1、第四章 科研设计,依据客观允许程度而制定的尽可能严密的计划为科研设计（research design）,是实施科学研究的行动纲领。,一、科研设计的内容,项目名称,项目名称要新穎: 新思想、新概念、新构思；新理论、新方法、新技术。 要用关键词点明拟研究工作的特色或创新； 此关键词应是申请项目在该领域内、国内外最有学术价值的突破点； 此突破点应是设计书论证围绕的中心。,选题时忌讳项目名称重复，即使所提出的与以前项目的研究内容有所不同，甚至有所创新，但名称重复则很难给人以新意。,项目要有科学意义与学术价值 学术意义，是否前沿领域；理论上作何改进和发展。 理论问题，即规律性问题、普遍性问题，不是技术问
2、题 实用意义，是理论问题，科学问题，但仍要强调对实际应用的前期意义。 切忌写成政协委员和人大代表的提案，重要问题不一定是科学问题。,包括：研究方法、内容、目标、科学意义等,如：“用方法（手段）进行研究，探索/证明问题，对阐明机制 揭示规律有重要意义，为奠定基础提供思路 ”,摘 要（限400字）,设计内容1 立题依据,立题研究的理由，要提供充分的理由让评审人员或读者感觉到有必要开展研究，具体内容： 问题的提出及描述 国内外研究的现况与水平 发展趋势与存在的问题 课题的切入点与意义,文献综述,为什么要做这个研究？,项目的国内外研究现状分析，强调项目的必要性、重要性和研究意义，提出项目解决的问题与可
3、达到的目标，并附主要参考文献及出处 对基础研究，着重结合国际科学发展趋势，论述项目科学意义 对应用基础研究，着重结合学科前沿，围绕国民经济和社会发展中的重要科技问题论述其应用前景,设计内容1 立题依据,存在问题：对科学意义阐述不足或夸大。 撰写方法：简述其特点、危害，目前主要的研究进展及其存在的问题(找空子)。简要分析机理和主要研究热点，引出目前存在的主要问题，也就是本项目要解决的问题，以此为切入点提出假设，阐述如果实现预期目标，相关的理论意义和科学价值。在此部分可以把自己的工作基础放在立题依据中。,设计内容1 立题依据,造成问题的原因 文献综述不够，对国内外现状缺乏真正了解，提出的问题别人已
4、解决-低水平重复。 对研究方法不熟悉，简单移植或夸大其作用，缺乏实际应用的可行性-无法实现预期目标。-已有方法与掌握方法的人的结合； -方法理论上可行与现实可行性的结合。 对国内外现状只是简单罗列，缺乏归纳分析，缺乏逻辑性和针对性-总结与表达不够。,解决方法：要紧紧围绕课题的主题 从科学问题切入，简要论述国内外研究成果，并引出当前的热点研究方向。 从研究方向展开，较详细地分析国内外在本方向的研究进展，引出阐明机理或发明新方法的关键问题所在。 围绕关键问题，详细论述国内外以往的研究结果、当前的现状及今后的发展趋势。综合分析后提出目前尚未解决的问题。,对拟采用的技术方法进行介绍和分析。 成熟的方法
5、要简要介绍，重点阐明可以应用于本研究的依据。 新方法要详细介绍其原理，并阐明可以应用于本研究的理论依据和实验依据。 要特别注意的问题是对项目中所运用的技术方法的原理、流程及在实际应用中可能出现的问题要十分清楚，绝不能是一种简单的移植。 提出本项目的研究设想，需要解决的科学问题。 把自己的工作基础放在立项依据中(非常重要)。,立题依据可作为论文的前言，多采取开门见山的写作手法，在叙述上要公正，充分，论之有据，言之有理，令人信服。可适当引用文献数据、学术机构的结论性意见及专家的评价，更有说服力。 采取先概要介绍本研究领域现已研究到什么程度，发展趋势是什么，目前还有什么问题没有解决，拟在那些方面进行
