假說(shuō)形成和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、,科學(xué)研究的全過(guò)程,選題、設(shè)計(jì)階段,選題、定題,資料、文獻(xiàn)準(zhǔn)備,形成假說(shuō)或工作假設(shè),設(shè)計(jì)調(diào)查或?qū)嶒?yàn)以檢驗(yàn)假說(shuō),觀察或?qū)嶒?yàn)階段,整理總結(jié)階段,應(yīng)用推廣階段,科研設(shè)計(jì)的一般概念,什么是科研設(shè)計(jì)？什么是好的科研設(shè)計(jì)？,科研設(shè)計(jì)(research design),研究者對(duì)所研究課題的研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線、研究方法、研究步驟、預(yù)期目標(biāo)的基本構(gòu)想和計(jì)劃安排,運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)擬目的性 訂調(diào)查或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容 運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)和邏先進(jìn)性

2、 輯方法選擇技術(shù)路線 研究手段和指標(biāo)設(shè)計(jì)可重復(fù)性 經(jīng)濟(jì)合理性,,,專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì),,科研設(shè)計(jì)的內(nèi)容,科研設(shè)計(jì)的要求,,,,,,,,,,,統(tǒng)計(jì)學(xué)設(shè)計(jì),科研設(shè)計(jì)的重要性,能否取得成果成果的大小 事半功倍 事倍功半,？,創(chuàng)造性思維彌補(bǔ)客觀條件的不足巧妙構(gòu)思和方法解決復(fù)雜問(wèn)題,好的科研設(shè)計(jì),目的明確

3、 考慮周密簡(jiǎn)捷明快以最少的投入達(dá)到最佳的結(jié)果,,有明確的可檢驗(yàn)的假說(shuō)或工作假設(shè) 19世紀(jì)巴斯德關(guān)于肉湯腐敗的實(shí)驗(yàn) 問(wèn)題一：肉湯腐敗中的微生物來(lái)源？ 天然自生—占統(tǒng)治地位 外來(lái)繁殖,目的明確,,考慮周密,考慮各種可能性，無(wú)懈可擊。沒(méi)有漏洞，不會(huì)得出模棱兩可的結(jié)果問(wèn)題一的解決： 加熱滅菌+隔絕空氣,,考慮周密,考慮各種可能性，無(wú)

4、懈可擊。沒(méi)有漏洞，不會(huì)得出模棱兩可的結(jié)果問(wèn)題二：究竟是缺乏空氣肉湯不腐敗，還是缺乏空氣中的微生物肉湯不腐?。?,簡(jiǎn)潔明快,單刀直入，盡量少走彎路，不做虛功以最少的投入達(dá)到最佳的結(jié)果問(wèn)題二的解決設(shè)計(jì)細(xì)長(zhǎng)的曲頸瓶到阿爾卑斯山頂峰取相對(duì)潔凈的空氣,缺硒條件下腸道病毒的致病性,問(wèn)題一腸道病毒是否引起缺硒小鼠心肌病變？腸道病毒缺硒 足硒心肌病變

5、 心肌正常,,,,,問(wèn)題一結(jié)論,腸道病毒可引起缺硒小鼠明顯心肌病變,,,缺硒條件下腸道病毒的致病性,問(wèn)題二缺硒作用于小鼠改變免疫力？缺硒作用于病毒改變致病力？缺硒 分離腸道病毒足硒心肌病變,,,問(wèn)題二的結(jié)論,病毒在缺硒小鼠體內(nèi)復(fù)制過(guò)程中發(fā)生基因突變而增強(qiáng)毒力 核苷酸測(cè)序表明缺硒小鼠體內(nèi)分離的病毒有多處發(fā)生突變,科研設(shè)計(jì)方案的基本內(nèi)容,以國(guó)家自然科學(xué)基金為例,

6、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū),課題名稱(chēng)與簡(jiǎn)表立題依據(jù)        研究的目的意義國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)并附參考文獻(xiàn)回答做什么？為什么做？,國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū),研究方案研究目標(biāo)、工作假設(shè)、研究?jī)?nèi)容技術(shù)路線、研究方法、可行性分析研究進(jìn)度預(yù)期結(jié)果怎么做？,國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū),工作基礎(chǔ)研究工作基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件專(zhuān)業(yè)水平、技術(shù)條件

