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如何做好一份实验记录——从屠呦呦Nobel Lectures中的一张图说起

ZSH 科研共进社 2021-12-21
前言:
又到开学的时候了,重发一篇三年前的稿件,希望对新入学的小伙伴们有所帮助。

以下为稿件原文:
屠呦呦老师获诺贝尔奖早已经是旧闻了,眼看今年的诺贝尔奖在一个月之后也要出结果了。莎士比亚曾说:一千个读者,有一千个哈姆雷特!我相信,每个人读屠呦呦老师的演讲辞的感受也是不一样的,所理解的所关注的点也会不一样。我今天关注的点就更小了,放到屠呦呦老师整个演讲辞中可能微不足道。不过我还是要说:从点滴做起,从做好实验记录做起,辉煌才有可能造就!



在正式分享今天的内容之前,还是先跟大家推荐下屠老师的Nobel Lectures, 最近刚发表在Angew Chem Int. Ed.上,题目为:Artemisinin—A Gift from Traditional Chinese Medicine to the World (Nobel Lecture),DOI为:10.1002/anie.201601967.






好了,言归正传,今天要跟大家分享的重点其实是下面这张图:

这张图是个啥呢?很简单,这只是一张普通的实验记录纸而已。


1. 实验记录是做什么用的?为什么需要做实验记录?
实验记录是科学研究过程中科研人员所记录的关于实验计划,步骤,结果以及分析的各种文字,图表,数据等原始资料。

实验记录有两个要点:1) 客观真实性,2) 全面准确性之所以要做实验记录以及要求实验记录真实准确,全面客观,目的是为了准确地记录实验的实时条件,让每一个实验尽可能变得可重复。良好的实验记录具有可溯源性,人们应该能够看懂你的实验记录,在条件具备的情况下能够重复所有的实验过程。


下面我们以屠老师的这页实验记录纸来简单说说实验过程中记录些什么。当然啦,也不能因为屠老师获得了诺贝尔奖就神化她,这里给出的毕竟只是一页记录纸而已,并不能反映实验记录的所有要素。

2. 完整的实验记录应该包括些什么?
A. 实验思路:即为什么我要做这个实验?请大家不要小看这一点,其实很多人在做实验记录的时候会忽略这一点,只是将实验过程中的一些实验参数记录下来。这样的记录方式其实是不完整的。

把实验思路记录下来的目的是为了让实验记录变得更加具体,准确,让实验记录变得更加有逻辑性,同时也能够让我们更好地完善整个实验方案。

真实的实验过程中,我们经常会有一些灵感,在这些灵感的刺激下,我们会设计某些实验方案,进行某些尝试。但是,在尝试之初,这些实验方案往往并不是那么完善,而且我们每次尝试的实验数目也是有限的,而灵感持续的时间也是有限的。很多情况下,有可能一个实验方案需要的时间很长,而在这个漫长的过程中,我们有可能会忘记自己的初衷。而记录我们的最初的灵感,记录自己的实验思路就能够帮助自己更好地完成整个实验计划。


所以,完整的实验记录的第一项:实验思路,包括idea本身的内容,可能需要设计的实验方案,预期获得的结果,打算说明什么问题,受到启发的原始文献的卷期号等等。基本要求是,当你看到你记录的内容的时候,你要清楚地知道你当时是怎么想的,打算怎么做(实际上,人所处阶段不一样,在相同的idea下会有不同的设计理念,记录下来也可以让你看到自身的变化)。


B. 实验具体方案:
在明确了实验思路之后,自然而言,就是要设计实验方案了。而实验方案应该简单明了,记录在本子上应该一目了然,这里我们简单来分析下屠老师的实验记录纸。
这页纸给人的第一印象是什么?整洁,清晰!请记住,整洁和清晰是实验记录最最基本的要素之一,是准确性和真实性的保障,一份看不清的实验记录跟没有是没什么区别的。在这里,鼓励大家向老前辈们学习,在做实验记录的时候,一定要心平气和,不强求美观,但是一定要整洁,清晰!


为什么这页纸会给人以整洁,清晰的感觉呢?
相信我,能够用表说明问题的就尽量少用文字。实际上,最适合用来记录实验方案的就是表格啦,当然整个表格包含哪些项目还是很有讲究的。

屠老师的表格中有哪些项目,为什么整洁,清晰呢?1) 编号; 2) 药品名称;3) 溶剂种类与配比;4) 药品与溶剂的配比;5) 实验操作方式;6) 实验原始结果;7) 实验条件备注说明等等。

从实验方案设计的角度来说,表格应该包含所有的实验变量,具体到屠老师的这个实验而言,包括2,3,4,5,7等内容,在表格中准确的将这些内容反映出来,就会给人一种整洁,清晰的感觉。

我个人的理解与习惯,实验方案的表格尽可能简洁明了,但是关于这份表格的说明要尽可能充分翔实。理想的实验方案的表格其实是可以直接放到文章中的。如果大家不知道怎么做,不妨看看文献中的那些对比实验的表格。不过,实际的记录中,除了这样的表格之外,在表格下面还应该有相应的文字说明,比如1,2号对比实验是为了说明什么问题等等(注:今天的内容先不跟大家分享具体的实例,后面有机会再跟大家分享)

C. 实验现象和实验结果记录:
有了实验方案之后,就可以按照实验方案进行实验了,在实验的过程中也不能歇着,应该密切关注实验现象,并把它记录下来(关注细节往往能够做出好的成绩)。实验现象的描述应该准确,专业(要学会用专业的语言来描述实验现象),而实验结果的记录要准确具体。
实际上,大家在做实验中,可能会进行多项表征,这里建议大家将一些重要的实验数据打印出来,然后贴在实验记录本上,这样能够更好地对整个实验进行理解。

D. 实验数据分析和实验下一步计划
每一个实验的结果或许并不一定跟预期的一样,但是每个实验必定能够说明一些问题,将数据分析整理,将说明的这些问题记录到实验本上,才是每个实验最好的归宿。做完一个实验,应该能够得到一些有用信息,并根据这些有用信息完善下一步计划。而这些都已经记录在实验记录本上,可以说一份完整的实验记录,是每一位实验员最动人的故事集。


备注:本期内容只是看个头,大致跟大家分享下实验记录的一些基本情况,下面几期我们会更加具体地说明每个部分应该怎么做,也会有一些实例说明。
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