如何在科研论文中使用图表?

表格与图片

论文表达形式的重要性有时被作者们忽视。实际上,如何直观地呈现实验数据或统计结果,在论文的同行评议审查和发表过程中至关重要。与论文在整体逻辑上保持一致的数据表达方式有助于论文作者有效引导读者顺利阅读,快速理解从引言到结论的全部内容。

如果论文的结果部分(包括内容组织形式和数据呈现方式)与论文开头列出的提纲不一致,读者可能会感到困惑,并怀疑研究工作的有效性,这容易导致论文在评审阶段被拒稿。

本文论述组织和撰写论文的结果部分的写作技巧,帮助科研人员选择最佳方式展示数据。

 

为什么数据可视化非常重要?

论文中的分析数据和结果是研究工作的核心内容。这些内容及其解释自然应当以文字形式出现在论文中,但通常也应当以图表的可视化形式直观地出现在论文的结果部分,使得读者能够容易看懂,并认同这些观察现象和论文结论。

如果作者在论文的结果部分使用图表的方式得当,能够起到良好效果。反之,将对论文评审具有负面影响。好的图表能够帮助读者快速找到作者描述的数据趋势,以及理解作者的预测和结论。差的图表将使读者花费很多时间去琢磨或纳闷作者究竟想要表达什么意思,或怀疑作者宣称的结论是否有证据支持。因此,图表的表达方式非常重要。不同类型的数据需要以不同的恰当方式予以呈现。需要注意的是,无论选择何种方式表述数据,都需要时刻与论文的主题和结论保持一致。

很多期刊有投稿规定和限制,包括论文允许使用多少张图表、何种类型的数据需要使用何种图表来表达,以及产生图表的方法和格式等,例如分图数量上限、表格长度上限和具体层级。下面将逐点论述在组织数据和撰写论文的结果部分时需要注意的要点。

 

目录

  1. 数据类型
  2. 何时使用数据表格?
  3. 何时使用数据图?
  4. 科研论文中常见的插图类型
  5. 期刊指南:提交稿件之前需要考虑什么?

 

数据类型

不同的科研工作的目的和方法均有所不同,这导致数据可能是定量的,也可能是定性的。实验研究通常收集定量的数据,既可以是客观的数据(例如测量的尺寸),也可以是主观的数据(例如在一个分值表上给调查对象的幸福指数打分)。定量的数据以数字表示,并使用常用的统计方法进行分析。相比之下,定性的数据则由案例研究或历史文献组成,也可以通过调查和访谈进行收集。定性的数据是用文字表达的,需要分类和解释,以便产生有意义的结果。

定量数据的示例:两组参与者的身高差异。

定性数据的示例:针对工作单位食堂的食品质量的反馈意见。

论文的作者需要根据所收集的数据类型和想要阐述的论点来确定表述数据的最佳方法。

 

何时使用数据表格?

当需要向读者详细展示自变量和因变量的数值及其相互作用时,按照行列排列的表格是最好的方式。读者可以从表格中查找准确的数值,成对或成组地比较数据,例如增长率或医疗手术的几年内术后结果。读者还可以从表格中查看数据范围和间隔,并依靠某些特定因素判别数据模式。

任何类型的数据或测量结果都可以使用表格表达。由于表格中的数据或内容确实需要读者仔细阅读和分辨,它们实际上激活了读者的“语言”系统。这意味着读者需要花一些时间去仔细阅读并关注。当然,表格中的数据越多,表格读起来就越费力。表格的好处在于它能使读者根据自己的兴趣自由探究其中的数据。这取决于读者的需求,而这种自由度很多时候正好是读者想要的。如果需要在论文的文字中解释和讨论表格中详细列出的所有变量,那么也确实需要给读者一个自己查看数据细节的机会,以便能够认同作者想要阐述的论点。如果数据分析仅包含评估两组之间差异的简单的t检验,那么可以只在正文的文字中陈述这些结果,例如均值、标准差、t统计量和p值各自是多少,而无需使用表格将这些数据再重复一遍。如果是进行了大量分析,但只需要关注其中一部分数据——注意需要解释为什么只关注部分数据而非全部数据,使得读者不误解成作者忘记讨论其他数据,那么使用插图来说明和强调某些重要结果则是比较好的做法。

 

示例:便于读者详细研究大量数据数值的表格

示例:便于读者详细研究大量数据数值的表格

 

 

何时使用数据图?

