論文實踐過程中應注意的問題

張 頔 顧 浩

(1.常州工程職業(yè)技術學院 江蘇 常州 213164；2.常州大學 江蘇 常州 213016)

論文實踐是提高學生綜合素質的一個很重要的方法。在論文實踐教育中，使學生了解從選題到編寫論文的全過程；對論文涉及范圍內的現狀、問題和發(fā)展前景有一定深度的了解，從而明確自己將從事的論文工作屬于單純重復前人的、部分重復前人的、還是在前人工作的基礎上具有創(chuàng)造性的工作。在論文實踐過程中，學生應該分階段地檢查所擬定的研究工作原理、路線、方法和采用的儀器、設備、試劑等是否合理，實驗數據的測定、數據處理和得出的結論是否客觀。編寫論文也是培養(yǎng)學生的基本道德素質和高尚人格的過程。本文是以叁篇期刊上已刊出的論文為對象給學生比較深入剖析較深層次的問題。不妥之處歡迎批評指正。

1 以文獻[1]的素材為例，指出學生應注意的問題

文獻[1]研究微波加熱對蔗糖水解反應速率常數的影響，作者的設計思想和實驗方法的特點是：將反應物HCl溶液和蔗糖溶液分別用微波預處理到一定溫度，然后冷卻到20℃后等體積混合，在恒溫下每隔2min讀取旋光度一次，持續(xù)30min(在此過程中不再繼續(xù)進行微波加熱)，從測得的旋光度值計算得到反應速率常數和常規(guī)的水浴加熱方法對比，以確定微波加熱的影響。

1.1 學生如進行類似工作時，在實驗方法方面，應該闡明具體措施

1.1.1 微波爐腔體內能量密度分布的不均勻性不會影響測定結果的措施

1.1.2 在沒有攪拌的條件下，微波能量隨著穿透反應物被吸收而減弱，處于近器壁的反應物比中心部位反應物吸收更多的能量，消除由此產生反應物的溫度不均勻性的措施

1.1.3 消除微波加熱反應物的最終溫度的明顯滯后現象的措施

1.1.4 常規(guī)的水銀溫度計(0～100℃，分度值0.1℃)的長度遠大于微波爐腔體的尺寸，解決尺寸不匹配問題的具體措施

1.1.5 解決不放在反應物中的水銀溫度計的安全和與各反應物溫度都具有同一溫度值的措施

1.1.6 學生編寫論文時要注意全文內容的一致性，協調統(tǒng)一，不應出現矛盾，例如：在方法中指出：在恒溫下每隔2min讀取旋光度一次，持續(xù)30min。按照這一規(guī)定，基本測量列的間隔應為2min，數據數應為16個。這和圖1中的數據點數不符，表1中列出圖1的各項參數：

表1 圖1中的各項參數

學生必須記?。褐挥性谧x者認可的實驗操作和方法基礎上，才有可能接受作者在論文的結論。

1.2 關于機理的討論

微波對某些化學反應速率常數的影響已有眾多實驗證實，但微波對化學反應速率影響的機理到目前為止尚無統(tǒng)一的認識，因此在討論機理問題時要特別謹慎。文獻[1]提出微波輻射影響蔗糖水解反應的可能機理是：微波輻射“主要影響分子化學鍵的電荷分布、鏈構象、鏈的形態(tài)和極性基團的統(tǒng)計熱移動等參數”；在蔗糖水解反應中“控制反應的關鍵步驟半椅式糖苷陽離子的形成受到促進”。在表3中通過常規(guī)加熱和微波加熱的活化能比較來確定微波蔗糖水解反應速率常數的影響，數據顯示在HCl中濃度為3-4 mol/L時，微波加熱的活化能(EMW)

