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實(shí)驗設計三要素的內容
實(shí)驗因素、實(shí)驗單位、實(shí)驗效應是實(shí)驗設計的3個(gè)要素。它們在實(shí)驗中是不可缺少的，在實(shí)驗設計時(shí)必須認真予以考慮。下面是小編幫大家整理的實(shí)驗設計三要素的內容，希望能夠幫助到大家。
實(shí)驗設計三要素的內容
1、所有影響實(shí)驗結果的條件都稱(chēng)為影響因素，并有客觀(guān)與主觀(guān)，主要與次要因素之分。研究者希望通過(guò)研究設計進(jìn)行有計劃的安排，從而能夠科學(xué)地考察其作用大小的因素稱(chēng)為實(shí)驗因素（如藥物的種類(lèi)、劑量、濃度、作用時(shí)間等）；對評價(jià)實(shí)驗因素作用大小有一定干擾性且研究者并不想考察的因素稱(chēng)為區組因素或稱(chēng)重要的非實(shí)驗因素（如動(dòng)物的窩別、體重等）；其他未加控制的許多因素的綜合作用統稱(chēng)為實(shí)驗誤差。最好通過(guò)一些預實(shí)驗，初步篩選實(shí)驗因素并確定取哪些水平較合適，以免實(shí)驗設計過(guò)于復雜，實(shí)驗難以完成。
2、實(shí)驗因素所作用的對象稱(chēng)為實(shí)驗單位。如用小鼠做實(shí)驗，小鼠就是本次實(shí)驗的實(shí)驗單位，或稱(chēng)為受試對象；若用小鼠肝細胞做實(shí)驗，其表現形式叫樣品（有時(shí)一個(gè)樣品由若干只鼠的肝細胞混合而成）。此時(shí)，一個(gè)樣品就是一個(gè)實(shí)驗單位。不同性質(zhì)的實(shí)驗研究需要選取不同種類(lèi)的實(shí)驗單位，一個(gè)完整的實(shí)驗設計中所需實(shí)驗單位的總數稱(chēng)為樣本含量。最好根據特定的設計類(lèi)型估計出較合適的樣本含量。樣本過(guò)大或過(guò)小都有弊端。
3、實(shí)驗因素取不同水平時(shí)在實(shí)驗單位上所產(chǎn)生的反應稱(chēng)為實(shí)驗效應。一般是通過(guò)某些觀(guān)測指標數值的大小來(lái)體現。指標應具有特異性強、靈敏度高、準確可靠等特點(diǎn)。
總之，研究者應當對欲研究的問(wèn)題有較為全面的了解，在實(shí)驗設計中千萬(wàn)不要遺漏了某些重要的實(shí)驗因素和觀(guān)測指標，以免實(shí)驗研究的結果對事先提出的問(wèn)題給出錯誤的回答。
實(shí)驗設計的三要素和六原則
眾所周知，科研工作者在進(jìn)行醫藥方面的科學(xué)研究之前，需要制定完善的統計研究設計方案，那么什么樣的設計方案才稱(chēng)得上是完善的呢？ 一般來(lái)說(shuō)，完善的設計方案需具備以下幾個(gè)條件：實(shí)驗所需的人力、物力和時(shí)間資源；實(shí)驗設計的“三要素”和“六原則”均符合專(zhuān)業(yè)和統計學(xué)要求，對實(shí)驗數據的收集、整理、分析等有一套規范的規定和正確的方法。而其中準確把握統計研究設計的“三要素和六原則”，是科學(xué)實(shí)驗設計的核心。
一、 實(shí)驗設計的“三要素”
1） 實(shí)驗對象。實(shí)驗所用的材料即為實(shí)驗對象。如用小鼠做實(shí)驗，小鼠就是本次實(shí)驗的實(shí)驗對象，或稱(chēng)為受試對象。實(shí)驗對象選擇的合適與否直接關(guān)系到實(shí)驗實(shí)施的難度，以及別人對實(shí)驗新穎性和創(chuàng )新性的評價(jià)。一個(gè)完整的實(shí)驗設計中所需實(shí)驗材料的總數稱(chēng)為樣本含量。最好根據特定的設計類(lèi)型估計出較合適的樣本含量。樣本過(guò)大或過(guò)小都有弊端。
