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1、,科学研究的全过程,选题、设计阶段,选题、定题,资料、文献准备,形成假说或工作假设,设计调查或实验以检验假说,观察或实验阶段,整理总结阶段,应用推广阶段,科研设计的一般概念,什么是科研设计？什么是好的科研设计？,科研设计(research design),研究者对所研究课题的研究内容、技术路线、研究方法、研究步骤、预期目标的基本构想和计划安排,运用专业知识拟目的性 订调查或实验内容 运用专业知识和逻先进性 辑方法选择技术路线 研究手段和指标设计可重复性 经济合理性,专业设计,科研设计的内容,科研设计的要求,统计学设计,科研设计的重要性,能否取得成果成果的大小 事半功倍 事倍功半,？,创造性思维
2、弥补客观条件的不足巧妙构思和方法解决复杂问题,好的科研设计,目的明确 考虑周密简捷明快以最少的投入达到最佳的结果,有明确的可检验的假说或工作假设 19世纪巴斯德关于肉汤腐败的实验 问题一：肉汤腐败中的微生物来源？天然自生占统治地位 外来繁殖,目的明确,考虑周密,考虑各种可能性，无懈可击。没有漏洞，不会得出模棱两可的结果问题一的解决：加热灭菌+隔绝空气,考虑周密,考虑各种可能性，无懈可击。没有漏洞，不会得出模棱两可的结果问题二：究竟是缺乏空气肉汤不腐败，还是缺乏空气中的微生物肉汤不腐败？,简洁明快,单刀直入，尽量少走弯路，不做虚功以最少的投入达到最佳的结果问题二的解决设计细长的曲颈瓶到阿尔卑斯山
3、顶峰取相对洁净的空气,缺硒条件下肠道病毒的致病性,问题一肠道病毒是否引起缺硒小鼠心肌病变？肠道病毒缺硒 足硒心肌病变 心肌正常,问题一结论,肠道病毒可引起缺硒小鼠明显心肌病变,缺硒条件下肠道病毒的致病性,问题二缺硒作用于小鼠改变免疫力？缺硒作用于病毒改变致病力？缺硒 分离肠道病毒足硒心肌病变,问题二的结论,病毒在缺硒小鼠体内复制过程中发生基因突变而增强毒力 核苷酸测序表明缺硒小鼠体内分离的病毒有多处发生突变,科研设计方案的基本内容,以国家自然科学基金为例,国家自然科学基金项目申请书,课题名称与简表立题依据研究的目的意义国内外研究现状和发展趋势并附参考文献回答做什么？为什么做？,国家自然科学基金
4、项目申请书,研究方案研究目标、工作假设、研究内容技术路线、研究方法、可行性分析研究进度预期结果怎么做？,国家自然科学基金项目申请书,工作基础研究工作基础实验条件专业水平、技术条件我能做！,题目,忌大而空包括关键词主题和分题,任务来源,国家、部委等自选单位资助,目的和意义,本研究要解决的问题本研究的必要性和迫切性,国内外研究现状和发展趋势,本课题是否有人做过？相关或同类研究的水平？为解决的问题，主要分歧和争论焦点？今后研究动向附参考文献,研究内容,工作假设研究目标拟解决的关键问题受试对象观察指标,技术路线与研究方法,实验分组观察指标实验期限和安排资料的收集记录方法统计学分析采用标准动物模型,研究
5、进度和预期结果,阶段目标总结内容规定时间,设备条件和经费预算,本实验室拥有可利用条件经费预算的某些指定要求,课题组成员和分工,责任明确，要求具体合作单位的分工和具体要求,科研投标的一般策略（general philosophy）,人无我有，人有我超；标新立异，起点要高。知己知彼，投向选准；一丝不苟，周密严谨。特点鲜明，准备有素；地利人和，只欠资助。,科研投标的一般策略（general philosophy）,立意一定要新“No substitute for good idea”“Stay away from old topics”评阅人很容易就指出：这是20多年的老问题，没有什么新东西；“我的
6、一个博士生早就做过比他想做的还深的多”,科研投标的一般策略（general philosophy）,知己知彼，选准投向“Stay away from big research laboratories”“让开大路，占领两厢”严密严谨，从形式到内容都无懈可击“Dont give any easy chance to reject your proposal”An otherwise good proposal can be destroyed by the misuse of a term,which may indicate to some pa members that you dont k
