理工医科类学术论文写作方法

第二节　理工医科类学术论文写作方法

一、理工医科类学术论文的定义和特征

（一）理工医科类学术论文的定义

自然科学是研究自然物质运动基本规律的科学。根据《学位授予和人才培养学科目录（2011年）》，自然科学，又称理学、理科，主要划分为数学、物理学、化学、生物学、生态学、天文学、地理学、地质学、大气科学、海洋科学、地球科学、系统科学等学科。理学研究作为科学研究中的重要组成部分，其科研进展和成果发表能够推进人类对自然世界的认知。

工程科学，简称工学、工科，是研究把自然科学与技术原理运用于解决生产实践和社会生活问题方法的科学。根据《学位授予和人才培养学科目录（2011年）》，工学包括力学、机械工程、光学工程、仪器科学与技术、材料科学与工程、冶金工程、动力工程及工程热物理、电气工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、建筑学、土木工程、水利工程、测绘科学与技术、化学工程与技术、地质资源与地质工程、矿业工程、石油与天然气工程、纺织科学与工程、轻工技术与工程、交通运输工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、核科学与技术、农业工程、林业工程、环境科学与工程、生物医学工程、食品科学与工程、城乡规划学、风景园林学、软件工程、生物工程、安全科学与工程、公安技术等学科。

医学，又称医科，是对有关医疗、药物、公共卫生等研究领域的学科统称，根据《学位授予和人才培养学科目录（2011年）》，医学包括基础医学、临床医学、口腔医学、公共卫生与预防医学、中医学、中西医结合、药学、中药学、特种医学、医学技术、护理学等学科。

因此，理科类学术论文是对自然本体进行研究和描述，揭示自然界发生的客观现象以及自然现象背后的规律的理论性论文。工科类学术论文就是运用对自然世界本质和规律的认识，满足解决社会生产和生活的实际需要，提出解决实际问题的技术性方法和工艺的理论性论文。医科类学术论文就是以人类自身身体及其所患疾病、所受损伤等为研究对象，以诊断、治疗、预防生理疾病和提高人体机体健康为目的的理论性论文。

理工医科类学术论文虽然具体研究的对象不同，但与人文社科类学术论文主要研究主观世界和社会现象相比，却都是以客观世界的物质存在和生命客体（包括人体自身）作为研究对象的，因此，理工医科类学术论文在撰写的过程中，也有许多共同的研究方法，存在着共同的研究特点。

（二）理工医科类学术论文的特征

理工医科类学术论文区别于人文社科类学术论文的最重要特点就是以科学实验（试验）与科学观察等科学研究方法为依托，对自然物质与生命客体的规律以及相关专业领域内的某些现象和问题进行研究，充分运用推理、判断、证明和反驳等逻辑思维进行阐述、分析，揭示出这些现象和问题的本质及其规律，通过理论推导、实验探究、自然观测记录新的知识，并运用这些规律认识和原理去改造世界和人类自身。理工医科类学术论文一般具有以下特点:

（1）客观性。即要求作者要具有严谨的治学作风和实事求是的科研态度，论文的论点必须真实、客观、可靠，论述的内容要反映事物的本质和客观规律，得出的结论要具有较强的可比性。要通过实验和观测获得客观事实和科研结论，不能靠主观臆断猜测。论文采用的实验方法及获得的结论要具有科学性、客观性，可重复、可验证。其中，理科论文侧重于回答自然世界“是什么”和“为什么”，目的在于揭示自然现象的本质和规律；工科论文侧重于回答运用自然科学原理“做什么”和“怎么做”，目的在于运用科学原理来解决人类社会发展进步中存在的各种生产实践问题；医科论文研究的主要对象是人体的生物机能，医学研究的根本任务是要记录和揭示人类疾病发生、变化的事实与规律，从而提出诊断和防治疾病的策略、方法与技术。

（2）目的性。即理工医科类学术论文是科学研究的新成果、新创见或新知识的科学记录，是将已知科学原理应用于实践中取得新进展的科学总结。其中，理科类学术论文是以探求客观真理，揭示事物存在和发展的客观规律为目的，是人类认识世界的成果的重要体现；工科类学术论文则是人们利用自然原理改造自然物的物质手段和技术手段，是人类改造世界的成果的重要体现；医科类学术论文主要以研究人体为核心，延伸至研究人类疾病演变的规律为特定目的。

