范文一:实验设计的原则
生物实验设计的原则:
1. 科学性原则:指实验目的要明确,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定,都不能偏离生物学基础知识和原理以及其他学科领域的基本原则。
2. 可行性原则:指设计实验时,从实验原理,实验实施,到实验结果的产生,都具有可行性。
3. 简便性原则:在实验设计时,要考虑到实验材料容易获得,实验装置简化,实验药品较便宜,实验操作较简便,实验量化简单,实验步骤少,时间短。
4. 安全性原则:在使用一些实验器具,有毒药品,腐蚀性药品时,要严格执行实验的安全规章制度,实验室要有可靠的安全措施。
5. 控制性原则:在分析的基础上找出影响现象产生的各种因素,从而以控制或干预某一需要研究的因素来达到认识事物的本质。高中生物学实验一般遵循单一变量控制原则。
6. 对照原则:对照比较是确定事物之间异同及其关系的过程,它是能否抽取和概括本质特征,舍弃非本质特征的重要前提。通过对控制对象所 表现出的特征的比较,才能发现事物之间的差异性和同一性,才能得出体现其本质特征的科学结论。为消除或减少实验误差,在实验中通常要设置对照组,使实验具有说服力和严谨性。
7. 重复性原则:在实验设计中为避免实验结果的偶然性,必须对所做实验进行足够次数的重复,尽可能消除非处理因素造成的误差。扩大实验的样本是一种重复,将实验结果推广到同类事物中去再次实验也是一种重复。
8. 等量性原则:指不同的实验组或实验组和对照组,除了实验变量可以不同外,其他实验条件应完全一样或相等。如生物材料,处理方法,实验器具,实验试剂等都要相同。
9. 随机性原则:是指在抽样时排除主观上有意识地抽取调查单位,每个受试单位以概率均等的原则,随机地分配到实验组与对照组,使每一个单位都有一定的机会被抽中。在生物实验设计中,应以数学理论为依据,尽量消除或减少实验中的系统误差,从而避免实验结果的偶然性。
孟德尔开展的遗传学实验中遵循的原则:
科学性原则:实验材料选自花传粉闭花授粉的豌豆,使得人工方法去雄和进行异花授粉很方便。此外,他对豌豆材料进行了品种和性状的选择,挑选的有差异的性状既明显而又稳定。先观察一对相对性状,再作多对相对性状的研究,循序渐进
控制性原则:环境,湿度,阳光,水分,是实验者为了创造实验环境做出的条件,都保证一致,而又进行人为去雄和授粉,控制受精。
简便性原则:豌豆容易获得,且有易于区分的性状。先对每一对相对性状分别进行分析,提出分离定律,再分析两对性状,研究自由组合定律。每一次假说-演绎涉及的操作都只有杂交,自交和测交。
重复性原则:大量的实验材料,播种次数,实验过程都进行了重复,对实验数据的分析是多次数据的平均值。
对照原则:对各种相对性状的豌豆数目都进行了对比,如高度,颜色,形状等。 单一变量原则:孟德尔的成功还归因于采取单因子分析法,即分别地观察和分析在一个时期内的一对性状的差异,最大限度地排除各种复杂因素的干扰。他首先发现了“分离定律”,然后在这个基础上,再把个别性状综合起来,又发现了“自由组合定律”。
范文二:实验设计的原则
山西省实验中学教学过程设计 1、实验设计的原则
(1)对照性原则:
只有比较才能看出差异,只有通过对照才能验证我们的推论,因此,在实验设计中,一般都要设置对照组。
设置对照的目的通常有两种情况:
一种是为了说明问题,验证推论;
另一种是为了消除或减少实验误差。通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差,鉴别实验中的处理因素与非处理因素的差异。
设置对照组有3种方法:
? 空白对照:即不给对照组做任何处理,或虽给对照组施以部分实验因素,但不是所研究的
实验处理因素;如要验证甲状腺激素的作用,则对照组动物不做任何处理,让其自然生长,
而对照组饲喂甲状腺激素制剂或甲状腺抑制剂,以观察甲状腺激素的作用;
? 自身对照:指实验组和对照组都在同一实验对象上进行。如观察植物细胞的质壁分离和复
原实验中,对照组即正常的洋葱表皮细胞和实验组即质壁分离和复原的细胞是同一组细
胞,是典型的自身对照实验。
3+? 相互对照:不单独设置对照组,而是几个实验相互为对照。如“比较过氧化氢酶和Fe催
3+化效率”实验中,分别用过氧化氢酶和Fe去催化过氧化氢分解,进行相互对照,以得出
酶的高效性结论等。