7、now what youre talking about,科研投标的一般策略（general philosophy）,避短扬长，强调你的特点，拿出自己的看家本领，证明你确有能力完成，别人无法代替不怕挫折，敢于尝试，当成一种经常性的工作学科带头人或学术骨干，手头应经常准备好若干份科研设计方案，以便随时参与竞争，迎接挑战,实验设计的基本原则,医学实验的基本要素,受试对象处理因素实验效应,受试对象（object）,临床医学研究 流行病学研究 实验动物 实验研究 离体器官、组织、细胞、细胞内组分、细胞外基质等,受试对象,临床研究病人,诊断明确金标准其他因素限定年龄、职业、地区等,流行病学人群,样本大小
8、合适防止过大或过小受试对象均衡、可比对照、不同人群等,实验设计的基本原则,三原则包括对照+均衡、随机化、重复四原则均衡、对照、随机化、重复五原则四原则加盲法,对照（control）,减少和抵消种种非处理因素应遵循对等、同步、专设的原则无对照或对照不合理、不完善仍是国内医学论文的的一大弊病,对照（control）,空白对照不施加任何因素疫苗接种诱发癌肿,对照（control）,实验对照实验组操作条件相同假投药假手术安慰剂,对照（control）,有效对照阳性药物等常规方法比较无法使用安慰剂,对照（control）,配对对照减少或消除抽样误差同源配对同一个体前后不同时间、左右对称部分条件最相近的两
9、个个体,对照（control）,组间对照非配对对照，亦称相互对照各实验组间互为对照就反映实验效果的平均数或百分率等进行组间比较,历史对照和正常值对照用自己或他人过去的观察结果做对照公认的正常值对照 慎用,对照（control）,A药抗骨质疏松研究,空白对照组假手术组（实验对照）模型组阳性药物对照组（有效对照）A药低剂量组A药中剂量组A药高剂量组,均衡（balance）,也叫齐同实际上可包含在对照原则之内，因为对照的基本原则是使之均衡，使研究的两组或多组之间有可比性动物实验比较容易做到均衡，包括种属、体重、性别、饲养条件等临床试验或现场试验包括年龄、性别、职业、生活条件等,随机化（randomi
10、zation）,抽样、分配随机：样本从总体中无选择地抽取，有完全均等的机会分配到各个组实验顺序随机：实验顺序随机地、非选择地安排,随机化（randomization）,随机化方法抽签、摸球等随机数字表法电脑或计算器随机数法,随机化（randomization）,目前许多国内论文写的随机分组并非真正的随机化未能完全具备对照、随机化等实验设计要求的实验称之为类实验（quasi-experiment），主要用于现场试验,按体重分组,称出实验动物的体重范围制定并分出体重不同段动物按一定顺序每组分配达到目的每组动物平均体重接近,重复（replication）,主要指结果在该试验同一条件下的多次重复出现，
11、即应有一定的样本含量样本大小可按以往经验粗估或用统计学方法做样本量估计,重复（replication）,开放法（open trial）盲法（blindness）为了排除受试对象（对象是人）心理因素或研究者主观意识所带来的偏倚,重复（replication）,单盲法（single-blind）受试对象不知道自己属哪个组，但有研究者方面的偏倚双盲法（double-blind）研究者和受试对象都不知道每个对象被分到哪个组，由第三者负责安排和监控整个实验，实施较困难三盲法（triple blind）研究者、受试对象、负责监控和分析资料的第三者全不了解分组情况，很难做到,科学研究的全过程,选题、设计阶段
12、,选题、定题,资料、文献准备,形成假说或工作假设,设计调查或实验以检验假说,观察或实验阶段,整理总结阶段,应用推广阶段,实施调查或实验,预备性实验,如果探索一个未知的领域，还没有形成明确的，待验证的假说，此时可以先做一些“试试看的实验”实验医学研究导论p165-167 目的是初步观察到一些现象，开辟新的研究途径,科学研究方法,科学观察科学实验,法国著名生理学家Claude Bernard（克洛德贝尔纳）,法国生理学家克洛德贝尔纳,法國生理學家。實驗醫學奠基人之一提出“內環境”概念對消化代謝血管運動神經等均有研究發現1813年7月12曰生1878年1月10曰卒於巴黎1853年獲動物學博士學位18
13、54年任巴黎大學生理學教授當選科學院院士1861年為醫學科學院院士法國舉行國葬的第一個科學家,法国生理学家克洛德贝尔纳,肝脏的糖合成机能实验方法论实验医学研究导论,传统学说,尿液浑浊、碱性,现实观察,尿液透明、酸性,原始想法或问题的提出,家兔正处于食肉动物的饮食条件下？,假说形成,饥饿状态,靠消耗自身蛋白生活,尿液透明、酸性！,食肉动物,实验设计-1喂食青草实验设计-2禁食实验设计-3再喂以青草实验设计-4喂食牛肉,证明反证重复,实验设计-1喂食青草,尿液浑浊、碱性,实验设计-2禁食,饥饿状态,靠消耗自身蛋白生活,尿液透明、酸性！,食肉动物,实验设计-3再喂食青草,尿液浑浊、碱性,实验设计-4