6、研究，拟达到什么目标，研究成果将产生什么效应。,设计内容2 研究目的,研究具体要达到的目标和解决的问题，即研究结束时要回答的或解决的问题？ 目的必须明确、具体，因为设计的一切要围绕目的进行。 目的不是一句口号，研究者自己必须清楚要做什么？ 目的不是研究的意义。,研究有什么作用？,存在问题： 目标过大,过多. 撰写要求： 有限目标，与研究内容相呼应,如：探索问题，明确关系，揭示规律，阐明原理（机制），建立方法等,例：筛选出与老年性白内障相关的基因，明确部分基因在白内障形成中的作用，从晶状体上皮变化的角度阐明白内障的发生机理，为防治白内障提供线索。,设计内容3 研究内容,实现目的必须要研究的内容和
7、拟解决的关键问题 研究内容的确定必须紧密围绕研究目的 研究内容是实现研究目的的途径,研究做些什么？,设计内容4 研究方案,针对研究内容所需要的研究方法 技术路线、实验方案、仪器、试剂 每一项研究内容都需要具体的方法去实现，是设计的核心。,怎样做？,设计内容4 研究方案,技术路线,设计内容4 研究方案,重要内容有 研究对象（时间、地点、定义、条件、样本量、对照选择） 研究因素（ 一般、直接、辅助） 研究方法（调查、临床、试验、历史） 仪器试剂（型号、生产商、制剂）,研究方案-拟解决的关键问题,存在问题：未能抓住关键问题或抓得不准。撰写要求：找出关键问题，写出解决办法。什么是关键问题 ？-研究过程
8、中对达预期目标有重要影响的某些研究内容或因素(理论问题)。-为达预期目标所必须掌握的关键技术或研究手段(技术问题)。,存在问题： 过于简单：在实验方案中只有方法名称而无具体步骤 过于繁杂：大量罗列一些常规的实验方法 撰写要求：以研究项目的需求为前提，尽量采用目前最先进的方法和手段，并将其操作步骤和关键环节体现在技术路线当中。,研究方案-研究方法,存在问题： 不清楚，不详细 撰写要求 清晰、详细、注意逻辑性 撰写方法 以时间顺序为主线设计技术路线 以研究内容为主线设计技术路线 分大小标题，突出逻辑关系 详细地写清楚每个具体步骤。应详尽阐述研究方法和技术路线的先进性和创新性 对复杂的技术路线和研究
9、方法采用流程图或图表来说明,研究方案-技术路线、实验方案,设计内容5 资料分析方法,分析指标 均数：表示计量资料的集中趋势率：表示某事件发生的程度、严重性比：表示某部分的比重、构成危险度：表示两个因素间的关联程度 显著性检验方法 区间估计 分层分析 剂量反应关系分析 多因素分析,设计内容6 预期结果,根据以上设计起码可以得到的研究结果。,理论成果：建立/丰富/补充/填补 有望阐明机制，从的角度揭示机理，为提供理论依据。 技术方法：建立/完善 . 专 利：可望获得 论 文：预计在国际、国内期刊上发表论文8-10篇。 人才培养：青年科技骨干、博硕研究生,设计内容7 质量控制,各研究环节可能影响质量
10、的因素 采取质量控制的措施 措施的效果,设计内容8 可行性分析,人财物方法技术时间环境,理论分析 研究手段、方法分析 预实验结果分析 所用特殊实验材料（试剂）的分析 对所具备的实验条件进行分析 对项目组成员搭配及其运用技术方法的能力分析,可行性分析中方法学部分应注意的问题,对创新的理解：创新性与先进性是有根本区别的。原始创新： 本人的新理论或修改传统的理论；新技术、新方法的发明创造。跟踪创新： 在前人工作基础上补充、完善现有理论；对原有技术、方法进行修改后产生112的效果。,设计内容9 创新性分析,设计内容10 进度及经费预算,研究各阶段的时间安排研究所需要的经费（各个环节）,1. 选题科学意