通常采用空白对照的原则:即不给对照组以任何处理因素。但是要注意,不给对照组以任何处理因素是相对实验组而言的,实际上对对照组也要做一定的处理,只是不加实验组的处理因素而已。如探索光对种子萌发的影响中,实验组不给光照,对照组给予光照,其他的如空气、水分、温度都要适宜且相同。
(2)随机性原则:
实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做是由于:?可以消除或减少系统误差,使显著性测验有意义;?平衡各种条件,避免实验结果中的偏差。 (3)平行重复原则:
平行重复原则,即控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复,这是具有科学性的标志。如果重复实验结果不一样,则不能得出结论,只能是偶然的结果。
(4)单因子变量原则:
单因子变量原则上指实验组和对照组的处理只能有一项条件不同,其他条件都应相同。即控制其他因素不变,只改变其中某一变量,观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,其他实验条件要求做到前后一致。
例如:在验证酶是催化剂的实验中,A试管加入淀粉酶,在对照试管(B试管)中应加入等量的清水;观察温度对酶的影响时,各组其他条件一样,只有温度不同。观察pH对酶的影响时,各试管只能是pH不同,其他如温度、酶、反应物的量等必须相同。
(5)平衡和消除额外变量原则:
例如:BTB溶液在中性条件下呈绿色,酸性条件下呈黄色,碱性条件下呈蓝色。现有水草、试管、绿色BTB溶液、黑纸等实验材料和用具,试设计实验证明光合作用需要光。 (6)科学性原则:
例如:以CO为指标,设计并测定植物呼吸速率的实验 2
?为什么要遮光,消除绿色植物光合作用吸收CO对实验的干扰。 2
?Ca(OH)溶液的应用:前者是检验空气中CO是否完全被NaOH吸收;后者是检验植物22
是否进行了呼吸作用,并可对生成物作干燥处理后进行定量分析。
1
(7)可行性原则:
设计步骤简单方便,材料易获取,条件易控制,又能说明问题。例如:验证酶专一性的实验中,用唾液淀粉酶(或商店售的淀粉酶),而不用胰淀粉酶或肠淀粉酶(不易获得) (8)要注意实验材料的理化特性:
实验材料选择不当,将直接干扰实验结果。例如:探索“温度对酶活性影响”的实验,可选用淀粉做实验材料,因高温和低温对淀粉这种实验材料影响较小,而对唾液淀粉酶的影响较大,所以该实验可验证温度对酶活性的影响。如果该为HO做实验材料,则温度对其分解影响很大,温22
度变化既可直接干扰实验结果,也可通过酶影响实验结果。
(9)实验设计应注意严整性:
设计对照实验要便于实验前后对比或组间对比,得出明确可信的结论。
例如:在“验证钙离子在血液凝固中的作用”的实验中,需作两次对照才能得出确切结论:
第一次:现象:A不凝固,B凝固
2+原因:A中草酸钙溶液能与血液中的Ca发生反应,形成草酸钙沉淀,起抗凝作用。
2+初步结论:A管血液不凝固是由于血液中缺Ca
第二次:在A、B两试管中加等量的CaCl溶液 2
现象:A凝固,B凝固
2+原因:加入了Ca
2+确切结论:血液凝固必须有Ca参加。
2、实验设计的基本方法
(1)了解题目要求:看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果。 (2)明确实验目的原理:明确实验到底要解决什么问题,要用到生物学上什么原理。 (3)确定实验思路:就是根据原理对实验做出假设,并对可能产生的现象做出预测,并充分利用实验材料设计实验思路。
(4)设计实验步骤:根据上述实验目的、原理和思路,设计出合理的实验装置和实验步骤。要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用,怎样运用,并且还要注意以下两点:一是题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用;二是除非题目条件允许,否则不能自己随意增加实验试剂和材料。
(5)记录实验现象和数据:在实验中,将观察到的现象如实、准确地记录下来。除了用文字进行记录外,还可以用数据或符号进行记录。
(6)分析得出结论:根据实验观察的现象和记录的数据,通过分析、计算、图表、推理等处理,归纳出一般概括性判断,并用文字、图表、绘图等方法作一个简明的总结。
3.变量的有关术语:
