病理生理学试验设计课件

病理生理学实验设计病理生理实验教学中心张静病理生理学实验设计病理生理实验教学中心张静11.开课背景2.科研基本程序与科研设计3.立题4.基本要求5.基本要素6.基本原则7.内容和方法8.书写格式9.本课安排10.成绩评定1.开课背景2.科研基本程序与科研设计2一、开设实验设计课的背景培养具有创新精神和实践能力的高素质大学生。（一）党和国家的要求国家《“十一五”规划纲要》：“建设创新型国家”，“把高等教育发展的重点放在提高质量和优化结构上，加强研究与实践，培养学生的创新精神与实践能力”。一、开设实验设计课的背景培养具有创新精3《高等教育法》第五条“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，发展科学技术文化，促进社会主义现代化建设”。《中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》一.5“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素养和科学素质”。《高等教育法》第五条“高等教育的任务4（二）时代进步的要求：“科学技术是第一生产力”。当今世界经济竞争的关键是科技竞争，特别是科技创新能力的竞争。美国教育界20世纪70年代提出培养具有创新精神的跨世纪人才的战略；日本20世纪80年代以来把发展人的创新能力视为国策。（二）时代进步的要求：5联合国教科文组织的世界高等教育会议通过的《21世纪的高等教育：展望和行动》中提出“培养创业技能、创新能力与自主精神应当成为高等教育关心的问题”。联合国教科文组织的世界高等教育会议通过6（三）民族复兴的历史责任：中华文明源远流长公元前5000多年半坡人会制造彩陶四大发明推动了资本主义早期的发展15世纪后，封建王朝闭关锁国，与世界科技革命失之交臂。新中国建立，掀开历史新篇章。“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”。（三）民族复兴的历史责任：7（四）当代大学生的基本要求：教育部《关于加强高等学校本科教学工作、提高教学质量的若干意见》中要求“创造条件使学生较早地参与科学研究和创新活动”。（四）当代大学生的基本要求：8国际医学教育委员会提出《全球医学教育最基本要求》：7领域60条标准：1.职业价值、态度、行为和伦理：11条2.医生科学基础：10条3.交流与沟通技能：9条4.临床技能：10条5.群体健康和卫生系统：9条6.信息管理能力：5条7.批判性思维和研究：6条In：MedicalTeacher，2002，4国际医学教育委员会提出《全球医学教育最9（五）病理生理开设自主设计实验课的目的：掌握基础实验和综合性实验的前提下1.启发科学思维，培养创新精神2.提高独立提出问题、分析问题、解决问题的能力3.了解疾病实验研究的基本过程和要求，为将来工作中开展实验研究打下初步基础。（五）病理生理开设自主设计实验课的目的：10二、科研的基本程序与科研设计

