1、机能学实验设计,马 雪 莲,山东大学医学基础实验教学中心,讲课内容,实验设计 实验设计的基本要素 实验设计的基本原则 学生实验设计,一、实验设计,一、实验设计,科研设计：为科研实践制定的一个科学而合理的总体计划方案，指一项科学研究工作的总体计划。指在科研总体计划中有关研究工作的具体研究方案或者研究方法的设计。,广义：,狭义：,一、实验设计,实验设计：运用有关知识对所建立的假说进行全面考虑并作出周密的安排，这一具体的验证方法计划便称为实验设计。,实验设计是科研工作的中心环节。,为什么进行实验设计？,一个周密而完善的实验设计，能合理地安排各种实验因素，严格地控制实验误差，从而用较少的人力、物力和时
2、间，最大限度地获得丰富而可靠的资料。,二、实验设计 的基本要素,二、实验设计的基本要素,受试对象 处理因素 实验效应,二、实验设计的基本要素,1、受试对象：又称实验对象，是处理因素作用的客体，根据研究目的确定的研究总体。同质性代表性 纳入标准排除标准,二、实验设计的基本要素,2、处理因素：根据研究目的确定的欲施加或欲观察的，并能引起受试对象直接或间接效应的因素主动施加的客观存在的,二、实验设计的基本要素,3、实验效应：处理因素作用于受试对象的反应和结局，通过观察指标来体现。,观察指标：客观性：即选用易于量化的、经过仪器测量和检验而获得的客观指标主观指标 随意性和偶然性客观指标 真实性和可靠性,
3、精确性：实验效应指标要求既准确又精密 特异性：选用能反映某一特定现象且不与其他现象相混淆的指标 灵敏性：能根据实验要求相应显示出微小的变化。它是由实验方法和仪器的灵敏度共同决定的。如果灵敏性差，常常得到假阴性结果,二、实验设计的基本要素,指标的观察：若实验效应的观察具有偏性，则会影响结果的比较和分析。 盲法：如果试验的研究者或受试者都不知道试验对象分配所在组，接受的是试验措施还是对照措施，这种试验方法称为盲法试验。单盲双盲三盲,三、实验设计 的基本原则,三、实验设计的基本原则,随机 重复 对照,三、实验设计的基本原则,1、随机:每个受试对象都有同等的机会被抽取或分到不同的实验组或对照组，防止因
4、抽样误差造成实验结果不准确。,随机应该贯穿整个实验设计和实施的全过程：1 抽样的随机2 分组的随机3 实验顺序的随机,三、实验设计的基本原则,随机化的方法： 抽签 投掷硬币法 抓龟法 摸球法 随机数字表法：例如：完全随机分组法随机配对分组法随机区组法,三、实验设计的基本原则,2、重复：在相同实验条件下进行多次研究或多次观察，以提高实验的可靠性和科学性。 整个实验的重复 多个受试对象进行重复 同一受试对象的重复观察,三、实验设计的基本原则,3、对照：为避免非实验因素造成的干扰，设立对照组以消除无关因素。 从实验组与对照组两组效应指标的数据差别中，找到实验因素的本质所在,对照组效应非实验因素效应（
5、非特异性因素效应） 实验组效应非实验因素效应实验因素效应 实验因素效应实验组效应对照组效应,三、实验设计的基本原则,例如：热板法观察吗啡对小鼠的镇痛效果。实验因素：吗啡实验之前：小鼠对疼痛反应的潜伏时值：15S实验组注射吗啡：小鼠对疼痛反应的潜伏时值：45S对照组注射生理盐水：小鼠对疼痛反应的潜伏时值：25S,实验因素的效应为：452520S,三、实验设计的基本原则,常见的对照形式 安慰剂对照 空白对照 实验对照 自身对照 标准对照对照应符合“齐同对比”的原则：除了被研究的药物不同外，其它实验条件应尽量相同,四、学生实验设计,科研工作的一般步骤,调研选题初步实验设计预备实验开题报告正式实验设计
6、正式实验结果分析书写论文,四、学生实验设计步骤,1.调研选题来源：1）现实生活中观察到的现象2）查阅文献科学性 创新性 可行性,四、学生实验设计步骤,2.明确实验目的明确突出不能贪多,四、学生实验设计步骤,3.确定实验方法和观察指标实验方法：一般选用公认的、可靠的允许创新观察指标：可靠客观定量,四、学生实验设计步骤,4.选择恰当的实验动物或标本实验动物动物模型的制备应遵循：相似性重现性实用性可靠性实验标本,四、学生实验设计步骤,5.确定样本大小重复原则：一般情况下选取的重复例数：小动物(鼠、蛙)每组1040例；中等动物(兔、豚鼠)每组830例；大动物(猫、犬)每组510例。,根据以往资料估算实
7、验例数： 以百分率为指标的实验：已知A药有效率是P1，B药的有效率是P2，则欲以80%把握取得P0.05水平的每组例数可用下估算1（P1+P21）2n(80,0.05)=5.25-（P1P2）2 例如已知A药平喘率为90%，B药平喘率为60%（P1=0.9，P2=0.6），则：1（0.9+0.61）2 n(80,0.05)=5.25 - = 43.75（0.90.6）2 即每组44例，共88例即可有80%把握取得P0.05水平的结果。 以均数为指标的实验：两组均数对比实验时，可根据已知的两均数这差（D）和标准差（S），用下式估算出80%把握可得P0.05水平的每组例数S n(80,0.05)=
8、15.6（- ）2 +1.6D 例如已知某高血压动物模型，血压的均数及为18033mmHg，现试用新降压药，以血压降低30mmHg（即降到150mmHg以下者）为有价值，应取的重复例数为33 n(80,0.05)=15.6（-）2 +1.6=20.530 每组21例，共42例，即可有80%把握得到P0.05水平的结果。,四、学生实验设计步骤,6.设立适当对照组对照原则：齐同对比,四、学生实验设计步骤,7.随机分组随机原则完全随机分组法随机配对分组法随机区组法拉丁方分组法,四、学生实验设计步骤,8.拟订实验记录格式原始记录,四、学生实验设计步骤,9.拟订统计处理方法t检验F检验x2检验,机能学实验设计的基本格式,见附件,五、对大家的要求,每个组同学设计1份，独立完成 讲评前一周以班级为单位交打印稿,Thank you!,
