设计性实验
《设计性实验》课件
假设，用于进行实验验证。
3
设计实验方案
制定详细的实验方案，包括实验 设计、样本选择、实验流程等。
设计性实验的案例介绍
药物疗效实验
通过设计性实验，测试不同 药物对疾病治疗的疗效，找 到最有效的治疗方案。
用户体验测试
利用设计性实验方法，评估 产品或网站的用户体验，以 改善用户界面和功能设计。
市场调研实验
《设计性实验》PPT课件
什么是设计性实验
设计性实验是一种通过操纵和设计变量来研究因果关系的科学实验方法。它 用于探索和验证各种理论和假设，以及测试新的产品或解决方案。
设计性实验的特点
1 自变量控制
设计性实验充分控制 实验中的自变量，以 确保所观察到的现象 和效果与被研究的变 量之间的因果关系。
2 有目的的操纵
设计性实验可用于评估市场 营销策略的效果，帮助企业 做出正确的营销决策。
设计性实验的注意事项
• 确保实验样本具有代表性和可靠性。 • 严格控制实验条件，避免干扰和偏倚。 • 记录实验数据和结果，进行统计分析。 • 尊重伦理规范，保护实验对象的权益。
总结
设计性实验是一种重要的科学研究方法，它通过精心设计和操纵实验变量， 帮助我们理解因果关系和解决问题。在实施设计性实验时，我们应该遵循 严格的实验设计和科学的分析方法，以确保实验结果的可靠性和可靠性。
设计性实验通过有目 的地操纵和改变自变 量，以观察其对因变 量的影响，从而得出 科学结论。
3 严格的实验设计
设计性实验采用严格 的实验设计，包括随 机分配实验组和对照 组、双盲实验、重复 实验等，以消除偶然 误差和外部影响。
设计性实验的意义和作用
科学验证
设计性实验可以用来验证 科学理论和假设，为学术 研究提供可靠的证据和数 据支持。
综合性、设计性、创新性实验认定办法
综合性、设计性、创新性实验认定办法为进一步深化实验教学改革，提高实验教学质量，培养学生的实践能力、创新能力，促进综合性、设计性和创新性实验的开设与规范化管理，结合我院实际情况，制定本办法。
一、综合性、设计性、创新性实验的定义（一）综合性实验综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。
即学生经过一个阶段的学习后，在具有一定的基本知识和基本技能的基础上，运用一门课程或多门课程的知识对学生实验技能和方法进行综合训练的一种复合型实验。
开设综合性实验的目的是对学生的实验技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力。
满足以下条件之一的视为综合性实验：1．内容涉及一门课程的2个以上知识点的有机综合；2．内容涉及多门课程的知识点的有机综合；3．一门课多项实验内容的有机综合。
（二）设计性实验设计性实验是指结合课程教学或独立于课程教学，给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的探索性实验。
着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。
满足以下条件之一视为设计性实验：1．教师给定实验目的、要求，学生自行选择仪器设备，拟定实验步骤加以实现的实验；2．根据课程或理论的特点，学生自主选题，自行设计，在教师指导下得以实现的实验。
（三）创新性实验创新性实验是学生在教师指导下,在自己的研究领域或教师选定的研究方向,针对某一或某些选定研究目标所进行的具体研究、探索性质的实验,是学生早期参加科学研究,教学与科研有机结合的一种重要形式。
创新性实验应当体现实验内容的自主性、实验结果的未知性、实验方法、手段的探索性。
选题突出当前相关学科的最新研究或前沿课题。
二、综合性、设计性、创新性实验的认定1．综合性、设计性、创新性实验的设置和认定由各学院（部、中心）负责组织实施。
2．任课教师或实验教师，依据课程的实验教学大纲，在遵循本门课程或本专业教学规范的前提下，经过充分论证，选定切实可行的综合性、设计性、创新性实验设置方案，填写“综合性、设计性、创新性实验项目审定表”，学院（部、中心）组织专家对所申报的综合性、设计性、创新性实验进行审核，报教务处核准备案。
设计性试验
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2、初步实验设计
一）实验设计
