要怎麼寫化學實驗的筆記?本子該多大?


感謝@趙世奇邀請。話說高中化學實驗筆記的話問你們老師好了,我這是大學的。各個學校要求不一樣,僅供參考。

本子的話A4紙大小,硬面最好,耐摔耐碰耐腐蝕(我就不信有人能標準到每次在lab book上寫字都會摘手套)。

(手機拍攝,質量不太好,湊合看吧)

外觀如下,封面上記得寫上你的名字和學號:

實驗的開頭附上risk assessment form,包含反應方程式和各個物質的MSDS數據:

內容格式沒有硬性規定,我習慣寫上

  • 實驗名稱(編號+全名)
  • 實驗目的或簡介(AimsObjectives)
  • 實驗過程及現象(Experimental ProceduresObservations。這個是最重要的,我分了兩欄寫,比較容易看)
  • 右上角寫上實驗日期(重要)

做的各種檢測分析要記錄下來,比如TLC,計算的Rf值,使用的溶劑(百分比)之類也要寫上:

產物的外觀,質量,產率;以及一些簡單數據處理:

做出來的NMR,IR圖譜之類記得在最後用訂書機釘在一起。

如果是物理實驗的話,請使用帶網格的本子,便於製作圖表。

幾個原則:

  • 不管做了什麼都要記下來(多加了點溶劑,多做了一次重結晶etc)。哪怕是從頭做一遍也要完完整整的記下來。我就記過repeated experiment,很無聊,但是必要。

  • 量化
  • 隨做隨記
  • 保持整潔(這個我一直做不到,做實驗時候容易心煩)
  • 贊@趙世奇所說:真實,做不到就別碰這行
  • 盡量完整標註,包括圖表,因為文件多了很容易搞混
  • 使用鋼筆或者水筆,修改時候用橫線划去,而不是修改液


一年多沒摸記錄本了,有點生疏,試著回憶。

先說一個基本原則,實驗記錄要做到真實,做不到就別碰這行。

本子的話,一般喜歡用和A4紙等大本,用起來方便,這個完全取決於你所在的系統用哪種,不建議用太小的本,記不了多少東西。最好是編碼紙,如果做不到也要自己標準頁碼和記錄本編號(永遠不要扯下來任何一頁記錄,即使你覺得這個不需要存在也不要扯下來!),以備查詢使用。個人喜歡右側空出來1/3的地方,方便寫一下臨時想到的東西什麼的。

記錄的話,每個人都有自己的風格,大概說說我喜歡的:

  • 實驗記錄前要寫的東西:標題、目的、試劑(用量、批次、來源等)、實驗人、設備(廠商、型號等)、當前環境,空出幾行以備突發情況記錄

  • 實驗記錄裡面的東西:時間、操作(如果可以標註操作人)、參數記錄、常規數據記錄、現象、備註,出現偏差的話做標記,並且記錄偏差處理過程。一個良好的習慣是給你的產物編上批號,這會讓你省很多事情。整個實驗過程中你做過的與實驗有關的事情都要記下來。記錄的詳細程度要做到其他人(而不是你)可以對著你的記錄本知道你幹了什麼並且重複你的全部操作。

  • 實驗數據與分析數據:小數據貼本上,大量數據(比如你打了若干譜,貼進去完全不現實)裝袋編號

  • 實驗結果:實驗數據處理方法標註清楚,如果用的excel或者其他程序記得備份。產物存儲位置標記清楚。最後的總結分析一定要寫,半年後你會忘記這實驗到底出了啥情況的……

大概就這樣,有條件的話可以做一份簡單的實驗存檔,用來記錄都什麼時候做了那些實驗。


本文首發於微信公眾號研之成理(rationalscience),歡迎大家關注與擴散!

前言:

屠呦呦先生獲諾貝爾獎早已經是舊聞了,不過屠先生的Nobel Lectures(Angew Chem Int. Ed.)看的人可能就沒有那麼多了。莎士比亞曾說:一千個讀者,有一千個哈姆雷特!我相信,每個人讀屠先生的演講辭的感受也是不一樣的,所理解的所關注的點也會不一樣。我今天關注的點就更小了,放到屠先生整個演講辭中可能微不足道。不過我還是要說:從點滴做起,從做好實驗記錄做起,輝煌才有可能造就!

在正式分享今天的內容之前,還是先跟大家推薦下屠先生的Nobel Lectures(Angew Chem Int. Ed.),題目為:Artemisinin—A Gift from Traditional Chinese Medicine to the World (Nobel Lecture),DOI為:10.1002/anie.201601967.

好了,言歸正傳,今天要跟大家分享的重點其實是下面這張圖:

這張圖是個啥呢?很簡單,這只是一張普通的實驗記錄紙而已。

1. 實驗記錄是做什麼用的?為什麼需要做實驗記錄?