（一）科研：任何旨在增进已有的科学知识，并使之能在实际中应用的、系统的、创造性的工作。医学科研：旨在增进已有的医学科学知识，探索医学中的未知，创造医学新知识、新技术。二、科研的基本程序与科研设计（一）科研：任何旨在增进已有的11（二）科研的基本程序1.提出问题2.查阅文献3.建立假说4.陈述问题5.实验设计6.实验观察7.数据资料积累8.数据资料处理9.统计学分析10.提出结论（论文）选题实验安排与实施分析总结科研设计（二）科研的基本程序选题实验安排与实施分析总结科研设计12（三）科研设计：科研之前对研究工作制订全面、周密、合理、科学而切实可行的实施方案。广义：一项科研的总体计划。狭义：总体计划中有关研究方法的实验设计，即具体内容、方法的设想和安排。（三）科研设计：科研之前对研究工作制订全面、周13三、立题（一）前提1.必要性：课题调研，分析研究现状与动向。2.可能性：客观：设备、条件；主观：知识结构，兴趣。3.知已知彼，扬长避短，发挥优势。三、立题（一）前提14（二）原则：1.科学原则：建立在病生理论和实验基础上。2.需要原则：解决什么问题？理论、实践意义，忌大、多、全。3.创新原则：有新意，小而新，独特，优势。4.可行性：本人知识结构，技术水平，实验室条件。（二）原则：15（三）类别：1.按研究性质分：基础研究，应用研究，发展研究。2.按认识深度分：描述性研究，阐明性研究。3.按获取资料手段分：调查性研究，观察性研究，实验性研究。4.按研究对象与场地分：动物实验，临床试验，社区干预试验，流行病学调查。5.按研究时间分：回顾性研究，前瞻性研究。（三）类别：16（四）选题的来源：医学中暴露出的矛盾1.自身实践：为什么？怎么办？2.他人实践：争论或有待探讨的问题。3.客观要求：人类对健康的愿望。4.协作要求5.上级指定6.公开招标：项目指南，招标指南（四）选题的来源：医学中暴露出的矛盾17（五）在读病生医学生的选题参考方向1.对原有教学实验的改进2.建立某疾病或病理过程的实验动物模型及其评价指标3.阐明机体反应性对疾病发生发展的影响4.探索某因素在疾病发生发展中的作用5.揭示某疾病或病理过程新的机能代谢变化及其机制6.探讨治疗某疾病或病理过程的新方法（五）在读病生医学生的选题参考方向18（六）注意点：1.立题范围不宜过宽2.围绕所学理论知识及相关文献选题3.结合教研室的设备和条件（六）注意点：19四、基本要求（一）有用性（目的性）：能回答科研提出的问题（二）创新性（先进性）：解决尚未研究或深入研究的问题（三）重复性：有普遍意义（四）经济性：以最少的人财物，得出有意义的结果（五）道德性：符合社会道德规范，决不损害人的身心健康四、基本要求（一）有用性（目的性）：能回答科研提20五、基本要素（一）受试对象（实验观察对象）：明确而不省略（二）处理因素（研究因素）：具体而不含糊（三）效应指标：限定而不笼统

课题名称应包括科研三大要素。五、基本要素（一）受试对象（实验观察对象）：明确21六、基本原则三大原则的作用：减少误差，提高实验效率。（一）对照：受试对象不施加处理因素或施加处理因素前的状态，通过比较，充分暴露处理因素的效应。作用：便于判断和比较六、基本原则三大原则的作用：减少误差，221.要求：非处理因素尽量均衡一致。①实验单位本身条件相似②处理的均衡性③外界干扰因素的控制④测量方法的尽可能无偏性⑤差错的排除1.要求：非处理因素尽量均衡一致。232.目的：有可比性。注意：①对照组数量足够②对照组处理不可简化3.种类：①阳性对照②空白对照③自身对照④安慰剂对照2.目的：有可比性。24（二）随机：实验分组时，每个受试者均有相同的概率分到每一组中。1.目的：保证各组受试者基本特征上的均衡性，排除实验者主观因素影响，使样本得出的结论能反映总体规律。2.手段：①掷硬币法②抽签法③随机数字表法④均衡下的随机（二）随机：25（三）重复：各组受试者有一定的样本量，以降低实验误差，提高精确度，保证结果可靠。要求：1.样本例数足够，有代表性。2.严格控制条件，减少干扰因素对实验的影响。（三）重复：26七、内容和方法（一）实验对象的选择：1.病人：优点：排除种属差异，结果可直接用于临床。缺点：方法受限，条件难控制。注意医学科研的伦理原则：尊重原则，有利原则，公正原则。七、内容和方法（一）实验对象的选择：272.实验动物：医学实验条件AER（Animal，Equipment，Reagent）（1）医学研究常见的实验动物①小鼠（mouse）用量最大、用途最广、品种最多。

广泛用于生物学、医学、兽医学、生理学、遗传学、发生学等研究。

2.实验动物：医学实验条件AER（Animal，Equipm28

裸小鼠（“nu”），先天性无胸腺，T淋巴细胞功能缺陷，无毛、裸体、无胸腺。肿瘤研究。裸小鼠（“nu”），先天性无胸腺，T淋29②大鼠（rat）

在生物医学研究中的应用免疫、内分泌、神经生理研究。营养和代谢疾病研究，首选。传染病研究、畸胎、多发性关节炎、药理学、肿瘤、肝外科的研究。建立各种疾病模型和治疗实验。