11、义不大 2. 立论依据不充分 3. 对国内外的研究现状和发展趋势论述不全面 4. 设计者对近期有关国际研究进展及国内研究现状不是十分清楚,项目未通过的原因,5. 研究人员中缺少交叉学科合作者 6. 项目的特色与创新之处表达不清楚 7. 研究方法有新意，但写得过于简单 8. 学术思想有新意，但技术路线不够先进，研究方法属于一般性跟踪或太笼统 9. 缺乏基础理论研究深度 10. 学术思想不明确, 研究目标不明确 11. 涉及研究内容太宽或太窄,12. 设计书内容不实事求是（“首次”的提法） 13. 研究内容过于分散, 缺乏关联性 14. 研究对象太多或不明确或无代表性 15. 研究内容与研究目标不
12、一致 16. 在技术路线上存在问题, 或难以实现,17. 技术路线阐述不具体或过于简单（特别是解决关键问题的新思路） 18. 缺乏开展研究的工作基础和必要条件 19. 缺乏必要的前期工作 20. 缺乏发展前景,21. 研究成果与预期目标不相吻合，成果无力度，数量，质量 22. 科学道德不端行为,二、科研设计的原则,设计原则1随机化原则,随机抽样 使总体中每个个体被抽到的机会均等 随机分配 使样本中每个个体分到各试验组的机会均等 坚持随机化原则可避免试验措施以外的因素的干扰作用，使研究结果更具有代表性。,设计原则1随机化原则,目的：避免选择或分配研究对象时的主观挑选，使结果具有代表性。 含义：机
13、会均等总体中每个个体被选中的机会，和被分到各组的机会均等。 做法：随机抽样、随机分配,随机的方法： 简单随机：抽签、抛硬币、随机数字法等，适用于小规模研究 系统随机：个体分布有一定的规律，按表现出的规律采用简单随机法。,设计原则1随机化原则,分层随机：个体间某些特征相差较大，先根据特征将人群分成若干个层，再在每个层按随机的方法进行。适合于目标人群某些特征相差较大，分层后可使样本更具有代表性。 整群随机：当目标人群很大时，可以小群体作为抽样或分配单位，再按随机的方法进行。 多级随机：即可将整群、分层等随机的方法同时使用。,设计原则1随机化原则,设计原则2对照,医学研究多数是通过比较产生结论，对照
14、是比较的基础。,对照的作用 鉴别研究因素与非研究因素所产生的效应（性质、大小） 估计、消除、减少研究的误差（生物学研究的条件不易控制）。,设计原则2对照,对照的原则均衡可比的原则，即试验组与对照组之间除所研究的因素外，其他因素应保持一致。 这是理想状态，在医学研究中是难以做到，但应尽可能做到。 其他因素是指实验条件、个体特征、研究时间、研究人员、方式方法、诊断标准、重视程度等。 组间的一致性越好，研究因素的效应就越能突出表现出来，其他因素造成的偏差就越小。,设计原则2对照,对照的种类 空白对照：不给予任何处理的对照方法。作为本底参照，可突出研究因素的效应，在临床上要考虑，不处理是否会影响疾病的
15、治疗。,设计原则2对照,标准对照：以标准的或常规的方法作为对照的处理。可对研究因素的作用与标准进行比较。自身对照：将研究对象接受处理前的状态作为对照。优点是一致性很好，但对于所观察的指标变化较大，或短期内可自愈性疾病的治疗研究不适合。,设计原则2对照,历史对照：将过去的研究或观察的结果作为对照。使用的前提是必须有完整的历史资料可以借用。但由于时间的变化可引起环境等多方面的条件大变化，因此可比性问题不易解决，历史对照是一种不可靠的方法。,设计原则2对照,配比对照：根据试验对象的某些特征要求，选择对照的方法。种类（1）频率配比：按照试验组某特征出现的频率选择对照，使对照组该特征出现的频率与试验组相