實驗記錄是科學研究過程中科研人員所記錄的關於實驗計劃,步驟,結果以及分析的各種文字,圖表,數據等原始資料。

實驗記錄有兩個要點:1) 客觀真實性,2) 全面準確性。之所以要做實驗記錄以及要求實驗記錄真實準確,全面客觀,目的是為了準確地記錄實驗的實時條件,讓每一個實驗儘可能變得可重複。良好的實驗記錄具有可溯源性,人們應該能夠看懂你的實驗記錄,在條件具備的情況下能夠重複所有的實驗過程。

下面我們以屠先生的這頁實驗記錄紙來簡單說說實驗過程中記錄些什麼。當然啦,也不能因為屠先生獲得了諾貝爾獎就神化她,這裡給出的畢竟只是一頁記錄紙而已,並不能反映實驗記錄的所有要素。

2. 完整的實驗記錄應該包括些什麼?

A. 實驗思路:即為什麼我要做這個實驗?請大家不要小看這一點,其實很多人在做實驗記錄的時候會忽略這一點,只是將實驗過程中的一些實驗參數記錄下來。這樣的記錄方式其實是不完整的。

把實驗思路記錄下來的目的是為了讓實驗記錄變得更加具體,準確,讓實驗記錄變得更加有邏輯性,同時也能夠讓我們更好地完善整個實驗方案。

真實的實驗過程中,我們經常會有一些靈感,在這些靈感的刺激下,我們會設計某些實驗方案,進行某些嘗試。但是,在嘗試之初,這些實驗方案往往並不是那麼完善,而且我們每次嘗試的實驗數目也是有限的,而靈感持續的時間也是有限的。很多情況下,有可能一個實驗方案需要的時間很長,而在這個漫長的過程中,我們有可能會忘記自己的初衷。而記錄我們的最初的靈感,記錄自己的實驗思路就能夠幫助自己更好地完成整個實驗計劃。

所以,完整的實驗記錄的第一項:實驗思路,包括idea本身的內容,可能需要設計的實驗方案,預期獲得的結果,打算說明什麼問題,受到啟發的原始文獻的卷期號等等。基本要求是,當你看到你記錄的內容的時候,你要清楚地知道你當時是怎麼想的,打算怎麼做(實際上,人所處階段不一樣,在相同的idea下會有不同的設計理念,記錄下來也可以讓你看到自身的變化)。

B. 實驗具體方案:

在明確了實驗思路之後,自然而言,就是要設計實驗方案了。而實驗方案應該簡單明了,記錄在本子上應該一目了然,這裡我們簡單來分析下屠先生的實驗記錄紙。

這頁紙給人的第一印象是什麼?整潔,清晰!請記住,整潔和清晰是實驗記錄最最基本的要素之一,是準確性和真實性的保障,一份看不清的實驗記錄跟沒有是沒什麼區別的。在這裡,鼓勵大家向老前輩們學習,在做實驗記錄的時候,一定要心平氣和,不強求美觀,但是一定要整潔,清晰!

為什麼這頁紙會給人以整潔,清晰的感覺呢?

相信我,能夠用表說明問題的就盡量少用文字。實際上,最適合用來記錄實驗方案的就是表格啦,當然整個表格包含哪些項目還是很有講究的。

屠先生的表格中有哪些項目,為什麼整潔,清晰呢?1) 編號; 2) 藥品名稱;3) 溶劑種類與配比;4) 藥品與溶劑的配比;5) 實驗操作方式;6) 實驗原始結果;7) 實驗條件備註說明等等。

從實驗方案設計的角度來說,表格應該包含所有的實驗變數,具體到屠先生的這個實驗而言,包括2,3,4,5,7等內容,在表格中準確的將這些內容反映出來,就會給人一種整潔,清晰的感覺。

我個人的理解與習慣,實驗方案的表格儘可能簡潔明了,但是關於這份表格的說明要儘可能充分翔實。理想的實驗方案的表格其實是可以直接放到文章中的。如果大家不知道怎麼做,不妨看看文獻中的那些對比實驗的表格。不過,實際的記錄中,除了這樣的表格之外,在表格下面還應該有相應的文字說明,比如1,2號對比實驗是為了說明什麼問題等等(註:今天的內容先不跟大家分享具體的實例,後面有機會再跟大家分享)。

C. 實驗現象和實驗結果記錄:

有了實驗方案之後,就可以按照實驗方案進行實驗了,在實驗的過程中也不能歇著,應該密切關注實驗現象,並把它記錄下來(關注細節往往能夠做出好的成績)。實驗現象的描述應該準確,專業(要學會用專業的語言來描述實驗現象),而實驗結果的記錄要準確具體。

實際上,大家在做實驗中,可能會進行多項表徵,這裡建議大家將一些重要的實驗數據列印出來,然後貼在實驗記錄本上,這樣能夠更好地對整個實驗進行理解。

D. 實驗數據分析和實驗下一步計劃

每一個實驗的結果或許並不一定跟預期的一樣,但是每個實驗必定能夠說明一些問題,將數據分析整理,將說明的這些問題記錄到實驗本上,才是每個實驗最好的歸宿。做完一個實驗,應該能夠得到一些有用信息,並根據這些有用信息完善下一步計劃。而這些都已經記錄在實驗記錄本上,可以說一份完整的實驗記錄,是每一位實驗員最動人的故事集。