7、我能做！,題目,忌大而空包括關(guān)鍵詞主題和分題,任務(wù)來(lái)源,國(guó)家、部委等自選單位資助,目的和意義,本研究要解決的問(wèn)題本研究的必要性和迫切性,國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),本課題是否有人做過(guò)？相關(guān)或同類(lèi)研究的水平？為解決的問(wèn)題，主要分歧和爭(zhēng)論焦點(diǎn)？今后研究動(dòng)向附參考文獻(xiàn),研究?jī)?nèi)容,工作假設(shè)研究目標(biāo)擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題受試對(duì)象觀察指標(biāo),技術(shù)路線與研究方法,實(shí)驗(yàn)分組觀察指標(biāo)實(shí)驗(yàn)期限和安排資料的收集記錄方法統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

8、采用標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物模型,研究進(jìn)度和預(yù)期結(jié)果,階段目標(biāo)總結(jié)內(nèi)容規(guī)定時(shí)間,設(shè)備條件和經(jīng)費(fèi)預(yù)算,本實(shí)驗(yàn)室擁有可利用條件經(jīng)費(fèi)預(yù)算的某些指定要求,課題組成員和分工,責(zé)任明確，要求具體合作單位的分工和具體要求,科研投標(biāo)的一般策略（general philosophy）,人無(wú)我有，人有我超；標(biāo)新立異，起點(diǎn)要高。 知己知彼，投向選準(zhǔn)；一絲不茍，周密?chē)?yán)謹(jǐn)。 特點(diǎn)鮮明，準(zhǔn)備有素；地利人和，只欠資助。,科研投標(biāo)的一般策略

9、（general philosophy）,立意一定要新“No substitute for good idea”“Stay away from old topics” 評(píng)閱人很容易就指出：這是20多年的老問(wèn)題，沒(méi)有什么新東西；“我的一個(gè)博士生早就做過(guò)比他想做的還深的多”,科研投標(biāo)的一般策略（general philosophy）,知己知彼，選準(zhǔn)投向“Stay away from big research laborator

10、ies”“讓開(kāi)大路，占領(lǐng)兩廂”嚴(yán)密?chē)?yán)謹(jǐn)，從形式到內(nèi)容都無(wú)懈可擊“Don’t 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 don’t know what

11、you’re talking about,科研投標(biāo)的一般策略（general philosophy）,避短揚(yáng)長(zhǎng)，強(qiáng)調(diào)你的特點(diǎn)，拿出自己的看家本領(lǐng)，證明你確有能力完成，別人無(wú)法代替不怕挫折，敢于嘗試，當(dāng)成一種經(jīng)常性的工作學(xué)科帶頭人或?qū)W術(shù)骨干，手頭應(yīng)經(jīng)常準(zhǔn)備好若干份科研設(shè)計(jì)方案，以便隨時(shí)參與競(jìng)爭(zhēng)，迎接挑戰(zhàn),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要素,受試對(duì)象處理因素實(shí)驗(yàn)效應(yīng),受試對(duì)象（object）,臨床醫(yī)學(xué)研究

12、 流行病學(xué)研究 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 實(shí)驗(yàn)研究 離體器官、組織、細(xì)胞、 細(xì)胞內(nèi)組分、細(xì)胞外基質(zhì)等,,,受試對(duì)象,臨床研究—病人,診斷明確金標(biāo)準(zhǔn)其他因素限定年齡、職業(yè)、地區(qū)等,流行病學(xué)—人群,樣本大小合適防止過(guò)大或過(guò)小受試對(duì)象均衡、

13、可比對(duì)照、不同人群等,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,三原則包括對(duì)照+均衡、隨機(jī)化、重復(fù)四原則均衡、對(duì)照、隨機(jī)化、重復(fù)五原則四原則加盲法,對(duì)照（control）,減少和抵消種種非處理因素應(yīng)遵循對(duì)等、同步、專(zhuān)設(shè)的原則無(wú)對(duì)照或?qū)φ詹缓侠?、不完善仍是?guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)論文的的一大弊病,對(duì)照（control）,空白對(duì)照不施加任何因素疫苗接種誘發(fā)癌腫,對(duì)照（control）,實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)組操作條件相同假投藥假手術(shù)安慰劑,對(duì)照（contro