（3）实践性。即理工医科类学术论文的撰写是建立在客观实践基础上对事物认识或规律描述的准确反映。理工医科类学术论文的实践性体现在既要对实验或试验数据进行分析，对客观事物进行描述，还要对客观事物的存在规律进行总结概括，并用科学结论指导科研实践和生产实践。科学是发现，是技术的理论指导；技术是发明，是科学的实际应用。科学是技术的归纳和升华，是客观世界的抽象；技术是科学的演绎和推导，是科学理论的应用。所以，理科类学术论文就是在科学观测和实验的实践活动中探索客观世界的规律；工科类学术论文就是为了解决实际应用问题而创新各种工具、设备、技术和工艺；医科类学术论文也必须以大量的临床性观察、流行病调查和实验样本收集等实验实践活动为前提，发现和研究一种新型疾病，运用和推广新的诊断治疗方法，试验和探索新的药物和治疗技术。

理工医科类学术论文主要用于展现相关学科的科研成果，以达到成果推广、信息交流和促进科学发展的作用。作为进行学术交流、展示学术成果的重要媒介，理工医科类学术论文对推动人类科学技术的进步具有十分重要的作用。理工医科类学术论文是对已有科研成果的总结和发展。熟练地掌握已有知识是进行科学研究的基础，一篇好的论文必须是建立在前人研究成果基础上的新发展、新创造、新思想，这就要求作者必须大量阅读相关参考文献。理工医科类学术论文是对自己的科研成果展开表述，进行学术交流和传播的一种工具。科研成果是研究者经过不懈努力创造或发现的新知识、新理论，是人们认知世界、改造世界的理性认识，科研工作者进行科研创新不是为了孤芳自赏，而是为了促进科学发展和人类进步。科学工作者希望自己的成果传播的范围越广越好，其应用于实践产生的社会效益越高越好，其相应科研价值也就越高，科学论文无疑是记录科研工作者科研创新成果的最好工具和载体。

二、理工医科类学术论文写作的基本步骤

理工医科类学术论文写作的基本步骤与前面介绍的人文社科类学术论文写作的步骤基本相似，主要包括从大量阅读有关文献和实验观察、工程实践、病例搜集等科学实践活动中确定科研选题、收集检索相关课题文献、撰写文献综述、拟定写作提纲、具体执笔撰写、反复检查修改六个步骤。下面重点介绍理工医科类学术论文写作如何确定科研选题，如何收集相关科研资料，如何撰写和修改理工医科类学术论文。

（一）确定科研选题

确定科研选题就是确定理工医科科研的领域和具体研究的课题项目。理工医科类学术论文所选择研究的课题一定要是在理论上或者实际应用中还未解决的问题。科学研究的过程就是提出问题和解决问题的过程，也是确定论文要“写什么”和“怎么写”的基本内容。

1.选题的含义

理工医科选题包含了三方面的含义:课题、论题和题目。这三个概念同属于一个学术问题，但也有所区别。课题不同于论题，它的研究范围比论题大，通常是指某一学科的重大科研项目，在理工医科中通常被称为某个领域或者是尖端领域；论题又与题目有所区别，它的研究范围一般比题目要大，可以由多篇论文共同组成一个论题；题目则是指某一篇论文的标题，只代表论文的研究内容。所以，理工医科选题的一般顺序是先选择课题，在课题中挑选论题进行研究，最后在论题中确定题目撰写论文。

理工医科类学术论文的价值在很大程度上由选题决定，恰当的选题无论对科学研究而言，还是对撰写论文而言都具有重要意义。通过选题能够大致判断出作者的研究方向和科研水平。在确定题目前，科研工作者会通过大量收集、整理、阅读相关资料，从对资料的总结分析中确定自己的科研方向，直到定下题目。提出问题是解决问题的第一步，选择了恰当的论题，能够对论文的写作起到事半功倍的作用。

2.确定选题的原则

研究选题离不开大量的学科文献阅读、长期的专业知识学习和科学实践经验的积累，在此基础上才可以确定科学研究的选题。理工医科类学术论文的选题要遵循价值性原则与客观性原则、科学性原则与实用性原则、可发展性原则与可行性原则以及创新性原则等基本原则。

价值性原则是指选题是否具有科学价值。科学研究的核心价值在于探索未知事物、领域，是一个将未知变成已知的过程。科学上的新发现、新创造都是具有科学价值的。研究者要力求做到选择那些亟待解决的问题，选择有开拓性的方向，选择可以填补空白的课题，选择综合性强的课题。客观性原则是指选择的课题要客观真实存在。也就是说，选择基础理论研究课题，要有事实作为依据；选择应用技术研究课题，要有科学理论作依据。