2 以文獻[2-3]的素材為例，指導學生在論文實踐中應注意的問題

這兩篇論文的前一篇是1998年郭子成、楊建一和孫淑巧三位作者發(fā)表在《大學化學》的論文，后一篇是2000年郭子成，朱良和朱紅旭三位作者發(fā)表在《化學通報》的論文。上述論文中的關于蔗糖催化水解實驗基本測量列的數值是完全相同的，兩篇論文中的表2的第一行的原始 βt數據和 ln(βt-β∞)數據不相符合也完全相同。兩篇論文的微商計算原理也是相同的，只是但具體處理方法有差異。由于上述論文中涉及較深層次的問題，因此值得作為有價值的教材介紹給學生。

粗看之下，論文的實驗基本測量列數據非常漂亮，不想作為樣板介紹紿學生學習，因此，花了較多的精力去閱讀、消化、研究。但很遺撼，研究的結論是：這套測量列數據是難于重現的，似乎屬于小概率事件。下面是針對上述論文給學生分析、講解的要點：

2.1 實驗基本測量列的數值和計算值的矛盾

表 2 用 t～ln(βt-β∞)線性擬合對不同作者的數據復算的結果

論文[2-3]的表2中的第一行的原始的 βt和 ln(βt-β∞)數據不相符合，即從測定值βt和計算出的ln(βt-β∞)不相符合。按常規(guī)，應以測定值βt為準，但因不能認定兩者中那一個出錯，因此分別依據βt和ln(βt-β∞)進行復算，結果列于表2。為了便于和已發(fā)表的同類論文進行對比，在表2中也列出了對同類論文數據復算結果。

文中的統(tǒng)計處理用Origin軟件處理(以下相同)；

UB(B的展伸不確定度)=k*(B Error/B)*100%(取k=2)(以下相同)；

引用文獻[2-3]表 2中 βt列數據，根據(βt-β∞)的有效數字計算得出。

從表2數據可以看到文獻[2-3]的表2中：①以ln(βt-β∞)為準，｜R｜=1；② 以原始 βt數據為準，｜R｜=0.9999。從論文作者對B的取值看，作者選用的是ln(βt-β∞)值。

從表2數據還可以看到：①UB一般文獻值在0.028～0.17之間，文獻[2-3]則遠小于此值；②相關系數｜R｜文獻值一般在0.9847～0.9992之間，文獻[2-3]則近于或等于1(即基本測量列數據接近或完全落在擬合線上)。

2.2 用統(tǒng)計參數客觀地比較兩種擬合方法

進一步客觀地比較兩種擬合方法可以教授學生比較、識別事物和舍、取的能力?，F將文獻[2-3]的參數統(tǒng)計比較于表3。

表 3 比較文獻[2-3]表 2 數據的 t～ln(βt-β∞)和t～ln(-dβt/dt)兩種線性擬合

引用原文表 2 中 ln(βt-β∞)列數據，根據(βt-β∞)有效數字計算得出；

引用原文表2中 βt列數據，根據(βt-β∞)有效數字計算得出。

引用原文表2中l(wèi)n(-dβt/dt)列數據計算得出。

文獻[2,3]沒有對兩種處理方法的準確度進行比較，按照本文復算得到的統(tǒng)計參數(見表3)：B的合理取值相應地應為：0.05892±0.00007,0.05832±0.0008 和 0.0596±0.0014。微商法的UB有較大值，而｜R｜有較小值。微商法在免除測定β∞的同時，也引入了微商法固有的缺點：因為-dβt/dt數據必須通過(βt+△t-βt)得到，而在這一計算中使得 ln(-dβt/dt)的有效數字比ln(βt-β∞)少了一位數字；也就是說，微分法是以犧牲實驗的準確度為代價換得免避測定β∞的優(yōu)點。同學們在自己編寫論文時，一定要客觀地既要闡明長處，也要交代短處；在學習對比不同作者、不同方法、不同觀點時，切記要全面地分析比較它們的優(yōu)、缺點，選擇自己最需要的指標作為優(yōu)先項來進行挑選，只有這樣才不會迷失方向。