实验变量(也叫自变量)、反应变量(也叫因变量)、无关变量(也叫控制变量)、额外变量(也叫干扰变量),合计八个术语,很混乱,不易区分,难于理顺它们的关系,难于记忆。现在内容分开整理如下:
(1)实验自变量要控制,单因子变量要遵循,反应因变量是结果,实验目的求因证果,复杂的关系要简单,实验的结果要准确。
说明:前两句话说明的实验变量(也叫自变量)和反应变量(也叫因变量)的关系,是实验设计中的一对主要变量。后两句话讲的是意义,即根据单因子变量原则,控制好实验变量,出现实验对照,将复杂的实验简单化,得到准确的实验结果——反应变量出现。
(2)无关控制变量要平衡,额外干扰变量要消除,不然干扰反应因变量,实验误差尽量要消除,实验结果尽量要精确。
说明:前两句话说明无关变量(也叫控制变量)和额外变量(也叫干扰变量)的关系,是实验设计中的一对重要变量。后两句话讲的是意义,即为了不干扰反应变量,不干扰实验结果的准确性,就要消除实验误差,那就要求平衡无关变量(也叫控制变量),就可以消除额外变量(也叫干扰变量)。
2
范文三:高中生物实验设计的三个原则
高中生物实验设计的三个原则
实验设计的三个原则
1.对照性原则:科学合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了,且使实验结论更有说服力。
“实验组”与“对照组”确认
一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象组,两者对无关变量的影响是相等的,两组之间的差别,被认为是来自实验变量的结果,如2005年春季高考 3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照,因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组,而自然状态(即来接受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组,通过对照组能增强实验的信度。
按照对照方式的不同可分为4种:
①空白对照:即不作任何实验处理的对照组。例如,在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以作对照。
②相互对照:即不设控制组,只在几个实验组之间相互对比。例如,在植物激素与向性的设计实验中,5个实验组的相互比较。在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。
③条件对照:即给对象施加某种实验处理,虽不是检验假设需要的,但更能充分说明实验变量的对照。例如,动物激素饲喂小动物的实验方案中:饲喂甲状腺激素的为实验组;饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组;不饲喂药剂的是空白对照组。 ④自身对照:即实验与对照在同一对象上进行。例如,将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解,即自身对照,处理前的对象状况为对照组,处理后的对象变化为实验组。
再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为条件对照。清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中,清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。
2.等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。
3.单因子变量的原则。
实验变量剖析:在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件,具体分析如下
①实验变量与反应变量:
a.实验变量是研究者主动操纵的条件和因子,是作用于实验对象的刺激变量(也称自变量),自变量须以实验目的和假设为依据,应具有可变性和可操作性。 b.反应变量(又称因变量),是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量,反应变量是研究是否成功的证据,应具可测性和客观性。
c.二者关系:实验变量是原因,反应变量是结果,即具因果关系。