科学性原则是指选题要建立在一定的科学理论和科研事实基础之上，通过归纳、总结、类比、分析和推理等科学思考形成假说。一个成功的选题必须符合自然工程与生命医学的基本原理，要有一定的科学理论作为指导。实用性原则是指所选课题要应用于生产实践。尤其对于工科和医科而言，科学研究的目的就是为了解决实际生产和生活中存在的困难和问题。

可发展性原则是指科学研究的选题要具有较好的后续研究空间，一项选题可以将相关研究不断引向深入，从而源源不断地产生同一研究选题内的相关科研成果。理工医科类学术论文的选题遵循可发展性原则对于持续不断地产生高水平论文具有极为重要的意义。可行性原则是指选题要从主观、客观两方面的条件考虑自身完成课题的可能性和课题解决的可能性。主观条件一般包括研究者的学识能力、特长爱好、身体状况等。客观条件一般包括科学发展程度、经费来源、实验场所、仪器设备、材料能源、文献资料、时间期限等。研究者在选择课题时，要注意扬长避短，难易适中。选题应该是能够通过自身的努力可以完成的。这就要求课题的大小要适中，课题太大力不从心就难以完成，课题太小也发挥不出自己的水平。选题专业要对口，每一位研究者无论水平高低都有自己的对口专业方向。要对所选课题具有浓厚兴趣，课题资料要充足，便于查阅。

创新性原则是指一个科研课题要有区别于前人的研究成果，研究结果具有一定的新颖性和原创性。理工医科类学术论文的创新程度是其取得成功与否的基本保证和价值所在。选题起点高才会有所突破，有所创新。盲目地重复别人的工作，完全没有创新的课题在研究上毫无意义，选题的创新主要体现在所研究的内容和提出的问题是前人未曾研究和涉及的，需要开辟新的领域或建立新的技术方法等，填补某个学科中的空白；或者前人对此问题有所研究但方向不同或是论点存在一定争议，可以进行补充、阐述、发展、反驳等；或者对国外已有但国内较为薄弱的研究填补理论空白。具体地说，从事基础理论课题研究，能获得新发现，提出新见解，得出新结论；从事应用科技课题研究，要有新发明，包括新技术、新产品、新设备、新材料、新工艺，或者开拓新的应用领域，获得新成果。

3.选题的类型

根据不同划分方法，理工医科类学术论文的课题类型可分为不同种类。

按照课题的研究功能，可以分为理论研究性课题、应用研究性课题和开发研究性课题。理论研究性课题是针对某一事物或现象的基础性研究，旨在揭示事物的本质及其相关规律。应用研究性课题是在理论基础上得出的一般知识、原理、原则，研究针对的是一些实际问题，其目的也是去解决实际问题。开发研究性课题是在理论与应用研究的基础上，开发能够实际生产和使用的产品作为主要目的。

此外，按照科学研究的深度，可以分为描述性课题、因果性课题、预测性课题等。按照课题的来源划分，可以分为招标课题和自拟课题。

4.确定选题的方法

在确定选题前首先要有一个初步设想，尽管这样的初步设想可能是粗糙而肤浅的，但它是科学研究的起点，也是发展科学理论的原动力。当然，这样的科研设想不是研究者的凭空想象，而是根据研究者以往知识积累和科研经验进行分析、联想、思考后所形成的。

确定理工医科类学术论文的选题时要注意一些策略:一是循序渐进和联想策略，选题要由小到大，由浅入深，从解决基本问题入手，逐渐积累，深入拓展；二是阅览捕捉策略，要快速阅读大量文献资料，从中提取有用信息，在比较中选择课题；三是追溯经验策略，在研究者确定了大致选题范围后需要大量阅读前人著作，逐步锁定自己的课题范围和研究方向；四是边缘搜索策略，选择课题研究方向可以从那些被人们容易遗忘的交叉学科中去寻找。

确定理工医科学术研究的选题可以采取以下几种方法:

（1）在模仿的基础上创新。对于刚接触理工医研究的初学者来说，模仿是难度相对较小的选题途径。但模仿绝不等于重复劳动，而是要在前人的研究基础上有所创新。

（2）在科学的实践中确定选题。在科学观察和实验的实践活动中要细心观察，收集案例，认真记录，不断积累科研实践资料，并定期进行整理与归纳，善于从中发现问题，结合文献查阅，确定研究主题。要从理论与实践的结合上选择课题。“实践—理论—再实践—再理论”是科学发展的规律，也是科研工作者选择课题时的必由之路。一方面，人们在生产实践中，常根据直接的技术经验创造出一些新的产品，或者为了提高经济效益，降低成本，需要在已有的工艺上改进和发展，提出从技术向理论转化的课题；另一方面，现代科学理论是从大量的实践经验中总结出来的，对生产实践有着直接或间接的指导作用，许多应用技术就是在已有的科学理论指导下创造出来的。

（3）在大量文献的阅读后确定选题。要系统持久地查阅有关学科文献和收集实践资料，跟踪国内外相关研究的最新进展，选择其中新颖前沿的方向作为研究主题。

（4）在当前存在争议的焦点中确定选题。广泛阅读文献，多参加国际国内各类学术会议和学术报告会等，从目前的学术争议和焦点问题中确定选题。

（5）从多学科融合交叉的角度确定选题。现代科学已经发展到学科高度融合和交叉的新阶段，可以从与人文社会科学、自然科学、工程科学、医学科学等具体学科的交叉中去寻找研究主题。当代科学被分解为许多单独的门类，形成了不同的学科，而在多学科之间又形成了交叉的领域。很多学科交叉的领域是知识的空白区，往往被人们所忽略，却又最容易获得成果。

（6）在导师或专家的指导下选择课题。由于刚刚接触某一领域的科研工作者尚不完全具备独立从事科研工作的能力，因此，在导师或专家的具体指导和建议下选择课题会达到事半功倍的效果。

（二）收集科研材料

科研材料是指为了写作而收集、积累以及写入论文中表现主题的各种事实、现象和理论依据。科研材料在理工医科类学术论文写作中具有重要作用，它既是构成论文内容的基础，又是证明观点、表现主题的根据。科研材料根据其来源的不同，可分为直接材料和间接材料。

1.直接材料的收集

直接材料是指研究者运用各种感知手段或技术手段，直接从现实生活中获得的材料，又称第一手材料。对于理工医科论文来说，直接材料的主要来源是科学实验和科学观察。

科学实验为研究者再现了物质和生命体在典型环境中运动的状态和规律，是获取第一手科研资料最重要的方法。科学观察是研究者通过感官，有目的地对运动的各种物质形式和生命现象进行仔细观察和认真思考，获取观测数据和信息的方法。

2.间接材料的收集

间接材料不是研究者通过感知手段和技术手段直接获取的材料，而是科技文献和其他载体所提供的信息。科技文献主要包括教科书、专著、论文、期刊、工具书、图表、目录、索引等。文献查阅贯穿于学术论文写作的研究选题、提纲设计及论文撰写的始终，有着举足轻重的作用，它既是构成论文内容的基础，又是证明观点、表现主题的根据。

理工医科文献材料的种类繁多，数量庞大。理工医科文献按照载体形式，可分为印刷型文献、微缩型文献、机读型文献、视听型文献。按照内容性质的演变过程和加工深度，可分为一次文献、二次文献、三次文献。按照出版形式，可分为图书、期刊、会议文献、科技报告、专利文献、学位论文、标准文献、政府出版物、产品资料、科技档案等。

3.理工医科常用数据库

国内常用期刊数据库:中国期刊全文数据库（CNKI）、中文科技期刊数据库、万方数字化期刊全文数据库、复印报刊资料全文数据库、中国生物医学文献数据库（CBM）。

国内常用报刊数据库:全国报刊索引数据库。

国内学位论文数据库:中国学位论文数据库（CDDB）、中国优秀博硕士学位论文全文数据库（CDMD）、CALIS高校学位论文数据库等。

国内常用图书数据库:超星数字图书检索、书生之家图书检索、Apabi高校教参系统。

国外常用期刊数据库:Elsevier（SDOS）全文期刊数据库、Kluwer全文期刊数据库、ACS数据库、Springer Link全文数据库、SCI全文期刊数据库、EI数据库、美国化学文摘（CA）数据库、生物学信息数据库（BIOSIS Previews）、英国《科学文摘》数据库（INSPEC）等。

国外医学常用数据库:美国Medline数据库、医学索引（IM）、牙科文献索引（IDL）、生物学文摘（BA）、国际护理索引（INI）、美国现刊目次（CC）、荷兰医学文摘（EMBASE）、日本医学中央杂志等。