②大鼠（rat）30Wistar大鼠：使用数量最多，繁殖力强，性格温顺，抗病力强。

Wistar大鼠：使用数量最多，繁殖力31

SHR系大鼠：白化，严重自发性高血压（200mmHg)，心血管疾病发生率高。SHR系大鼠：白化，严重自发性高血压（32③兔（rabbit）生殖生理研究：只在交配后排卵，用于胚胎学和妊娠诊断研究。高血压等遗传性疾病。制造生物制品及抗血清制剂。机能实验教学。食品、药物的毒理学试验。③兔（rabbit）33④豚鼠（guineapig）

对致病菌和病毒敏感，微生物感染实验常用。由于豚鼠体内不能合成维生素C，是研究维生素C生理功能的重要动物模型。变态反应研究，易复制过敏性休克。耳蜗敏感，用于听力试验、内耳疾病研究。对药物、毒物敏感，对缺氧耐受性强。④豚鼠（guineapig）对致病菌和病毒敏感，34⑤狗（dog）实验外科学：心血管外科、脑外科、断肢再植、器官和组织移植等。基础医学研究：尤其是生理、病生研究。药理、毒理学实验。行为、肿瘤研究。

⑤狗（dog）35⑥疾病模型的要求：A相似性；B重现性和一致性；C可靠性；D易行性和经济性⑦疾病模型的种类：A人类疾病的动物模型B离体器官和组织C细胞株D数学模型⑥疾病模型的要求：36（二）实验方法为了暴露事物内部矛盾而进行的主动变革实验对象的操作或活动。利用工具或仪器暴露患病机体内部的机能、代谢、结构变化的主动活动。1.种类：整体综合与局部分析方法互相补充和印证。①按学科分：生理学、生物化学、免疫学、细胞生物学、分子生物学方法。②按性质分：机能学、形态学方法。③按层次或水平分：整体、器官和组织、细胞和亚细胞、分子、亚分子水平。（二）实验方法372.选择方法的注意点：①先进性：先进仪器达到定量、客观和灵敏②经典性：稳定、可靠、公认的方法③协同性：主要方法+佐证方法④创造性：创建新方法，改良旧方法。2.选择方法的注意点：38（三）观测指标：反映实验对象发生生理或病理现象的标志。1.理想指标的要求：第一类要求（基本要求）：不符合其中之一，不能选用。①合理性②正确性③特异性④重现性⑤客观性⑥对人体无害（三）观测指标：39第二类要求（进一步要求）：尽可能满足。⑦灵敏性⑧无偏性⑨技术上可能性第三类要求（相对要求）：⑩可转换性：变量经数学运算可看出规律⑾能分级：质反应指标的变化程度可分级比较⑿能与其他指标配合第二类要求（进一步要求）：尽可能满足。402.指标的寻找途径和方法：①自创指标：应经过实验鉴定②定型指标：查文献取得，有文献依据。（四）数据处理（略）2.指标的寻找途径和方法：41八、书写格式病理生理学实验设计书题目：具体而确切项目组单位：系级班组项目组成员：姓名（按贡献大小排序）（一）立项依据：主要写明①实验目的②研究背景（问题提出的依据）③研究原理④主要参考文献八、书写格式病理生理学实验设计书42（二）研究内容与方法：主要包括1.实验对象：如为动物，写明动物的名称、品种、性别、体重、健康状况。2.实验器材和药品：主要仪器的名称、型号、厂家，药品的名称、厂家，试剂的浓度，特殊药品的批号。3.实验方法和步骤：主要写明实验分组，模型，指标；实验步骤，观察和记录方法，注意事项。（二）研究内容与方法：主要包括43（三）记录方法和表格预先设计好原始记录表格、数据整理表格，预先规定好记录方式（四）统计学处理方法（略）（五）预期结果书写要求：字迹端正，语句通顺，层次清楚，叙述完善。（三）记录方法和表格44九、实验设计课安排（一）前期准备（二）自主设计实验：小组为单位（三）实验方案讨论会：1.方案报告：1名代表报告立项背景、实验目的、实验方法、预期结果2.提问与答辩3.小组互评（四）实验研究的实施课外科研小组实施。九、实验设计课安排（一）前期准备45十、成绩评定总分满分6分，记入平时成绩。（一）小组共同得分：1.设计质量：综合评定为优、良、可三档，分别得5、4、3分，由教师评。2.小组互评：除报告小组外其他成员对其设计质量、方案报告及答辩情况进行综合评定，现场按优、良、可三个等级分别记1、0.7、0.4分。各组评分的平均值，为被评小组的共同得分。十、成绩评定总分满分6分，记入平时成绩。46（二）个人得分：1.执笔得分：执笔者加0.2分。2.