②无关变量(控制变量)是指与研究目标无关,但却影响研究结果的变量,实验者应严格控制无关变量,否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。
范文四:实验设计的基本原则
实验设的计本原则
医学基究的基研本原则
?随机 的化原则
?照对的原则
?盲的法则
原 重?复性原则
均?分配
衡立这设原则些目的是的证研究保果结免已知受的未或的偏倚因知素的响影,研究结果和结论更真实使靠可
一。、机化随则原
.1概念及用途
研的科务任是从体总中抽出一定数的量对为象样进本行研,得出规律究,推总及体为。样本能代表总体,必使须缩小样抽差误。概
:念机随化是指体中总的一个每个都体有均等机的被抽会取为样作或本分被到实验配组及照对中组去行研究。进
随机样和分组的目的抽避免人的主是性,观机让遇起作,用以映反总的客观体情。况
机化随则原的核是心会均等。机
机随的化际实含义——指是在实对验的抽样象分、和组施过程中实应均随机化
。体具体现:
⑴样随机:每一个符抽条件的合实验对参象加验实的机相会,即同体总中每个个有相同体的机会抽被到样本来中
⑵分组。机随:每实验对象个到处分理和对照组的机组会相,以同证各保理组处间实对象尽可验能衡均一致以,提高组间各可的比。性
实⑶验顺随机序每个:实验对象接处收先理后的会机相,同消以除不衡平实的顺验所序产生的偏差。随
机不随意和是随便。①动物分
:组鼠分组小
②病人分组:科急腹外症病分别人保用治疗和手守术疗
治病③结例变构化:期长诊门观察人病
⒉随机抽的方样法⑴
签法抽:单易简行⑵随
数字机表法
随机字表数是根据机抽随样的理原编而成的。
制用:途①样研究抽和患对者标、、本实验动物等分组机化随
;对处②理因随素机排列。
中表个各数字都彼是独此的,立论按上无下、左或斜右向顺序的都随机出是,现此可因以从任一处意任意按方的顺序向进行使用。完全随机分
配例举
⑴两组本分配样
(2)三以上组样本配分
①定确分组围范:
将预观定总察本数编号样1~N(,以)数(k)去除组,求N每组出本数样=N/k;n再n以划分组,别即(1n~为第一),(n组+)~2n为1第二, 组(n2+)~3n为第1组三依此,推。类
②余依分数组:
以去N随除数机,视字其数决定分组,若可余除整,则以数除余数为若。机随小数N于则,该将随数机视为数。
余计⑶器算机随法数
、对二原照则
对照概念的对
照“齐即对同比,除”了观要察研究因外,实素组验对照与组切一件条应量相尽同,有完全的要比性可才,排能其除因他影素响对,试验观察的目作出项学科论。结
对照意的义⑴甄别
处因理素与非处因理效应素排除,处非因理素干的
扰⑵少减验误差实:自然境环实、条件、验遗、传营养、健康质等素
照对的要求⑴对等
:处理因素除外对,照组要备与实验具对等的组非理处素因。⑵
步:同研究在程中对照过与实组组始终验处同一于间和空同时间。一
⑶专:任何一个设对组照都为是应的相验实专组门立的。设
㈠空
白照对实与验照
对⒈白空照—对是—指给不何任理或干处预施措对照。的
⒉实对验照—
是指采用与实验—组作操条一件样的预措施干。⑴毒
实验操作对性照:
作性试毒时,对照验组应同样给药用途径给予物溶。媒为因不论胃灌注或,射技在不术够熟练时操作,本身能可成造损伤至甚动物亡。死
⑵假手对照术:
动物实验如果进行外科术时手对照组,也应该进行与实组验似的相手假,术以除手术排伤创和染造成感影的响。例
:如果如研究除甲切腺状白对细胞成的影响,生照组也对须必进行醉、切开麻、暴甲状腺露缝、等合术操作手只是,不除甲状腺。切
药物⑶溶媒对照
:物的溶媒是药有是有药理作些用。的中草药难
溶分常用二成甲砜助亚或溶解,应溶用该同等量/度浓的媒作对溶照,防以误溶将媒的用当作药作的物用,得作假出性阳果。结
⑶p对照H:
植物药粗出物常提呈性反应酸,离体哺作乳动物心或血脏管流时可灌血管而增加冠扩流量脉。
该用应同一p值H灌流的液作对,否照则可能得也非特到异性假阳性结果的
。
安慰㈡对剂照
⒈安慰与剂安剂慰应效
慰安:是用无药理剂活性的质物替药物代用临床的于种实一验照。
对安剂慰可生产药与物相似药的理用(作镇静、镇 、痛止等咳与)不良应反头昏、(力、乏睡嗜、头痛、视力模、口干、恶糊心、腹痛腹泻等、,称)安慰为效应。剂
慰安剂仅不能生主产感觉观而,能产且客生观指标变化的如心,率快增,压血上,皮升等。
疹慰安的剂镇痛作用最显明,慢对头痛性、心痛绞有效的率高达6可~70%,对轻度0、中疼痛作度用较强,重度对痛疼果较效差。
⒉安慰作与用理原
人很有的强精神心理作或,通用过示或诱暗可导响影病的感人和觉功能。