图片(插图)是信息的可视化显示方式。它的优点是显示数据结果的整体形状、趋势或对比,而非细节(例如准确数值)。如果使用得当,这种视觉表达方式能够帮助作者和读者快速理解大量数据,发现数据的模式、趋势、例外值、异常值等。插图还能够更加容易地说明多个数据集之间的关系。这就是为什么在分析结果时,人们通常不只是查看测试的具体数值和统计值,还需要查看直方图、箱形图和分布图等,以便快速了解数据的趋势。

 

科研论文中常见的插图类型

 

折线图

当需要说明在连续范围内或时间范围内的变化情况时,折线图是最佳选择。在相同范围内的不同组的数据可以使用不同的颜色或符号表示。

 

示例:不同种类的鱼类随时间变化的增长模式

示例:不同种类的鱼类随时间变化的增长模式

 

柱状图

当数据是非连续的并处于不同的类别时,例如不同的样本、方法或设置条件时,应当使用柱状图。在下面的示例中,不同种类的鱼或不同种类的食物就属于这种不连续的类别。

 

示例:在同一时期内鱼类的总体重增加情况

示例:在同一时期内鱼类的总体重增加情况

 

散点图

散点图可以用来展示两个变量之间的关系。需要注意的是,这两个变量均必须是连续的。下面的例子将“鱼体长度”作为一个新增加的变量予以展示。注意上表中原来的所有变量都不是连续的,包括鱼的类型、鱼的食物、时间区段,因此这些变量都不能用于散点图。

 

示例:水族鱼随时间的增长情况(鱼的体重与长度之间的关系)

示例:水族鱼随时间的增长情况(鱼的体重与长度之间的关系)

 

如上面几个图所示,每张图所包含的数据其实都比表格中包含的数据要少。但是,这些图能够引导读者准确领会作者想要强调的关键结果。如果让读者在布满数值的一个大表格中自己去搜索这些观察结果,由于表格中的很多数据与作者想要描述的现象或阐述的论点无关,使用表格就会造成不必要的混乱。多数期刊允许作者提供大量数据作为补充信息,有些期刊甚至要求作者在提交论文时就上传所有的原始数据。然而,在撰写论文时,按照自己想阐述的内容取舍数据予以表达是最重要的,不能简单地把所有的数据都扔给读者去看。

 

每幅插图都需要具有清晰的x轴(横轴)和y轴(纵轴)标目,以及能够总结图中内容的图题。另外,插图还需要具有清晰的图例。标题和图例必须具有自明性,使得读者无需查看正文中的文字便能理解插图。标目需要拼写完整。缩略语需要在图注中再次说明,不能仅在正文的文字中说明。即使你认为读者已经应该记得所有细节了,在图中重复写清楚缩略语的含义够帮助读者快速理解插图内容。关于清晰有效地标注图例和图注的方法,可以参见更多文章。

 

期刊指南:提交稿件之前需要考虑什么?

在准备论文投稿时,作者需要考虑数据内容、论点论据、如何引导读者顺利理解论文,而且需要查看期刊关于图表的要求和限制。有些期刊允许作者在投稿时先提交可编辑的表格和非图片格式的插图,例如使用Word格式的文件提交,而可以在后续阶段提交高清晰度的图片格式的文件。

然而,其他一些期刊在论文的提交阶段就对图片格式具有非常详细和严格的要求。而且,几乎所有期刊都要求作者在稿件被接受后遵循期刊的格式指南。插图格式越接近期刊的投稿要求,论文就能够越快发表。PLOS One期刊的插图准备清单很好地展示了这些格式要求是多么地详细和严格。因此,千万不要等到最后一分钟才意识到你必须重做结果部分的全部图表,只是因为期刊不接受超过一定长度的表格或多于4个分图的插图等这类要求。

如果期刊的投稿指南不够清楚,论文的作者可以查看目标期刊过去发表过的论文采用的格式。以下是一些重要的注意事项:

  • 期刊允许论文包括多少张表格和插图?
  • 期刊允许作者提交的文件是什么格式的?
  • 期刊对图片的分辨率、图表尺寸和图片文件的大小有无具体规定?
  • 期刊要求插图文件单独上传还是可以放在正文中提交?
  • 如果期刊要求插图单独上传,插图的文件名是否必须遵循特定的命名格式?
  • 期刊是否规定了必须使用或避免使用的字体?是否规定了分图图号的编制格式?
  • 期刊是否允许使用彩色插图?如否,作者需要确保插图中的数据能够在黑白格式下区分清楚。

 

关于数字图像数据的处理,科研人员需要熟悉调整清晰度和可视性与非法修改图像(或图片造假)之间的区别。非法修改图像或图片造假属于学术不端行为

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