2） 實(shí)驗因素。所有影響實(shí)驗結果的條件都稱(chēng)為影響因素，實(shí)驗研究的目的不同，對實(shí)驗的要求也不同。影響因素有客觀(guān)與主觀(guān)，主要與次要因素之分。研究者希望通過(guò)研究設計進(jìn)行有計劃的安排，從而能夠科學(xué)地考察其作用大小的因素稱(chēng)為實(shí)驗因素（如藥物的種類(lèi)、劑量、濃度、作用時(shí)間等）；對評價(jià)實(shí)驗因素作用大小有一定干擾性且研究者并不想考察的因素稱(chēng)為區組因素或稱(chēng)重要的非實(shí)驗因素（如動(dòng)物的窩別、體重等）；其他未加控制的許多因素的綜合作用統稱(chēng)為實(shí)驗誤差。最好通過(guò)一些預實(shí)驗，初步篩選實(shí)驗因素并確定取哪些水平較合適，以免實(shí)驗設計過(guò)于復雜，實(shí)驗難以完成。
3） 實(shí)驗效應。實(shí)驗因素取不同水平時(shí)在實(shí)驗單位上所產(chǎn)生的反應稱(chēng)為實(shí)驗效應。實(shí)驗效應是反映實(shí)驗因素作用強弱的標志，它必須通過(guò)具體的指標來(lái)體現。要結合專(zhuān)業(yè)知識，盡可
能多地選用客觀(guān)性強的指標，在儀器和試劑允許的條件下，應盡可能多選用特異性強、靈敏度高、準確可靠的客觀(guān)指標。對一些半客觀(guān)（比如讀pH試紙上的數值）或主觀(guān)指標（對一些定性指標的判斷上），一定要事先規定讀取數值的嚴格標準，只有這樣才能準確地分析自己的實(shí)驗結果，從而也大大提高了自己實(shí)驗結果的可信度。
二、 實(shí)驗設計的“六原則”
1.隨機原則：即運用“隨機數字表”實(shí)現隨機化；運用“隨機排列表”實(shí)現隨機化；運用計算機產(chǎn)生“偽隨機數”實(shí)現隨機化。 盡量運用統計學(xué)知識來(lái)設計自己的實(shí)驗，減少外在因素和人為因素的干擾。
2.照原則：空白對照組的設立——只有通過(guò)對照的設立我們才能清楚地看出實(shí)驗因素在當中所起的作用。當某些處理本身夾雜著(zhù)重要的非處理因素時(shí)，還需設立僅含該非處理因素的實(shí)驗組為實(shí)驗對照組；歷史或中外對照組的設立一一這種對照形式應慎用， 其對比的結果僅供參考，不能作為推理的依據；多種對照形式同時(shí)并存。
3.重復原則：所謂重復原則，就是在相同實(shí)驗條件下必須做多次獨立重復實(shí)驗。一般認為重復5次以上的實(shí)驗才具有較高的可信度。
4.平衡原則：一個(gè)實(shí)驗設計方案的均衡性好壞，關(guān)系到實(shí)驗研究的成敗。應充分發(fā)揮具有各種知識結構和背景的人的作用， 群策群力，方可有效地提高實(shí)驗設計方案的均衡性。在實(shí)驗設計的過(guò)程中要注意時(shí)間上的分配，只有在時(shí)間上分配好了，才不會(huì )出現一段時(shí)間特別忙而一段時(shí)間特別閑的情況。
5. 彈性原則：所謂空格，指的是在時(shí)間分配圖上留有空缺。適當的空缺是非常必要的，只有這樣才能富有彈性的實(shí)施實(shí)驗計劃，并不斷地調整好自己的實(shí)驗進(jìn)度。
