科學實驗研究的設計和論文撰寫

1、1,科學實驗研究的設計和論文撰寫 北京大學生理學和病理生理學系 第一醫(yī)院臨床醫(yī)學研究所 唐朝樞,2,一、概述1. 科研思維：思維模式：‘學習型’ 與‘探索型’；

2、科研思維能力需要培養(yǎng) Reading after a certain age, diverts the mind too much from its creative pursuits. Any man who reads too much and uses his own brain too little falls into lazy habits of thinking. 過了一定年齡階段后的學習，會太多地轉

3、移有利于創(chuàng)造性發(fā)揮的精力。任何一個人，如果學習太多，他用大腦進行思考的機會越來越少，進而就會養(yǎng)成懶于思考的習慣。 （愛因斯坦）,3,2. 科研定位: 〝三定〞: 明確的目標 定研究方向 很穩(wěn)定 定研究領域 相對穩(wěn)定 定研究課題 非常活躍 如何定位: ① 學科發(fā)展的前景與可行性 ② 單位的可能條

4、件 ③ 個人興趣研究生應與導師共同定課題,4,科研的目的：探索人類認識的未知領域，求知，追求真理基礎研究(波爾象限）：只受知識需求推動，不受實際應用引導的研究活動應用基礎研究（巴斯德象限）：既擴展知識邊界，又受應用目的影響的研究應用研究（愛迪生象限）：應用導向，不尋求對特定科學領域或規(guī)律的全面認知數(shù)據(jù)積累活動： 也有可能開拓新領域科研與創(chuàng)新：只有金牌沒有銀牌,5,3. 獨立科研工作的基本能力

5、 ⑴ 掌握信息, 復習文獻的能力 ⑵創(chuàng)新思維能力 ⑶科學實驗設計能力 ⑷科學實驗操作能力 ⑸科學論文撰寫發(fā)表能力 (6) 科學基金申請能力,6,知識爆炸時代如何復習文獻？復習文獻不是為當‘飽學之士’而是將其用于科學實驗研究按“三定”決定掌握知識的程度：方向－－專業(yè)人員水平(大綜述，專著)領域－－專家水平(小專論，綜述 )課題－－N0.1專家水平（盡可能收集相關原著文獻建立自己的‘課題文獻庫’）J

6、ournal club撰寫綜述（針對課題的小專論）,7,,二. 如何進行科研課題設計 目標明確;構思新穎;(實驗)方法恰當. 1. 選題 課題要具體 用實驗手段解決科學問題(科研=作實驗?),科學問題是什么? 射箭中的,忌打哪兒指哪兒.`看看有什么變化’，`研究甚少’，`填補空白’等。 探索未知,不要過于功利;原創(chuàng)性強其意義和價值可能不明了,反之已顯示出高價值的工作

7、原創(chuàng)性已不強.,8,凝練科學問題以疾病和健康為中心的臨床1．課題密切聯(lián)系臨床臨床疾病基礎研究臨床問題的科學研究利用臨床資源的研究 （注意倫理原則）2．課題不背離“方向”和“領域”3．從臨床從前期工作和/或文獻中凝練重大科學問題。 提出明確假設（idea）4．選自己感興趣的課題5．有重要臨床或學術價值（？）,9,2.立論新穎－創(chuàng)新思維(提假說） 敢于提科學假說.(你是最接近真理的人). Ide

8、a的來源: 臨床; 文獻; 交叉學科啟迪; (學科發(fā)展)自己工作的連續(xù)性， 避免被文獻牽著鼻子走，或趕時髦; 新技術應用更重視新思維;交叉學科別交叉走了(轉向)（誰都沒有想過的，誰都沒有作過的，誰都沒有用過的？）,10,問題求解，假說求證 大膽假設，小心求證。寧可“奇思異想”也不可 “人云亦云”，甚至寧可‘胡說八道’也不“鸚鵡學舌” （例：相對論，幽門螺旋桿菌）; 即使流調、病例觀察或病例分析也要有新意,發(fā)掘出新東西. 要讓理論來

9、指導你的觀察；所有的觀察結果必須是支持或反對某種觀點，否 則將毫無用處。 　　 Let theory guide your observations. All observation must be for or against some view if it is to be of any service. (Charles Darwin ）,11,目標（假說）：論證圓圈X：已有證據(jù)（文獻的，自己的）--：研究內容（要