有人医在生中学过作验试服,前药告诉先受者。试
结果 色红药物有兴奋用作蓝色 药物镇静作用有大多心
率快增情绪、涨高 大心率减多、慢绪情低,疲落倦且
应反随均量用加而大重。加
⒊慰安对照
新剂药老或药新用途临的床试验其,目是的价药评本身的疗物效安和全性必,须除药物以外排因引素起作用与不的反良。应为此,在损害病人不健康的件条,对受下神因素精响影大较慢的性病,疾应尽采用量安剂慰对作。照注
意安:慰应从外观剂、味上气完与真全一样药使,病人能不分辨,则,一旦否病当人
从药的物状或从性医人员的谈护话和示中暗察自觉服己用的是安剂,必然慰导实验失致败。
用的口常服安剂-慰乳糖;-
注剂-射-理生盐水
㈢历对照史—
—指将是新干的预措的施果与结去过的研作比较。究时的对此称为历照史性对,它是非随照和非同机的对照期
主要。用于对治或难法无治的疾病愈的究研,晚期恶如肿瘤,性狂病等犬病疾。由这于疾病难些以治或无法愈愈,这治种积累下来的治结果疗就为成历对史照。如例,狂病犬一但病,其发愈治几率为乎零这,是一个史的历治结果。历史对疗一照般宜使不,用用应应时别特注资意料各的种背条景件素因其可及比性。
㈣准对标照标准对
照指是以认公习或的标惯准法方、标值准或正值作为对常照这。些照对或值准标值般是一多地区多年累个的经验积果结,具有考价参值和义意。
验实究中一研不用标般准值作对,主要照是某项实研验究中实验条件难以的与准标的值验实件条一相致,不备具良好的比可。临性试验床究研可以用常规中疗或经验疗法法为标作对照组。准
㈤配对对、照间对组与交叉对照照
配对对照:——抽样差最小误统计学效,率最高,可省样节本。
数⑴源配同:对同一个体后前不时同间较比照期对实和期验结果异。差
:如同个一左右两部位或体器。
官⑵体异对:配择选窝、同别、性体一致重动物的,相同或疾、病别性、年、龄情等相当病的病人成对,配后然部随内分机实为验组和对组照进研行。究组
间照对:——将条基本一件的致不个体随机分组,同分接受对别处照理与实处理,验较两比组几组间的差异或。
适于用能不用应对对照配情的况。
缺:由点于存在个体异,抽差误差样仍然在,需存较多样要量。
本叉对照交:——减少为组间照对因体差异较个而大造成样抽误差可,将接受先照处理对的后接受随试验理处通,交过叉少减体个差。异—
适合—实验对照,不于设置空白对宜照。
三
盲法、则原—
—按试指验案方规的定不,参与让究的受试对象和(或)研察观者、他有关人员其知道研对究的分组象情况,知不研究道象对受的是接验试施还措是照措施,这种试验称对盲法试验。为
——的是为了避免目究研或者和(研)究象的人对为观主因对研素究结的果影,以响证研保究果结的实真性
⒈公。(开开试公验
即)研者究研究和对象知均道组情况分有些。究研是定一要用公法开,的如比较手治疗与术药治疗的效物果时,照对不组可能使假手术用来饰。掩
公开试验优的点是于实施,易发现试验过易程中现出问的题并能,时处及理。
它的主要点是缺易产生观察偏倚性。
⒉单盲
—法是—指究对研象不知道自己在是验组或对试照,不组道自知接受的是干己措施预是对照措还施这,盲时称法单为盲。
优:点避免研可究对的主象因素所致观的差偏,容易实施
缺点:不。避免研能人究员观因主素产生的所偏倚。
⒊盲法双
—是指—究者研研究对象和不知道研究对象均分组的情况,也不道知研究象接对的措受情施况,时的这法称为盲双盲。⒋
三法
——是指盲究研者、究对象和研资分料析或报告员都人知不道究研对的分组象况情也不知,研道对究接象受施措的情况这时的,法盲称三为。三盲盲是双盲的进一更步。目的
避是双盲法免资在分料析时的量测倚。偏
、重复四则原
重⒈复的义意—
指实—验的样量必本足够须大,相在同验实件条下有充的重分复,避免实以结验的果偶性然,突出现其表然规必;同时律任,实验何结的可靠性果经得起重应实复验的验,重考实验复是检实验查果可靠性结唯一的方。法⒉重
复的的目
⑴稳定准标,差获得验误实差计估值;⑵
可均值使接真近值实得,使实组与对验照差异能够准组确显地出露。来⒊
重的复用作⑴
计估验误差实实验误。差客观在存只,有次多复重定实测对象的验项某标,指才通能过观测值的异计算出误差差大小掌,该握指的标变规律。异
⑵低实降验差,误从而提精密高。度
⒋本大小样的计估
粗⑴法
动估物实验临床实验
大动物 犬、() 猫5~51 难治只的愈疾,疗病效著时如显癌 5~症1例0中等动物(
兔豚、) 1鼠~200 只急病死亡重率的如高克、心休衰、肾衰呼、衰竭吸30 5~0例