6. 最經(jīng)濟原則：不論什么實(shí)驗，都有它的最優(yōu)選擇方案，這包括在資金的使用上，也包括人力時(shí)間的損耗上，必要時(shí)可以預測一下自己實(shí)驗的產(chǎn)出和投入的比值，這個(gè)比值越大越好，當然是以你所擁有的實(shí)驗條件作基礎的好的試驗習慣。
實(shí)驗中的每個(gè)環(huán)節都很重要忽略任何一個(gè)都可能導致實(shí)驗的失敗每個(gè)人在實(shí)驗中都有自己的一些好的細小的習慣例如tip頭吸完后馬上從移液器上取下來(lái)以免忙亂的時(shí)候又以同一tip汲取另一種試劑用完量桶或者燒杯后，及時(shí)清洗，并放入烘箱。不管大小實(shí)驗，做完后都要認真做記錄。一個(gè)槍頭如果可以連續吸兩次的話(huà)，也不能吸，主要是第二次吸時(shí)不準，同時(shí)也不能完全打出來(lái)。 試驗之前看資料的時(shí)候，最好規類(lèi)存放，看過(guò)后記下重點(diǎn)內容，并將出處標明，以免日后找不到。驗前充分思考可能出現的問(wèn)題和結果，試驗過(guò)程中則不能被自己預計的結論左右。試驗結束后盡快整理試驗數據，該統計分析的就分析，該作圖的作圖。同時(shí)，查閱文獻，對自己的試驗結果能夠準確解釋實(shí)驗前多想想，不要著(zhù)急動(dòng)手，在腦子里把全部的實(shí)驗過(guò)程過(guò)一遍，盡量做到一次成功。盡一切努力做好這一次，不要想著(zhù)這一次作不出來(lái)再做一遍，這樣永遠都作不好。實(shí)驗注意他人的安全，注意自己的安全，注意實(shí)驗室的安全！作實(shí)驗的時(shí)候不要想其他的事情，想其他事情的時(shí)候不要作實(shí)驗！ 大膽嘗試，不要怕做不出來(lái)。嘗試越多，獲得原創(chuàng )性發(fā)現的可能越大。作好預實(shí)驗，先動(dòng)腦后動(dòng)手，作完以后要思考。實(shí)驗過(guò)程中不要與人海聊，以免污染。用過(guò)的儀器等恢復原樣，清潔實(shí)驗臺面。 大家說(shuō)的都是切身體會(huì )，相信對newcomer和其他人都有啟發(fā)。 記得一個(gè)NOBEL獲得者說(shuō)過(guò)：在實(shí)驗室工作時(shí)什么都不要想，要專(zhuān)心于手頭的工作；作完實(shí)驗，要海闊天空地聯(lián)想， 特別是實(shí)驗的新思路和方法。我認為要有風(fēng)險意思，有些實(shí)驗你要費很長(cháng)時(shí)間的，或要花很多錢(qián)的以及結果對你接下來(lái)的實(shí)驗很重要的，最好做一份詳盡的試驗流程圖貼在試驗臺前，需要特別加以注意的地方要特別標注，可以隨時(shí)參照。
你一定要仔細準備，爭取一步到位，這樣不用又費力又費錢(qián)！實(shí)驗前最好做一個(gè)flow chat！ 做實(shí)驗前,設計好時(shí)間安排,可以在有限的時(shí)間內做更多事.利用起離心和電泳的空閑時(shí)間補上記錄和作一些整理工作最好不讓干燥箱過(guò)夜 取用有蓋子的器皿時(shí)，不能抓蓋子，以免脫落!濕手不可握光滑玻璃器皿，以免滑脫！我覺(jué)得做實(shí)驗要清楚自己所做實(shí)驗的原理，這樣通過(guò)仔細記錄每步實(shí)驗的操作，才能找出實(shí)驗失敗的原因。 不用別人的試劑。所有的試劑都自己配，出了問(wèn)題才好找原因。
