機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計

1、機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計,馬 雪 蓮,山東大學(xué)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,講課內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)設(shè)計實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本要素實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計,一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計,一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計,科研設(shè)計： 為科研實(shí)踐制定的一個科學(xué)而合理的總體計劃方案，指一項(xiàng)科學(xué)研究工作的總體計劃。 指在科研總體計劃中有關(guān)研究工作的具體研究方案或者研究方法的設(shè)計。,廣義：,狹義：,一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計,實(shí)驗(yàn)設(shè)計：運(yùn)用有關(guān)知識對所建立的假說進(jìn)行全

2、面考慮并作出周密的安排，這一具體的驗(yàn)證方法計劃便稱為實(shí)驗(yàn)設(shè)計。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計是科研工作的中心環(huán)節(jié)。,為什么進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計？,一個周密而完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，能合理地安排各種實(shí)驗(yàn)因素，嚴(yán)格地控制實(shí)驗(yàn)誤差，從而用較少的人力、物力和時間，最大限度地獲得豐富而可靠的資料。,二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計 的基本要素,二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本要素,受試對象處理因素實(shí)驗(yàn)效應(yīng),二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本要素,1、受試對象：又稱實(shí)驗(yàn)對象，是處理因素作用的客體，根據(jù)研究目的確定的研究

3、總體。 同質(zhì)性 代表性 納入標(biāo)準(zhǔn) 排除標(biāo)準(zhǔn),,,二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本要素,2、處理因素：根據(jù)研究目的確定的欲施加或欲觀察的，并能引起受試對象直接或間接效應(yīng)的因素 主動施加的 客觀存在的,,二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本要素,3、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)：處理因素作用于受試對象的反應(yīng)和結(jié)局，通過觀察指標(biāo)來體現(xiàn)。,,觀察指

4、標(biāo)：客觀性：即選用易于量化的、經(jīng)過儀器測量和檢驗(yàn)而獲得的客觀指標(biāo) 主觀指標(biāo) 隨意性和偶然性 客觀指標(biāo) 真實(shí)性和可靠性,精確性：實(shí)驗(yàn)效應(yīng)指標(biāo)要求既準(zhǔn)確又精密特異性：選用能反映某一特定現(xiàn)象且不與其他現(xiàn)象相混淆的指標(biāo)靈敏性：能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求相應(yīng)顯示出微小的變化。它是由實(shí)驗(yàn)方法和儀器

5、 的靈敏度共同決定的。如果靈敏性差，常常得到假陰性結(jié)果,,二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本要素,指標(biāo)的觀察：若實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的觀察具有偏性，則會影響結(jié)果的比較和分析。盲法：如果試驗(yàn)的研究者或受試者都不知道試驗(yàn)對象分配所在組，接受的是試驗(yàn)措施還是對照措施，這種試驗(yàn)方法稱為盲法試驗(yàn)。 單盲 雙盲 三盲,,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計 的基本原則,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則,隨機(jī)重復(fù)

6、對照,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則,1、隨機(jī):每個受試對象都有同等的機(jī)會被抽取或分到不同的實(shí)驗(yàn)組或?qū)φ战M，防止因抽樣誤差造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。,隨機(jī)應(yīng)該貫穿整個實(shí)驗(yàn)設(shè)計和實(shí)施的全過程： 1 抽樣的隨機(jī) 2 分組的隨機(jī) 3 實(shí)驗(yàn)順序的隨機(jī),三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則,隨機(jī)化的方法：抽簽 投擲硬幣法 抓龜法 摸球法隨機(jī)數(shù)字表法：例如：完全隨機(jī)分組法

7、 隨機(jī)配對分組法 隨機(jī)區(qū)組法,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則,2、重復(fù)：在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行多次研究或多次觀察，以提高實(shí)驗(yàn)的可靠性和科學(xué)性。整個實(shí)驗(yàn)的重復(fù)多個受試對象進(jìn)行重復(fù)同一受試對象的重復(fù)觀察,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則,3、對照：為避免非實(shí)驗(yàn)因素造成的干擾，設(shè)立對照組以消除無關(guān)因素。從實(shí)驗(yàn)組與對照組兩組效應(yīng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)差別