小物(大小动鼠) 鼠1~50只 3一般和病慢病 3性0~050例0
清血行病学流调 30查0600例~
一流行般学病查和正常值调查 调1000例上以
性恶瘤的流行病学调查 肿0万人以1上
⑵计法
算 ①量资料计比较样本量。含两如样本均比较的样本数含量。
nnn② 计数
料资较样比含本量如两样。率本比样较本量。含
nNn
五、衡分配均则原
.均衡的1义意——
实即组和对照组或验各实组之间验,了除观察的受因素试,其他外切一条件尽可能相同或应致。一
动物的如种属、品、系别窝年、、龄性、别体、重康健况、生理条状、件养环境等要饲保一持。致
受试如象对病是人,则要求人的病病、种期、病型、病程病、龄年、别性、生、活会、心理社因等素持均保衡致一以,更便好避免地性,减偏少差误提,高验的实确性精。⒉
均的方衡法
⑴交均衡叉
法:某项目要如研究评价种一中药在所两大学防预甲的效果。肝
实对验与分象组甲:学选取1大00
00名康健学生大,、女各5男00人0为作实组验用中药;服大学选乙同年龄、同年级、取他条件其甲与学基本一致的大学大生0100名,男0女各5000名,、为对作组照用安服剂慰。
果结:过经两观年,甲大察学0100人中甲肝0发病明显率降,而下乙学大肝甲病发率有升上势趋比较,两校肝甲病率发差异有显著性意义(
。结:论该药中预防甲肝有著效果显。
致命缺陷:验设计实不均。
因为甲衡的肝病发率与食卫生、饮水卫饮生、个人生卫等有关。应
采用该交叉均衡法,即每个学观校人数察、性及其他条件别仍然一,所不样的是将甲大同学和乙学大察对观1象/作为2理组,1/处作为2照组。对
⑵层分衡法
研究均目的是的通抽样了过总体的解情,况但本样受许多常同不因的素影响
如。:究药物对研血压的高效,疗为因血压有高度轻中、度、重度分之,若任意一将高血压些人分病组治,疗使完即全机随也合不理。为因有组的重度多,的组有轻多。度
应先将高血压按该度轻中、度重度分层、再随;机组分才做到能均衡,分称随机层。在分
的层础基,在层内随机上样抽进行本样配分这。可样使实组与对验组照间均之衡,而从增大比性可
分层。的要:尽可求使能一层每的内变范围异减小,而充分显层间示差别,的从减而抽样少误差
。
范文五:实验设计的基本原则[方案]
实验设计的基本原则
实验设计的基本原则
医学研究的基本原则
? 随机化的原则
? 对照的原则
? 盲法的原则
? 重复性原则
? 均衡分配
设立这些原则的目的是保证研究结果免受已知的或未知的偏倚因素的影响,使研究结果和结论更真实可靠。 一、随机化原则
1.概念及用途
科研的任务是从总体中抽出一定数量的对象为样本进行研究,得出规律,推及总体。为使样本能代表总体,必须缩小抽样误差。
概念:随机化是指总体中的每一个个体都有均等的机会被抽取作为样本或被分配到实验组及对照组中去进行研究。 随机抽样和分组的目的是避免人的主观性,让机遇起作用,以反映总体的客观情况。
随机化原则的核心是机会均等。
随机化的实际含义——是指在实验对象的抽样、分组和实施过程中均应随机化。
具体体现:
?抽样随机:每一个符合条件的实验对象参加实验的机会相同,即总体中每个个体有相同的机会被抽到样本中来。 ?分组随机:每个实验对象分到处理组和对照组的机会相同,以保证各处理组间实验对象尽可能均衡一致,以提高各组间的可比性。
?实验顺序随机:每个实验对象接收处理先后的机会相同,以消除不平衡的实验顺序所产生的偏差。
随机不是随意和随便。
?动物分组:小鼠分组
?病人分组:外科急腹症病人分别用保守治疗和手术治疗
?病例结构变化:长期门诊观察病人
?随机抽样的方法
?抽签法:简单易行
?随机数字表法
随机数字表是根据随机抽样的原理编制而成的。 用途:?抽样研究和对患者、标本、实验动物等分组随机化;
?对处理因素随机排列。 表中各个数字都是彼此独立的,无论按上下、左右或斜向的顺序都是随机出现,因此可以从任意一处按任意方向的顺序进行使用。
完全随机分配举例
?两组样本分配
(2)三组以上样本分配
?确定分组范围:
将预定观察总样本数编号(1~N),以组数(k)去除N,求出每组样本数n=N/k;再以n划分组别,即(1~n)为第一组,(n+1)~2n为第二组, (2n+1)~3n为第三组,依此类推。 ?依余数分组:
以N去除随机数字,视其余数决定分组,若可整除,则以除数为余数。若随机数小于N,则将该随机数视为余数。
?计算器随机数法
二、对照原则
对照的概念