加入試劑之前,把它混勻一下,以免放置時(shí)間長(cháng)了濃度不均做完實(shí)驗，清理實(shí)驗臺，以便下次能夠更快、更好，更方便的繼續工作！實(shí)驗前認真設計，作實(shí)驗時(shí)不胡思亂想，嘰嘰喳喳，做完后在海闊天空，認真分析試驗數據 做之前認真設計,做時(shí)就不要老是想著(zhù)結果,平心靜氣,注意細節，認真記錄，因為失敗時(shí)常事，不要回過(guò)頭不知道該從哪里找原因。每次的實(shí)驗結束，要及時(shí)做好記錄，不要等。好記性不如爛筆頭，這雖然是俗語(yǔ)，但是不要放棄筆的重要性！
做完實(shí)驗擦干桌子，一切東西歸位，有些東西可以回收的就回收，很多實(shí)驗室的槍頭是回收的藥品歸位，儀器歸位！做實(shí)驗一定要有計劃,最好在有部分實(shí)驗數據出來(lái)時(shí),就著(zhù)手寫(xiě)文章,這個(gè)不是為了出文章,而是在寫(xiě)文章的時(shí)候,可以清晰自己的思路,知道后面該先做什么,該重點(diǎn)做什么.不然有時(shí)候辛苦半死,數據太分散,不能說(shuō)明問(wèn)題. 不輕易用別人的東西，用時(shí)先打招呼，記錄要詳細，配液體時(shí)要記錄試劑的批號等等 所有的東西都要即時(shí)標記好，日期，藥品名稱(chēng)，濃度，等實(shí)驗記錄要記錄這些內容移液槍用完之后要歸到最大計量的位置，防止久而久之彈簧失去彈性。不用酶標槍時(shí)不要一直拿在手里，不可以倒過(guò)來(lái)（特別是里面還有液體的時(shí)候）不要一直說(shuō)話(huà)、聊天，筆記要全，要多全有多全，還有一點(diǎn)很關(guān)鍵，筆記要放好，最近我的筆記掉了~哭死最后，做完實(shí)驗要洗手~ 離開(kāi)實(shí)驗室前或進(jìn)入實(shí)驗室前注意水，電是否安全，門(mén)窗是否關(guān)好一定要記著(zhù)關(guān)水浴箱，切記切記。
不要太迷信kit，有時(shí)候土辦法更有用。首先要靠自己，但也要多交流當天事要當天畢認真記錄團結周?chē)膶?shí)驗同事，因為成也他們，敗也他們，這是順利完成的關(guān)鍵，畢竟良好的人際關(guān)系和環(huán)境是舒服的。
1. 先寫(xiě)實(shí)驗步驟再做實(shí)驗，實(shí)驗的間隙注意寫(xiě)下實(shí)驗現象的描述，實(shí)驗后注意實(shí)驗數據的整理和分析。
2. 試劑最好自己配，公用的試劑第一次用時(shí)要做質(zhì)檢，并注明時(shí)間和誰(shuí)配的，實(shí)驗室中每個(gè)人都應該有個(gè)單字母縮寫(xiě)的名字。
3. 認真做好實(shí)驗前的準備工作，包括試劑、儀器的準備，實(shí)驗方法的確定，請教一下做過(guò)類(lèi)似實(shí)驗的人。實(shí)驗不單單是做出來(lái)的，還要有你的思想在里面，否則和一個(gè)操作工有什么區別。
4. EP管上一定要做好標記，寫(xiě)上日期，同時(shí)記錄本上應該有詳細的情況。重要的東西可以再加貼一張標簽紙，在冰箱中反復凍融會(huì )使字跡模糊，可以再用透明膠帶紙貼在字外面。.同時(shí)多關(guān)注別人討論的經(jīng)驗，這幾乎是最快提高的捷徑了!
正式實(shí)驗前的預備實(shí)驗很重要。這樣可以把一些你原來(lái)根本就沒(méi)想到的漏洞補上。還有就是動(dòng)手前盡量完備自己的protocols。 作實(shí)驗時(shí)認真思考，對每一個(gè)步驟都提前想想。實(shí)驗完畢后，收拾好自己的桌面，在用槍時(shí)務(wù)必注意輕輕吸液，以免吸到槍里面，很容易就會(huì )將槍腐蝕了，而且容易污染以后的實(shí)驗。 一次最好只跟改一個(gè)實(shí)驗條件，不然就搞不清楚到底是哪個(gè)條件改變影響了實(shí)驗結果我覺(jué)得做實(shí)驗最重要的是耐心和細致.