• 运用有关知识对所建立的假说进行全面考 虑并作出周密的安排，这一具体的验证方法 计划便称为实验设计。
实验设计是科研工作的中心环节
• 科研设计：
• 广义： 为科研实践制定的一个科学而合理的总 体计划方案，指一项科学研究工作的总体计 划。
• 指在科研总体计划中有关研究工作的具 体研究方案或者研究方法的设计。
狭义：
1）为什么进行实验设计？
• 一个周密而完善的实验设计，能合理地安 排各种实验因素，严格地控制实验误差，从 而用较少的人力、物力和时间，最大限度地 获得丰富而可靠的资料。
2）实验设计的基本要素
受试对象 处理因素 实验效应
• 1、受试对象：又称实验对象，是处理 因素作用的客体，根据研究目的确定 的研究总体。 •
• 2、处理因素：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。 主动施加的 客观存在的
• 3、实验效应：处理因素作用于受试对象 的反应和结局，通过观察指标来体现。
观察指标：客观性：即选用易于量化的、经过仪器测量和检验而获得的客观指标 主观指标 随意性和偶然性 客观指标 真实性和可靠性
小动物(鼠、蛙)每组10～40例； 中等动物(兔、豚鼠)每组8～30例； 大动物(猫、犬)每组5～10例。
5.设立适当对照组
对照原则：齐同对比
பைடு நூலகம்
6. 随机分组
随机原则
完全随机分组法 随机配对分组法 随机区组法 拉丁方分组法
7. 拟订实验记录格式
原始记录
8. 拟订统计处理方法
t 检验 F 检验 x2 检验
设计性实验讲稿
（3）培养创新能力和树立严谨的科学作风。
设计性试验的总体要求：
要求学生在教师的指导下，根据现有的实验条件，
能较独立地拟实验题目和定实验目的，设计实验方案、
确定实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序，并 自己加以实现和对实验结果进行分析处理。
二、如何做好设计性试验
设计性实验的难点： 因为缺少实验教材和已经准备好的实验系统，要求 在做实验之前完成这部分的准备工作。所以设计性实验 的难点之一就在于选定实验题目以后，该如何着手准备 实验、搭建一个可行的实验系统。 如何解决？ 查阅大量的资料和文献,寻找创新点。 明确目的、端正态度、遵循科学的实验方法。
三、开展设计性实验的方法和步骤
1、实验选题是前提 实验选题原则： （1）设计性实验的选题要尽量与已经做过的常规实验内容 相结合。我们学院的设计性实验安排在大二下学期进行， 先是上学期做了许多常规实验，然后才是设计性实验。如 果设计性实验的内容以常规实验的内容为基础，那么对相 关知识就比较熟悉，对相关仪器的操作也比较熟练，有利 于充分利用实验室现有的仪器设备、缩短进行设计性实验 的准备时间。
（2）教师给定题目与学生自由选题相结合。我们使用的设计 性实验选题方式有两种： 一是根据教师提供的题目进行选择，这种方式能保证实验的可 行性； 二是学生自由选题，可以是学生针对自己在以前实验过程中遇 到的某个问题展开的研究，也可以是对某个理论的实验验证或 是某个现象的实验研究。但实验所需主要器材必须是实验室能 提供的，所以自由选题需经学生申报、教师进行可行性论证以 后方可定题。
六、本学期设计性实验的具体安排 内容安排： 每次课有90人做设计性试验。共分为四组，由4个 老师（彭力、李丰果、曾育锋、刘朝辉）分别带。 实验题目和内容自选。 组队原则：
设计性实验报告格式
一、实验目的（一）验证理论知识的正确性（二）提高实验设计能力（三）培养团队合作精神二、实验原理（一）实验背景简要介绍实验所涉及的理论知识，包括相关公式、原理等。
（二）实验原理详细阐述实验的基本原理，包括实验的理论依据、实验装置的原理等。
三、实验材料与仪器（一）实验材料列出实验所需的各种材料，如试剂、样品等。
（二）实验仪器列出实验所需的仪器设备，包括仪器的名称、型号、规格等。
四、实验步骤（一）实验前准备1. 检查实验仪器是否完好；2. 准备实验材料；3. 熟悉实验原理和步骤。
（二）实验过程1. 按照实验步骤进行实验操作；2. 观察实验现象，记录数据；3. 分析实验结果，判断实验是否成功。
五、实验数据与结果（一）实验数据列出实验过程中所获得的数据，包括原始数据和处理后的数据。
（二）实验结果根据实验数据，分析实验结果，判断实验是否达到预期目的。