16、同。,设计原则2对照,（2）成对配比：按照试验组每个研究对象个体的某些特征选择对照，并与试验组的研究对象结成对子，也称配对对照。 每个试验对象可选一个对照，组成1：1的配对研究，也可选2个或多个对照，但最多为4个，组成1：2、1：3、1：4的配对研究。,设计原则2对照,配比对照的优点增强可比性，使结果容易解释提高统计学效率,设计原则2对照,配比条件 可能影响可比性或对结果解释有干扰作用的因素、特征均可作为配比条件。 理论上配比的条件越多，试验组与对照组之间的可比性越好，试验的结果越容易解释。 但配比条件太多，合适的对照不易找到，研究无法进行；同时会出现配比过头错误。 通常35个因素为宜，一般有
17、性别、年龄等。,设计原则2对照,同期随机对照：按照随机的方法选择或分配的对照组，并要求与试验组同时、同地进行研究与观察。 以同期随机对照开展的临床治疗试验称为随机对照试验，简称RCT(randomized controlled trials)，是WHO推荐的首选研究方案。,设计原则2对照,设计原则3盲法观察,在研究过程中，如果研究的观察者或研究对象不知道研究的分组情况，这种研究方法为盲法研究。 盲法研究的目的是为了避免研究者或研究对象的主观因素对研究结果的影响，使结果更具有真实性。,单盲：只有研究对象不知道分组情况。 双盲：研究对象和研究的观察者均不知道分组情况。 三盲：研究对象、研究观察者及
18、资料分析者均不知分组情况。理论上试验过程中盲的人员越多，结果越可靠，但在临床研究中，如果治疗方案可能有副反应，盲的人多不易及时处理。,设计原则3盲法观察,三、科研设计的要素,研究对象、研究因素、研究效应,设计要素1-研究对象,医学研究的对象是人、动物、离体组织、细胞 具有生命表现，变异是特点 试验条件不易控制，影响质量的因素多，容易产生偏倚,设计要求1.定义2.时间3.地点4.条件（标准）5.程序6.样本量7.分组8.应答率,设计要素1-研究对象,选择对象的原则 以人为研究对象： 受益 代表性 均衡可比 依从性,设计要素1-研究对象,选择对象的条件1.纳入标准2.排除标准3.对照标准,设计要素
19、1-研究对象,选择对象的程序1.随机抽样2.选择典型,设计要素1-研究对象,样本量样本量小抽样误差大、结果不稳定、代表性差、出现无显著意义（P0.05）时结果不能肯定。样本量大投入增加、工作不易做细致，系统误差增加。合适的样本量是能够满足对阴性（无显著意义）结果解释所需的最小样本量。,设计要素1-研究对象,影响样本量的因素有 预期的阳性率或对比组间的差异大小，阳性率大、差异大，需样本量小。 要求的精确度大小（抽样误差），要求高，样本量大。 要求的显著性水平高低，通常为0.05，如果为0.01，样本量大。 容许误差大小，容许误差大，样本量小，通常为10。,设计要素1-研究对象,对阳性率的研究，如
20、果显著性水平为0.05，容许误差为10，则N=400Q/PP为预期的阳性率，Q=1-P。,设计要素1-研究对象,分组实验性的研究需要分组，一定要按随机的方法分组。,设计要素1-研究对象,设计要素2-研究因素,我们所关心的对人类健康有影响的各种因素均可作为研究因素，具体到一次研究中就是我们希望解释的因素。 在研究中，因素是自变量，生理、病理反应是因变量。 研究的目的是解释因素对健康的影响、作用、关系。 研究对象的选择必须考虑能够接受试验因素 。 因素是研究设计的核心。,种类 观察因素：自然存在的因素（个体特征、习惯、行为、病史、遗传史、理化环境暴露史、生物环境暴露史、社会环境暴露史） 实验因素：
