实验设计和数据分析 1

1实验设计与数据处理2•本科生•研究生：做实验•实验设计→结果数据分析处理•科学研究工作者3•什么是科学•什么是科学研究•如何进行科学研究？4科学•科学是反映客观世界（自然界、社会和思维）的本质必然联系及其运动规律的知识体系。•特征：具有客观性，真理性和系统性，是真的知识体系。5科学研究研究:是有计划和有目的的探索和创造的过程。科学方法:是实证的方法，要用实验观察来证实；是理性的方法，要用归纳逻辑、演绎逻辑来推理的。科学方法是实证的/理性的。科学研究：运用科学方法，探索未知的现象，揭示客观规律，创造新理论、新技术、开辟知识新应用领域的智力劳动。6•什么是科学研究方法？•科研方法：科学工作者在从事科学研究时所采用的方法。•医学/生命科学研究方法•实验设计与数据处理7医学科研方法主要内容第一章概论第二章因果推论第三章科研选题第四章科研设计8第一章概论一．科研活动的主要特征二．医学研究的分类三．医学科研实践的基础四．医学科学研究的基本过程五．医学科研基本特征六．医学科研的任务七．医学科研的主要内容9一、科研活动的主要特征1．探索性与创新性这是科研工作区别于一般劳动性工作之所在。探索的目的在于获得新的认识、发现新的事实、阐明新的规律创新的目的是建立新的理论、发明新的技术、研制新材料、新产品。探索是手段，创新是目的。102．继承性和积累性科学研究工作必须建立在科学的方法和知识的基础上，我们利用了这些方法和知识，就体现了科学研究的继承性；这些方法和知识是人们通过大量的科学研究所积累发展形成的，同时我们在科学研究中的创新，也为科学的发展积累了知识。科学研究首先是收集和积累相关信息，对他人的研究工作、思路、方法进行分析、评价，提出自己的研究目标、任务和方案。科研活动的主要特征11二、医学研究的分类按照科技活动类型分1.基础研究：增加知识、探索未知、解决理论问题。基础医学主要研究的内容。产生社会效益。2.应用研究：利用基础理论针对某一问题提出解决的方案和方法。预防医学和临床医学主要研究的内容。产生社会效益为主。3.开发性研究：研制新产品、新技术，产生经济效益。12二、医学研究的分类按照研究方法分1.观察性研究：描述性研究、分析性研究。2.实验性研究：一般实验、动物试验、临床试验。3.理论性研究：数学模型构造。13二、医学研究的分类按照试验场所分1.实验室研究：研究对象是动物、组织、细胞，主要做基础性研究。2.现场研究：研究对象是人。包括病人和一般人群。3.图书馆研究：研究对象是文献。14二、医学研究的分类按照研究的任务分1.纵向课题：指令性和指导性项目。2.横向课题：联合、协作、委托性项目。3.自选课题15三、医学科研实践的基础人员基础方法基础资源基础试验基础16四、医学科学研究的基本过程选题设计实施分析论文/报告技术/产品DesignMeasureEvaluation17•选题：后面的详述181.专业设计：针对专业性课题进行的研究设计，内容有选题、形成假说、干预措施、研究对象、实验方法和技术路线等。保证研究工作的必要性、先进性、可行性和实用性。2.统计设计：是为了减少和排除误差，保证研究结果的可靠、可信，能为他人所接受的重要保证，也是节省人力、物力和时间，提高效率的关键。统计设计是统计分析的基础，任何设计上的缺陷，都不能寄希望于统计分析阶段弥补和纠正。严格设计191.调查调查（investigation）是收集研究资料的一种手段。调查获得的数据资料多数直接来自人群或人群中的个体，研究结果可以直接用于指导健康促进和疾病防治实践。但调查结果容易出现偏倚。调查设计的基本步骤：确定研究目的、确定调查对象和研究指标、设计调查表或问卷、确定调查方法、整理计划和统计分析方法等。实施：调查、实验、临床试验202.