实验设计的三要素与四原则
实验设计的三要素与六原则
实验设计的三要素与六原则一般来说，完善的设计方案需具备以下几个条件：实验所需的人力、物力和时间资源；实验设计的“三要素”和“六原则”均符合专业和统计学要求，对实验数据的收集、整理、分析等有一套规范的规定和正确的方法。
而其中准确把握统计研究设计的“三要素和六原则”，是科学实验设计的核心。
一、实验设计的“三要素”1）实验对象。
实验所用的材料即为实验对象。
如用小鼠做实验，小鼠就是本次实验的实验对象，或称为受试对象。
实验对象选择的合适与否直接关系到实验实施的难度，以及别人对实验新颖性和创新性的评价。
一个完整的实验设计中所需实验材料的总数称为样本含量。
最好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量。
样本过大或过小都有弊端。
2）实验因素。
所有影响实验结果的条件都称为影响因素，实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。
影响因素有客观与主观，主要与次要因素之分。
研究者希望通过研究设计进行有计划的安排，从而能够科学地考察其作用大小的因素称为实验因素（如药物的种类、剂量、浓度、作用时间等）；对评价实验因素作用大小有一定干扰性且研究者并不想考察的因素称为区组因素或称重要的非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。
最好通过一些预实验，初步筛选实验因素并确定取哪些水平较合适，以免实验设计过于复杂，实验难以完成。
3）实验效应。
实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的反应称为实验效应。
实验效应是反映实验因素作用强弱的标志，它必须通过具体的指标来体现。
要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。
对一些半客观（比如读pH试纸上的数值）或主观指标（对一些定性指标的判断上），一定要事先规定读取数值的严格标准，只有这样才能准确地分析自己的实验结果，从而也大大提高了自己实验结果的可信度。
二、实验设计的“六原则”1）随机原则：即运用“随机数字表”实现随机化；运用“随机排列表”实现随机化；运用计算机产生“伪随机数”实现随机化。
实验设计的三要素和四原则
实验设计的三要素和四原则实验设计是科学研究中至关重要的一环，它的目的是为了系统地测试和验证研究假设，获得客观、可靠的实验结果。
一个好的实验设计能够确保实验的可重复性、准确性和可靠性。
在实验设计中，三要素和四原则是至关重要的指导原则。
三要素是实验对像、实验组和对照组。
实验对像指的是研究对象，可以是人类、动物、细胞等。
实验组是受试者接受处理或干预的群体，对照组是接受处理或干预的群体。
三要素的选择关系到实验结果的准确性和可靠性。
实验对像应该选择合适的研究对象，样本的选择应该具有代表性和随机性，以确保结果的有效性和普适性。
实验组和对照组的设定应该尽量保持相似，除了实验处理外的其他条件应该尽可能一致，以减少干扰因素的影响。
实验设计的四原则分别是随机性、重复性、对比性和标准化。
随机性指的是实验中指派受试者到实验组和对照组的过程应该是随机的，以消除主观因素和偏差的影响。
重复性是指实验需要进行多次重复，以确保结果的稳定性和可靠性。
对比性是指实验组和对照组之间需要进行对比，观察实验组和对照组在某个参数或变量上的差异，以判断实验处理的效果。
标准化是指在实验设计过程中需要尽量控制或标准化一切可能影响实验结果的因素，以确保结果的可靠性和准确性。
在实验设计中，需要遵循以下四个原则：首先，明确研究目的和假设。
在进行实验设计之前，需要明确研究目的和假设，以确定需要测量的因变量和自变量，并设定实验流程和操作步骤。
其次，选择合适的实验对像和样本规模。
实验对像的选择应该符合研究目的和要求，样本规模需要符合统计学的要求，以获得具有代表性和普适性的实验结果。
第三，确定实验组和对照组的设定。
实验组和对照组的设定应该尽量满足随机性和对比性的原则，且实验组和对照组之间的其他条件应该保持一致，以减少干扰因素的影响。
最后，确保实验结果的可靠性和准确性。
在实验设计过程中需要尽量控制或标准化一切可能影响实验结果的因素，以确保结果的可靠性和准确性。
同时，实验结果的分析和解读也需要科学合理，符合统计学原则。
临床实验的三要素
临床实验的三要素临床实验作为医学领域重要的研究方法，对于推动医学科学的进展和改善疾病治疗方式起到了关键作用。
而临床实验的成功与否，离不开三个重要的要素，即：研究设计、样本选择和数据分析。
本文将依次从这三个要素进行介绍。
一、研究设计临床实验的研究设计是确保实验过程科学可靠的关键。
合理的研究设计能够最大程度地减小误差和偏倚，提高实验结果的可靠性和有效性。
常见的研究设计包括随机对照试验、盲法、交叉设计等。
1. 随机对照试验随机对照试验是最常用的研究设计之一。
它通过将实验对象随机分配到实验组和对照组，以消除可能的干预因素对实验结果的影响。
同时，实验组和对照组之间应尽可能保持相似的特征，以便比较结果。