8、中，找到實(shí)驗(yàn)因素的本質(zhì)所在,對照組效應(yīng)＝非實(shí)驗(yàn)因素效應(yīng)（非特異性因素效應(yīng)）實(shí)驗(yàn)組效應(yīng)＝非實(shí)驗(yàn)因素效應(yīng)＋實(shí)驗(yàn)因素效應(yīng)實(shí)驗(yàn)因素效應(yīng)＝實(shí)驗(yàn)組效應(yīng)－對照組效應(yīng),三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則,例如：熱板法觀察嗎啡對小鼠的鎮(zhèn)痛效果。 實(shí)驗(yàn)因素：嗎啡 實(shí)驗(yàn)之前：小鼠對疼痛反應(yīng)的潛伏時值：15S 實(shí)驗(yàn)組注射嗎啡：小鼠對疼痛反應(yīng)的潛伏時值：45S 對照組注射生理鹽水：小鼠對疼痛反應(yīng)的潛伏時

9、值：25S,實(shí)驗(yàn)因素的效應(yīng)為：45－25＝20S,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則,常見的對照形式安慰劑對照空白對照實(shí)驗(yàn)對照自身對照標(biāo)準(zhǔn)對照 對照應(yīng)符合“齊同對比”的原則：除了被研究的藥物不同外，其它實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)盡量相同,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計,科研工作的一般步驟,調(diào)研選題 初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計 預(yù)備實(shí)驗(yàn) 開題報告 正式實(shí)

10、驗(yàn)設(shè)計 正式實(shí)驗(yàn) 結(jié)果分析 書寫論文,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計步驟,1.調(diào)研選題 來源：1）現(xiàn)實(shí)生活中觀察到的現(xiàn)象 2）查閱文獻(xiàn) 科學(xué)性 創(chuàng)新性 可行性,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計步驟,2.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?明確 突出 不能貪

11、多,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計步驟,3.確定實(shí)驗(yàn)方法和觀察指標(biāo) 實(shí)驗(yàn)方法：一般選用公認(rèn)的、可靠的 允許創(chuàng)新 觀察指標(biāo)：可靠 客觀 定量,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計步驟,4.選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)動物或標(biāo)本 實(shí)驗(yàn)動物 動物模型的制備應(yīng)遵循：相似性

12、 重現(xiàn)性 實(shí)用性 可靠性 實(shí)驗(yàn)標(biāo)本,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計步驟,5.確定樣本大小 重復(fù)原則： 一般情況下選取的重復(fù)例數(shù)： 小動物(鼠、蛙)每組10～40例； 中等動物(兔、豚鼠)每組8～30例； 大動物(貓、犬)每組5～10例。,,,根據(jù)以往資料估算

13、實(shí)驗(yàn)例數(shù)：①以百分率為指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)：已知A藥有效率是P1，B藥的有效率是P2，則欲以80%把握取得P<0.05水平的每組例數(shù)可用下估算 1－（P1+P2－1）2 n(80,0.05)=5.25×---------------------- （P1－P2）2例如已知A藥平喘率為90%，B藥平喘率為60%（P1=0.9，P2=0.6），則

14、： 1－（0.9+0.6－1）2n(80,0.05)=5.25× ------------------- = 43.75 （0.9－0.6）2即每組44例，共88例即可有80%把握取得P<0.05水平的結(jié)果。②以均數(shù)為指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)：兩組均數(shù)對比實(shí)驗(yàn)時，可根據(jù)已知的兩均數(shù)這差（D）和標(biāo)準(zhǔn)差（S），用下式估算出80%把握可得P<0.05水

15、平的每組例數(shù) Sn(80,0.05)=15.6×（-- ）2 +1.6 D  例如已知某高血壓動物模型，血壓的均數(shù)及為180±33mmHg，現(xiàn)試用新降壓藥，以血壓降低30mmHg（即降到150mmHg以下者）為有價值，應(yīng)取的重復(fù)例數(shù)為 33n(80,0.05)

16、=15.6×（--）2 +1.6=20.5 30 每組21例，共42例，即可有80%把握得到P<0.05水平的結(jié)果。,,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計步驟,6.設(shè)立適當(dāng)對照組 對照原則：齊同對比,四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計步驟,7.隨機(jī)分組 隨機(jī)原則 完全隨機(jī)分組法 隨機(jī)配對分組法 隨