没有结合论文的研究目标。这个表现为只是简单描述研究方法或者获取数据的方法,并没有和论文的目标结合起来说明为什么要选择这些方法,从而不能突出本文研究方法的创新性。比如“We obtained the porosity of the samples through the measurement of the density and volume.”这个看起来就是一个很平淡的说法。但如果我们写成“The porosity of those samples may be a determining factor to the thermogravimetric behaviours. So we obtained their porosity through the measurement of density and volume.”详细的案例我们在本文后面的进阶方法里面进行讨论,另外其他相关的内容请关注微信公众号“e论文”了解详情。
没有考虑潜在读者。这个大体需要考虑你的目标期刊,如果你的目标是本领域的期刊,那么读者和审稿专家在这个领域都有一定的知识储备,所以有些通用的方法不用讲的非常详细。这就比你的论文主要做的流体的数值模拟,你准备投到Journal of Fluid Mechanics上,如果你反复讲什么是NS方程,会让审稿专家误认为你在写书,估计这篇论文的命运就非常明显了。但如果你要把流体的数值模拟的稿件投到Composite Structures上,你需要介绍一下NS方程。
忽略了具体原因的描述。这个上面已经说过了,具体方法的原因需要提供具体的原因,特别是利用传统的方法创新使用到另外的领域,或者是用新方法代替传统方法等等。
介绍论文的局限。虽然有些实验方法或者数据处理有一些局限,但我们最好不要在Methodology部分给出。这样给审稿专家一个印象,既然你都已经知道是局限了,为什么不在设计阶段改进后再进行相关的研究。另外这不代表我们需要刻意隐瞒论文的局限,这些局限一般放在结论部分的尾部,列出论文的局限性给读者介绍未来的研究计划去弥补这些局限。这个局限与数值模拟的assumptions是有区别的,assumptions是一般是数值模型建立的基础,这个需要在methodology部分着重强调。
我们收集数据/材料的方法主要有两类:定量方法和定性方法。工程科学里面的方法主要以定量的方法为主、而定性方法在社科管理类的论文中较常见。具体的分类如下图所示,其中现有文献数据和现有文献素材都是出自参考文献,需要在methodology引用相关参考文献。这个一般常见于数值模拟研究,对于数值模拟研究一般需要实验数据来进行有效性验证,验证的实验数据则可以来自参考文献。
数据分析的方法主要有哪些?
定性分析规律。这个一般多见于社科管理类论文,比如说对搜集到的图片以及视频进行总结分析,从而得到一般的规律。另外有些工程类的论文中也会用到,比如“Due to the volume of houses in the building sector, the energy saving in the houses could create a great impact in the greenhouse gas emission.”
数据统计方法。这个常见于大量数据的分析,比如基于调查统计或者大量应用案例的统计等等。相应的分析办法包括hypothesis testing、Monte Carlo simulation、artificial neural network等等。另外利用软件进行的线性或者非线性回归也是属于数据统计范畴。
建立经验模型。我们在很多论文中都会提到建立了经验模型,对于大多数工程论文来讲,这都指用经验方程的方法总结了数据的规律或者趋势。一般建立经验模型的步骤为:研究方案、数据收集、理论过程参考以及确定模型系数。经验模型一般的应用范围相对于理论模型较小。
建立理论模型。理论模型是从理论上对某一过程、机理或者方法进行的总结归纳,一般也是指的一个方程。理论模型建立的一般步骤为:建立理论方程、求解方程、用实验数据或者可靠数据验证或简化模型。理论模型相对于经验模型来讲,其应用范围一般交广,建立过程一般很难,创新性也较强。后面我们会专门用一篇文章来举例说明经验模型和理论模型的区别、建立方法以及创新性特点,敬请期待。
这篇论文的背景为建筑材料。石灰石作为一个天然的建筑材料,其在使用到建筑之前需要进行煅烧。影响其性能有很多参数,但很难搜集到不同参数的天然样品来进行实验分析,所以到现在还不能确定其具体的影响参数有哪些。在这篇论文中,作者选择了26种不同地质年龄的天然石灰石样品,这些样品的孔隙率以及密度显示出差异,但通过分析发现其煅烧后的残留物特性都非常类似,所以得到了影响其煅烧特性的影响因素不是孔隙率和密度,而是有其他因素。
在methodology部分,一共有三段,其中前两段是关于样品选择的介绍,这里就不做分析。我们重点分析一下第三段也是最后一段。
通过阅读,我们发现这段其实写的非常好,而且实验的方法也说的很清楚。但有两个地方可能需要改进一下:(1) 需要紧密结合论文的研究目的,没有清楚说明进行这些实验的原因;(2) 忽略了方法选择的原因;(3) 没有进一步考虑论文的读者,比如有些缩写首次出现,但没有写明全称。
结合本文的研究目的,我们需要先确定样品的物理特性,然后再用化学分析方法确定煅烧后的性能。这样就可以确定物理特性对煅烧化学性能的影响,从而确定哪些物理参数对样品的最终性能有影响。根据这个思路,我们可以将上面的段落按照先后顺序分为三个部分,即物理实验、化学测试以及产物分析部分,并分别给出原因。
修改稿如下:
