研究生写论文和做实验有哪些注意事项

评价一个研究生的学术水平，往往从研究生写论文的质量、做实验的过程结果来衡量。一个质量“高”的研究生，必须能写出质量高的文章，完成质量高的实验。今天笔者关于研究生如何写论文和做实验分享一下个人经验，希望可以帮研究生朋友提供崭新的思路。

首先我们先看一下写论文和做实验的关系。写文章最好把实验结果部分和讨论部分分开，实验结果部分就是客观事实，讨论部分可以有些个人观点。不要在实验结果部分掺太多的个人主观臆测。讨论部分当然可以有自己的观点，但观点应该基于实验事实，并结合文献的证据。切忌“天马行空”地脱离了实验事实去发表观点。讨论时要拿捏好轻重。自己不确定的，不要“死钻牛角尖”（即说了一大堆话，最后还是没有定论）。说不清的（机理），可以轻描淡写说目前还不清楚，可能是什么机理，值得进一步研究。讨论时对文献中的说法要用自己的语言概括地说明，主要谈别人用什么方法得到什么结论，和我们的观测一致还是不一致，要概括，不要长篇大论，不要把别人的推导过程也原样叙述。

当然，并不是说你知道这些趋势，你一定能够在这样上面有所突破，但是能够给你一个非常具有指引性的思路。比如说，当时我的研究课题是做电解质的，因为师兄毕业需要移交阳极的课题，我学习了一段时间。我把我所研究的新电解质去做阳极的抗硫测试，发现具有不可思议的抗硫性能。在我多次重复加以确认之后，我意识到了其重要性。其实当时有人建议说可以用这个结果在Advanced Materials上投一篇文章，但是在我分析这些年在SN 上发表的氧化物燃料电池文章，我决定继续研究该阳极的抗碳沉积特性，然后进一步优化。这个做法非常重要，使我后来冲击Science奠定了重要的基础。

当你在组会上报告了你的发现，听众有各种看法，你也不知道哪种对时，你可以在讨论部分把几种可能的解释都提出来，给出实验证据说A机理可能不成立，和什么什么实验事实不一致；B机理也不成立，是因为什么什么原因；而C机理有可能，因为什么什么原因，在文献中，谁谁谁用什么催化剂研究了什么反应，发现了类似的机理。虽然研究的体系不完全一样，但解释是类似的，具体的值得以后去研究。

要想在Nature或者Science（以下简称NS）上发表文章，首先要对自己领域最近

10年有哪些文章发表在这些刊物上，并进行分类。以氧化物燃料电池领域为例，在2002-2012年区间总共有8篇文章发表在这两个杂志上。如果你研究的小领域没有文章

在NS或者Nature的子刊上，那说明杂志编辑认为你的领域不具有很广的关注度。同时，要分析是些什么样的突破发表在NS上。比如在这8篇文章，有6篇文章直接与燃料电池的阳极材料有关。这说明如果你能在阳极的研究中有所突破，存在在NS上发表的可能性。再进一步分析其细节，你会发现更多的规律。比如，燃料电池阳极的最主要的问题是碳氢燃料在高温下的裂解导致碳沉积和硫在镍表面吸附导致阳极硫中毒。

早前的SN上的文章主要关注怎样防止在阳极上的碳沉积，在2006年首先出现了一个新的阳极材料同时有抗碳沉积和抗硫中毒。这篇文章给了我一个启发，说明现有的阳极材料必须能够同时解决这两个问题，才有可能在NS上出现。当然这也是合理的，因为碳氢燃料包含碳和硫。

做实验得动动脑子。往往有些人做实验不动脑子，利用现有的仪器，什么东西能做就不管三七二十一地表征样品，导致用自己现有仪器或者自己熟悉的表征方法得到的数据很多，但这些数据不说明关键问题，而说明关键问题的数据却“蜻蜓点水”或者没有。比如说，要研究催化反应或者催化剂，可以采用各种表征手段，但针对所要回答的具体科学问题，应该有针对性的表征手段。有的人拍了一堆电子显微镜，甚至连固体原料的电子显微镜都拍了，但这些又说明什么问题呢？你按照文献里的方法合成了沸石分子筛，得到的当然是和文献里一致的形貌学，这些和催化反应结果又有什么关系呢？充其量只是照着文献合成出一样的东西而已，更何况，为什么要材料的配比不一样，每个都拍电子显微镜呢？

有的人，看到外国文献，就视为权威。一旦看到自己的结果和文献不一致，就惊呆了，不是觉得很沮丧，就是不敢报道了。其实，文献里的说法只是对那个作者所研究的体系有用，是不是能移植到自己的体系呢，这需要甄别。催化剂制备方法不一样、组成不一样、预处理条件不一样、反应条件不一样，得到的关于价态的信息和反应机理，都可能会不一样。

