本课程期间,每组都需自主设计并开展一项课题研究。本章包含实验设计相关说明与指导、参考资料和课题案例。

此处可下载实验设计的PPTPDF版参考课件

此处下载可供实验设计参考的他人研究。这些研究均来自已发表的文献,可以参考,切勿照搬或抄袭!

目录

  1. 实验设计准备
  2. 设计过程
  3. 实验过程
  4. 报告格式参考

一. 实验设计准备:文献查找与立题

总的来说,立题时需注意:

  • 课题要具有科学性,有充分的理论知识或相关研究作为支撑
  • 课题不能仅仅是对他人已有研究的简单重复,需要具有一定的创新性
  • 课题要有清晰、简明且具体的研究目的,不可过于空泛,也不宜过多
  • 课题需要考虑本课程可以提供的实验条件,必须在可行范围内可以开展

可以参考的选题类型主要有:

  • 对教学实验的改进、深入或拓展,例如坐骨神经-腓肠肌标本的稳定性研究;不同蛙心离体方法的比较;骨骼肌和心肌生理特性的比较研究;不同处死方法对牛蛙坐骨神经兴奋性的影响,等等。
  • 科研成果转化实验,例如现有药物对小鼠血压/血糖等的影响。
  • 其他类型的探究实验,例如建立一种新的动物模型并评价该模型的指标;验证某种假说;探究某一因素在某种生理过程中的作用。

下面提供一些往年学生选题,以供参考。

  • 牛蛙腓肠肌与支配腓肠肌坐骨神经不应期的差异
  • 磷酸川芎嗪胶囊和复方丹参胶囊浸出液对离体蛙心搏动的影响探究
  • 探讨低钾模型及补钾后家兔心电图和血压的变化
  • 一种简易的家兔离体心脏灌流方法
  • CO2气腹对家兔呼吸、血压及尿量的影响
  • 增大家兔呼吸无效腔的实验装置造模及其有效性探究
  • 小鼠发热模型的构建和不同药物的退烧效果对比
  • 含赤藓糖醇成分的代糖饮料对小鼠葡萄糖吸收的影响
  • 乐音协和性与节奏感知的脑电信号分析

立题时可以参考已有的研究,本网站已经提供了若干可供参考的论文资源,可在页面最上方下载。同时也建议活用知网(也可从清华大学图书馆-数据库导航中进入)、PubMed等文献库,以获取可能有用的资源。

二. 设计过程

实验设计至少应遵从下面的三条原则:

  • 对照原则:必须设立对照组或进行对照实验。
  • 重复原则:必须进行重复实验,主要体现在样本量上,各组中的动物数量都超过一只。
  • 随机原则:每一个个体被分配到任何一个组中的机会均等。

实验设计中至少会涉及实验对象处理因素预期结果,确定这三者时,需要综合考虑课题内容和本课程可提供的实验条件。一般而言,实验时要选择对处理因素的反应灵敏、直接、单一、易记录、易解释的动物或标本作为实验对象,例如研究神经兴奋性受某些因素的影响时使用牛蛙坐骨神经,研究哺乳动物血糖调节时使用小鼠;考虑如何在实验中处理实验对象时,尽量使用易操作、易控制、受随机因素影响小的方式,如上述的神经研究直接采用标本屏蔽盒中的刺激器发放刺激,小鼠可根据研究内容不同采取灌胃或腹腔注射等方式给药;预期结果同样也应有可靠的理论或研究基础。

选择实验过程中需要测量的指标时,需要考虑以下几点:

  • 特异性:指标能在多大程度上反映某一特定的现象,而非其他无关现象。
  • 客观性:指标需要尽量减少主观判断带来的干扰,可用数据、图表等表示。
  • 可重复性:指标需要具有足够的可重复性,可以进行重复测定,相同条件下,不同次测定应得到一致的结果。
  • 灵敏性:指标应具有合适的灵敏性,过高或过低都不宜。灵敏性过高容易升高假阳性率,而灵敏性过低容易升高假阴性率。这一点需要结合实验本身综合考虑并进行选择。
  • 可行性:在当前客观条件下,指标应能够以正确的方式被测定。

通常而言,在实验前需要提前做的准备包括:(如有必要)仪器的购置、配套和校对;药品的选择及试剂的配制;实验方法的熟悉和掌握;实验动物的准备;工具、器皿等的准备;(如有条件)进行预实验。

极其建议在设计过程中多与老师及助教沟通,确定设计方案本身的合理度以及实验室的客观条件,便于及时调整。根据作者经验,有时限制最多的反而是客观条件,因此足够的沟通以及一些创新——例如自行购买或手工制作实验所需的工具——是极为必要的!作者所在的班级就曾有小组用自己准备的纸箱和自行购买的迷宫做小鼠的行为学实验。

三. 实验过程

具体过程与课堂实验过程基本一致,除了可能需要提前准备所需的试剂、材料、工具、仪器等。

过程中注意观察实验现象、记录数据,一定要及时、完整、简洁地记录原始数据,后续所有数据分析都基于原始数据进行,同时原始数据也必须体现于最终报告中。实验结束后,原始数据通常都需要经过处理(如统计分析,或其他有必要的分析),具体处理方式也需要记录。

四. 报告格式参考

格式参考