（三）理工医科类学术论文的撰写与修改

理工医科类学术论文的撰写与修改重点在于叙述事实、说明事物，目的是把新的科学发现、新的工程技术和新的治疗手段阐述清晰。

1.叙述事实

理工医科类学术论文写作的叙述方法有很多，按叙述的顺序，可分为顺序、插叙、倒叙、补叙等；按叙述的性质，可分为概述、详述、描述。概述要求在叙述中突出事物发展的重要环节和本质所在，能反映事物的基本面貌，使读者了解其梗概，叙述呈快节奏流动。论文中“摘要”多用此种写法。详述是对事物发生的起因、过程和结果进行比较具体的叙述，以使读者了解事物发生、发展的历史，结构、原理、作用、影响等方面的内容。论文中关于实验方案的介绍、产品的生产工艺、医疗技术的新发明等都适合采用详述的表达方法。描述是在叙述的同时对事物的性质、状态、位置、构造、运动形式和过程进行简略的描写，增强事物的直观性、形象性，为说明事物提供事实。描述常用来介绍考察的过程和结果，在工程和产品设计说明书中用来勾画事物的轮廓，在基础学科论文中用于介绍结构模型和实验结果。

2.说明事物

理工医科类学术论文写作中的“说明事物”就是用简明的文字解释事物、剖析事理，客观地解说事物的特征、本质和规律，让人们理解、明白。这种写作方法常用于论文中解释概念、列举事例、引用资料、进行比较等。

说明的方法主要包括定义说明、解释说明、分类说明、比较说明、引用说明、图表说明。下面重点介绍图表说明。

图是应用形象化的方法来表达实验数据、观测数据和科学思想的一种方式，能直接显示事物的重点、各因素之间的关系，以及它们的变化发展趋势。在理工医科论文中，恰当地运用图可以化繁为简，有效简明地表达事物的规律和性质。理工医科论文的图按其性质功能，可以分为表示数量关系的图、示意图、实物图、机械工程图、照片等。表示数量关系的图又分为直线图、曲线图、折线图柱图、圆形图、面积图、点图。示意图又可以分为方框图、流程图等。

理工医科论文的表格是以行和列组合的形式来表示实验数据和统计结果的一种方式。理工医科论文中使用表格可以使数据、结果更加醒目，了解变化，对比异同。理工医科论文的表格根据数据来源的不同，可以分为两类:一类是直接观测、调查记录数据的表格；另一类是从原始数据演算出来的数据，也称为导出数据表格。根据表格的作用，可以分为两类:一类是表达实验结果的表格，这类表格要求数据必须精确；另一类是显示某种变化趋势和某些因素相互关系的表格，这类表格的数据不必十分精确。

3.论文起草

科研材料收集完毕后，就可以开始对论文的内容、布局、层次、顺序、观点等进行构思。按照构思拟定写作提纲。提纲分为标题式提纲和提要式提纲。标题式提纲只需要列出各部分的标题，即以简明的标题形式概括论文某部分或某段落的主要内容。提要式提纲是在标题的基础上较详细地提要式地概括每一层次的基本内容。提纲的拟定可按照个人写作习惯选择相应的类型。

撰写理工医科类学术论文的初稿是写作中的关键环节。写作方法包括顺序写作和分段组合。顺序写作是按照理工医科论文的规范顺序或者提纲顺序依次阐述自己的观点。分段组合是将未考虑成熟的内容暂且放一下，先写好成熟的段落内容，最后依次组合。完成全文后，需认真检查，确保前后风格一致，衔接紧密自然。无论采用何种方法，都要注意以下问题:一是要适时修改、调整写作提纲；二是使用过的资料要标上记号，以免重复使用或遗漏；三是引用、注释一定要随手加上，要按著录规则标出，以便日后定稿；四是论文各个部分的分量要相当，做到长短适度、轻重得当、通体均衡。

一般而言，理工医科类学术论文的正文主要包括概述、材料和方法、结果和讨论、结论几个部分。概述部分主要用以说明本课题提出的目的、意义和背景。材料和方法部分主要用以交代是用什么材料、方法取得结果的。结果和讨论部分是将实验所取得的数据、事实、现象进行讨论。结论部分是对所得的结果通过分析、判断、推理得出的理性认识。