14、l）,有效對(duì)照陽(yáng)性藥物等常規(guī)方法比較無(wú)法使用安慰劑,對(duì)照（control）,配對(duì)對(duì)照減少或消除抽樣誤差同源配對(duì)同一個(gè)體前后不同時(shí)間、左右對(duì)稱(chēng)部分條件最相近的兩個(gè)個(gè)體,對(duì)照（control）,組間對(duì)照非配對(duì)對(duì)照，亦稱(chēng)相互對(duì)照各實(shí)驗(yàn)組間互為對(duì)照就反映實(shí)驗(yàn)效果的平均數(shù)或百分率等進(jìn)行組間比較,,歷史對(duì)照和正常值對(duì)照用自己或他人過(guò)去的觀察結(jié)果做對(duì)照公認(rèn)的正常值對(duì)照

15、 慎用,對(duì)照（control）,A藥抗骨質(zhì)疏松研究,空白對(duì)照組假手術(shù)組（實(shí)驗(yàn)對(duì)照）模型組陽(yáng)性藥物對(duì)照組（有效對(duì)照）A藥低劑量組A藥中劑量組A藥高劑量組,均衡（balance）,也叫齊同實(shí)際上可包含在對(duì)照原則之內(nèi)，因?yàn)閷?duì)照的基本原則是使之均衡，使研究的兩組或多組之間有可比性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)比較容易做到均衡，包括種屬、體重、性別、飼養(yǎng)條件等臨床試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)

16、試驗(yàn)包括年齡、性別、職業(yè)、生活條件等,隨機(jī)化（randomization）,抽樣、分配隨機(jī)：樣本從總體中無(wú)選擇地抽取，有完全均等的機(jī)會(huì)分配到各個(gè)組實(shí)驗(yàn)順序隨機(jī)：實(shí)驗(yàn)順序隨機(jī)地、非選擇地安排,隨機(jī)化（randomization）,隨機(jī)化方法抽簽、摸球等隨機(jī)數(shù)字表法電腦或計(jì)算器隨機(jī)數(shù)法,隨機(jī)化（randomization）,目前許多國(guó)內(nèi)論文寫(xiě)的隨機(jī)分組并非真正的隨機(jī)化未能完全具備對(duì)照、隨機(jī)化等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求的實(shí)驗(yàn)稱(chēng)之為類(lèi)實(shí)驗(yàn)（qua

17、si-experiment），主要用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),按體重分組,稱(chēng)出實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體重范圍制定并分出體重不同段動(dòng)物按一定順序每組分配達(dá)到目的—每組動(dòng)物平均體重接近,重復(fù)（replication）,主要指結(jié)果在該試驗(yàn)同一條件下的多次重復(fù)出現(xiàn)，即應(yīng)有一定的樣本含量樣本大小可按以往經(jīng)驗(yàn)粗估或用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法做樣本量估計(jì),重復(fù)（replication）,開(kāi)放法（open trial）盲法（blindness）為了排除受試對(duì)象（對(duì)象是人）心理因素

18、或研究者主觀意識(shí)所帶來(lái)的偏倚,重復(fù)（replication）,單盲法（single-blind）受試對(duì)象不知道自己屬哪個(gè)組，但有研究者方面的偏倚雙盲法（double-blind）研究者和受試對(duì)象都不知道每個(gè)對(duì)象被分到哪個(gè)組，由第三者負(fù)責(zé)安排和監(jiān)控整個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施較困難三盲法（triple blind）研究者、受試對(duì)象、負(fù)責(zé)監(jiān)控和分析資料的第三者全不了解分組情況，很難做到,,科學(xué)研究的全過(guò)程,選題、設(shè)計(jì)階段,選題、定題,資料、文獻(xiàn)準(zhǔn)備,

19、形成假說(shuō)或工作假設(shè),設(shè)計(jì)調(diào)查或?qū)嶒?yàn)以檢驗(yàn)假說(shuō),觀察或?qū)嶒?yàn)階段,整理總結(jié)階段,應(yīng)用推廣階段,實(shí)施調(diào)查或?qū)嶒?yàn),預(yù)備性實(shí)驗(yàn),如果探索一個(gè)未知的領(lǐng)域，還沒(méi)有形成明確的，待驗(yàn)證的假說(shuō)，此時(shí)可以先做一些“試試看的實(shí)驗(yàn)”《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究導(dǎo)論》p165-167 目的是初步觀察到一些現(xiàn)象，開(kāi)辟新的研究途徑,科學(xué)研究方法,科學(xué)觀察科學(xué)實(shí)驗(yàn),法國(guó)著名生理學(xué)家Claude Bernard（克洛德·貝爾納）,法國(guó)生理學(xué)家克洛德·貝爾納

