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2.4 实验与结果分析
2.4.1 实验部分
科技论文强调首创性和有效性,要求文章必须有所发现、有所创造。一篇高水平的科技论文,所体现的实验过程和实验结果及其分析是十分重要的,它能够体现论文的创新性和真实性。
(1)实验材料与设备
在撰写实验部分时,实验所用的原材料应当做详细的说明,如材料的确切技术规格、数量、来源、主要的物理性能等,不要采用材料的商品名称,应采用材料的通用名称。对于电子产品来说,不仅要说明元器件的品牌来源,还要说明元器件的内部构造、工作原理、主要的物理性能等内容,做到尽可能详细。如果实验所用到的材料涉及自己加工处理的,如自行设计的电路板,应当写明处理过程,并且说明设计原理。对于特殊的材料,应当给出必要的补充说明,对材料的工作条件等进行详细的说明。在描述材料的参数指标时,应当采用官方的信息;在引用前人的数据参数时,一定要指明引用,并保证数据的完整性和真实性,避免篡改数据信息。
对于实验的设备,不需要详尽地记录所有设备的具体技术参数。一定要叙述主要的、关键的、非一般常用的、不同于一般类型的实验设备和仪器,对于通用的、标准的、常见的设备,只要保证精度足够高,只需要提供型号、规格、主要性能指标;如沿用前人用过的设备,在保证可靠性的基础上,只需要给出参考文献;属于自己设计或改装的设备仪器,需要比较详细地说明其特点,说明可达到的准确度和精度,必要时可给出构造的示意图或流程图。同时,列出实验所用的设备仪器和操作流程,并且要说明研究过程中实验条件的变化因素及其考虑的依据和设想等。
(2)实验原理和方法
简要说明实验所依据的基本原理、实验方案和实验装置的设计原理即可。有的论文实验原理可以省略,但是实验原理或实验方案、装置是自己设计的,实验内容是新颖的、实验条件是复杂的、读者难以理解和掌握的,均有必要对实验原理做出扼要说明。
撰写实验方法时,应把握重点,详略得当。实验方法也称实验过程、实验经过等。在撰写实验技术时,不要写成实验报告,主要说明制定的实验方案和选择的技术路线,以及实验过程中的实验条件等。不可将实验过程一一罗列,只需要叙述那些主要的、关键的、非常用的、不同于一般同类型的实验设备及操作方法,从而使实验结果所表达的规律性更加鲜明。如果是采用别人的实验方法,只要指明方法并标出所引用的参考文献即可,不必详述其实验程序。如果实验程序有改动的地方,则必须说明改动的原因。
叙述实验方法时,通常采用实验工作的逻辑顺序,而不是采用自己实验的时间先后顺序。要抓住主要环节,从错综复杂的事物中理出脉络,按其发展变化的顺序来写,并注意所叙述实验程序的连贯性。要从成功与失败、正确与谬误、可能性和局限性等方面加以分析,表现出严谨的科学性和逻辑性。
总之,对于实验原理和方法的介绍,既便于为其他研究者提供一个可重复研究的蓝图,又可以提高读者对该研究设计及结果的信任度。
2.4.2 实验结果分析部分
科技论文的实验过程和实验结果固然重要,但是也需要对实验结果进行分析,体现论文的创新性和拓展性。
(1)实验结果
实验结果是对实验或研究中重要发现的一种归纳,后续论文的讨论、对问题的判断都由结果来推导,论文的一切结论都要根据实验结果来得到。所以说实验结果部分是论文的核心,应当使用文字、插图、表格、照片等材料来表达与论文有关的实验数据和结果。
1)描述实验结果时,应挑选出重要的结果,并且对实验的误差加以分析和讨论。不能盲目堆积实验数据,要运用数理统计等方法对实验结果进行必要的处理,呈现出直观、易懂、有逻辑性、规律强的数据。不能简单地将实验数据或观察事实堆积到论文中,尤其是要突出具有科学意义和具有代表性的数据。
2)善于使用图表与文字相结合的方式合理表达。要学会借助计算机,尽可能地将实验数据模型化。在介绍结果时,要指明公式图表所表达的结果,要对结果进行说明解释,应当说明数据的趋势和意义,但要避免在文字叙述中重复图表中完全相同的资料。图表用于表示详细的、完整的结果,文字叙述则用来提出图表中资料的重要特性或趋势。
3)要对异常结果进行解释说明。在实际实验中,往往会出现异常的数据或异常结果,这些结果即便不能证明论文的观点,也应在论文的结果中进行讨论说明,切忌为了追求数据完美而编造、篡改数据。
4)注意各层次或各段落之间的逻辑关系。结果通常分成若干个层次来写,但也有只分成若干个自然段,这两种情况都要注意前后之间的逻辑关系。
(2)分析讨论
对实验结果进行分析讨论,能够给读者以启迪,并且能够让读者直观地看到论文对提出问题的解决效果。在这部分中,作者应该回答引言提出的问题,评估实验获得的结果,用结果去论证问题的答案。分析讨论可作为独立部分放在结果(Results)之后、结论(Conclusion)之前,也可与结果部分合并在一起。分析讨论需要解决的重点是论文内容的可靠性、外延性、创新性和可用性,具体包括以下几个方面。
1)可靠性是指论文提供的实测值或计算值可信并可重复,应当采用重复性和误差分析来说明;还应当采用将结果与他人成果进行对比分析的方法。因此,应当尽可能多地搜集同类型的优秀论文和实验结果,来说明论文结果的可靠性。
2)外延性是指论文结果可以扩展。实验条件不同,得出的结论也不同,所以实验结果与实验条件息息相关。但往往读者在使用论文的方法时条件会不相同,因此,要保证论文提供的数据可供读者在更大范围内使用,要尽可能地给出数据关联式。
3)创新性部分应该与引言一致。在引言中指出论文总的创新性,而在结果分析中把这一点具体化。应当体现在其他文献有无此方法,或把原有方法进行改进,得到了精度的提高或测量范围的扩大等。最好采用与其他文献对比的方法来说明论文的创新性。
4)可用性有两层意思:第一层意思与外延性一致,指的是结果分析后能够让读者使用实验的结果数据;另一层意思是把数据变活,把不同的条件下的数据进行对比,并尽可能做出优化选择,提出最优条件或最佳结果,让读者能够直观地看出。
在讨论时,应该注意以下问题。
1)选择深入讨论的问题。选择合适的结果在讨论部分进行深入研究,是写好讨论部分首要面临的问题。要以每一个区别于前人的结果为基点,通过讨论突出自己研究的创新性。
2)与结果的一致性。要求讨论和结果一一对应。对于效果不好或有异常的结果,也要予以讨论,这样会给以后进行研究的人以借鉴,避免重蹈覆辙。
3)讨论时引用相关文献。应当意识到查找和引用相关文献的必要性,不能故意不引用相关文献,以凸显自己研究的“新颖”和“价值”。
4)避免简单重复引言和结果的内容。讨论总是与引言中引用的问题或假说相连,但不是简单地重复,而是引言的展开。不要在讨论中再次声明结果,可以在讨论中必要时提及图和表,但不能包含新的数据。