六、实验讨论与分析（一）实验结果分析1. 分析实验数据，探讨实验结果与理论预期是否一致；2. 分析实验过程中的异常现象，探讨原因；3. 对实验结果进行总结，得出结论。
（二）实验改进与建议1. 分析实验过程中存在的问题，提出改进措施；2. 对实验设计提出建议，以提高实验效果。
七、实验结论（一）实验目的实现情况1. 验证理论知识的正确性；2. 提高实验设计能力；3. 培养团队合作精神。
（二）实验结果总结1. 总结实验过程中的关键步骤和注意事项；2. 总结实验结果，得出结论。
八、实验报告附件1. 实验数据表格；2. 实验照片；3. 实验装置图；4. 实验原理图；5. 实验步骤图。
九、实验报告撰写人及日期实验报告撰写人：________实验报告撰写日期：____年__月__日注：本实验报告格式仅供参考，具体内容可根据实际实验情况进行调整。
1实验设计 (1)何谓设计性实验？其目的及作用是什么？
实验设计基本知识1．实验设计（1）何谓设计性实验？其目的及作用是什么？设计性实验是机能学实验中的一项重要内容，即同学们在掌握了一定的实验技能和 方法的基础上，运用所学知识，自行提出问题，进行选题并设计研究方案，通过实施实 验、观察实验结果、对实验结果进行分析处理等环节最终得出正确的研究结论。
开设设 计性实验课的目的是通过实践提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学 生勇于探索、严谨求实、团结协作的精神，对于培养高素质、创新型人才有重要意义。
（2）设计性实验有哪些基本程序？进行设计性实验要经过选题、设计、实验、收集实验资料、整理分析实验资料和撰写论文几个阶段。
选题是实验设计的前提，决定研究的方向和内容，是发现问题和 提出问题的过程。
一个好的选题应具有创新性、科学性和可行性，需要认真查阅大量文献资 料，了解有关研究的历史和现状，包括已取得成果和尚未解决的问题，结合实验室的条件、 仪器设备，经过科学思考，找出所要探索研究的内容， 形成假说，进而确立明确的研究题目； 设计即制定具体的研究计划和方案，实验设计应遵循随机、重复、对照的三大原则，以有效 的控制干扰因素，保证实验的可靠性和高效率；实验分为预实验和正式实验，前者是对选题 进行初步实验，以熟悉实验技术，确定正式实验的各项条件，然后进行正式实验；实验中应 准确操作，认真观察，仔细记录各项实验结果。
实验结束后及时整理实验资料，统计实验数 据，分析实验结果，最终作出符合实际的科学结论并写出论文。
（3）实验设计的基本要素是什么？进行实验设计时，应围绕处理因素、实验对象、实验效应三方面考虑。
处理因素（study factor）即所研究问题的作用因素。
处理因素可以是物理因素，如电刺激、温度、手术等， 也可以是化学因素，如药物、毒物、缺氧等。
设计处理因素时，应考虑处理因素的性质、作 用强度或剂量、作用时间等。
一般的实验常用单因素设计，即除了某特定的实验因素可变动 外，其他因素保持不变。
1实验设计 (1)何谓设计性实验？其目的及作用是什么？
实验设计基本知识1．实验设计（1）何谓设计性实验？其目的及作用是什么？设计性实验是机能学实验中的一项重要内容，即同学们在掌握了一定的实验技能和 方法的基础上，运用所学知识，自行提出问题，进行选题并设计研究方案，通过实施实 验、观察实验结果、对实验结果进行分析处理等环节最终得出正确的研究结论。
开设设 计性实验课的目的是通过实践提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学 生勇于探索、严谨求实、团结协作的精神，对于培养高素质、创新型人才有重要意义。
（2）设计性实验有哪些基本程序？进行设计性实验要经过选题、设计、实验、收集实验资料、整理分析实验资料和撰写论文几个阶段。
选题是实验设计的前提，决定研究的方向和内容，是发现问题和 提出问题的过程。
一个好的选题应具有创新性、科学性和可行性，需要认真查阅大量文献资 料，了解有关研究的历史和现状，包括已取得成果和尚未解决的问题，结合实验室的条件、 仪器设备，经过科学思考，找出所要探索研究的内容， 形成假说，进而确立明确的研究题目； 设计即制定具体的研究计划和方案，实验设计应遵循随机、重复、对照的三大原则，以有效 的控制干扰因素，保证实验的可靠性和高效率；实验分为预实验和正式实验，前者是对选题 进行初步实验，以熟悉实验技术，确定正式实验的各项条件，然后进行正式实验；实验中应 准确操作，认真观察，仔细记录各项实验结果。