2. 盲法盲法是保证实验结果客观性的重要手段之一。
通过对实验人员和实验对象进行盲化，可以减少因主观因素引起的偏差。
常见的盲法包括单盲、双盲和三盲。
3. 交叉设计交叉设计适用于某些需要对同一对象进行多次观察的实验。
通过在不同时间或序列中改变实验组和对照组的顺序，可以降低时间和对象本身因素对实验结果的影响。
二、样本选择样本选择是临床实验的重要环节之一。
一个合理的样本选择能够代表目标人群的特征，提高实验的可信度和推广性。
1. 总体选择临床实验的目标人群通常较大，因此需要从总体中选择合适的样本。
在进行样本选择时，应尽量保证样本具有代表性，即样本的特征与目标人群尽可能相似，以减小样本选择偏差可能带来的影响。
2. 样本大小样本大小是样本选择过程中需要考虑的重要因素。
样本过小可能无法有效检出实验组和对照组之间的差异，而样本过大则可能造成资源的浪费。
样本大小的确定应考虑实验目的、研究设计和所需的统计方法等。
三、数据分析数据分析是临床实验的最后一道关卡。
只有正确有效的数据分析，才能得出准确的实验结论和科学的推论。
1. 统计方法选择在数据分析过程中，需要选择合适的统计方法来分析数据。
常见的统计方法包括描述性统计分析、方差分析、卡方检验、回归分析等。
实验研究设计的三个基本要素
实验研究设计的三个基本要素
实验研究的三个基本要素是干预措施、受试对象、试验效应。
1、干预措施
在社区干预试验中把根据研究目的而施加的特定试验措施称为干预措施。
多数指外部施加的因素，如药物、手术、预防及保健措施等。
干预措施可分不同等级，称为水平，如不同强度的体育锻炼。
干预措施及各水平应在整个试验过程中，按设计好的统一标准进行，始终如一，避免引起偏倚。
2、受试对象
是指被选入参加试验的人。
如果受试对象是病人则其诊断必须明确可靠，它就是预期要用于临床的适应证。
用以判定受试对象的指标，称为诊断指标，包括疾病种类、病型分期、病情轻重、合并症，以及年龄、性别等指标。
3、试验效应
是指干预措施在受试对象身上产生的预期效应。
用以判断效应的指标，称为效果指标。
诊断指标和效果指标都应有可靠性和有效性分析。
诊断指标的可靠性差，可能会引起错分误差；诊断指标的有效性差，则会影响试验结果的外推有效性；效果指标可靠性差，会造成试验效力下降，还可能引起测量性偏倚；效果指标的有效性差，则直接影响结论的内在有效性。
第十五讲 卫生统计学 实验设计
赖氨酸
赖氨酸效应
（三）自身对照
实验在同一受试对象上进行。
特点： 简单易行，使用广泛。但若试验前后某些 环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结 果，就难以说明问题。
（四）标准对照(standard control)
以现有的标准或正常值作对照。
例①某种新的方法能否代替传统方法的研究； ②某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相同。
——实验室应用较多
（五一疾病的疗效。
（六）历史对照：以过去的研究结果作对照。
与本人或他人过去的研究结果作比较。
—— 不好！！！！！！
二、处理因素
处理因素或受试因素：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，简称处理或因素(factor)。 是根据研究目的确定的主要因素，处理因素在 整个实验中应始终要保持不变。
非处理因素：与处理因素可能同时存在的能
使受试对象产生效应的非研究因素。非处理因 素干扰效应与所研究因素间关系的观察与分析， 常常又称混杂因素(confounder)。
分层随机化步骤：
(1)编号排序：将每层的受试对象编号排序，如体重 从轻到重，时间由前至后等。 (2)取随机数：从随机数字表或计算器或计算机获得。 每个受试对象可取两位数。 (3)确定组别：根据每层受试对象获得的随机数的大 小顺序决定受试对象在哪一组。对每个处理也可规定 顺序，如处理A, B, C, …分别对应于序号1, 2, 3, …。
均衡性
(1) 对等：除处理因素外，对照组具备与实验组对等的 一切非处理因素。
毕业论文实验设计的三大要素和四个原则
毕业论文实验设计的三大要素和四个原则一般来说，应具备以下条件：人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的三要素和四原则均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏，并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内，并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。
而其中准确把握统计研究设计的三要素和四原则，无疑是其设计方案科学严谨的象征。
毕业论文实验设计的三大要素：实验设计三要素应着重考虑：一、受试对象的种类问题。
这里面包含以下几种情形：l、一般医学科研常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段一般用人作为受试对象。