21、人为强加的因素（治疗措施、预防措施、诊断措施）,设计要素2-研究因素,属性1.直接作用因素2.干扰作用因素3.交互作用因素,设计要素2-研究因素,设计原则 （1）尽量全面，有用的一项不能少，无用的一项不能多。 （2）尽量量化，量化的因素可进行剂量反应关系的分析。 （3）注意因素的时效性。,设计要素2-研究因素,设计要点1.定义2.测量3.列表（调查表）,设计要素2-研究因素,设计1定义因素的定义要具体、明确、具有可操作性，如果有统一的标准，应采纳。在研究的设计书上必须明确著名，以便执行。,设计要素2-研究因素,设计2测量1.测量方法：调查、观察、试验、文献、历史资料。2.具体方案：设备、仪器、
22、试剂、操作过程、评价标准,设计要素2-研究因素,设计3调查表记录测量数据的工具。内容：1.研究对象的一般信息：对象2.与研究有关的直接信息：因素3.研究的结局信息：效应,设计要素2-研究因素,设计类型一次研究中可以只对一个因素进行研究，也可同时对多个因素进行研究，因素可以是定性的也可是定量的。 单因素单水平设计：定性的研究一个因素的效应。目的明确，容易进行，条件容易控制，但研究效率低、说明问题少。,设计要素2-研究因素,单因素多水平设计：定量或分等级研究一个因素的效应。可研究因素在不同水平或剂量下的效应，获得剂量反应关系的证据。 多因素设计：同时研究多个因素的效应。可提高研究的效率，研究因素间
23、的相互关系，使研究更为全面，但设计较为复杂。通常有析因设计、正交设计等。,设计要素2-研究因素,多因素研究：选择多个研究因素，按照单因素设计在一次研究中分别研究每个因素的作用，可进行因素的筛选、评估因素间的主次作用、控制因素间的混杂等。,设计要素2-研究因素,设计要素3-研究效应,效应是研究因素作用于研究对象产生的反应。 通过观察效应评价因素的作用，因此效应是因变量，是目标变量。 效应的衡量是通过选择恰当的观察指标来实现的。,观察指标的类别 定性指标：按照某一性质计数所得到的指标，通常以频率表示集中趋势。信息含量少，只能进行定性分析。 定量指标：可用度量衡测量的指标，可用均数表示集中趋势。信息
24、含量大，可进行剂量反应关系的分析。,设计要素3-研究效应,分等级指标：没有具体数量，也没有量纲，但可区分程度或严重性的一类指标，严格讲仍属于定性指标。应用介于定性与定量指标之间。 主观性指标：以人的主观反映获得的指标。存在一定的偏性。 客观性指标：利用仪器、设备、技术测量获得的指标。比较准确。,设计要素3-研究效应,常用效应指标 （1）均数 （2）率 （3）率比 （4）比数比,设计要素3-研究效应,设计原则 特异性 客观性 稳定性 准确性 灵敏性 量化性,设计要素3-研究效应,设计要点1.定义2.测量3.评价标准,设计要素3-研究效应,三要素之间的关系,因素,对象,效应,科技论文评阅要点,目的意义是否清楚 时间、地点是否交代 有无样本选择和分组方法描述 对象选择标准及程序描述 对照纳入标准及程序描述 对象及对照排除及剔除标准描述 对象及对照处理方式描述,样本量描述 无应答描述 偏倚认识 控制信息偏倚措施及效果分析 能够定量是否进行了剂量反应关系研究 能够避免主观效应是否采用客观指标分析,科技论文评阅要点,科技论文评阅要点,应该或可以采用盲法研究是否采用 研究方法及方案描述 集中趋势或联系程度描述 显著性检验及可信限描述 有无分析表格及标准化 对混杂的认识及控制措施 结论是否为结果所证明,大家辛苦了,
