实验性研究设计(实验设计)
什么是实验设计？
什么是实验设计？实验设计是科学实验过程中最关键的一环。
实验设计的合理性和科学性可以直接决定实验的可靠性，进而影响到科学研究的发展进程。
下面将为大家介绍实验设计的概念、目的以及实施过程。
一、实验设计的概念实验设计是科学实验的核心，指的是设计出一个可靠的实验方案，并按照方案执行实验。
其目的是为了获得有足够信度的结果，同时排除可能对结果产生干扰的因素。
实验设计中的关键环节包括实验对象的选择、实验方案的制定、实验条件的控制以及数据收集和分析等。
一个好的实验设计要求实验方案的完善、实验条件的严格把控、数据的真实可靠。
二、实验设计的目的实验设计的主要目的是为了解决科学问题，推进科学研究进程。
一个好的实验设计可以使各种因素相互配合，真实反映研究对象的性质，减少干扰因素对实验结果的影响。
同时，实验设计的优越性还在于它具有可重复性。
只有拥有可重复性的实验结果才能被其他科学家所认同，并作为科学理论的发展点被广泛应用。
三、实验设计的实施实验设计的实施是整个科学研究过程中最关键和最复杂的环节，其步骤主要包括以下几个方面：1.确定研究对象研究对象是进行实验设计的首要步骤，其选择必须符合科学研究的目的和规范，同时要考虑实验的可操作性和实施难度。
2.总体设计方案设计出总体的实验方案，这个方案需要让各种因素能够联动起来，特别是控制因素的数量和强度。
3.确定实验过程中的各项控制要素实验设计的实施还需要确定实验过程中的各项控制要素，包括实验环境、实验设备、实验人员等。
在实验管理中，更好的控制可以更好地确保实验稳定和结果可靠性。
4.数据的收集和分析数据的收集和分析是实验设计的关键阶段，包括通过实验的方法收集数据、对数据进行处理和分析，进而得出相应的结论和结果。
5.结果的报告报告实验结果是实验设计的最后阶段，涵盖着实验过程的总结、实验结果的展示和结论的得出。
这也是实验设计的最终目的所在，因为可以将实验研究的成果向其他科学家展示，在科学领域推动相关研究的发展。
实验性研究设计实验设计
实验性研究设计实验设计实验设计是科学研究中重要的环节之一，它用于探索和验证研究假设，并为研究者提供可靠的数据和结论。
本文将介绍实验性研究设计的主要步骤和要素。
在确定研究目的时，研究者需要明确所要解决的问题和所要达到的目标。
这有助于指导后续的研究过程，并确定所需要的数据和实验设计。
制定研究假设是实验性研究设计中的关键步骤。
研究假设是研究者对研究问题的预测或猜想，它基于已有的理论或实证研究。
研究假设应该明确、具体和可操作，以便进行实验操作和数据收集。
选择研究样本是实验性研究设计的重要环节。
研究样本是指被研究者的群体或个体，它应该代表整个目标群体，并具有一定的代表性和可比性。
选择样本的方法包括随机抽样、分层抽样、整群抽样等。
设计实验方案是实验性研究设计的核心部分。
实验方案包括实验组和对照组的设置、处理或操作的设计、实验的时间和地点等。
实验方案应该具有可重复性和可操作性，并考虑到可能的干扰因素。
进行实验操作是实验性研究设计的具体步骤。
在实验操作中，研究者需要按照预定的实验方案，对实验组和对照组进行相应的处理或操作，并记录实验数据。
收集和分析数据是实验性研究设计的关键环节。
研究者需要收集和整理实验数据，并进行统计分析和解释。
统计分析可以采用描述统计、推断统计等方法，以验证或推翻研究假设，并得出相应的结论。
得出结论是实验性研究设计的结果和意义。
结论应该根据实验数据和统计分析结果进行客观的推理和解释，并与研究假设进行比较和讨论。
撰写报告是实验性研究设计的最后一步。
研究报告应该包括研究背景和目的、研究假设和方法、实验结果和分析、结论和讨论等内容。
报告应该具有逻辑性和可读性，并符合学术写作的规范和要求。
综上所述，实验性研究设计是科学研究中必不可少的环节，它通过合理和可靠的实验方案和数据分析，为科学研究提供了可信的证据和结论。
研究者应该在实验设计过程中严谨和科学，以保证研究结果的有效性和可靠性。
实验性研究
单纯实验后对照设计模式
研 随 试验组 究机
对分 象 组 对照组