报告得分：报告者加0.2分。3.提问及答辩表现：报告后，其他组学生对设计方案提问，内容包括：文献准备、背景知识、设计思路、技术手段、预期结果、存在问题等。被评小组学生均有机会回答问题。提有意义的问题及优秀回答者加0.1分/次，由教师评。（二）个人得分：47（三）评分细则病理生理实验设计评分细则项目档次（分值）成绩归属设计质量优（5），良（4），可（3）小组每人执笔得分0.2个人报告得分0.2个人优秀提问答辩表现0.1分/次个人小组互评优（1），良（0.7），可（0.4）小组每人（三）评分细则项目档次（分值）成绩归属设计质量优（548参考文献1.张静主编.病理生理学实验教程.北京:人民卫生出版社,2005,167-178.2.赵自刚,牛春雨,张静.在病理生理教学中开展实验设计与讲评.医学教育探索,2006,5(3):210-211.3.方喜业主编.医学实验动物学.北京:人民卫生出版社,1995.4.李芳,马谊平,刘芳,等.医学生科研实践活动的探索和思考.中华医学教育杂志,2006,26(6):41~42,75.参考文献1.张静主编.病理生理学实验教程.北京:人民卫生49病理生理学实验设计病理生理实验教学中心张静病理生理学实验设计病理生理实验教学中心张静501.开课背景2.科研基本程序与科研设计3.立题4.基本要求5.基本要素6.基本原则7.内容和方法8.书写格式9.本课安排10.成绩评定1.开课背景2.科研基本程序与科研设计51一、开设实验设计课的背景培养具有创新精神和实践能力的高素质大学生。（一）党和国家的要求国家《“十一五”规划纲要》：“建设创新型国家”，“把高等教育发展的重点放在提高质量和优化结构上，加强研究与实践，培养学生的创新精神与实践能力”。一、开设实验设计课的背景培养具有创新精52《高等教育法》第五条“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，发展科学技术文化，促进社会主义现代化建设”。《中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》一.5“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素养和科学素质”。《高等教育法》第五条“高等教育的任务53（二）时代进步的要求：“科学技术是第一生产力”。当今世界经济竞争的关键是科技竞争，特别是科技创新能力的竞争。美国教育界20世纪70年代提出培养具有创新精神的跨世纪人才的战略；日本20世纪80年代以来把发展人的创新能力视为国策。（二）时代进步的要求：54联合国教科文组织的世界高等教育会议通过的《21世纪的高等教育：展望和行动》中提出“培养创业技能、创新能力与自主精神应当成为高等教育关心的问题”。联合国教科文组织的世界高等教育会议通过55（三）民族复兴的历史责任：中华文明源远流长公元前5000多年半坡人会制造彩陶四大发明推动了资本主义早期的发展15世纪后，封建王朝闭关锁国，与世界科技革命失之交臂。新中国建立，掀开历史新篇章。“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”。（三）民族复兴的历史责任：56（四）当代大学生的基本要求：教育部《关于加强高等学校本科教学工作、提高教学质量的若干意见》中要求“创造条件使学生较早地参与科学研究和创新活动”。（四）当代大学生的基本要求：57国际医学教育委员会提出《全球医学教育最基本要求》：7领域60条标准：1.职业价值、态度、行为和伦理：11条2.医生科学基础：10条3.交流与沟通技能：9条4.临床技能：10条5.群体健康和卫生系统：9条6.信息管理能力：5条7.批判性思维和研究：6条In：MedicalTeacher，2002，4国际医学教育委员会提出《全球医学教育最58（五）病理生理开设自主设计实验课的目的：掌握基础实验和综合性实验的前提下1.启发科学思维，培养创新精神2.提高独立提出问题、分析问题、解决问题的能力3.了解疾病实验研究的基本过程和要求，为将来工作中开展实验研究打下初步基础。（五）病理生理开设自主设计实验课的目的：59二、科研的基本程序与科研设计

