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如何写科学论文
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如何写科学论文
南京大学现代工学院 胡伟
写在前面的话：
身为80后的入门级“青椒”，经日摸索挣扎于学术研究的各个环节，写学术论文就是其中的典型一环。虽然在别人“直观”看来仅仅是一串统计数字，但写学术论文与做研究本身一样，孕育生产的过程不啻十月怀胎、一朝分娩，各中辛苦，只有当事者最能体味。做事情不是纸上谈兵，每一环节的突破都是智慧、能力和毅力的综合展现（参考图1）。
图 1. 理想与现实的差距
入职4年半来，小组的规模已由最初两名研究生到了6名研究生。毕业或14年即将毕业的学生（2名博士，1名硕士）均在颇有实力的企业找到了薪资不错的职位（起薪均在25-30万/年），这是对南大现代工科研究生培养的认可，也是研究组纳新的有力宣传。然而我内心一直对一句话深以为然“评价一位教授好坏的标准之一：学生中是否有一定比例的出色的教授？”现在的研究生中不乏淡泊名利、专心向学的好苗子，本着“既授人以鱼，也授之以渔”的精神，利用年终短暂空闲与合作课题组共同组织了一次学术交流，学生代表相互汇报交流各自研究组的科研工作，我们几位老师则就科研涉及的基本的理、化基础进行了系统讲解，并就如何写论文和如何做课题研究等学术相关话题进行了专题讨论。这正是我这篇科学网建博6年多来的第一篇原创博文的由来。
作为一名本土培养的博士，英语并非所长（虽也有过分别为期10天和20天的国际访问交流，基本都是一头扎进实验室，并未对英语水平带来实质提高）。但我觉得对科学论文，文采并不是最重要的，文章所承载的信息及研究内容自身的价值才是最重要的，其次，文章内在的逻辑和研究结果的呈现方式也很重要。就文字而言，最重要的是客观/如实的把结果及其价值完整、清晰的呈现出来。由于博士毕业后跨行就业（由高分子转到物理光学），经历了两年的学习、探索的沉寂期，第一篇工作直到11年才发表出来。但从11年至今，我全程参与构思、写作、投稿和回复意见的论文已有19篇（一多半文章发表在一、二区刊物上），仅被拒稿2次，21投19中，命中率超过90%。高命中率节省了反复修改重投的时间，使我们可以集中更多精力来做研究，另外也大大增强了我们对自身判断的信心，并保持了高昂的士气。
如图1所示，实际研究过程中，道路坎坷曲折。尽管老师的指导不能完全替代学生的个人努力，但是却可以以过来人和职业科研人员的身份提供通关攻略，使学生们尽量少走弯路。在准备报告ppt的过程中，主要参考了San Francisco Edit的教程(www.sfedit.net)，并结合自己近几年的亲身体会，进行了梳理、整合、重构和再创造。本着学术界交流共享的崇高原则，在此整理呈献给广大同仁，以期抛砖引玉。闲话说了不少，是时候进入正题了。
正题：
论文发表对科研工作者尤其是偏重基础研究的人来讲，是第一重要的事情。它是揭示和分享自己的科学发现、公布学术观点并引发讨论和检验，进而赢得同行认可和业界承认的最有效途径，是实现科研人员自身价值的重要手段。通常我们的论文不会单纯因为写得好而被接收或引用，但却十分可能因为写得不好而遭拒稿或不被引用。
对绝大部分新人来说，写科学论文很难，像登天一样。如何化解这个难题？
我的建议是：
化繁为简，分而治之
如图2所示，面对“登天”一样的难题，如果合理分解成有可执行性的一个个台阶，那么“登天”就能够变成一个轻松可行的过程。下面我们的重点就在于如何分解，以及每一步要做什么，怎么做？为了简练，我尽量以纲要的形式列出来。读完本文大家或许会发现，科学论文像八股文一样对格式有着严格的界定，其实这有助于信息的有效供给，并有利于节约科研人员获取信息的时间。
图 2. 只要有了阶梯，“登天”也会变得快乐简单
Focusing onYour Central Message
用一句话（少于25个词）概括工作的核心。
列出工作的Novelty& Significance；尝试对着co-authors做简要介绍，一定将注意力集中到关键点上，看是否把握得住要点；写作的过程也可充分利用团队协作和集体智慧。
不要着急着笔，先酝酿一番，同时进行后面的几项工作。
Title
题目被阅读的频次会远大于文章的其它部分，标题界定了文章的内容，标题的好坏决定了读者是否会读你的paper，所以题目是sell你的工作的第一步；好的题目能够确保你的文章被目标读者方便的找到，而没取好题目则会让你的文章纵使发表也彻底沉寂。写文章首先/尽早确定题目，写作的过程保持其余部分与标题的严格一致。
黄金法则：题目只给一个idea/subject，尽量简练，以10-12个词为最佳；