实验结束后及时整理实验资料，统计实验数 据，分析实验结果，最终作出符合实际的科学结论并写出论文。
（3）实验设计的基本要素是什么？进行实验设计时，应围绕处理因素、实验对象、实验效应三方面考虑。
处理因素（study factor）即所研究问题的作用因素。
处理因素可以是物理因素，如电刺激、温度、手术等， 也可以是化学因素，如药物、毒物、缺氧等。
设计处理因素时，应考虑处理因素的性质、作 用强度或剂量、作用时间等。
一般的实验常用单因素设计，即除了某特定的实验因素可变动 外，其他因素保持不变。
设计性实验报告
设计性实验报告设计性实验报告是指在进行科学实验的基础上，通过对实验数据进行分析和总结，进一步探究问题所在，提出创新性的解决方案或结论的报告。
这种类型的报告不仅要求具备较强的实验技能和过硬的数据分析能力，更需要在观察和实验的基础上进行合理的结论推断、创造性的思维以及科学的思考方式。
下面，就按照时间流程，分三个阶段分别介绍设计性实验报告的撰写流程。
一、准备阶段在开始实验前，需要对问题进行细致、深入的探讨和认识。
这包括对实验主题、研究对象、实验方法和理论预测等方面的全面了解。
实验题目选择应该能够涵盖变量的影响，避免有太多外来噪声。
在选择题目之后，应当编写实验计划，规定实验的步骤、方法和测量仪器，并且确定数据的收集时间和方式。
此外，还需要进行相关文献资料的查询和调研。
文献调研的目的是深入理解实验主题，掌握前人对该主题的研究情况，同时还可以发现一些可能存在的问题，更好地指导实验的开展。
在文献调研的基础上，撰写理论部分，阐述实验的理论基础和预测结果，对实验做基本的预设。
二、实验过程实验过程是完成设计性实验报告的最关键步骤。
实验对象的选择需要充分考虑实验的可行性和有效性，同时也要注意实验对象的福利问题。
实验过程中应当控制好变量，保证实验环境的稳定和一致性。
在收集数据的过程中，应当保持良好的数据记录习惯，统计数据并综合分析。
三、报告撰写在收集和分析数据之后，需要将实验结果进行综合分析，归纳出实验得到的结论。
撰写实验报告时，应先考虑报告的格式、分段等。
其次，要将实验主题、实验方法、实验数据、结果分析、结论等部分通过文笔生动，逻辑清晰的方式串联起来。
在进行分析和讨论时，不要武断地否定或支持某种观点或理论，而是应根据实验结果，客观分析，引入先进理论与现有研究结果对比，并合理提出自己的思考和完善。
总结设计性实验报告需要一定的实验基础和科学思维能力，在实验过程中需要细心、耐心且（measured，比较一下近义词）严谨。
文献查询和调研是设计性实验报告顺利完成的关键，要充分了解前人对该主题的研究情况和研究进展。
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3.探讨体液因子的作用 如神经递质、体液因子、生物介质、抗原、抗体、药物 等
4.研究某种药物的体内过程或作用机制 发现新药、研究药物的体内过程和作用机制
的创建，新型生物活性物质的作用部位、靶点发现、网络和整
体效应以及药物代谢及动力学、毒性等机制的深入系统研究；
加强对复杂疾病的网络调控及其药物干预机制、个体化治疗和 新治疗方案、转化医学等的基础研究，以及创新性药理学模型 和疾病模型研究；
药物代谢与药物动力学应加强成药性评价、与药效和毒性相关 的分子生物学机制及新理论和新模型研究；药物毒理应加强分 子毒理学和代谢产物毒性的研究。
（四）假说的验证
1.创新性 立题必须具有创新性，包括提出新规律、新技术、 新方法或对原有规律、技术、方法的补充和改 进。
2.科学性 选题必须要有依据，要符合科学规律
3.目的性 具体地提出要解决的问题，集中解决1~2个问题， 切忌范围过宽。
4.可行性 选题要充分考虑实验的主、客观条件
1.对原有实验方法的改进 2.建立一种新的动物模型及评价该模型的指标
一、处理因素（研究因素）
确定处理因素时要注意以下几个问题： 处理因素的数目及水平不宜过大 要确定处理因素与非处理因素 处理因素的强度要适宜 处理因素必须标准化
二、受试对象
在实验设计时首先要确定试验 对象，并对实验对象和条件作严格 规定。 临床试验对象：病人 动物实验对象：动物(实验室) 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。