新药临床试验一般分为4期，在1期临床试验阶段，通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段，常用患特定疾病的患者作为受试对象。
选择什么样的患者，应有严格的规定。
二、实验因素。
实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。
若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多，就必须结合专业知识，对众多的因素做全面分析，必要时做一些预实验，区分哪些是重要的实验因素，哪些是重要的非重要的实验因素，以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。
水平选取的过于密集，实验次数就会增多，许多相邻的水平对结果的影响十分接近，不仅不利于研究目的的实现，而且将会浪费人力、物力和时间;反之，该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来，易于得出错误的结论。
在缺乏经验的前提下，应进行必要的预实验或借助他人的经验，选取较为合适的若干个水平。
所谓质量因素，就是因素水平的取值是定性的，如药物的种类、处理方法的种类等。
应结合实际情况和具体条件，选取质最因素的水平，千万不能不顾客观条件而盲目选取。
三、实验效应。
实验设计的要素与原则
实验设计的要素与原则
实验设计的三要素
1.实验对象
2.影响因素
3.实验效应
实验对象
1.实验对象的选择
2.实验对象的样本大小
影响因素
1．影响因素的种类
2．实验因素
3．非实验因素
4．实验误差
实验效应
1．何谓实验效应
2 . 确定观察指标
3．主、客观指标
实验设计三原则
1 . 重复
2 . 随机
3 .对照
1．重现性2．重复数
1．何谓随机2．随机的意义3．随机化手段
1．何谓对照2．对照的意义3．对照方式
参考文献
1.解景田, 刘燕强, 崔庚寅. 生理学实验（第4版）. 高等教育出版社. 2016
2.秦川, 魏泓. 实验动物学. 2015
3.魏伟, 吴希美, 李元建. 药理实验方法学.第4版. 人民卫生出版社, 2010
4.Fox. Human physiology lab manual (9th Ed.). 2002
5.李仁德，董守良，陈强. 人体及动物生理学实验指导. 兰州大学出版社. 2001。
实验方案设计( Design of Experiment)
3） 实验效应。
• 实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的反应 称为实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱 的标志，它必须通过具体的指标来体现。要结合专 业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器 和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、 灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观 （比如读pH试纸上的数值）或主观指标（对一些定 性指标的判断上），一定要事先规定读取数值的严 格标准，只有这样才能准确地分析自己的实验结果， 从而也大大提高了自己实验结果的可信度。
2） 实验因素
• 所有影响实验结果的条件都称为影响因素，实验研 究的目的不同，对实验的要求也不同。影响因素有 客观与主观，主要与次要因素之分。研究者希望通 过研究设计进行有计划的安排，从而能够科学地考 察其作用大小的因素称为实验因素（如药物的种类、 剂量、浓度、作用时间等）；对评价实验因素作用 大小有一定干扰性且研究者并不想考察的因素称为 区组因素或称重要的非实验因素（如动物的窝别、 体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统 称为实验误差。最好通过一些预实验，初步筛选实 验因素并确定取哪些水平较合适，以免实验设计过 于复杂，实验难以完成。
川芎嗪Ⅰ组：
结扎左颈总动脉，并缺氧2小时。于缺氧前 30分钟腹腔注射川芎嗪注射液100mg/Kg。
川芎嗪Ⅱ组
于HI后即刻腹腔注射川芎嗪注射液100mg/Kg。
统计分析方法
采用随机区组实验设计方差分析及X2检验
四、误差和偏倚
误 差(error)
误差的概念及分类
误差(error)
泛指实测值与真值之差
3）重复原则
• 所谓重复原则，就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。 一般认为重复5次以上的实验才具有较高的可信度。
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实验设计的三要素与四原则
众所周知，科研工作者在进行医药方面的科学研究之前，需要制定完善的统计研究设计方案，那么什么样的设计方案才称得上是完善的呢?