20、,法國(guó)生理學(xué)家。實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)奠基人之一提出“內(nèi)環(huán)境”概念﹐對(duì)消化﹑代謝﹑血管運(yùn)動(dòng)神經(jīng)等均有研究發(fā)現(xiàn)1813年7月12曰生﹐1878年1月10曰卒於巴黎1853年獲動(dòng)物學(xué)博士學(xué)位1854年任巴黎大學(xué)生理學(xué)教授﹐當(dāng)選科學(xué)院院士1861年為醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士法國(guó)舉行國(guó)葬的第一個(gè)科學(xué)家,法國(guó)生理學(xué)家克洛德·貝爾納,《肝臟的糖合成機(jī)能》《實(shí)驗(yàn)方法論》《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究導(dǎo)論》,,,傳統(tǒng)學(xué)說(shuō),尿液渾濁、堿性,,現(xiàn)實(shí)觀察,尿液透明、酸性,

21、原始想法或問(wèn)題的提出,家兔正處于食肉動(dòng)物的飲食條件下？？？,假說(shuō)形成,,饑餓狀態(tài),靠消耗自身蛋白生活,,尿液透明、酸性！??！,食肉動(dòng)物,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-1—喂食青草實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-2—禁食實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-3—再喂以青草實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-4—喂食牛肉,證明反證重復(fù),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-1—喂食青草,尿液渾濁、堿性,,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-2—禁食,,饑餓狀態(tài),靠消耗自身蛋白生活,,尿液透明、酸性！?。?食肉動(dòng)物,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-3—再喂食青草,尿液渾濁、堿性,,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-4—喂食牛

22、肉,結(jié) 論,空腹 尿液透明、酸性,,,科學(xué)觀察,觀察（observation），指研究者在自然發(fā)生條件下，通過(guò)感官或借助于檢測(cè)儀器，對(duì)客觀事物、自然現(xiàn)象所進(jìn)行的一種有

23、目的、有計(jì)劃的感知活動(dòng)。這是狹義的科學(xué)觀察概念,科學(xué)觀察,實(shí)驗(yàn)條件下的觀察對(duì)于不是在自然條件下而是在人為控制下或干預(yù)下的感知活動(dòng)科學(xué)調(diào)查（survey）實(shí)質(zhì)上也屬于觀察范疇。調(diào)查還包含有詢(xún)問(wèn)、查閱文獻(xiàn)資料、了解歷史沿革等內(nèi)容,科學(xué)觀察,機(jī)體的發(fā)生、發(fā)育，機(jī)體在生理、病理?xiàng)l件下的結(jié)構(gòu)、功能與代謝變化臨床醫(yī)學(xué)關(guān)于疾病發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸的認(rèn)識(shí)公共衛(wèi)生學(xué)中關(guān)于現(xiàn)況研究（prevalence study）、病例對(duì)照研究（case-contr

24、ol study）、隊(duì)列研究（cohort study）等,科學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)（experiment）是在人為控制條件下，通過(guò)變革、復(fù)制、模擬自然事物或現(xiàn)象而進(jìn)行的研究與考察實(shí)驗(yàn)提供了更多、更便利的觀察機(jī)會(huì)任何實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)科學(xué)觀察，都包含著觀察活動(dòng)可以有非實(shí)驗(yàn)的（自然條件下）觀察，沒(méi)有無(wú)觀察的實(shí)驗(yàn),科學(xué)實(shí)驗(yàn),在現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)特別是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科中，觀察與實(shí)驗(yàn)是互相滲透、互為補(bǔ)充的 胚胎學(xué)

