(Conclusions)

这意味着什么?什么假设得到证实或被驳斥?我学到了什么?为什么出现差别?

其次,将各节更精细地组织起来。集中在数据组织上。组织图、表及结构图,尽可能清楚简洁地呈现数据。这个过程可能会稍慢,比如,我会采取不同的方法将一个图画上5到10遍,设法使其最清楚(并具审美感)。

最后,有序地组织所有内容,包括章节、表格,图、方程式。

当你搜集完所有的数据(或者你知道你打算搜集的更多数据),作出可行的组织结构,并对此感到满意,把你的提纲给我。只需指出哪些数据会丢失,你如何看待它们(及如何作出假设)以及如果你的假设是正确的,你将如何理解它们。我将在此大纲的基础上,新增我的意见,提出修改意见,然后返还给你。这通常需要重复四到五次(以及更多的试验),才能商定一个大纲。当我们达成一致意见后,数据通常就是最后的形式(也就是说,大纲中的表格、图表等就可以作为论文中的表格)。

然后,你就可以开始写作,并能保证你的大部分文字材料得到利用。

有效利用你我时间的一个关键就是我们在一个项目开始时候交流我们彼此的大纲和项目建议。在任何情况下,都不要等到所有数据搜集“完整”再开始构建大纲。没有项目是完完整整的,这样可以节省大量的时间和精力用于拟定可行性论文和大纲,只要你看到了一个项目的基本结构。即使我们决定在认真组织论文之前决定完成一些重大的额外工作,构建大纲的努力都将有助于指导研究的进行。

2.3 大纲

大纲中应包含:

1. 标题(Title)

2. 作者 (Author)

3. 摘要 (Abstract)

先不必着急写摘要,摘要可以在论文完成后写。

4. 引言(Introduction)

应该完整写出第一段或第二段。要特别注意开头一句。理想情况下,应该简明陈述工作目标,并说明这个目标的重要性。

通常,引言应包含以下部分:

* 工作目标。

* 说明这些目标的理由:即工作的重要性

* 背景:其他人还做了什么?如何做的?我们之前做了什么?

* 读者指南。读者能从这篇论文中了解到什么?论文中有哪些有趣的地方?我们采用了什么策略?

* 归纳/结论:读者期望什么样的结论?在细化完善后的大纲中,还应包括将在实验部分(段落副标题)进行的所有的章节,并说明哪些信息将在微缩部分。

5. 结果及讨论(Results and Discussion)

通常将结果和讨论结合起来。应该根据主要议题组织这一章节。独立部分应该有黑体小标题,使整个组织看起来更为明确,并帮助读者通过浏览找到感兴趣的部分。下列是一些章节标题的例子:

  • Synthesis of Alkane Thiols

  • Characterization of Monolayers

  • Absolute Configuration of the Vicinal Diol Unit

  • Hysteresis Correlates with Roughness of the Surface

  • Dependence of the Rate Constant on Temperature

  • The Rate of Self-Exchange Decreases with the Polarity of the Solvent

设法使得章节标题尽可能具体、信息尽可能丰富。例如,“The Rate of Self-Exchange Decreases with The Polarity of The Solvent”明显比“Measurement of Rates”长,但是读者却能从中获得更多信息。一般情况下,设法涵盖主要共同点:

  • Synthesis of starting materials

  • Characterization of products

  • Methods of characterization

  • Methods of measurement

  • Results (rate constants, contact angles, whatever)

在大纲中,不必包含大量文字,但是应确保所有数据各就各位:任何文字都应简洁明了。

* 章节标题

* 图表(带说明)

* 计划(带说明及脚注)

* 方程式

* 表格(格式正确)

记住,论文应集合实验结果,简洁地概括成图表、表格、等式及计划。论文中的文字只是解释说明数据,处于第二重要的位置。将越多的信息压缩成表格、公式等,论文就越简明,可读性越强。

6. 结论(Conclusions)

在大纲中,将论文的结论归纳为短语或短句。不要重复结果部分的内容,除非有必要进行特别强调。结论部分不应是一种归纳,而应该添加新的、更高层次的分析,并应明确地说明工作的重要意义。

7. 实验 (Experimental)

此外,以正确的顺序对应结论部分的顺序及实验章节的段落小标题。

2.4. 总结

* 尽早开始构建可能的大纲。不要一直等到“最后”。围绕早数据如表格、等式、图表、计划等而不是文字构建大纲并撰写论文。

* 按照重要性而不是时间顺序组织论文。撰写论文的重要细节应考虑到主题的重要性。初学者中往往根据时间顺序组织论文,也就是为了叙述他们的实验项目,他们从最初的失败开始,然后直至最后的成功。这种做法是完全错误的。应从最重要的结果开始,然后将第二重要的结果放在其次。读者往往不关心你如何得到重要的结果,他们只关心结果是什么。短论文比长论文的可读性强。

3. 有关风格的几点建议

* 不要将名词作为形容词:

不是:ATP formation; reaction product

而是:formation of ATP; product of the reaction

* 单词“this”后面必须始终带有一个名词,这样它的指向才是明确的。

不是:This is a fast reaction; This leads us to conclude

而是:This reaction is fast; This observation leads us to conclude

* 始终用过去时态描述实验结果。

不是:Addition of water gives product.

而是:Addition of water gave product.

* 尽可能使用主动语态。

不是:It was observed that the solution turned red.

而是:The solution turned red. 或者

We observed that the solution turned red.

* 比较式的主宾词要完整。

不是:The yield was higher using bromine.

而是:The yield was higher using bromine than chlorine.

* 所有论文都采用双倍行距(不是单倍或一倍半行距),并在冒号后留出两个空格,句末画上句号。流出足够空间。假设我们采用Advanced Materials系列期刊(原文以ACS举例)的风格撰写所有论文。你能从以下三种来源获得些许好的想法:

– Advanced Materials系列期刊。仅需看看里面的期刊并复制你所看到的组织结构。

– 团队以前的论文。通过阅读以往的论文,你可以清楚看到一篇论文的“模样”。如果你写的论文看起来很不一样,就可能不是我们想要的论文。

– 期刊网站上的《作者手册》(Guide for  Authors)。

我还建议阅读Strunk and White《The Elements of Style》(Macmillan:纽约,1979年,第3版)了解一些词汇的使用。图书馆还有很多关于科技论文写作的书籍;这些书中都包含有用的建议,但内容不太生动有趣。还有一些关于图表设计的优秀书籍。

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