完善的设计方案需具备六个条件
一般来说，应具备以下条件：人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏，并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内，并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。
而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”，无疑是其设计方案科学严谨的象征。
实验设计的“三要素”
实验设计三要素应着重考虑：
一、受试对象的种类问题。
这里面包含以下几种情形：l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。
新药临床试验一般分为4期，在1期临床试验阶段，通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段，常用患特定疾病的患者作为受试对象。
选择什么样的患者，应有严格的规定。
二、实验因素。
实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。
若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多，就必须结合专业知识，对众多的因素做全面分析，必要时做一些预实验，区分哪些是重要的实验因素，哪些是重要的非重要的实验因素，以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。
水平选取的过于密集，实验次数就会增多，许多相邻的水平对结果的影响十分接近，不仅不利于研究目的的实现，而且将会浪费人力、物力和时间;反之，该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来，易于得出错误的结论。
在缺乏经验的前提下，应进行必要的预实验或借助他人的经验，选取较为合适的若干个水平。
所谓质量因素，就是因素水平的取值是定性的，如药物的种类、处理方法的种类等。
应结合实际情况和具体条件，选取质最因素的水平，千万不能不顾客观条件而盲目选取。
三、实验效应。
实验效应是反映实验因素作用强弱的标志，它必须通过具体的指标来体现。
要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。
对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值)，一定要事先规定读取数值的严格标准，必要时还应进行统一的技术培训。
实验设计的“四原则”
实验设计四原则的实施主要包括：
一、随机原则的实施：即运用“随机数字表”实现随机化;运用”随机排列表”实现随机化;运用’计算机产生伪随机数”实现随机化。
二、对照原则的实施：空白对照组的设立——此种对照一般用干动物实验中，在临床上只适用于慢性病的对比研究中，而且必须慎用;相互对照组的设立——有时要考察的某因素不能取零水平，如考察某化学实验中反应温度对实验结果影响，此时，各实验组分别人不同的温度条件下做实验，各组在实验中起到了相互对照的作用;标准对照组的设立——为了比较某新药的疗效，往往以当前社会上被公认的、疗效比较好且比较稳定的同类药物作为标准对照;实验对照组的设立——当某些处理本身夹杂着重要的非处理因素时，还需设立仅含该非处理因素的实验组为实验对照组;历史或中外对照组的设立一一这种对照形式应慎用，其对比的结果仅供参考，不能作为推理的依据;多种对照形式同时并存。
三、重复原则的实施：所谓重复原则，就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。
四、均衡原则的实施：一个实验设计方案的均衡性好坏，关系到实验研究的成败。
应充分发挥具有各种知识结构和背景的人的作用，群策群力，方可有效地提高实验设计方案的均衡性。
对于医药科研工作者来说，统计研究设计，特别是实验设计，好比是建造高楼大厦的”地基”，它是科学性与严谨性的“见证“，是医学科研工作的“灵魂”。
一般来说，在医药科研的全过程中(包括实验研究、资料表达与分析、撰写论文和申报成果)若不用或误用统计学(包括统计研究设计)，浪费人力、物力、时间且不说，其结论很难令人信服，有时甚至得出的结论是完全错误的。
一切从事医药科研工作的人们，千万不忽视统计研究设计和统计学的正确运用;全体从事医药科研的业务主管部门的领导，一定要将科研工作的科学性与严谨性提到议事日程上来，这是我国加入WTO后必须认真面对的一个非常严峻而又十分现实的问题。