还有的人写文章有明显的主观导向性，还没有开始提供全面的证据，就假定某种价态是活性中心。其实，应该让实验事实来说话，一开始不要排除各种可能性。当发现自己的数据，

无法用文献来解释而惊呆了的时候，要想想：我的催化测试结果是不是事实？这个催化剂比那个催化剂好，是不是事实？我的表征结果是不是事实？然后，从实验事实出发，去寻求解释，甚至做些额外的实验。而不应该从别人的文献结论出发，去否定自己的实验事实。

据我所知，很多最为关键或者突破的实验数据都是意外得到的，或者超过自己预期的（当然也存在像Goodenough教授这种牛人能够从理论上设计材料）。当你获得比以前文献中更好的性能时，就要开始考虑怎么设计一系列系统的试验，以能够将来写出一篇有完整故事情节的文章。因为现在已经不是“酒香不怕巷子深”的年代了，除非你的结果能够改变人类的认知，否则都需要思考围绕该突破的实验设计。其工作量大约是一般长文的2~3倍。除了最为关键的4个图放在正文，其余的将放到补充材料里面。

做实验也要想好了再去做。往往到写论文的时候才发现很多东西都没有想好去做。举个例子：催化反应测试的假设前提是，实验条件是一样的，包括催化剂的用量是一样的。有时候别人让我测试样品，一开始送来0.2克，后来有一次说只合成出0.158克。研究生论文发表扣.1760405151我当即就把样品退了回去，说你合成出0.2克再测试。他说，他只是想看看有没有催化活性。我说，做实验，最后是要发表文章的。我默认测试样品得到的数据，以后会用在文章的图里面。而如果现在实验条件不一致，即使得到了好的活性，以后还是要重新测试，这不是浪费时间吗。再比如，比较的时候，也要求在一样的条件下比较。比如三种不同的载体，上面的活性成分是一样的，于是做实验、作比较，要求活性组分的含量也是一样的，这样才可以。而如果活性组分的含量不一样，很难说活性的区别是因为含量不一样引起的，还是由于其他因素引起的。

实验该怎么设计才会对主编和审稿人的口味？当然不同领域有不同的文章结构。一个简单的方法就是你尽可能把自己领域中不同小方向在Journal of the American Chemical Society,Angewandte Chemie International Edition和Advanced Materials上面的文章综合起来。比如，这些杂志上有专注于合成的、有专注于表征的或者专注机理理解的文章。你如果能够把这些文章的最有特色的东西有机的糅合在一起，你的文章就已经高于这些杂志的档次了。以催化和表面化学为例，SN上的实验设计思路一般来说就是一个比较新颖的纳米结构，比较高档的表征（如STM或同步辐射）、优异的性能和分子动力学的理论计算。如果你去详细比较SN上某一篇文章每一小部分和JACS上类似的的全文，你会发现其实JACS上的水平更专。

根据这个思路，你就可以设计完整的实验，寻找合作对象，相互促进，最终达到一个完美的实验结论。我的那篇Nature Communication就是以这种思路设计的。当时需要对我们现有性能的理论解释，我们寻求了与布鲁克海文国家实验室的合作。他们给我们提供了很好的思路，继续优化实验，与他们的理论达到了较好的融合。虽然在投Nature主刊40多天后被拒，但是审稿人对实验设计非常肯定：This paper has really nice science；The science is top notch等等。这篇文章本身的实验结果没有我Science上那篇文章的突破大，但是好的实验设计让这篇文章被子刊接受。

有时候研究了两个催化剂，发现催化效果有些区别。然后进行了相关的表征，比如氢气程序升温还原、XPS等等。根据得到的结果，人们很容易建立起所谓的“关联”，但这种“关联”能不能站得住脚？这正好比，两个催化剂的颜色是不一样的，能否把催化活性的不同归结为颜色的不同？的确，催化剂的孔径不一样，价态不一样。但酸碱性质也不一样，活性组分的分布和所处的环境也不一样，也有可能成为影响催化活性的原因。构建“关联”时，要分清楚哪些性质起直接的作用，哪些因素是“二级的”“二传手”，而哪些（比如催化剂的颜色）是无关的、催化剂自有的性质。

如果一个科学解释或者说理论是对的，应该能经得起“诊断实验”的检验。比如对每种催化剂，改变活性组分的含量，再做氢气程序升温脱附、XPS，看看在同一个体系中，是否有关联？有时候测试了第三种催化剂，发现活性坏透了。有的同学就把这个催化剂的数据删除了，就当自己没有研究过。其实，这里面蕴含着很多信息。你刚才已经研究了两个催化剂，建立了所谓的“关联”，如果的确是这么回事，第三个催化剂的数据应该正好“嵌”如这个所谓的“关联直线”中。你看看能不能“嵌入”？如果不能“嵌入”，说明你提出的“理论”

根本不是这么回事。

一句话概括，就是：写论文、做实验都是学问，值得认真钻研。经过指点，第一稿和最后一稿会有很大的区别，大家要沉着冷静的做实验，认真细致的写论文。