对照即“齐同对比”,除了要观察研究因素外,实验组与对照组一切
条件应尽量相同,要有完全的可比性,才能排除其他因素影响,对试验观察的项目作出科学结论。
对照的意义
?甄别处理因素与非处理因素效应,排除非处理因素的干扰
?减少实验误差:自然环境、实验条件、遗传、营养、健康素质等
对照的要求
?对等:除处理因素外,对照组要具备与实验组对等的非处理因素。
?同步:在研究过程中对照组与实验组始终处于同一空间和同一时间。
?专设:任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。
?空白对照与实验对照
?空白对照——是指不给任何处理或干预措施的对照。
?实验对照
——是指采用与实验组操作条件一样的干预措施。 ?毒性实验操作对照:
作毒性试验时,对照组应用同样给药物途径给予溶媒。因为不论灌胃或注射,在技术不够熟练时,操作本身可能造成损伤甚至动物死亡。
?假手术对照:
动物实验如果进行外科手术时,对照组也应该进行与实验组相似的假手术,以排除手术创伤和感染造成的影响。 例如:如果研究切除甲状腺对白细胞生成的影响,对照组也必须进行麻醉、切开、暴露甲状腺、缝合等手术操作,只是不切除甲状腺。
?药物溶媒对照:
药物的溶媒是有些是有药理作用的。
中草药难溶成分常用二甲亚砜助溶或溶解,应该用同等量/浓度的溶媒作对照,以防误将溶媒的作用当作药物的作用,得出假阳性结果。
?pH对照:
植物药粗提出物常呈酸性反应,作离体哺乳动物心脏或血管灌流时可扩血管而增加冠脉流量。
应该用同一pH值的灌流液作对照,否则也可能得到非特异性的假阳性结果。
?安慰剂对照
?安慰剂与安慰剂效应
安慰剂:是用无药理活性的物质代替药物用于临床的一种实验对照。
安慰剂可产生与药物相似的药理作用( 镇静、镇痛、止咳等)与不良反应(头昏、乏力、嗜睡、头痛、视力模糊、口干、恶心、腹痛、腹泻等),称为安慰剂效应。
安慰剂不仅能产生主观感觉,而且能产生客观指标的变化,如心率增快,血压上升,皮疹等。
安慰剂的镇痛作用最明显,对慢性头痛、心绞痛的有效率可高达60,70%,对轻度、中度疼痛作用较强,对重度疼痛效果较差。
?安慰作用与原理
人有很强的精神或心理作用,通过暗示或诱导可影响病人的感觉和功能。
有人在医学生中作过试验,服药前先告诉受试者。 结果 红色药物有兴奋作用 蓝色药物有镇静作用
大多心率增快、情绪高涨 大多心率减慢、情绪低落,疲倦
且反应均随用量加大而加重。
?安慰剂对照
新药或老药新用途的临床试验,其目的是评价药物本身的疗效和安全性,必须排除药物以外因素引起的作用与不良反应。为此,在不损害病人健康的条件下,对受精神因素影响较大的慢性疾病,应尽量采用安慰剂作对照。
注意:安慰剂应从外观、气味上完全与真药一样,使病人不能分辨,否则,一旦当病人从药物的性状或从医护人员的谈话和暗示中觉察自己服用的是安慰剂,必然导致实验失败。
常用的口服安慰剂--乳糖;
注射剂--生理盐水
?历史对照
——是指将新的干预措施的结果与过去的研究作比较。此时的对照称为历史性对照,它是非随机和非同期的对照。 主要用于对难治或无法治愈的疾病的研究,如晚期恶性肿瘤,狂犬病等疾病。由于这些疾病难以治愈或无法治愈,这种累积下来的治疗结果就成为历史对照。例如,狂犬病一但发病,其治愈率几乎为零,这是一个历史的治疗结果。历史对照一般不宜使用,应用时应特别注意资料的各种背景条件因素及其可比性。
?标准对照
标准对照是指以公认或习惯的标准方法、标准值或正常值作为对照。这些对照值或标准值一般是多个地区多年累积的经验结果,具有参考价值和意义。
实验研究中一般不用标准值作对照,主要是某项实验研究中的实验条件难以与标准值的实验条件相一致,不具备良好的可比性。临床试验研究中可以用常规疗法或经验疗法作为标准对照组。
?配对对照、组间对照与交叉对照
配对对照:——抽样误差最小,统计学效率最高,可节省样本数。
?同源配对:同一个体前后不同时间比较对照期和实验期结果差异。
如:同一个体左右两部位或器官。
?异体配对:选择同窝、性别、体重一致的动物,或相同疾病、性别、年龄、病情等相当的病人配成对,然后内部随机分为实验组和对照组进行研究。
组间对照:——将条件基本一致的不同个体随机分组,分别接受对照处理与实验处理,比较两组或几组间的差异。 适用于不能应用配对对照的情况。
缺点:由于存在个体差异,抽样误差仍然存在,需要较多样本量。
交叉对照:——为减少组间对照因个体差异较大而造成抽样误差,可将先接受对照处理的随后接受试验处理,通过交叉减少个体差异。