题目是个标签，而非一句话；不用动词/谓语，用名词；按恰当次序排布关键词汇（正常语序，常用词组），使文章的主题得以清晰完全的表达；使用易理解，易被追踪，易被搜索的语汇；删掉所有废话，如：‘a study of …’, ‘investigations of …’, ‘observations on …’，不要用significant，novel等，注重使用专用而非通用词汇；题目中不要用缩写、分子式，而要用全称及常用名；尽量不用罗马数字、阿拉伯数字、标点和特殊字符。
写完文章后，回头再看标题与摘要和全文的一致性。
Novelty & Significance
该类研究面临哪些问题？哪些已经解决了？如何解决的？尚存在哪些问题？本工作要解决哪个/几个问题，或要改进哪一类/种解决方案？回答上述问题。用到的材料、方法是什么？涉及到的机制？创新与价值体现在哪？方法上是否有独到和值得推广的地方？获得了哪些结果（全部，暂不考虑次序和取舍），分析每一条的贡献，找出主要的结果，描述重要发现；按重要性重新罗列，结构要清晰规整；结论、启示是什么？新在哪里？为什么重要？是否有局限性？能否改进？
提出问题的时候，要系统的就文章涉及的专题重读文献，还要再补充新的文献；要随手列出与每一条相关的文献。
讨论：充分利用团队协作和集体智慧。
通过整理，可找出仍有欠缺或尚可改进的点。
Novelty& Significance 列表
建议通过讨论，填写下述表格进行整理。
表1. Novelty& Significance列表
Title | |||||
Novelty | 机制 | 方法 | 材料 | 结果 | 应用 |
Significance | |||||
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Selecting a Journal
选刊原则：基于对工作价值和创新性的客观评判选刊。选刊没有最好，只有适合不适合。
自己通常在那些刊物上获取文献？期刊学术声誉，同行们最认可的杂志？是否学会主办，编委是否业内牛人？是否被主要数据库引用，期刊IF因子，声望如何？期刊范围：广泛，专业性强？何领域？期刊目标导向：基础、理论、应用？期刊接受文章类型、格式、Figure数量及要求？读者群是否你想要交流和建立影响的群体？是否有类似主题的文章发表，文章的重要性如何？期刊发表频率，审稿、录用、发表周期，拒稿率？文章投出能否得到客观的评价和判断？
早定刊物，阅读选定刊物的Guidelinesto Authors，主动明确期刊格式要求，有针对性的准备和写作，简化程序。
Tables and Figures
看完题目和摘要，通常读者接下来要看的就是数据，其给出的是视觉信息，最易抓人眼球，所以数据非常关键。
数据筛选原则：是否能最好地回答提出的研究问题？所有数据/标题在一起能否述说一个完整的故事？无版权争议。
数据排序原则：有助于讲故事的次序；文章中出现的先后；与目标刊物的格式要求相符合。
数据标题用过去时，给出数据中的信息，而非对数据的总结或解读，不要包含实验细节，使配合数据具备叙事能力；标题与正文内容是互补的，无需重复。
标注测量物理量及单位；图像质量，最小像素要求；线性、粗细、字号；Scale bar，color bar等细节都要注意。
在数据整理的过程中，可以对工作重新审视、提升。我们就有一个工作，先是以Opt Express作为目标刊物进行数据整理，后来提升改进之后改为Adv Opt Mater/Adv Func Mater，最终数据整理完毕后，则直接瞄准Adv Mater，投稿后受到四位审稿人一致好评并接收发表。另外一个工作先是瞄准了Appl Phys Lett整理的，后来改进后瞄准了Nano Lett，而最终整理后则打算投往Nat Comm。所以某种程度上讲，数据的支撑力度、内在逻辑的合理性、Figure自身的吸引力，最终会决定文章与展示平台（目标刊物）的匹配性。
Outline
Outline是文章的蓝图，有效的将文章全文分成几块儿，并按照逻辑将话题与讨论融合到一起。它能列出信息梗概，辅助文章构思。通过反复酝酿推敲，即可找出贯穿outline的story。
然后就可以找个僻静舒适的环境开始写，远离任何可能的打扰，甚至包括手机和网络，争取初稿一两天内一气呵成。写第一稿的时候以速度效率为重，不要斟酌修改；依据outline的结构构思，用自己熟悉的语汇句式直接写，以表述意思为要，追求一气呵成，哪怕用汉语写一部分或留一些的空白。
Introduction
通常会觉得Introduction难写，之所以难，是因为对领域的了解很有限，对已有结果的评判不到位、没把握。如果依据前面的步骤做好了文献调研和前期问答，就不难了。