4.论文修改

理工医科类学术论文初稿完成后需要反复修改，方能定稿。除了作者自己修改，还需请相关人员提出宝贵意见。修改论文的过程中应注意以下问题:文题是否相符，观点是否明确；论据是否充分，论证是否严密，结论是否客观准确；布局是否合理，层次是否清晰并符合逻辑，文字是否恰当并符合规范。

具体而言，修改理工医科类学术论文要做到:一要矫正主题。要检查初稿表现出来的主题与拟写提纲时确立的主题是否一致，重新审查原来确定的主题是否正确、深刻，有无片面性。二要调整结构。从论文的整体思路来看，全篇结构是否是按照逻辑思维的思路来开展谋篇布局的；从论文的内部组织来看，层次段落的划分是否恰当，前后是否自然，各文字段落的长短是否合适。三要增删材料。解说事物、证明观点都离不开科研材料，但是在论文行文中严禁堆砌科研材料，也要避免科研材料单薄缺乏说服力，或是列举的科研材料不贴切。四要修饰语言。删减多余的字、句、段，锤炼文字，订正图标、表格和标点符号等。五要再次核对。即在完成以上修改步骤后，再次提出一些关于论文本质性的问题，如“论文是否明确地阐述了本课题的研究目的和意义及方法”等诸如此类的问题，用以帮助作者自身思考论文哪些方面论述得好，哪些方面还论述得不好，从而促使自己反复修改论文，以便形成通顺易懂、全面反映科研成果的科技论文。

三、理工医科类学术论文写作的基本方法

理工医科类学术论文写作有许多共同的研究方法。下面重点介绍观察法、试验法、实验法、逻辑法和模拟法。

（一）观察法

科学观察是客观地观察、记录和描述事物或现象的认识活动，是科研工作者根据研究课题，利用眼睛、耳朵等感觉器官或通过辅助仪器和其他科学手段，有目的、有计划地对处于某种条件下的客观事物及其变化状态进行系统观察的一种科学研究方法。观察法是理工医科研究的基础，能为后续的深入探究提供线索。观察法具有目的性、计划性、系统性和重复性等特点。在理工医科研究的许多领域，都需要通过直接或借助仪器观测试验结果，收集试验数据。

（二）试验法

试验法是指科研工作者为了了解某种已知事物的性能或者结果而进行的试用性操作的研究方法。试验与实验是不同的研究方法。实验一般是为了检验某种科学理论或假设是否成立而进行的某种技术性操作研究活动；而试验是为了检验某种材料或技术的结果，或某种事物的性能而从事技术性操作研究活动，试验是为了探索新理论、新发明的实际应用是否可行，得到教训的可能性比较大。

（三）实验法

实验法是在人为控制下，去观察事物的变化运动规律。现代科学技术研究中，新的技术成果都是先在实验室中发明创造出来的，许多新的理论的验证也是在实验室里完成的。理工医科研究的实验法主要有比较实验、定性实验、定量实验、结构分析实验、析因实验、模型实验、模拟实验等。

（1）比较实验:为了研究两种以上研究对象间的异同、优劣等，常用比较实验的方法。在比较实验中，可以只进行单因子比较，也可以进行多因子比较。通常把研究对象分为两个或两个以上类似的群组，其中一个作为“对照组”，不加干涉，让其自然发展；另一个或几个作为实验组，通过一定的实验步骤，判断研究对象是否具有某种性质。

（2）定性实验:是通过实验来判定研究对象是否具有某种性质特征、与某些因素是否有联系、某个因素什么时候起作用、某些物质有哪些成分等内容的实验方法。定性实验解决的是“有”或者“没有”、“是”或者“不是”的问题，多用于探索研究的初期，集中力量解决研究对象的成分、性质、特征、属性等。

（3）定量实验:是通过实验来判定研究对象某种属性的数量界限，或某些因素之间的数量关系的实验方法。定量实验是为了深入了解客观事物和自然现象的量的特征，揭示各个因素之间的数量关系而开展的实验。在科学研究的过程中，从定性到定量，是人们认识深化、从感性上升为理性的需要和标志。定量实验离不开仪器、设备和测量工具，而仪器、设备、测量工具和被研究的对象之间存在着相互作用的关系。因此，在分析评定从研究对象所获得的信息时，必须考虑测量和研究手段，说明实验的条件。