实验是在人为控制一些条件和因素的基础上，对研究对象施加研究因素，观察或观测由此引起的结构、功能、生化或疾病过程的变化，这些变化以效应指标表示，通过相应的效应指标揭示事物发生发展的规律性。实验设计的特点：研究者能人为处置处理因素；研究对象接受何种处理因素或水平是随机分配；实验设计能使多种处理因素和水平同时安排在较少实验次数之中，更有效地控制误差，达到高效、精确的目的。213.临床试验指经过精心设计的临床实验，常用来评价药物、疗效、诊断技术和预防性干预措施的效果。基本原理遵循随机化分组原则将研究对象分为对照组和实验组；处理因素包括要评价的药物、诊治方法或预防、预后措施等；对不同组的研究对象采用相同的方法，随访观察相同的时间，测量、记录其效应指标，然后比较或鉴别这些指标的差别，评价处理因素的效果。221.统计分析以正确的方式收集资料描述资料的统计特征统计判断并得出结论2.总结归纳注意事项要根据已有的研究数据来推理。按照本次研究的范围做出结论基本形式：撰写科研论文、报告、技术、产品科学评价（分析）233.控制误差误差种类系统误差随机误差误差来源生物变异判断误差条件误差随机抽样误差过失误差估计误差24五、医学科研基本特征三个基本环节：设计、实施、评价三个基本方法：观察、实验、文献三个基本场所：实验室、现场、图书馆三个基本水平：描述、分析、实验三个基本层次：群体、细胞、分子三个基本阶段：假设、检验、验证三个基本原则：随机、对照、盲法三个基本要素：对象、因素、效应三个基本手段：调查、观察、实验三个基本目的：现状、关联、效果25六、医学科研的任务熟悉人体结构、功能与理化机制，认识疾病的分布，掌握疾病的发生、发展过程，揭示疾病与健康的转化规律及其影响，探索环境与健康的联系，提出有效的防、诊、治措施，改善人类生存环境，增进人类的健康，延长人民的寿命，开发促进人民身心健康的科学技术等。–发现医学中的未知事物及其内在规律–寻找医学中已知事物的未知规律–探索生存环境对人类身心健康的联系–开发医学应用26七、医学科研的主要内容病因学研究（危险因素、病因因素）发病机制研究形态、功能研究社区诊断临床诊断试验临床治疗试验临床预后试验预防试验卫生决策与管理卫生措施或策略的效益、效果评价27第二章因果推论28在医学科学研究中许多情况下是先发现了果，再去找因，或去探索两个事件间的因果关系。科学研究的过程就是收集因果存在的证据过程，但我们所收集的证据是否能够证实因果关系的成立，需要进行科学的推论。有些事物之间的因果关系是一一对应的，比较直观。广义因果律是建立在概率论基础上，即原因是使结果发生概率升高的事件。疾病的病因是指那些能使人群发病概率升高的因素。29一、因果关系的方式单因单果单因多果多因单果多因多果间接联系30二、因果关系研究的思路31发现因素与结果之间的联系（关联），是因果关系研究的基础。互为因果的事物之间一定存在联系，但存在联系的事物之间不一定是因果联系。因果联系（关联）纯统计学虚假发现联系有否统计学联系？有偏倚否？由时间先后否？（假设）（排除偶然）（排除虚假）（前因后果）32关联性检验无显著性时（p0.05），可以认为不存在联系但要考虑造成无显著性的可能性①确实无意义②样本量不足关联性检验有显著性时（p=0.05），可以认为存在联系,但不一定是因果联系33医学研究的目标探索具有因果关系的规律34第三章科研选题35选题是科学研究的第一步，是研究工作中最复杂的一个阶段，往往提出课题要比解决课题更为困难。36科学性原则先进性原则创新性原则实用性原则可行性原则效能性原则一、选题原则37选题原则科学性具有科学依据专业设计：先进性、实用性统计学设计：科学性、可重复性符合客观规律符合逻辑性38选题原则先进性避免不必要的简单重复科学研究可以重复别人的试验，但已经达成共识的研究，重复研究的意义不大。如何避免重复设计，需要查新文献。突出特点在不同地区或人群中进行研究可以对已有的研究结论加以证实或补充。