目的：提供理解文章所必需的背景信息；刺激读者阅读的兴趣；诱导编辑和审稿人对文章的重要性做出公正判断。
内容：立题，描绘工作的目标，做什么？为什么要提出这个课题？课题的背景、历史与现状；打算怎么解决这个课题？怎么办？预期结果及本文贡献，特别是新意以及应用前景。是什么？
注意事项：引言要面向期刊所对应的广泛读者群，而不仅是小同行。所以尽量少用行话，对于专业概念和术语，要结合上下文自然交代清楚。要明确提出研究目标，这是Introduction最重要的部分；清楚的提出假说，中肯的总结前人工作，在此基础上客观对比，引导读者建立起对你工作意义的认识。要做到言必有据，不引不相关的文献，引的文献要起作用，不要泛泛的引文献。谈及广为人知的知识时，不必引用，如果要引用，最好引用教科书；谈及小同行熟知的内容，最好引用综述文章；谈及重要结果时，最好引用原始文献。所有缩写和术语在首次出现时给出明确定义。
Results Section
依据outline合理安排Figures次序，确保叙事的完整性；展现关键结果而非所有实验数据，吸引人的不是你做了多少，而是你做的有多重要；行文需要没用正式Figure呈现的结果也要述及；可按时间先后或重要性排序，每一段内，按重要性次序排序；述而不论，使用过去时叙述实验结果；所有数据要精确并在全文中保持一致。
用最佳的表达方式描述串联Figures来陈述发现；文字是对Figure的补充而非简单重复；每个结果，后面Methods部分都要有所对映。
Discussion Section
是非常非常难的部分，需要反复推敲定夺。
讨论是科学论文的核心，其目的是：阐述自己的观点；解释发现的意义；指引研究的方向。包括：回答Introduction中所提问题；解释研究结果如何支撑上述答案；获得的结果与现有方法比较。
是对结果的评论而非重复叙述；回答Introduction的假设，且观点保持一致；以符合逻辑的次序论述每个结果的意义及其对结论的支撑；不要包涵负面信息*；为什么重要，从特殊到一般的展望。简洁、清晰、完整的论述，解决提出的问题，支撑结论。
*任何文章都不完美，你只需要帮助读者做出积极正确的认识；读者关注的是有意义的、建设性的信息，哪儿不够好读者会有自己的判断，就这方面展开论述是浪费版面和读者的精力时间。
Materials and Methods
讲述研究如何执行的，以便于读者对工作的实施进行评估或重复验证。描述实验执行的步骤、条件参数、仪器、材料等，次序与Results部分保持前后一致，不要将步骤与结果混为一谈；不要包含解释、背景等属于Discussion的信息；可夹叙夹议，恰当地引用文献；避免无关信息和信息重复。
Abstract
摘要是全文内容的凝练版。字数允许范围内，包涵尽量多信息：研究目标；关键材料/方法；理论机理；主要结果；结论。
简明易读、涵盖文中要点；首句为点睛，是摘要中的摘要，即是前面要求一句话概括全文的句子；好的摘要可以增加文章中稿几率，并能够更加吸引读者，增加工作的影响力。
Conclusion
通常我们会觉得结论是最难写的部分之一，写到这里，总觉得该说的都说完了。但是要意识到，很多读者读的时候是先从摘要和结论开始读的。
结论是文章的结束。内容：总结发现；概括陈述价值；展望未来。首句明确的陈述文章的主要发现；结果如何支撑了该发现，要让读者觉得提出的假设和问题得到了圆满的解决，不要让读者留有疑惑。不要重写一遍Abstract；不要引入新的问题和争论；不要加入负面评价；只要陈述即可，不要再做论述(正文讨论做的事情)。
草稿完成后放到一边一两天后才能开始修改，修订过程追求表述的清晰、简洁，保持全文内容和风格的一致性。
结语：
虽然Conclusion是正文的结束，但是关于科学论文的事情还尚未结束。还会涉及如何提高文采，如何选择语法范式、句子结构、时态语态，怎么让文章更易被搜到，参考文献，作者、单位的确定及排序，对项目和人员致谢，Cover letter，投稿，Response，为什么会被拒稿，真被拒了怎么办？怎么付版面费，Poster、Presentation如何展示，如何追踪论文发表的后续被引用和评价情况，等等。
写论文只是科研生活中的一部分，做研究也只是另一部分。真正的科研生活非常复杂琐碎，资金、人、机、料、法、环等各个环节都要畅通无阻，才能保证研究工作的顺利进行。在此仅讲述了如何写科学论文，但也足以对科研生活窥豹一斑。科研事业的丁点成就都是由一堆琐碎拼接而成的。要有强劲的科研动力、永不满足的态度，再加上持之以恒的毅力，才能够不断攀登科研的高峰。
论文写作
https://blog.sciencenet.cn/blog-28843-759791.html
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