10、獲得的）,文獻依據(jù)（提示、蛛絲馬跡）---提出明確假說---針對假說確定方法（論證假說）,處理創(chuàng)新性強與立論依據(jù)充分的關系評價如果假說成立有何創(chuàng)新與意義？[高起點],12,13,[例]背景：炎癥細胞產生的新因子（A)具有（離體）促心肌細胞肥大的作用.目標：1. 探討 A的作用及機制。2：論證 A---心肌肥厚發(fā)病的新因子。3。論證 A---聯(lián)系炎癥反應與心肌肥厚發(fā)病的新因子。如何看待立項依據(jù)與創(chuàng)新性間的關系如何看待所謂‘陰

11、性結果’,14,3．研究內容適當（做什么，編“故事”）小心求證 ‘小題大做，深做’， 不要‘大題小做，淺做’ 處理“深入”與“全面”的矛盾針對研究目的（假說）決定研究內容避免研究內容不足以得到預定目的（小于，少于）避免研究內容超越預定目的（大于，多于）,15,[例]論證2--A因子是心肌肥厚發(fā)病的新因子疾病過程中A因子動態(tài)變化與疾病表現(xiàn)關系補充外源性A因子對疾病表現(xiàn)的影響阻斷內源性A因子對疾病表現(xiàn)的影響A因子

12、發(fā)揮效應是否通過已知的心肌肥厚因素A因子效應的細胞分子機制,某因素的可能效應,某疾病/現(xiàn)象的可能機制,,,,,,,,,,,,,,,,16,4. 研究 方法恰當(方法先進？)【如何做？】方法技術為研究目的服務;引進新技術與避免`高射炮打蚊子`. 最常見的誤區(qū):追求時髦方法忽略目標,. 方法學的創(chuàng)新將開拓研究的新領域 用他人之所用,想他人之未想,做他人之未做,得他人之未得,17,⑴ 方法選擇：目的決定方法選擇；實驗條件選

13、方法；工作者熟練程度選方法；人體-動物整體-器官組織-細胞-分子模型：經典與新建；是否需與人一致或接近；可行性；模型與分組均適合研究目的為原則對照設置(陰，陽），例數(shù)嚴格質控，（repeat, duplicate),18,（2） 觀察指標：多（廣）或少（精）好？明確每個指標的原理和意義, 避免指標沖突.假設實驗全部順利，所得結果能否達到設計目的？ a)背景指標：如證實疾病模型復制成功的指標；反映質控的指標；

14、反映陰性或陽性的對照指標等 →必須是肯定的結果( 方法要穩(wěn)定) b)探索性指標[現(xiàn)象(如藥效)觀察與機理探索]； c)前瞻性指標；注意正確運用統(tǒng)計學知識設計實驗預期數(shù)值的預測.,19,（五）. 建立操作程序 ⑴ 落實每個方法 ⑵ 預試成熟，建立程序.不僅用手更要用腦做實驗. ⑶ 設計實驗記錄與觀察內容 實驗記錄表；單項歸納表；匯總表

15、 指標1,20,匯總表,統(tǒng)記學結果：,21,(六).總體設計的預測評估 ⑴ 預期結果陰性或陽性的解釋與再證實； 審定設計能否達到目標 ⑵ 預期結果追蹤深入研究的方向和可行性 ⑶ 預期結果圖表設計（發(fā)表是否單?。?⑷ 預期結果的學術價值和地位 （開始撰寫論文的Introduction, M & M ）,22,結束實驗后評估 （文章發(fā)表or工作深入后） 對設計的再評價

16、⑴ 再升華設計思路 ⑵ 擴充實驗與深入實驗 ⑶ 補漏實驗陰性結果的意義 需確證是陰性 起到指路標的作用 開拓新領域,23,(附). 做好實驗記錄原始記錄本－－－注重原始性，即時記錄 按時間順序記錄 建立分類附件（按測定指標）原始數(shù)據(jù)的整理－－另設實驗數(shù)據(jù)處理本 按測定指標設立數(shù)據(jù)處理本 不得涂改原始數(shù)據(jù),24,正確處理實驗結果1. 客觀、求

17、實——追求真理（揭示本來面目）2. 嚴格進行統(tǒng)計學處理，也需結合專業(yè)要求. 3. 不要刻意追求陽性結果， 不要忽視陰性（否定）結果的科學價值。4. 正確對待和分析失敗的實驗 不僅用手而要用腦作實驗 切忌：任意取舍數(shù)據(jù)；夸大例數(shù)；拼湊結果,25,,反對學術不端行為（scientific misconduct）捏造(fabrication) : 紀錄或報告無中生有的數(shù)據(jù)或實驗結果 篡改(falsifica