2.3 文獻[2-3]的實驗基本測量列難于重現，似乎屬于小概率事件

從表3數據可以看到文獻[2-3]的實驗基本測量列數據非常漂亮；測定值幾乎等同于一級反應(而不是準一級反應)理論計算的結果。兩種線性擬合方法分別得到B=-0.05892和-0.0596，｜R｜=1 和 0.99978(0.9999)。實驗測定數據｜R｜如此接近于1的情況實屬少見，也是一般實驗工作者很難從實驗測定得到的。即便是真正的一級反應(指相對于準一級反應)，在一般情況下也只有極低機率能得到這樣的基本測量列。因此有必要提醒學生：文獻[2-3]列出的實驗基本測量列是難于重現的，可能屬于小概率事件。其理由如下：

2.3.1 蔗糖酸催化水解反應是一個準一級反應，從原理上講，用t～ln(at-a0)t作圖得到的圖形是一條回歸直線，而不是一條真正的直線。①在數據處理時將反應物之一的水的量看作不變量、從而將體系的體積、催化劑濃度看作不變等等，實際上它們的濃度是隨反應的進行而變化的。②從實驗測定來看，由于測定不確定度的客觀存在，即使從理論是一條直線，在測定時，由于A類不確定度的必然存在，測得的數據必然不會是完全在一條直線上。

2.3.2 從過去發(fā)表和有關文獻(見表2)：實測的數據表明：①UB一般在 0.028～0.17之間，文獻[2-3]則遠小于此值；②相關系數｜R｜一般在 0.9847～0.9992 之間，文獻[2-3]則近于或等于1(即基本測量列數據接近或完全落在擬合線上)。以上兩點說明文獻[2-3]的數據可能屬于小概率事件。

2.3.3 僅由數據切尾引起的舍入不確定度，也足以使｜R｜＜1。

數據切尾引起的舍入不確定度服從均勻分布，當測量值 βj服從[βj－0.005,βj+0.005]區(qū)間內服從均勻分布，則βj的標準不確定度等于0.005/3^0.5。據此可以說如果測量過程中即使不存在其他不確度的來源，僅由數據切尾引起的舍入不確定度也足以使部分基本測量列數據的尾數產生±0.01的偏離是一個大概率的事件。這項偏離也足以使｜R｜＜1。如果實測得到的基本測量列數據中不存在這項偏離，擬合曲線的｜R｜=1，只能證明這樣的基本測量列數據是一個小概率事件。這一實例提醒學生在進行的論文實踐中，不僅要注意不確定度高的測定數據，同樣地要注意出現不確定度太小、甚至為零的測定數據；因為這樣的測定數據在通常用的儀器和方法的測定條件下只可能是小概率事件。學生如果在論文中出現這樣的結果，就一定要詳細檢查測定的全過程，找出原因是錯誤造成的，還是的確是一個小概率事件？發(fā)表這樣的數據一定要慎之又慎。

3 小結

以文獻[1-3]的素材為實例，為學生剖析并講解論文實驗中應注意的問題。這些問題是：3.1 編寫論文時要注意內容的一致性，協調統(tǒng)一

3.2 在實驗操作方法方面要主動地闡明具體措施

例如：微波爐腔體內能量密度的分布、反應物的溫度的均勻性、微波加熱反應物的的滯后、水銀溫度計和微波爐腔體的不匹配、溫度計的安全和測溫度的問題等等。

3.3 對于一時還不能得到理論支持的實驗事實(例如機理問題)，以實事求是科學態(tài)度來處理，這樣的處理方式可能會得到更多的尊重

3.4 在編寫論文時，既要客觀地闡明長處，也交代短處；在學習不同作者、不同方法、不同觀點時，切記要全面地分析比較它們的優(yōu)、缺點，選擇自己最需要的指標作為優(yōu)先項來進行選擇性地吸收

3.5 作為客觀地評價工具，學生可優(yōu)先借助于統(tǒng)計參數和Origin軟件

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