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11種示意圖在學術論文中的用法

所謂示意圖是指不具備定量(quantitative)資料關係而僅具備定性(qualitative)內容的插圖。示意圖與資料圖構成了插圖的全部種類。理工農醫類學科的絕大部分科研成果均使用資料圖或資料表的形式展示,這與這些學科通常需要使用定量資料描述客觀規律的科研特徵有直接關係。相比之下,文史哲等學科則更多地使用示意圖或示意表。實際上,示意圖在日常工作計畫中和任何學科的科研成果展示中都非常重要。本文簡述示意圖的作用、工具和使用原則。

資料圖與資料表的主要區別在於資料圖偏重展示資料之間的比較關係和走向趨勢,而非強調顯示資料的具體數值,雖然數值也能夠被標記在資料圖上。資料表則偏重展示資料的具體數值,或展示比較不同類別或不同單位的資料,例如在同1個表格中開列6列具有不同單位的資料。而帶有這麼多不同單位的資料如果用圖來展示,則需要使用很多張圖。

文字或表格與圖之間的區別在於文字或表格不夠直觀,而圖由於具有在形狀、色彩、線條、指向和位置關係等方面的優勢而非常直觀,能夠讓讀者用最短的時間將內容理解得最為透徹。這就是為什麼人們常說“一幅好的插圖勝過千言萬語”。

示意圖與資料圖之間的最大區別在於示意圖能夠在表達思路或概念方面擺脫數字的束縛。因此,在日常工作中和發表論著時,只要遇到無需展示精確數位的場合,都可以考慮使用示意圖來直觀有力地表達,達到精簡文字描述的目的。正是由於沒有精確數位的束縛,示意圖被方便快捷地廣泛用於工作方案的策劃和討論中,即人們常說的草圖。但是,需要注意的是,示意圖並不等於潦草或不成熟。很多正式的學術成果、方法和概念恰恰需要使用不帶數位的示意圖來表達,因為示意圖具有資料圖所不具備的特殊優點。

雖然有很多軟體能夠製作示意圖,但是對於絕大多數科研人員來講,PowerPoint軟體中的示意圖功能已經能夠基本滿足多數需求,包括流程圖、邏輯關係圖、層級關係圖、迴圈關係圖等。因此,有必要重點介紹PowerPoint中的SmartArt的功能。在Microsoft Office 2007版出現之前,繪製示意圖很麻煩,通常需要在PowerPoint中使用線條、方框、箭頭等基本元素逐個拼接作圖,並在統一格式和對齊位置等美工細節方面耗費大量時間。自Microsoft Office 2007版開始,在PowerPoint、Word、Excel中,在“插入”功能表下均增加了一類極為方便的示意圖,稱為SmartArt圖形,使使用者能夠使用大量的預置範本輕鬆創建清單、流程、迴圈、層次結構、關係、矩陣、金字塔圖表這7類圖形。而且,每種類型均包括很多種不同風格的佈局格式供用戶選擇。在SmartArt圖形的左側顯示有文本視窗,使用者能夠輸入和修改示意圖中想要顯示的文字或數位。

  1. 清單(Blocks)類型的SmartArt圖形能夠用合適的顏色和幾何形狀展示非有序區塊或分組區塊。這對於總結論文的論點或內容提要非常有用。
  2. 流程(Flowchart)類型的SmartArt圖形能夠用各種箭頭和長方塊展示流程,顯示工作任務流中的順序步驟。使用者再也不需要去花費時間拼接箭頭和色塊位置。這對於介紹論文所用的科研方法和試驗步驟非常有用。
  3. 迴圈(Circulation)類型的SmartArt圖形能夠用各種箭頭和色塊展示具有迴圈性質或反覆運算性質的流程。
  4. 層次(Hierachy)結構類型的SmartArt圖形能夠用各種組織結構形式或邏輯結構形式展示層級關係或平行關係。這對於介紹組織結構或事件的邏輯推理非常有用。
  5. 關係(Relationship)類型的SmartArt圖形能夠用各種匯總、分解和比較的邏輯關係形式展示各因素之間的關係。這對於論文的結果總結部分和討論部分的邏輯推理非常有用。
  6. 矩陣(Matrix)類型的SmartArt圖形能夠用四個象限的形式表達二維平面上的元素邏輯關係,或顯示部分與整體的關係。這對於使用排列組合方法介紹論文中的邏輯分類非常有用。
  7. 金字塔圖表(Pyramids)類型的SmartArt圖形能夠用金字塔形式表達系統工程中自頂向下的系統設計思路和自下而上的系統集成思路。這對於總結論文中的科研方法和產品研發流程非常有用。

這些示意圖除了可以用PowerPoint製作外,還可以使用Adobe Illustrator。另外,示意圖除了包括上述7類以外,還包括以下4種:

  1. 詞雲圖(Word Clouds):用詞的大小表示詞彙出現的頻率高低。“Voyant”軟體可以用於這種文字分析(text analysis)和作圖。
  2. 時間軸圖(Timelines):“Timeline JS”是使用“Google Sheets”的免費的時間線作圖軟體。
  3. 節點網路圖(Node-Link Network):“Gephi”、“NodeXL”和“VOSViewer”等軟體都可以用來製作節點網路圖,例如在文獻計量學研究中展示研究者之間的合作關係或文獻之間的聯繫。
  4. 地理圖(Geovisualization):這種圖需要借助地理圖片來編輯製作。

關於示意圖的使用原則,示意圖和資料圖都屬於學術圖表的一部分,均須遵循學術圖表的七大使用原則,即科學性、精選性、簡潔性、自明性、輔助性、規範性、美觀性。另外,示意圖與資料圖一樣,都需要遵循以下關於學術圖表的3條注意事項:

  • 圖的清晰度:需要按照期刊投稿要求確定圖片的格式、尺寸和解析度,製作和保存高解析度的原始圖片(300-600 dpi)。
  • 向量圖和圖元圖:向量圖與圖元圖的區別在於以下幾點。首先,向量圖不受解析度影響,在無限放大後仍然能夠保持清晰,而圖元圖放大到一定程度後就不再清晰,而只能看到一個個圖元,而且圖像邊緣有崎嶇毛刺。其次,向量圖能夠編輯修改,而圖元圖不便於修改線條。因此,向量圖能夠提高排版品質和工作效率,是出版社的首選類型。
  • 複合圖的做法:複合圖分為三種,包括分圖式複合圖、複合圓形圖、類型式複合圖。分圖式複合圖指在同一個插圖編號下包括若干張分圖,例如圖1(a)和圖1(b)等。複合圓形圖是在圓形圖中包括主圓形圖和副圓形圖,而副圓形圖用於詳細展示主圓形圖中的一部分內容。類型式複合圖是在同一張插圖內包括不同類型的圖,例如折線圖和柱狀圖。複合圖的具體做法在各種Microsoft Excel作圖指南中有詳細介紹。

 

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