科学实验研究的设计课件.pptVIP

科学实验研究的设计 1 一 概述1 科研思维 思维模式 学习型 与 探索型 科研思维能力需要培养Readingafteracertainage divertsthemindtoomuchfromitscreativepursuits Anymanwhoreadstoomuchanduseshisownbraintoolittlefallsintolazyhabitsofthinking 过了一定年龄阶段后的学习 会太多地转移有利于创造性发挥的精力 任何一个人 如果学习太多 他用大脑进行思考的机会越来越少 进而就会养成懒于思考的习惯 爱因斯坦 2 精品课件交流 2 科研定位 三定 明确的目标定研究方向很稳定定研究领域相对稳定定研究课题非常活跃如何定位 学科发展的前景与可行性 单位的可能条件 个人兴趣研究生应与导师共同定课题 3 科研的目的 探索人类认识的未知领域 求知 追求真理基础研究 波尔象限 只受知识需求推动 不受实际应用引导的研究活动应用基础研究 巴斯德象限 既扩展知识边界 又受应用目的影响的研究应用研究 爱迪生象限 应用导向 不寻求对特定科学领域或规律的全面认知数据积累活动 也有可能开拓新领域科研与创新 只有金牌没有银牌 4 3 独立科研工作的基本能力 掌握信息 复习文献的能力 创新思维能力 科学实验设计能力 科学实验操作能力 科学论文撰写发表能力 6 科学基金申请能力 5 知识爆炸时代如何复习文献 复习文献不是为当 饱学之士 而是将其用于科学实验研究按 三定 决定掌握知识的程度 方向 专业人员水平 大综述 专著 领域 专家水平 小专论 综述 课题 No 1专家水平 尽可能收集相关原著文献建立自己的 课题文献库 Journalclub撰写综述 针对课题的小专论 6 二 如何进行科研课题设计目标明确 构思新颖 实验 方法恰当 1 选题课题要具体 用实验手段解决科学问题 科研 做实验 科学问题是什么 射箭中的 忌打哪儿指哪儿 看看 有什么变化 研究甚少 填补空白 等 探索未知 不要过于功利 原创性强其意义和价值可能不明了 反之已显示出高价值的工作原创性已不强 7 凝练科学问题以植物化学保护为例1 课题密切联系实际田间病虫草害发生现状田间病虫草的抗药性现状田间病虫草的治理2 课题不背离 方向 和 领域 3 从田间病虫草的治理和 或文献中凝练重大科学问题 提出明确假设 idea 4 选自己感兴趣的课题5 有重要生产实际或学术价值 8 2 立论新颖 创新思维 提假说 敢于提科学假说 你是最接近真理的人 Idea的来源 生产实际 文献 交叉学科启迪 学科发展 自己工作的连续性 避免被文献牵着鼻子走 或赶时髦 新技术应用更重视新思维 交叉学科别交叉走了 转向 谁都没有想过的 谁都没有作过的 谁都没有用过的 9 精品课件交流 问题求解 假说求证大胆假设 小心求证 宁可 奇思异想 也不可 人云亦云 甚至宁可 胡说八道 也不 鹦鹉学舌 例 相对论 幽门螺旋杆菌 即使田间药效试验也要有新意 发掘出新东西 要让理论来指导你的观察 所有的观察结果必须是支持或反对某种观点 否则将毫无用处 Lettheoryguideyourobservations Allobservationmustbefororagainstsomeviewifitistobeofanyservice CharlesDarwin 10 1979年 病理学医生Warren在慢性胃炎患者的胃窦黏膜组织切片上观察到一种弯曲状细菌 并且发现这种细菌邻近的胃黏膜总是有炎症存在 因而意识到这种细菌和慢性胃炎可能有密切关系 1981年 消化科临床医生Marshall与Warren合作 他们以100例接受胃镜检查及活检的胃病患者为对象进行研究 证明这种细菌的存在确实与胃炎相关 此外他们还发现 这种细菌还存在于所有十二指肠溃疡患者 大多数胃溃疡患者和约一半胃癌患者的胃黏膜中 经过多次失败之后 1982年4月 Marshall终于从胃黏膜活检样本中成功培养和分离出了这种细菌 为了进一步证实这种细菌就是导致胃炎的罪魁祸首 Marshall和另一位医生Morris不惜喝下含有这种细菌的培养液 结果大病一场 11 基于这些结果 Marshall和Warren提出幽门螺杆菌涉及胃炎和消化性溃疡的病因学 1984年4月5号 他们的成果发表于在世界权威医学期刊 柳叶刀 lancet 上 成果一经发表 立刻在国际消化病学界引起了轰动 掀起了全世界的研究热潮 世界各大药厂陆续投巨资开发相关药物 专业刊物 螺杆菌 杂志应运而生 世界螺杆菌大会定期召开 有关螺杆菌的研究论文不计其数 通过人体试验 抗生素治疗和流行病学等研究 幽门螺杆菌在胃炎和胃溃疡等疾病中所起的作用逐渐清晰 科学家对该病菌致病机理的认识也不断深入 2005年10月 瑞典卡罗林斯卡研究院宣布 2005年度诺贝尔生理学或医学奖授予这两位科学家以表彰他们发现了幽门螺杆菌以及这种细菌在胃炎和胃溃疡等疾病中的作用 12 在正确认识该细菌以前 胃溃疡病人通常会以中和胃酸及减少分泌的药物来治疗 但经此方法治疗后大多会复发 而胃炎患者则会服用碱式柳酸铋 这方法通常会见效 当时人们仍不知道其机制 后来才发现药物中的柳酸盐会杀死胃部的杆菌 可作为抗生素 