——适合于实验对照,不宜设置空白对照。
三、盲法原则
——指按试验方案的规定,不让参与研究的受试对象和(或)观察者、其他有关人员知道研究对象的分组情况,不知道研究对象接受的是试验措施还是对照措施,这种试验称为盲法试验。 ——目的是为了避免研究者或(和)研究对象的人为主观因素对研究结果的影响,以保证研究结果的真实性。 ?公开(公开试验)
即研究者和研究对象均知道分组情况。有些研究是一定要用公开法的,如比较手术治疗与药物治疗的效果时,对照组不可能使用假手术来掩饰。
公开试验的优点是易于实施,易发现试验过程中出现的问题,并能及时处理。它的主要缺点是易产生观察性偏倚。 ?单盲法
——是指研究对象不知道自己是在试验组或对照组,不知道自己接受
的是干预措施还是对照措施,这时盲法称为单盲。 优点:可避免研究对象的主观因素所致的偏差,容易实施。
缺点:不能避免研究人员主观因素所产生的偏倚。 ?双盲法
——是指研究者和研究对象均不知道研究对象的分组情况,也不知道研究对象接受的措施情况,这时的盲法称为双盲。 ?三盲法
——是指研究者、研究对象和资料分析或报告人员都不知道研究对象的分组情况,也不知道研究对象接受措施的情况,这时的盲法称为三盲。三盲是双盲的更进一步。
目的是避免双盲法在资料分析时的测量偏倚。
四、重复原则
?重复的意义
——指实验的样本量必须足够大,在相同实验条件下有充分的重复,以避免实验结果的偶然性,突出表现其必然规律;同时,任何实验结果的可靠性应经得起重复实验的考验,重复实验是检查实验结果可靠性的唯一方法。
?重复的目的
?稳定标准差,获得实验误差估计值; ?可使均值接近真实值得,使实验组与对照组差异能够准确地显露出来。
?重复的作用
?估计实验误差。实验误差客观存在,只有多次重复测定实验对象的某项指标,才能通过观测值的差异计算出误差大小,掌握该指标的变异规律。
?降低实验误差,从而提高精密度。
?样本大小的估计
?粗估法
动物实验 临床实验
大动物(犬、猫) 5,15只 难治愈的疾病,疗效显著时如癌症
5,10例
中等动物(兔、豚鼠) 10,20只 急重病死亡率高的如休克、心衰、肾衰、呼吸衰竭 30,50例
小动物(大小鼠鼠) 15,30只 一般病和慢性病 300,500例
血清流行病学调查 300,600例
一般流行病学调查和正常值调查 1000例以上
恶性肿瘤的流行病学调查 10万人以上
?计算法
? 计量资料比较样本含量。如两样本均数比较的样本含量。
nnn
? 计数资料比较样本含量。如两样本率比较样本含量。
Nnn
五、均衡分配原则
1.均衡的意义
——即实验组和对照组或各实验组之间,除了观察的受试因素外,其他一切条件应尽可能相同或一致。
如动物的种属、品系、窝别、年龄、性别、体重、健康状况、生理条件、饲养环境等要保持一致。
如受试对象是病人,则要求病人的病种、病期、病型、病程、年龄、性别、生活、社会、心理等因素保持均衡一致,以便更好地避免偏性,减少误差,提高实验的精确性。
?均衡的方法
?交叉均衡法
如:某项目要研究评价一种中药在两所大学预防甲肝的效果。
实验对象与分组:甲大学选取10000名健康大学生,男、女各5000人作为实验组服用中药;乙大学选取同年龄、同年级、其他条件与甲大学基本一致的大学生10000名,男、女各5000名,作为对照组服用安慰剂。
结果:经过两年观察,甲大学10000人中甲肝发病率明显下降,而乙大学甲肝发病率有上升趋势,比较两校甲肝发病率差异有显著性意义(P<0.01)。>0.01)。>
结论:该中药预防甲肝有显著效果。
致命缺陷:实验设计不均衡。
因为甲肝的发病率与饮食卫生、饮水卫生、个人卫生等有关。
应该采用交叉均衡法,即每个学校观察人数、性别及其他条件仍然一样,所不同的是将甲大学和乙大学观察对象1/2作为处理组,1/2作为对照组。
?分层均衡法
研究的目的是通过抽样了解总体的情况,但样本常受许多不同因素的影响。
如:研究药物对高血压的疗效,因为高血压有轻度、中度、重度之分,若任意将一些高血压病人分组治疗,即使完全随机也不合理。因为有的组重度多,有的组轻度多。
应该先将高血压按轻度、中度、重度分层;再随机分组才能做到均衡,称分层随机。
在分层的基础上,在层内随机抽样进行样本分配。这样可使实验组与对照组之间均衡,从而增大可比性。 分层的要求:尽可能使每一层内的变异范围减小,而充分显示层间的差别,从而减少抽样误差。