還有一點(diǎn)就是要做到不恥下問(wèn)!
1事前充分設計
2 事時(shí)認真觀(guān)察，及時(shí)記錄，無(wú)論好壞
3 事后及時(shí)處理數據。
4 遵守實(shí)驗公約，東西及時(shí)歸原位。
5 及時(shí)處理垃圾整理物件等等
如何寫(xiě)出規范的研究記錄？
對于研究者，實(shí)驗記錄是生命的記錄。
1、實(shí)驗記錄的坐標表尺： 時(shí)間！
a. 以六位數字表示日期，如 990819 為 1999 年 8 月 19 日； 此串數字，一百年才會(huì )重復一次。 所有記錄均得加載時(shí)間，并可作為記錄的名稱(chēng)。
b. 設計制作 周記錄表 或 月記錄表，可以鳥(niǎo)瞰實(shí)驗的整體，并作一清楚的綱要。
2、記錄方式：
a. 每一記錄單元獨立成篇，以日期命名 (見(jiàn) 2.3)； 記錄內容分條列舉，以 (1), (2), (3) ... 編號標示，每一小條單獨敘述一個(gè)說(shuō)明或觀(guān)察。
b. 記錄內容以『日記體』為主，詳細敘述每一細節，有結果則需制表或作圖；避免使用奇怪的代號，日后可能自己也忘掉代號的意義。
c. 若有膠片、照片、X-ray 底片、記錄紙、轉印紙、藥品卷標等，均需小心裝在透明袋，或黏貼在記錄本上，加以標示及說(shuō)明，并在記錄中詳細描述。
d. 每頁(yè)均得標示頁(yè)碼，頁(yè)碼自始連貫至終，與下述記錄的分類(lèi)命名無(wú)關(guān)。
3、記錄的分類(lèi)命名法：
a. 依記錄內容，分為 計劃 (P) → 操作 (E) → 結果 (R) → 討論 (D) 四類(lèi)。 可以 P-E-R-D 代號說(shuō)明此記錄的性質(zhì)，及各記錄單元之間的相互關(guān)系，方便追蹤。 圖解
b. 實(shí)驗之起點(diǎn)為計劃之擬定，如 [990819-P1]，執行此計劃則為 [990819-P1-E1]，此實(shí)驗之結果整理為 [990819-P1-E1-R1]，對此結果之討論為 [990819-P1-E1-R1-D1]。 但不一定要固守 P→E→R→D 次序，可省略任何一點(diǎn)。
c. 若同一天有兩項實(shí)驗計劃，另寫(xiě)為 [990819-P2]，其執行為 [990819-P2-E1]。
d. 若兩個(gè)不相關(guān)的計劃同時(shí)在進(jìn)行著(zhù)，可在日期后面以字母區分，如 [990819SS-P1] 及[990819PP-P1]； 每一計劃自成系統，亦可分開(kāi)為兩本記錄簿。
4、實(shí)驗計劃 [P]： 針對一短程的實(shí)驗目標，進(jìn)行紙上作業(yè)計劃，設計實(shí)驗流程。 a. 收集所有已知的有關(guān)方法，研讀之后，選出一或二個(gè)最適當方法。
b. 整理出可行的實(shí)驗步驟，一步一步以流程條舉寫(xiě)出，注明實(shí)驗條件及細節；像在寫(xiě)計算機程序，或電影劇本。 正式操作前，要先在腦中演習一次流程。
c. 整理出所使用的藥品單，及其配制方法；并開(kāi)始找藥品或購買(mǎi)。
d. 整理出所使用的主要儀器表，事先檢查或洽借；并學(xué)會(huì )使用方法。
e. 對可能出問(wèn)題的步驟，事先與專(zhuān)家討論其要點(diǎn)，并預想解決方案。
5、實(shí)驗操作 [E]： 實(shí)驗成敗的關(guān)鍵時(shí)刻，也是發(fā)現的起點(diǎn)。
a. 依實(shí)驗計劃 [P] 進(jìn)行，記錄下所有進(jìn)行過(guò)程的細節；要小心觀(guān)察所有細節，寧可多記，勿漏記重要記錄。 有點(diǎn)像福爾摩斯在觀(guān)察犯罪現場(chǎng)的記錄。