（一）科研：任何旨在增进已有的科学知识，并使之能在实际中应用的、系统的、创造性的工作。医学科研：旨在增进已有的医学科学知识，探索医学中的未知，创造医学新知识、新技术。二、科研的基本程序与科研设计（一）科研：任何旨在增进已有的60（二）科研的基本程序1.提出问题2.查阅文献3.建立假说4.陈述问题5.实验设计6.实验观察7.数据资料积累8.数据资料处理9.统计学分析10.提出结论（论文）选题实验安排与实施分析总结科研设计（二）科研的基本程序选题实验安排与实施分析总结科研设计61（三）科研设计：科研之前对研究工作制订全面、周密、合理、科学而切实可行的实施方案。广义：一项科研的总体计划。狭义：总体计划中有关研究方法的实验设计，即具体内容、方法的设想和安排。（三）科研设计：科研之前对研究工作制订全面、周62三、立题（一）前提1.必要性：课题调研，分析研究现状与动向。2.可能性：客观：设备、条件；主观：知识结构，兴趣。3.知已知彼，扬长避短，发挥优势。三、立题（一）前提63（二）原则：1.科学原则：建立在病生理论和实验基础上。2.需要原则：解决什么问题？理论、实践意义，忌大、多、全。3.创新原则：有新意，小而新，独特，优势。4.可行性：本人知识结构，技术水平，实验室条件。（二）原则：64（三）类别：1.按研究性质分：基础研究，应用研究，发展研究。2.按认识深度分：描述性研究，阐明性研究。3.按获取资料手段分：调查性研究，观察性研究，实验性研究。4.按研究对象与场地分：动物实验，临床试验，社区干预试验，流行病学调查。5.按研究时间分：回顾性研究，前瞻性研究。（三）类别：65（四）选题的来源：医学中暴露出的矛盾1.自身实践：为什么？怎么办？2.他人实践：争论或有待探讨的问题。3.客观要求：人类对健康的愿望。4.协作要求5.上级指定6.公开招标：项目指南，招标指南（四）选题的来源：医学中暴露出的矛盾66（五）在读病生医学生的选题参考方向1.对原有教学实验的改进2.建立某疾病或病理过程的实验动物模型及其评价指标3.阐明机体反应性对疾病发生发展的影响4.探索某因素在疾病发生发展中的作用5.揭示某疾病或病理过程新的机能代谢变化及其机制6.探讨治疗某疾病或病理过程的新方法（五）在读病生医学生的选题参考方向67（六）注意点：1.立题范围不宜过宽2.围绕所学理论知识及相关文献选题3.结合教研室的设备和条件（六）注意点：68四、基本要求（一）有用性（目的性）：能回答科研提出的问题（二）创新性（先进性）：解决尚未研究或深入研究的问题（三）重复性：有普遍意义（四）经济性：以最少的人财物，得出有意义的结果（五）道德性：符合社会道德规范，决不损害人的身心健康四、基本要求（一）有用性（目的性）：能回答科研提69五、基本要素（一）受试对象（实验观察对象）：明确而不省略（二）处理因素（研究因素）：具体而不含糊（三）效应指标：限定而不笼统