对照的形式
空白对照：对照组不施加任何处理因素。 实验对照：对照组不施加处理因素，但施加某种与处
理因素有关的实验因素。 标准对照：不设立对照组，而是用现有标准或正常值
作为对照。 自身对照：对照和实验在同一受试对象进行 相互对照：各实验组间相互为对照 历史对照：又称为文献对照或回顾对照
二、随机原则
2.共变法 共变法是根据某种现象往往总是与另一现象伴随发生， 提出两者可能有因果关系的假说。
3.类推法 类推法是根据已知事实或事物规律推论未知事物的方 法。
4.类同法 类同法是根据事物发生的一致性提出假说。
5.剩余法 剩余法是在逐一排除可能影响某结果的各因素后，剩 下的不能排除的因素就是可能的原因，从而提出假 说。
3.不同假说的争论有利于科学的发展
例：预防白喉免疫法的发明
德国药物学家贝林（Behring）在白喉的早期研究中 发现，实验动物注射白喉杆菌死亡时，细菌仍留在 注射点周围。那么动物是什么原因引起死亡的呢？
他提出细菌毒素是其原因的假说。
（三）假说的建立
1.差异法 差异法是根据观察到的事物的差异提出假说。
根据已有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就是假说（hypothesis） （一）假说的特征
1.科学性 假说的条件:事实和科学理论，事实更为重要。 2.假定性
（二）假说的作用
1.假说是科研创新的起点 科学研究的目的就是创新，就是形成新思想、新理 论
2.假说为科研活动提供了进一步的研究方向 假说能够为科研设计提供清晰的思路，进行有目的、 有计划的研究。
5.治疗某种疾病或病理过程的新方法 生物制品药物，生物物理学技术、核素制品等
实验设计的基本要素: 处理因素、受试对象和实验效应
如：观察巯甲丙脯酸对肾性高血压大鼠的 疗效。
一、处理因素（研究因素）
处理因素——就是指在实验研究中有目 的地加到受试对象身上的因素。
与其相对应的是所谓非处理因素，它是 指非有意加到受试对象身上，而在实验 中可能起到干扰作用的因素。
6.课题确立
中国期刊网 中文生物医学期刊文献数据库(CMCC) 中国生物医学文献数据库(CBMDISC) 中文生物医学期刊引文数据库(CMCI) EBSCO全文数据库 ProQuest全文数据库 SpringerLINK全文数据库 外文全文数据库统一检索平台 MEDLINE BIOSIS Previews Ei Compendex 书生之家数字图书馆
三、实验效应
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。 具体要求如下： 指标的关联性 指标的客观性 指标的灵敏性 指标的特异性 指标的精确性
一、对照原则 二、随机原则 三、重复原则 四、均衡原则
一、对照原则
只有通过设立对照，才能使处理因 素产生的效应显示出来，消除了非 处理因素的影响。同时设立对照还 可消除和减少试验误差。
1.设计性实验: 采用科学的逻辑思维配合实验方法和技术，对 拟定研究的目的（或问题）进行的一种有明确 目的的探索性研究。
2.与基础性、综合性实验的区别: 设计性实验是在借助前人工作与经验的基础上， 通过对研究对象进行积极的思考与归纳，对未 知因素进行大胆设计、探索研究的一Байду номын сангаас科学实 验。
一、科研课题的种类： 1.根据研究目的分类 基础研究、应用研究、开发研究。 2.根据研究内容以及研究方法分类 实验研究、调查性研究、资料分析研究。 3.根据课题的来源分类 指令性课题、指导性课题、自选课题。
1.初始意念 研究者发现并提出问题。 2.查阅文献 形成科学假说。要了解所提问题的历史和现
状，问题症结所在，有无解决的可能，解决这个 问题的学术价值和实用价值如何，是否具备解决 这一问题的能力和条件等。
3.立题 形成科研题目。 4.开题报告 立题依据、选题意义、实验方法、技术路线
以及预期结果。
5.专家论证 题目确立后请专家论证，并根据论证意见， 修改选题。
2013年国家自然基金项目指南
药理学（H31）：主要资助针对某种疾病、具有一定特点的治 疗药物、候选药物和生物活性物质的作用机制及/或耐药机制 研究，药物代谢与药物动力学研究，药物毒理与临床药理研究 等。
药理学着重于药物和生物活性物质作用机制的深入研究。
药理学申请项目应加强新靶点的发现与确认，药物筛选新模型