18、tion): 操縱實驗材料、設備或實驗步驟，更改或省略數(shù)據(jù)或部分結果使得研究記錄不能真實地反映實際情況 剽竊(plagiarism)：使用他人的主意、方法、結果或完整的詞句如同自己的一樣并且沒有給他人以適當?shù)臉s譽的一種行為。但是對公識的引用不在此列。,26,抄襲 　　1.低級抄襲：原封不動或基本原封不動地復制他人作品。2.高級抄襲：經改頭換面后將他人受著作權保護的獨創(chuàng)成分竊為己有。 　　適當引用 　1.改變作品的類型，例如將他人創(chuàng)

19、作的小 說改成電影。 　2.不改變作品的類型，但是利用作品中受著作權保護的成分并改變作品的具 體表現(xiàn)形式，將他人創(chuàng)作的作品當作自己獨立創(chuàng)作的作品，例如利用他人創(chuàng)作的 電視劇本原創(chuàng)的情節(jié)、內容，經過改頭換面后當作自己獨立創(chuàng)作的電視劇本。 　《圖書期刊保護試行條例實施細則》第十五條明確規(guī)定：“引用非詩詞 類作品不得超過2500字或被引用作品的十分之一”；“凡引用一人或多人的作品， 所引用的總量不得超過本人創(chuàng)作作品總量的十分之一”。,27

20、,誠實的錯誤（honest error）：在科學研究活動中，由于本身知識和能力的局限而無意造成的錯誤。而且察覺錯誤后，能夠及時承認和改正。公識( common knowledge)：在某個特定的領域內，可以在通常的教科書中很方便地找到，或者是被大家所廣泛熟悉的知識，在引用時不需要注明出處。 學術欺詐（academic fraud）：指嚴重的學術不端行為，一般指利用科學研究活動或科學家的身份進行的觸犯法律的欺詐活動。,28,著、編著、

21、編都是著作權法確認的創(chuàng)作行為，但獨創(chuàng)性程度和 創(chuàng)作結果不同。著的獨創(chuàng)性最高，產生的是絕對的原始作品；編的獨創(chuàng)性最低， 產生的是演繹作品；編著則 處于二者之間(編譯類似于編著，但獨創(chuàng)性略低于編 著)。如果作者的作品不是基于任何已有作品產生的，作者的創(chuàng)作行為就可以視 為著。一部著成的作品中可以有適量的引文，但必須指明出處和原作者。如果作 者的作品中的引文已構成對已有作品的實質性使用，或者包含對已有作品的匯集 或改寫成份，作者的創(chuàng)作行

22、為應該視 為編著。,29,三。如何撰寫實驗研究論文 論文發(fā)表意識：基礎研究成果的表達方式. 是否急于發(fā)表（創(chuàng)新與嚴謹?shù)年P系）？ －知識爆炸時代的學術竟爭. 精雕細刻 or 迅速突破－取決于課題性質：前緣、熱點、焦點課題or難點、古老課題:‘十年磨一劍’的劍是重大科學問題或發(fā)現(xiàn)，不是一篇高IF的論文。 為解決科學問題而不只為做文章(IF)而科研 －積累成大文章再發(fā)表or成果及時

23、發(fā)表? －不要將一個完整工作撤散為多篇發(fā)表,30,發(fā)表論文的雜志級別： -重視SCI，不唯SCI，重在解決科學問題發(fā)表的科學論文不同于學位論文： －反映科學事實而不是反映作者水平.科學論文不同于教科書、講義，更不同于工作總結匯報.論文格式：原著、快報、簡報、摘要,31,,準備工作,復習好撰寫論文的必要文獻(包括自己寫 的綜述)2. 再審定自己的工作目標、研究內容、結果，并形成印象和結論,以此指導論文撰

24、寫3.完整的實驗資料:（`一表制’)結果匯總表與統(tǒng)計處理. 注意核對原始資料.,32,1.引言Introduction:,問題的提出(背景)，研究的歷史與現(xiàn)狀，存在的問題（明確的科學問題即作者自己的工作目的),自己以前工作基礎(作為提示)。本工作的目的、方法、研究思路. 在… 模型上，觀察 … 指標，以探討 … （目的）,33,2.材料/對象與方法M & M,(1).材料的寫法和意義試劑和材料來源，質控標準 對象：