（4）结构分析实验:是通过实验来测定研究对象内部各种要素之间的空间结构关系的实验方法。物质及物质之间普遍存在着复杂的内在关系，仅仅依靠定性实验和定量实验，还不能充分把握事物的本质属性。需要通过结构分析实验来解决内部因素存在的差异和关联。

（5）析因实验:是从已知因素中去寻找主要原因或因素的实验方法。析因实验中若有两个原因，则可以通过比较实验的方法，去确定何者为主要原因；若有多个原因，则可以通过逐个排除的方法，去确定其中最主要的原因。如正交试验法等。开展析因实验可以将两个或多个因素的各数值或水平交叉分组，进行实验或试验，它不仅可以检验各因素内部不同水平间有无差异，还可检验两个或多个因素间是否存在交互作用。

（6）模型实验:是在某产品或某工程未投入生产和施工之前，为检验设计方案是否可行而进行的实验。这种实验更接近于实际生产，能全面地检验设计方案，发现问题，及时纠正，为大批量生产或正式施工做准备。

（7）模拟实验:对于某些稀缺的研究对象，并不允许对其直接进行实际实验，但为了获取对研究对象的认识，可以通过模拟的方法做出研究对象的替代模型，在替代模型上模拟实验对象的实际情况，从而获得研究对象的有关信息。

（四）逻辑法

逻辑思维是科学抽象的重要形式，可以说，每一个研究课题项目都是一个严密的逻辑推理系统，只有成功地运用各种逻辑方法，才能逐步地推演出正确的研究结果。具体与抽象的思维方法存在着对立与统一的辩证关系，在思维过程中是一个过程的两个方面。抽象存在于具体之中，具体体现了抽象。逻辑思维中对有关对象的抽象是从所获得的感性材料中抽取出事物发展的规律。感性如果不上升为理性，具体如果不上升为抽象，就不可能克服认识的片面性和表面性，从而也无法从事物的现象中去认识事物的本质。

（五）模拟法

模拟法可分为物理模拟法和数学模拟法。物理模拟法是以模型与原型之间的物理相似为基础的；数学模拟法是以模型和原型之间具有相同的数学方程式为基础的。模拟法的基础是模型，模型的好与坏，直接影响模拟结果的客观性；模型要简明清晰、切题、精密。随着计算机技术的产生和发展，工学研究中的模拟法应用得更加广阔，特别是在计算机科学与技术专业和工程模拟领域，更多地会通过软件程序的开发来模拟实验或试验结果。

四、理工医科类学术论文写作中的实验设计

设计和开展科学实验是理工医科类学术论文写作的最主要研究方法。科学实验是科学研究者为获得预定的研究目标，在人工控制的条件下，通过干预和控制实验对象而观察和探索实验对象有关规律和机制的一种研究方法，它是人类获得知识、检验知识的一种实践形式。科学实验和科学观察是科研工作者搜集科学事实、获得感性材料的基本方法，同时也是检验科学假说，形成科学理论的实践基础。

实验设计是以概率论与数理统计为理论基础，合理安排实验进程，对实验过程中的要素进行改变并观测其变化结果的过程。广义的实验设计是指自然科学研究的全部过程，即从问题的提出、假说的形成，到实验变量的选择、具体操作实验，再到对实验结果的分析，最终形成论文的全部过程。狭义的实验设计仅仅指根据研究目的制定一定的实验计划和方法策略，具体实施实验的过程。

实验研究主要关注如何高效而经济地获取数据信息，并对实验结果进行科学的分析处理，得出正确的结论。科学实验对于撰写理工医科论文而言具有至关重要的作用。对于相同的研究方向、类似的研究课题，较好的实验设计能够快速地得出准确的结论，也能直接体现出科研工作者的学术水平。要开展有效的科学研究，就必须用科学的方法来设计实验。

（一）科学实验的类型划分

科学实验按照不同的分类方法，可以分为不同的种类。按照实验对象的不同，可以分为物理实验、化学实验、生命实验、人体实验等。

按照实验因素的多少，可以分为单因素实验和多因素实验。单因素实验是指在实验中只对一个实验因素进行比较的实验，这是最基本、最简单的实验方案。多因素实验是在一个实验中同时研究两个或两个以上的实验因素。