干预 测 量
随机临床实验研究设计
设计要点：
将研究对象随机分为试验组和对照组， 观察或测量所研究的应变量，然后向各 组施加不同的干预或处理因素，再次观 测或测量所研究的应变量，比较两组结 果的变化。
临床随机实验研究设计模式
研 究
随 机
常见的对照类型
1
组间对照
2
自身对照
3
历史对照
4
交叉设计对照
1、组间对照
指将研究对象分为试验组和对照组，试验 组施加干预措施，而对照组未施加干预措 施，经过一段时间后观察或测量两组结果 并进行比较。组间对照中，相比较的两组 数据来自不同的受试者。
组间对照示意图
A组（试验组） 干预措施 结果A
比较
干预前
干预措施 比较
结果2
干预后
3、历史性对照
将目前干预措施所引起的结果与过去 的同类研究作比较，是一种非随机、非 同期的对照研究。
历史性对照示意图
B组（对照组）
A组（试验组）
干预措施
已有结果B
以往
比较 研究结果A
现在
4、交叉设计对照
将整个设计分为两个阶段，研究对象 随机分为试验组（A组）和对照组（B组）。 第一阶段试验组接受干预措施，对照组只 有常规措施，观察两组结果。两组患者经 过一段时间洗脱期后进入第二阶段，将两 组接受的治疗措施对调。
结果B B组（对照组） 无干预措施
组间对照的类型
随机同期对照
非随机同期对照
随机分组 同时间 同地点
非随机分组 同时间
同地点
2、自身对照
对研究对象自身在干预前后两个阶段的 效果进行观察或测量，以评价干预措施的 效果如何。自身对照中，对照组和试验组 的数据来自同一组样本。
研究生实验设计方法
研究生实验设计方法实验设计是科学研究的重要组成部分，尤其在研究生阶段，实验设计的能力更是被视为研究生的必备技能之一。
良好的实验设计不仅能提高研究效率，也能有效减少误差和偏见，从而得出更准确、可靠的研究结果。
以下是一些研究生实验设计的基本原则和方法。
1、明确研究目标在进行实验设计之前，首先要明确研究目标。
研究目标是指通过研究要解决的问题或获取的知识。
明确研究目标有助于研究者确定实验设计的方向和范围，以及选择合适的实验方法和工具。
2、确定研究假设研究假设是实验设计的核心，它是对研究问题的具体化表述。
在确定研究假设时，研究生需要充分了解前人的研究成果和理论，并在此基础上提出自己的假设。
一个好的研究假设应该是可验证的、具体明确的，并且能够解释已知的现象或预测未知的结果。
3、选择合适的实验类型和方法根据研究目标和假设，选择合适的实验类型和方法是实验设计的关键步骤。
不同的实验类型和方法有其特定的适用范围和优缺点，研究生需要根据自己的研究需求和实际情况进行选择。
例如，观察性研究适用于探究现象之间的关联，而实验性研究则更适合验证因果关系。
4、制定详细的实验步骤在确定实验类型和方法后，研究生需要制定详细的实验步骤。
实验步骤应包括实验的起点、终点以及各个阶段的详细操作。
制定详细的实验步骤有助于确保实验的准确性和可重复性，同时也能帮助研究生更好地掌控实验进度和结果。
5、数据分析与结果解释实验结束后，研究生需要对实验数据进行详细的分析和解释。
数据分析是通过对实验收集的数据进行整理、统计和分析，以验证研究假设是否成立。
结果解释则是根据数据分析的结果，对研究假设进行验证或调整的过程。
在这个过程中，研究生需要保持客观、严谨的态度，并对结果进行合理解读。
6、撰写研究报告与论文研究生需要将实验设计和结果整理成研究报告或论文的形式。
在撰写过程中，应清晰地表述研究问题、假设、方法、结果和结论，同时也要注意学术规范和引用格式等细节问题。
医学实验设计的种类(一)
效
有无盲法等。
三、常用的实验设计类型
(kinds of experimental design)
1 单因素K水平设计
K=1时称为单组设计（one sample)； K=2时，有：
配对设计(paired design) 成组设计(two-sample design)； K≥3时，叫单因素多水平设计 (completely random design)。
中国·首医
2.实验设计的三个基本要素