25、 實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué),描述胚胎的自然演發(fā)過(guò)程,干預(yù)或采取手段改變胚胎的自然演發(fā)過(guò)程，觀察其演發(fā)機(jī)制,觀察,實(shí)驗(yàn),科學(xué)實(shí)驗(yàn),在現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)特別是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科中，觀察與實(shí)驗(yàn)是互相滲透、互為補(bǔ)充的 病理學(xué) 實(shí)驗(yàn)病理學(xué),疾病病理變化的自然發(fā)展過(guò)程,復(fù)制動(dòng)物模型,觀察,實(shí)驗(yàn),科學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的思想和方法已廣泛滲入到以觀察為基礎(chǔ)的臨床醫(yī)學(xué)和流行病學(xué)領(lǐng)域，如：各種臨床試

26、驗(yàn)（clinical trial）干預(yù)研究（intervention study）社區(qū)人群試驗(yàn)（community trial）等,實(shí)驗(yàn)研究—實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,3R原則ReductionRefinementReplacement,實(shí)驗(yàn)研究—實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,相似性實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型適用性經(jīng)濟(jì)性可重復(fù)性,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分級(jí),遺傳角度微生物學(xué)和寄生蟲(chóng)學(xué),遺傳角度,近交系動(dòng)物(Inbred Strain)—嚙齒類(lèi)動(dòng)物同胞兄妹連續(xù)交配20代以上,近交系

27、數(shù)98.6%以上的品系。實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一致封閉群動(dòng)物（Closed colony）—非近親交配方式進(jìn)行連續(xù)4代以上繁殖生產(chǎn)，并在5年以上不從外部引種的封閉群體。封閉群保持了一般遺傳的雜合性，如Wistar大鼠。遺傳工程培育的新品系—包括轉(zhuǎn)基因小鼠、嵌合體小鼠、雙倍體動(dòng)物,微生物學(xué)和寄生蟲(chóng)學(xué),一級(jí)：普通動(dòng)物（conventional animal，CV）不攜帶主要人獸共患病原和動(dòng)物的烈性傳染病的病原。用于教學(xué)二級(jí)：清潔動(dòng)物（clean a

28、nimal, CL）除不能有一級(jí)病原外，不攜帶對(duì)動(dòng)物危害大和對(duì)科研干擾大的病原。用于一般研究,微生物學(xué)和寄生蟲(chóng)學(xué),三級(jí)：無(wú)特定病原體動(dòng)物（specific pathogen free animal）除應(yīng)排除一、二級(jí)病原外，還不能攜帶主要潛在感染或條件致病病原和對(duì)科學(xué)研究有干擾的病原。用于微生物學(xué)、藥理學(xué)、毒理學(xué)、腫瘤學(xué)、免疫學(xué)等四級(jí)：無(wú)菌動(dòng)物（germ free animal, GF）經(jīng)檢測(cè)無(wú)可檢出或無(wú)植入的一切生命體悉生動(dòng)物（ge

29、otobiotic animals，GN）,處理因素,臨床研究投藥、放射、營(yíng)養(yǎng)等流行病學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)防接種、改土改水、阻斷傳播途徑等實(shí)驗(yàn)研究處理因素更加純化和標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)化或弱化,實(shí)驗(yàn)效應(yīng),選擇指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)合理、適用處理有效的傳統(tǒng)指標(biāo)與高新技術(shù)指標(biāo)的關(guān)系客觀性、主觀性主觀指標(biāo)迄今在臨床研究還難以完全排除計(jì)數(shù)、計(jì)量能量化盡可能量化,實(shí)驗(yàn)效應(yīng),敏感性、特異性特異性（specificity）鑒別真陰性的能力（真陰性率），不該

30、出現(xiàn)時(shí)不出現(xiàn)敏感性（sensitivity）檢出真陽(yáng)性的能力（真陽(yáng)性率）該出現(xiàn)時(shí)就出現(xiàn)同一指標(biāo)的敏感性、特異性往往是對(duì)立的血沉升高：對(duì)結(jié)核敏感不特異痰TB+：對(duì)呼吸道結(jié)核特異但不敏感,實(shí)驗(yàn)效應(yīng),準(zhǔn)確度、精密度準(zhǔn)確度（accuracy）指效應(yīng)的觀察值與真實(shí)值的接近程度，說(shuō)明有無(wú)系統(tǒng)誤差精密度（precision）指重復(fù)檢測(cè)時(shí)，觀察值與其平均值之間的接近程度，說(shuō)明隨機(jī)誤差的大小 兩者均優(yōu)最好，不能兼得時(shí)首先必須準(zhǔn)確，