b. 可事先列表，或制作一執行流程，以便引導實(shí)驗進(jìn)行。 通常在正式的記錄本之外，可另設一本在實(shí)驗桌上使用的現場(chǎng)記錄簿 (Benchman)。
c. 第一次試作失敗，檢討后若計劃不改，則進(jìn)行第二次操作為 [P1-E2]。
d. 若檢討后改變計劃，則 [P1] 取銷(xiāo)，重新寫(xiě)計劃，另立一新日期。
6、實(shí)驗結果 [R]： 不論成功或失敗，仔細察覺(jué)事實(shí)真相，均能獲益。
a. 就所得數據，一一整理出結果，不管成敗，都要制成完整形式的圖表；數據若不整理成圖表，無(wú)法對它分析或思考�？砂阉械膱D表結果貼在書(shū)桌前，朝暮思考。
b. 對所得圖表進(jìn)行觀(guān)察、討論，分條以文字描述所觀(guān)察及省思的結果。
c. 強迫自己對結果的圖表，作最大限度的想象，盡量擠出新的觀(guān)察結果。
d. 若結果不佳，亦必慎重整理、檢討，勿隨手一丟了事；既使失敗的實(shí)驗，也要從中榨出一絲結果，做為改善的起點(diǎn)。
7、實(shí)驗討論 [D]： 由各種角度，檢討實(shí)驗的來(lái)龍去脈。
a. 針對所得結果進(jìn)行討論，說(shuō)明其所衍生的問(wèn)題或結果。
b. 由結果所衍生出的問(wèn)題，提出可能之說(shuō)明，并建議解決方式。
c. 對失敗的實(shí)驗，提出改進(jìn)及注意要點(diǎn)，卷土重來(lái)。
d. 實(shí)驗雖然看似成功，要思考各種可能造成相同結果的 假相。
e. 不要忘記跳出實(shí)驗現場(chǎng)，以較寬廣的角度，再次檢討整個(gè)研究的大方向。
8、應用心得：
a. 以日記方式記錄，是一種自我對談及省思，經(jīng)�？稍谝怨P記錄的過(guò)程中，自動(dòng)顯現出問(wèn)題的答案；我們大多懶于做這種記錄與省思。
b. 積極的研究生活，每天可經(jīng)歷一個(gè) P-E-R-D 循環(huán)，并由結果規劃次日的計畫(huà) [P]。
c. 若一時(shí)無(wú)法對問(wèn)題有所解答，過(guò)些時(shí)候再重新細讀實(shí)驗記錄，可能會(huì )有新的心得。
d. 隨時(shí)把實(shí)驗結果影印給指導老師，共同討論，或在 Lab meeting 口頭報告；把重要結果整理成一頁(yè)來(lái)報告 (One-Page Show) 是一理想的方法。
e. 當記錄數目累積相當多后，可作一 index 表，表列各實(shí)驗摘要，方便查閱。
實(shí)驗設計三要素的內容
1.實(shí)驗目標：首先應確定實(shí)驗的目的，明確實(shí)驗的范圍和可行性，限定實(shí)驗的含義，排除實(shí)驗的多余研究。實(shí)驗目標要細致、清晰，結合實(shí)踐，以明確具體測試及分析手段，把握實(shí)驗的原則，是實(shí)驗設計的基礎要素。
2.實(shí)驗條件：實(shí)驗條件是實(shí)驗設計的核心，即執行實(shí)驗所必須考慮和規范的因素。它主要包括實(shí)驗材料、實(shí)驗操作、環(huán)境條件等，要求合理設置，保障實(shí)驗精確無(wú)誤。
3.實(shí)驗結果：實(shí)驗結果是實(shí)驗設計的結果和最終要達到的內容，包括實(shí)驗的收集數據和分析數據以及實(shí)驗結論等。實(shí)驗結果既是實(shí)驗設計驗證性和可實(shí)施性的必要條件，也是實(shí)驗設計可行性的有力保障。
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