按照实验目的的不同，可以分为定性实验、定量实验、结构分析实验、测量实验、对照实验、验证性实验、判定性实验和中间实验等。

根据实验手段是否直接作用于被研究对象，可以分为直接实验和模型实验。

根据实验对象的透明度，可以分为黑箱实验、灰箱实验和白箱实验等。

（二）实验设计的基本程序

一是实验变量的选择。在开始实验设计之前，必须选择实验的若干观测变量。在选择实验变量时，科研工作者要通过理论计算或逻辑推理得知此变量会为研究提供哪些有用的信息。通常是选取测量特性的平均值或标准差作为应变量。

二是实验因素的考量。研究者必须确定实验中所要涉及的相关因素，并规定这些因素的水平值，同时要考虑在包含实验因素在内的各类条件下能否获得所希望的实验数值。在影响实验的各类因素考量过程中，要重点研究那些重要的影响因素，并尽量避免受到过去经验的干扰。特别是实验测试中仪表仪器性能是一个需要特别考虑的因素，这对实验结果的准确与否具有重大的影响。

三是实验问题的提出。这一步骤看起来很简单，但如何将选定的课题题目转化成实验中的研究问题是一个十分复杂的过程，需要理顺研究课题的主旨方向，熟悉有关实验的基本原理和方法，要对实验的目的有深刻理解。实验设计要考虑实验中的样本量，选择合适的试验次序，确定是否划分区域组、对比组，或是否设计其他随机化约束条件。在进行实验时要细心观察实验过程以确保实验按照事先规划好的方式进行，其中一些微小的失误都会破坏实验的有效性。要在实验过程中及时地观察实验现象，准确地记录实验数据。

四是数据分析的方法。在对实验结果进行数据分析时要用统计学的若干方法，确保得到的结果和结论都是客观的，不是主观臆断。理工医科类研究在进行数据分析时，可以适当使用相关数据处理软件和有关图解法。

（三）实验设计的基本原则

理工医科类研究的实验设计要遵循局部控制性原则、重复性原则、随机化原则等原则方法。

局部控制性原则是指在实验时采取一定的技术措施或方法来减少非实验因素给实验造成的影响。当实验环境或实验单位差别较大时，仅仅用控制变量的方法不能够消除环境变化给实验带来的影响，会影响实验的准确性，因此，在实验设计中要遵循局部控制原则，将整个实验环境或实验单位分成若干个小组，在同一个小组内确保非实验处理因素尽量保持一致，这样就能够较好地降低实验误差。

重复性原则是指科学实验必须在同一环境条件下反复进行、多次实验，这也是理工医科类研究具有科学性的基本标志。重复性实验是对某一基础实验进行重复而不是简单地对一次实验的结果进行反复测量，这样可以避免由于实验操作失误带来的实验误差。一般认为，能重复五次以上的实验才具有较高的可信度。重复性实验具有两种重要性质:一是允许实验有一定误差，但误差必须是在可以接受的范围内；二是如果经过重复实验得出了一个平均样本值，则可以再次经过重复让实验者得出这一实验更为精确的估量值。

随机化原则是实验设计和进行过程中使用统计方法的基础。统计学是建立在独立随机变量的基础之上的，研究对象是随机变量。因此在做统计推断时，所获得的样本必须是随机样本，否则就不能用统计学的方法来推断。理工医科类学术论文研究的随机化原则就是指实验材料的分配和实验处理的顺序，都是随机确定的。在实验室的实际操作过程中，可以运用随机数字表、随机排练表来尽量确保实验的随机性。

另外，在实验设计的过程中，还需要遵循对照原则、平衡原则、弹性原则、经济原则等来确保实验能够顺利进行。

（四）拟定实验方案

实验方案是根据课题研究的目的与要求，阐述实验的知识背景、理论基础和实验目的，具体设计实验方法和步骤（包括统计学考虑、试验执行和完成的条件）。实验方案是整个实验工作的核心部分，需要周密考虑，慎重决定。实验方案必须由课题研究的主要责任人制定和执行。

要拟定一个正确、可行的实验方案，首先要明确实验目的，了解实验所要达到的目标，根据任务和条件来考虑实验因素。要认真考虑实验的因素和水平对实验可能造成的影响，并选择合理的范围。要在实验中设立作为比照标准的实验对照，根据理论计算和逻辑推理确定实验的预测试值。

当然，还有一点必须强调，科学实验毕竟只是科学研究的重要手段和工具，科学实验不能完全代替理论研究。任何实验方法都是有其局限性的，因为任何实验都是在一定的特殊环境条件下和有限的范围内开展的，实验的结果与普遍的理论之间总是存在距离的，许多科学问题是无法完全通过实验来解决的。