備註:本期內容只是看個頭,大致跟大家分享下實驗記錄的一些基本情況,下面幾期我們會更加具體地說明每個部分應該怎麼做,也會有一些實例說明。


這要看你是準備做大學的實驗課的實驗(中外皆然)還是作為研究生做研究的實驗,又或者是做科技公司裡面的研發的實驗。

大學各科化學的實驗課,按照要求,先抄寫點原理之類的,說明實驗目的,背景,反應機理等到那個。然後寫原料,實驗步驟,設計一下實驗數據的表格等等。基本上,實驗書上的都有,自己可以做的不多。實驗的時候記錄一下實驗的現象,數據。然後做一些必要的計算,得出結論。至於用什麼本子,不要用太好的本子,不要太厚,免得浪費。

如果是研究生做的研究性實驗,那麼,按照正統的規範,其實對實驗本子是有很嚴格的規定的。首先,本子是要很好地釘在一起,不能拆開的,其次,每一頁都是有一個唯一的頁碼的。這樣的目的是保證實驗記錄是連續的,不會因為人為地撕掉某些頁碼隱瞞負面結果。實驗記錄本是屬於實驗室的財產,當學生畢業的時候,本子是要留下來作為以後的參考,或是證據。個人如有需要,可以在教授同意的情況下複印,作為自己的參考。很多時候,發生學術醜聞的時候,原始的實驗記錄本是調查的最重要的證據之一。這樣的實驗記錄本,在美國(英國不知道如何)是比較常見的。但在歐洲的大陸以及中國,這樣的實驗記錄本並不多見。很多時候是實驗室統一購買或者個人買的某種類型的本子,從A4到其它小一點的尺寸都有。做實驗記錄的時候,要寫上日期,實驗的目的,實驗的基本原理設想,反應方程等等。然後實驗的原料,儀器設備也要記上。初步的原料的量的計算,反應的步驟等等要寫明。記下實際的反應過程,實際反應物的量,加的步驟,每一步的現象,時間等等。得到的原料的提純過程,產率,以及之後的分析結果,如NMR,IR,MS等等。最後做一個結論總結。當然,實際操作起來,某些步驟可能沒有那麼嚴格,把主要的東西記清楚了就行。一是為了以後別人可以重複你這個實驗,二是,時間久了,如果寫得不清楚自己都搞不明白了。

科技公司裡面的實驗記錄,對於公司的知識產權的保護是至關重要的。這樣的實驗記錄本是具有一定法律效應的,這在嚴格的專利審查還有發生專利糾紛的時候是能起到證據的作用的。所以,嚴格起來,這樣的本子也是要使用上述的那種本子。實驗記錄同上。但是公司裡面的實驗記錄的用詞非常重要,特別是結論部分,為了避免潛在的法律風險和知識產權糾紛上的不利,對於不成功的實驗,一般要避免使用負面的語言,而只作一個描述性的結論,不說好與壞成功或失敗。對於現代的高科技企業,很多實驗的記錄已經開始不使用紙質的本子,二是使用具有法律效應的電子筆記系統。這些系統中對於實驗的記錄,同樣與上面類似。但是每個完成的實驗,都要有一個懂行,但有沒有厲害關係不會是潛在的專利的共同作者的人見證簽名(這套witnessing的體系同樣應用於紙質的實驗筆記),才能算最終完成,具有法律效應。


為毛要那麼複雜。。。這是高中化學啊。。我看了那麼多繁複的寫法,絕逼不想看下去了。

高中寫的實驗報告 更多是服務於 咳咳 考試的,沒錯吧~

所以說把老師在實驗演示時的講解筆記,或者 你在學生實驗時,老師發下的實驗報告,記錄填寫清楚就OK了。 如果沒有,可以問老師要。

是不是很省力,但這不是關鍵。你做實驗時自己的動手實踐,解決一個又一個小問題的思維過程,還有實驗的原理,過程,現象,結論是你要用自己的學習方法總結的。高中的實驗真心不多,每次想到這個實驗,你都可以在自己的腦海中回憶一遍整個過程,那你就OK了,然後么,等考上和化學有關的大學專業,再回過頭來看其他的回答吧。。然後你會發現。。也沒用,因為不同大學老師對實驗報告有不同的要求。 。。


推薦閱讀:

防紫外線傘是噱頭?
YAG燈泵激光器光斑調不明白,有沒有什麼規矩?
其他自然科學有像物理一樣的理論和實驗的分界嗎?
人類歷史上有過哪些令人毛骨悚然的實驗?
在做溶解時是同向攪拌效率高還是混亂攪拌效率高?

TAG:化學 | 實驗 | 化學實驗 | 高中化學 |