课题名称应包括科研三大要素。五、基本要素（一）受试对象（实验观察对象）：明确70六、基本原则三大原则的作用：减少误差，提高实验效率。（一）对照：受试对象不施加处理因素或施加处理因素前的状态，通过比较，充分暴露处理因素的效应。作用：便于判断和比较六、基本原则三大原则的作用：减少误差，711.要求：非处理因素尽量均衡一致。①实验单位本身条件相似②处理的均衡性③外界干扰因素的控制④测量方法的尽可能无偏性⑤差错的排除1.要求：非处理因素尽量均衡一致。722.目的：有可比性。注意：①对照组数量足够②对照组处理不可简化3.种类：①阳性对照②空白对照③自身对照④安慰剂对照2.目的：有可比性。73（二）随机：实验分组时，每个受试者均有相同的概率分到每一组中。1.目的：保证各组受试者基本特征上的均衡性，排除实验者主观因素影响，使样本得出的结论能反映总体规律。2.手段：①掷硬币法②抽签法③随机数字表法④均衡下的随机（二）随机：74（三）重复：各组受试者有一定的样本量，以降低实验误差，提高精确度，保证结果可靠。要求：1.样本例数足够，有代表性。2.严格控制条件，减少干扰因素对实验的影响。（三）重复：75七、内容和方法（一）实验对象的选择：1.病人：优点：排除种属差异，结果可直接用于临床。缺点：方法受限，条件难控制。注意医学科研的伦理原则：尊重原则，有利原则，公正原则。七、内容和方法（一）实验对象的选择：762.实验动物：医学实验条件AER（Animal，Equipment，Reagent）（1）医学研究常见的实验动物①小鼠（mouse）用量最大、用途最广、品种最多。

广泛用于生物学、医学、兽医学、生理学、遗传学、发生学等研究。

2.实验动物：医学实验条件AER（Animal，Equipm77

裸小鼠（“nu”），先天性无胸腺，T淋巴细胞功能缺陷，无毛、裸体、无胸腺。肿瘤研究。裸小鼠（“nu”），先天性无胸腺，T淋78②大鼠（rat）

在生物医学研究中的应用免疫、内分泌、神经生理研究。营养和代谢疾病研究，首选。传染病研究、畸胎、多发性关节炎、药理学、肿瘤、肝外科的研究。建立各种疾病模型和治疗实验。

②大鼠（rat）79Wistar大鼠：使用数量最多，繁殖力强，性格温顺，抗病力强。

Wistar大鼠：使用数量最多，繁殖力80

SHR系大鼠：白化，严重自发性高血压（200mmHg)，心血管疾病发生率高。SHR系大鼠：白化，严重自发性高血压（81③兔（rabbit）生殖生理研究：只在交配后排卵，用于胚胎学和妊娠诊断研究。高血压等遗传性疾病。制造生物制品及抗血清制剂。机能实验教学。食品、药物的毒理学试验。③兔（rabbit）82④豚鼠（guineapig）

对致病菌和病毒敏感，微生物感染实验常用。由于豚鼠体内不能合成维生素C，是研究维生素C生理功能的重要动物模型。变态反应研究，易复制过敏性休克。耳蜗敏感，用于听力试验、内耳疾病研究。对药物、毒物敏感，对缺氧耐受性强。④豚鼠（guineapig）对致病菌和病毒敏感，83⑤狗（dog）实验外科学：心血管外科、脑外科、断肢再植、器官和组织移植等。基础医学研究：尤其是生理、病生研究。药理、毒理学实验。行为、肿瘤研究。

⑤狗（dog）84⑥疾病模型的要求：A相似性；B重现性和一致性；C可靠性；D易行性和经济性⑦疾病模型的种类：A人类疾病的动物模型B离体器官和组织C细胞株D数学模型⑥疾病模型的要求：85（二）实验方法为了暴露事物内部矛盾而进行的主动变革实验对象的操作或活动。利用工具或仪器暴露患病机体内部的机能、代谢、结构变化的主动活动。1.种类：整体综合与局部分析方法互相补充和印证。①按学科分：生理学、生物化学、免疫学、细胞生物学、分子生物学方法。②按性质分：机能学、形态学方法。③按层次或水平分：整体、器官和组织、细胞和亚细胞、分子、亚分子水平。（二）实验方法862.选择方法的注意点：①先进性：先进仪器达到定量、客观和灵敏②经典性：稳定、可靠、公认的方法③协同性：主要方法+佐证方法④创造性：创建新方法，改良旧方法。2.选择方法的注意点：87（三）观测指标：反映实验对象发生生理或病理现象的标志。1.理想指标的要求：第一类要求（基本要求）：不符合其中之一，不能选用。①合理性②正确性③特异性④重现性⑤客观性⑥对人体无害（三）观测指标：88第二类要求（进一步要求）：尽可能满足。⑦灵敏性⑧无偏性⑨技术上可能性第三类要求（相对要求）：⑩可转换性：变量经数学运算可看出规律⑾能分级：质反应指标的变化程度可分级