We selected those typical tests to determine the physical properties of those chosen samples (i.e., porosity and volumetric mass density) before the calcination process. The porosity was determined by a high-pressure porosimeter Thermo Finnigan Pascal 240 with a maximal pressure of 200 MPa and pore resolution from 0.0037 to 7.5 μm. Volumetric mass density was determined by a hydrostatic measurement in isopropyl alcohol. Isopropyl alcohol was chosen instead of water because it is aligned with our future focus. The petrographic assessment was made on 100 μm thick section using optical microscope.
Chemical analysis was performed by a series of typical measurement to confirm their chemical behaviours, including thermogravimetric method, X-ray fluorescence, and atomic absorption spectroscopy. The related process followed the traditional procedures, while more details can refer to Refs. [14-15].
To obtain the final properties, each sample with 1.5 kg was dissolved in a 20 % acetic acid at room temperature. This process ended with the complete dissolution of all carbonates. An insoluble residue was then filtered, dried, and ground prior to further analysis. Mineralogy of insoluble residues was detected by multifunctional diffractometer Panaytical Empyrean X-ray diffraction (XRD) with anode Cu, Kα radiation.
连环画式的介绍。这个基本做到跟看连环画一样,让不熟悉这个领域的读者也能知道这篇论文主要做什么的,做到一目了然。这个需要较好的画图能力。另外有些作者会对使用实验图片和原理图两者之间犹豫不决,这个可以根据具体的表现力来定。如果那个更能清楚的表达就好了。
从创新的角度来写作。如果是创新点就要说出来,不要平淡的写。比如我们结合结构力学实验与化学分析来确定木材在高温下的性能,一般写成“The structural analysis was combined with the chemical analysis to address the timber behaviours under high-temperature environment”.如果从创新的角度来写的话,可以进阶为“The combination of structural analysis and chemical analysis was usually ignored in previous studies that affect the accuracy of the analysis. We innovatively adopted the combined analysis to accurately address the timber behaviours under high-temperature environment”.
从克服挑战的角度来写作。比如说研究方法有一些挑战,我们是怎么打破这个挑战的,这个需要强调。如果是波澜不惊的描述方法,那么不了解这个领域的审稿专家就不清楚里面的创新点了。所以我们在描述研究方法的时候,需要从正面的角度来“宣泄”遇到的难处。比如“It is quite challenging to address the thermal convection process inside the concrete cavity due to the interaction between the thermal convection and radiation. We developed an experimental method to separate the impacts from the thermal convection.”
总结以上分析内容,我们将Methodology写作的checklist总结一下:
➡ Methodology应该包含研究类型介绍、数据收集方法、数据分析办法、工具和方法以及选择这些方法和工具的原因
➡ 一般描述实验过程使用过去式,如果是介绍方法时使用现在式
➡ 写作时需要密切结合论文的总体研究目标
➡ 介绍方法时需要考虑目标期刊而进行不同程度的介绍
➡ 论文的局限不能在Methodology里面介绍,可以放置在结论尾部
➡ 如果可能的话,尽量用生动的原理图来介绍方法,这样比较简单实用
➡ 写作时建议从创新以及正面克服挑战的角度来撰写
参考资料