国外已有研究可引进，结合我国实际进行研究，以填补国内空白。与社会发展和经济建设结合39选题原则创新性以前未解决的问题---填补空白以前解决不彻底的问题---有待进一步探索以前解决的问题又出现新问题---解决新问题以前解决问题的技术已经落后---水平的改进与提高40选题原则原始创新全新的发明、创造，建立新方法、新技术、新学说进展性创新（次级创新）对现有概念、方法、技术等补充与改良，用已知探索未知创新的内容方法、技术、观点、理论、解释、发现、应用41选题原则可行性人力、物力、财力、信息难度适当作为一项课题进行研究，选题不能过于简单，简单的题目一般在工作实践中就能够解决，是工作的一个部分，没有必要立项研究。我们所讲的科研课题一般是指，必须通过有组织和计划，并通过一定专门时间的劳动所能够实现的研究活动。课题难度的大小，取决于研究者的能力。42从实践问题中选从学科交叉发展中选从学科特点中选从研究成果延伸中选从项目来源中选从文献资料中选二、选题策略43三、选题的程序提出问题文献评述建立假设确定课题评估论证立项研究44提出问题是课题形成的萌芽阶段经验需要论证发现需要证实争论需要探讨未知需要探索现实需要解决问题？45问题来源经验积累意外启发阅读文献实际需要研究结果提出问题46基本内容文献检索文献收集文献阅读文献整理文献综述文献评述47文献综述的目的、意义掌握学术发展动态历史、现状、发展趋势、存在问题科研选题及设计的基础构思、方法、技术、经验、教训、模板培养阅读能力及写作能力归纳、综合、分析、概念、逻辑文献评述48建立假设问题课题49建立假设假说(hypothesis):根据已知的科学事实和科学理论，对研究的问题提出的假定性说明和推测。假说的特征科学性（characteristicofscience)已有的事实材料★以一定的科学理论为依据假定性（characteristicofsuppose)50假说的作用假说是科研创新的起点假说为科研活动提供了进一步的研究方向不同假说的争论有利于科学的发展假说的验证51确立课题问题课题？（1）阅读文献：了解国内外研究的状况，确定研究的价值与意义，结合自身特点确定研究的方向。（泛读近2年）（2）研究方向：临床－诊断、治疗、预后基础－病因、机理、机制预防－健康问题、危险因素（3）研究目标：具体要解决的问题，实现的目标（4）阅读文献：针对目标精读（5～10年）,解决研究方法、内容、对象、场所，并确定研究题目（形成假设）。52确立课题（5）研究基础：根据设想实地考察是否具备研究条件a.研究对象b.研究方法c.研究人员d.实验条件（设施、仪器、试剂）e.分析技术f.研究经费g.研究时间（6）预试验（7）确定研究课题53自我评估专家咨询评估论证54论证内容立题依据及先进性课题的目的及意义研究方法及关键技术技术路线及研究方案研究条件及基础预期结果及价值（学术与应用）进度及预算55四、选题注意事项研究的目的和内容要明确和具体研究者必须明确我要做什么，为什么要做，怎样做。目的不是口号，而是要具体解决的问题和达到的目标。目的和内容要从题目上显示出来，一般题目不能超过20个汉字，旗帜鲜明。56选题注意事项要结合自身优势、工作基础、技术条件及经费，选择好研究领域和研究方向。要加强合作，利用别人的优势充实和发展自己。转变观念，拓宽思路和知识面，注意学科交叉，注意科研新技术新方法的运用。57要了解申请科研课题有那些渠道，这些渠道的重点资助范围、资助对象、资助强度；对申请人的具体要求；申请课题的程序及管理办法等。运用正确的思维方法指导自己的科研设计。根据不同类型的科研项目，选择不同的申请渠道。选题注意事项58五、课题申请渠道纵向课题国家级国家科技支撑计划项目：医学领域的由卫生部组织，五年制定一次，面向全国公开招标，资助强度较大。高新技术发展