25、人或實驗動物的入選標準 注意倫理 All animal care and experimental protocols complied with the Animal Management Rule of the Ministry of Health, People’s Republic of China (documentation 55, 2001) and the Animal Care Committee

26、of …),34,(2)排序：主要指標―次要―輔助指標 整體（模型）―― 離體； 功能―― 結構; 生理-生化-分子生物學-形態(tài)學引出參照文獻簡述,能序貫有可操作性;講明改良之處.(3)統(tǒng)計學（正確選擇很重要） 計量資料or計數(shù)資料。單因素或多因素；兩組資料與多組資料；正態(tài)或非正態(tài)分布；配對或非配對；樣本大小.,35,3. Results結果,用實驗資料反映你的思路（“idea”） （不是工作匯報）

27、方式 ：文字敘述，圖和表。各自的優(yōu)缺點 文字：直接體現(xiàn)出作者思路；羅嗦，難前后多指標比較；（應歸類敘述）,36,圖： 直觀，但無原始數(shù)據(jù)，不利于多指標比較 （用于主要指標）表： 有絕對數(shù)字，利于多指標比較；不直觀 (用于多指標)文字、圖、表： 相對獨立（圖注、表注要詳細）,37,避免重復 研究生應強調原始數(shù)據(jù)即實測值，可有表又有圖，不

28、能僅有圖而沒有表或文字敘述絕對值圖表制作應規(guī)范 按文獻格式,38,,,39,,,40,充分、正確應用統(tǒng)計學知識處理數(shù)據(jù)避免統(tǒng)計錯誤：對照，均衡，隨即，重復。計量-計數(shù)、絕對值-相對值、專一指標—綜合指標的轉換。盲判與非盲判。技術資料直接概率法與卡方檢驗；多組資料與兩組資料；等級相關與直線相關；多因素與單因素分析；配對資料與獨立樣本資料；非正態(tài)分布資料；例數(shù)不當； 平行管，混合樣本；突出差異（絕對值，Δ值

29、，變化％； 聯(lián)合×、÷比值，分亞組等）；有效位數(shù)的保留。統(tǒng)計學結論與專業(yè)結論。,41,4. 討論Discussion,論文深度取決于選題和實驗結果。四段論式討論.⑴ 背景材料：展開問題的提出避免與前言重復)；有關本研究的一些基本知識(不要離題太遠）(2)實驗結果的分析討論：歸納結果；各指標的意義（與文獻值比較）;結果說明什么問題和方法存在什麼問題；最后可有一個小結（歸納）,42,(3).對結果分析討論：本實驗

30、觀察到的現(xiàn)象的a）可能的發(fā)生機制（多參照文獻推測）b）可能的（生理病理生理）意義（作用） (4)本實驗存在的不足,如何進一步研究的分析,進一步提出的新問題. Summary,43,其它注意點：① 引證討論文獻知識太多(不同于學位論文)，掩蓋了本工作的貢獻② 分析不合邏輯，結論不當③ 討論太浮淺，文獻知識不熟悉④ 寫成工作總結，缺乏學術高度⑤ 要正確使用縮寫詞，尤其是組別縮寫詞,44,5. 致謝：1)參與部分工作; 2

31、)提供直接幫助:思路、材料、方法技術、實驗條件及指教; 3)基金資助 6. 參考文獻：為什么要引文獻 ⑴ 立論依據(jù)的文獻(第一段)：新,權威性文獻，不用快報或摘要 ⑵ 自己工作的自引：工作連續(xù)性 ⑶ 實驗結果與文獻資料比較(第二段)：新，可用快報, 會議及個人咨詢資料 (4) 機理和工作意義分析(第三段):廣引文獻. (5)方法學：經典文獻,注意引文準確，不要轉引,,45,7. 摘要：1)問題的提出（B

32、ackground）；2)本工作目的；對象；方法(指標，分組）；3)主要結果（不要太多;要有數(shù)據(jù)和統(tǒng)計）；結論與展望 8. 再推敲文章題目：切題,明確結果,縮寫詞？ 9. 投稿： 按雜志稿約修定（留底). 引用該雜志文章? 忌一稿兩投; 如何撰寫和發(fā)表SCI文章？？ 10.致命傷:目的不明確;重復性工作無創(chuàng)新;方法學或數(shù)據(jù)問題致結果不可信.臨床研究:倫理;病例和對照選擇;臨床關系分析不充分,46,謝謝！,47,4