14、喂食牛肉,结 论,空腹 尿液透明、酸性,科学观察,观察（observation），指研究者在自然发生条件下，通过感官或借助于检测仪器，对客观事物、自然现象所进行的一种有目的、有计划的感知活动。这是狭义的科学观察概念,科学观察,实验条件下的观察对于不是在自然条件下而是在人为控制下或干预下的感知活动科学调查（survey）实质上也属于观察范畴。调查还包含有询问、查阅文献资料、了解历史沿革等内容,科学观察,机体的发生、发育，机体在生理、病理条件下的结构、功能与代谢变化临床医学关于疾病发生、发展与转归的认识公共卫生学中关于现况研究（prevalence study）、病例对照研究（case-contr
15、ol study）、队列研究（cohort study）等,科学实验,实验（experiment）是在人为控制条件下，通过变革、复制、模拟自然事物或现象而进行的研究与考察实验提供了更多、更便利的观察机会任何实验离不开科学观察，都包含着观察活动可以有非实验的（自然条件下）观察，没有无观察的实验,科学实验,在现代医药学特别是基础医学各个学科中，观察与实验是互相渗透、互为补充的 胚胎学 实验胚胎学,描述胚胎的自然演发过程,干预或采取手段改变胚胎的自然演发过程，观察其演发机制,观察,实验,科学实验,在现代医药学特别是基础医学各个学科中，观察与实验是互相渗透、互为补充的 病理学 实验病理学,疾病病理变化
16、的自然发展过程,复制动物模型,观察,实验,科学实验,实验的思想和方法已广泛渗入到以观察为基础的临床医学和流行病学领域，如：各种临床试验（clinical trial）干预研究（intervention study）社区人群试验（community trial）等,实验研究实验动物,3R原则ReductionRefinementReplacement,实验研究实验动物,相似性实验动物模型适用性经济性可重复性,实验动物分级,遗传角度微生物学和寄生虫学,遗传角度,近交系动物(Inbred Strain)啮齿类动物同胞兄妹连续交配20代以上,近交系数98.6%以上的品系。实验反应一致封闭群动物（Clo
17、sed colony）非近亲交配方式进行连续4代以上繁殖生产，并在5年以上不从外部引种的封闭群体。封闭群保持了一般遗传的杂合性，如Wistar大鼠。遗传工程培育的新品系包括转基因小鼠、嵌合体小鼠、双倍体动物,微生物学和寄生虫学,一级：普通动物（conventional animal，CV）不携带主要人兽共患病原和动物的烈性传染病的病原。用于教学二级：清洁动物（clean animal,CL）除不能有一级病原外，不携带对动物危害大和对科研干扰大的病原。用于一般研究,微生物学和寄生虫学,三级：无特定病原体动物（specific pathogen free animal）除应排除一、二级病原外，还不
18、能携带主要潜在感染或条件致病病原和对科学研究有干扰的病原。用于微生物学、药理学、毒理学、肿瘤学、免疫学等四级：无菌动物（germ free animal,GF）经检测无可检出或无植入的一切生命体悉生动物（geotobiotic animals，GN）,处理因素,临床研究投药、放射、营养等流行病学实验预防接种、改土改水、阻断传播途径等实验研究处理因素更加纯化和标准化强化或弱化,实验效应,选择指标的标准合理、适用处理有效的传统指标与高新技术指标的关系客观性、主观性主观指标迄今在临床研究还难以完全排除计数、计量能量化尽可能量化,实验效应,敏感性、特异性特异性（specificity）鉴别真阴性的能力
19、（真阴性率），不该出现时不出现敏感性（sensitivity）检出真阳性的能力（真阳性率）该出现时就出现同一指标的敏感性、特异性往往是对立的血沉升高：对结核敏感不特异痰TB+：对呼吸道结核特异但不敏感,实验效应,准确度、精密度准确度（accuracy）指效应的观察值与真实值的接近程度，说明有无系统误差精密度（precision）指重复检测时，观察值与其平均值之间的接近程度，说明随机误差的大小 两者均优最好，不能兼得时首先必须准确，其次要求精密,实验效应,专一性和综合性确切反映观察对象某一方面的特性用多种指标来综合反映某一事物或观察现象的变化，可以互相印证，更能全面、准确地反映实验效果但并非指标越多越好,