现时 这类疾病会以抗生素来杀灭病菌 13 目标 假说 论证圆圈X 已有证据 文献的 自己的 研究内容 要获得的 文献依据 提示 蛛丝马迹 提出明确假说 针对假说确定方法 论证假说 处理创新性强与立论依据充分的关系评价如果假说成立有何创新与意义 高起点 14 15 例 背景 炎症细胞产生的新因子 A 具有 离体 促心肌细胞肥大的作用 目标 1 探讨A的作用及机制 2 论证A 心肌肥厚发病的新因子 3 论证A 联系炎症反应与心肌肥厚发病的新因子 如何看待立项依据与创新性间的关系如何看待所谓 阴性结果 16 精品课件交流 3 研究内容适当 做什么 编 故事 小心求证 小题大做 深做 不要 大题小做 浅做 处理 深入 与 全面 的矛盾针对研究目的 假说 决定研究内容避免研究内容不足以得到预定目的 小于 少于 避免研究内容超越预定目的 大于 多于 17 例 论证2 A因子是心肌肥厚发病的新因子疾病过程中A因子动态变化与疾病表现关系补充外源性A因子对疾病表现的影响阻断内源性A因子对疾病表现的影响A因子发挥效应是否通过已知的心肌肥厚因素A因子效应的细胞分子机制 某因素的可能效应 某疾病 现象的可能机制 18 精品课件交流 4 研究方法恰当 方法先进 如何做 方法技术为研究目的服务 引进新技术与避免 高射炮打蚊子 最常见的误区 追求时髦方法忽略目标 方法学的创新将开拓研究的新领域用他人之所用 想他人之未想 做他人之未做 得他人之未得 19 方法选择 目的决定方法选择 实验条件选方法 工作者熟练程度选方法 昆虫活体 昆虫器官组织 细胞 分子模型 经典与新建 是否需与人一致或接近 可行性 模型与分组均适合研究目的为原则对照设置 阴 阳 样本数严格质控 repeat duplicate 20 2 观察指标 多 广 或少 精 好 明确每个指标的原理和意义 避免指标冲突 假设实验全部顺利 所得结果能否达到设计目的 a 背景指标 如证实疾病模型复制成功的指标 反映质控的指标 反映阴性或阳性的对照指标等 必须是肯定的结果 方法要稳定 b 探索性指标 现象 如药效 观察与机理探索 c 前瞻性指标 注意正确运用统计学知识设计实验预期数值的预测 21 五 建立操作程序 落实每个方法 预试成熟 建立程序 不仅用手更要用脑做实验 设计实验记录与观察内容实验记录表 单项归纳表 汇总表指标1 22 汇总表 统记学结果 23 六 总体设计的预测评估 预期结果阴性或阳性的解释与再证实 审定设计能否达到目标 预期结果追踪深入研究的方向和可行性 预期结果图表设计 发表是否单薄 预期结果的学术价值和地位 开始撰写论文的Introduction M M 24 结束实验后评估 文章发表or工作深入后 对设计的再评价 再升华设计思路 扩充实验与深入实验 补漏实验阴性结果的意义需确证是阴性起到指路标的作用开拓新领域 25 做好实验记录原始记录本 注重原始性 即时记录按时间顺序记录建立分类附件 按测定指标 原始数据的整理 另设实验数据处理本按测定指标设立数据处理本不得涂改原始数据 在科研组 导师郑重其事地亲手交给每个新生一本厚厚手册 一本他自己当年的实验记录本 和一篇组里前辈论文的支持数据材料 并指着这数据说 respecttheseismoreimportantthanme 26 正确处理实验结果1 客观 求实 追求真理 揭示本来面目 2 严格进行统计学处理 也需结合专业要求 3 不要刻意追求阳性结果 不要忽视阴性 否定 结果的科学价值 4 正确对待和分析失败的实验不仅用手而要用脑作实验切忌 任意取舍数据 夸大例数 拼凑结果 27 精品课件交流 反对学术不端行为 scientificmisconduct 捏造 fabrication 纪录或报告无中生有的数据或实验结果篡改 falsification 操纵实验材料 设备或实验步骤 更改或省略数据或部分结果使得研究记录不能真实地反映实际情况剽窃 plagiarism 使用他人的主意 方法 结果或完整的词句如同自己的一样并且没有给他人以适当的荣誉的一种行为 但是对公识的引用不在此列 28 抄袭1 低级抄袭 原封不动或基本原封不动地复制他人作品 2 高级抄袭 经改头换面后将他人受著作权保护的独创成分窃为己有 适当引用1 改变作品的类型 例如将他人创作的小说改成电影 2 不改变作品的类型 但是利用作品中受著作权保护的成分并改变作品的具体表现形式 将他人创作的作品当作自己独立创作的作品 例如利用他人创作的电视剧本原创的情节 内容 经过改头换面后当作自己独立创作的电视剧本 图书期刊保护试行条例实施细则 第十五条明确规定 引用非诗词类作品不得超过2500字或被引用作品的十分之一 凡引用一人或多人的作品 所引用的总量不得超过本人创作作品总量的十分之一 29 精品课件交流 诚实的错误 honesterror 在科学研究活动中 由于本身知识和能力的局限而无意造成的错误 而且察觉错误后 能够及时承认和改正 公识 commonknowledge 在某个特定的领域内 可以在通常的教科书中很方便地找到 或者是被大家所广泛熟悉的知识 在引用时不需要注明出处 学术欺诈 academicfraud 指严重的学术不端行为 一般指利用科学研究活动或科学家的身份进行的触犯法律的欺诈活动 30