实验研究的三个基本要素：处 理因素、受试对象和实验效应。
中国·首医
3.实验设计的基本原则
对照的原则 随机化原则 重复的原则 盲法的原则
中国·首医
某研究者欲说明心理辅导的重要 性，在校外旅游地区选取40人，其中 20作用心理辅导，另20人未作；在校 内有20人采用心理辅导。
表8 甲、乙两药治疗高胆固醇血症的疗效 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 甲药使 胆固醇降低值（mg％） 用与否 乙药使用与否：不用 用 ─────────────────────── 不用 ①16 25 18 ③28 31 23 用 ②56 44 42 ④64 78 80 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 注：表10中的四个号码分别代表原题中的第一组至第 四组
有无问题？
中国·首医
1996年对我国4586篇论文统计（中 华医学会系列杂志占6.9%），数据分析 方法误用达55.7%。 最近几年，军事医学科学院胡良 平教授提及了一个令人触目惊心的数 据：全国各类医学期刊中，有统计学 错误的论著竟占到80%。 从笔者多年来对医学科技杂志审稿 的经历中，也证实了以上统计学专家的 结论。
实验方案设计包括哪些内容
实验方案设计包括哪些内容实验方案设计包括哪些内容实验方案设计是科学研究的重要环节，它涉及到实验的目的、步骤、材料、方法等方面的设计。
一个合理且完善的实验方案设计能够确保实验的准确性、可重复性，并提供有效的结果分析。
下面将介绍实验方案设计包括的内容。
1. 实验目的：在实验方案设计中，首先需要明确实验的目的和研究问题。
明确的实验目的可以帮助研究者更好地选择合适的实验方法和评估实验结果的有效性。
2. 实验步骤：实验步骤是实验方案设计的核心内容，它包括实验的整体流程和各个步骤的详细操作。
在设计实验步骤时，需要考虑实验的可行性、操作的合理性和步骤的顺序。
合理的实验步骤设计可以确保实验的顺利进行和结果的可靠性。
3. 实验材料：实验材料是指在实验中使用的各种物质和设备。
在实验方案设计中，需要列出所需的实验材料，并注明它们的来源和规格。
合理选择和使用实验材料可以保证实验的准确性和结果的可靠性。
4. 实验方法：实验方法是实验方案设计的关键组成部分，它描述了实验的具体操作和数据采集方式。
在设计实验方法时，需要明确实验变量的选择和控制、数据采集的方法和实验数据的处理方式。
科学合理的实验方法可以保证实验结果的准确性和可靠性。
5. 数据分析：实验方案设计还需要考虑实验结果的分析和解读方法。
在实验数据采集完成后，研究者需要选择合适的数据分析方法进行统计和绘图，并对实验结果进行解读和讨论。
合理的数据分析能够提供科学依据，支持对实验结果的结论和推断。
总之，实验方案设计是科学研究中不可或缺的一环。
它涉及实验目的、步骤、材料、方法和数据分析等多个方面的内容。
一个合理且完善的实验方案设计可以确保实验的准确性和可靠性，为科研工作提供坚实的基础。
因此，在进行实验研究时，我们应该重视实验方案的设计，合理规划每个环节，确保实验的科学性和有效性。
设计性研究实验
实验方法，自行选择和组合配套仪器设备，自行拟订实验步骤和实验的注意
事项等，并写出较为完整的实验报告。
实验23：重力加速度的测量
实验的意义和目的
重力加速度是一个重要的地球物理常数，准确 地测定它的量值在科学研究和工程技术方面都具有 重要意义。由于同一物体在地面上不同地区所受的 重力不相同，因而重力加速度g也不相同。重力加速 度是由物体所在地区的纬度、海拔高度及矿藏分布 等因素决定的。通过本实验使学生掌握用单摆装置 和复摆装置来测量重力加速度的方法以及学习研究 减小该实验误差的方法。
2、单摆在摆动中受到空气阻尼，振幅越来越 小，试问它的周期是否会变化？通过实验观察 问答，并用理论加以阐明。
实验24 转动惯量测定的研究
实验的意义和目的
转动惯量是刚体转动的一个重要物理量，它是物体转 动惯性大小的量度。在许多工业设计和研究领域中都要考 虑物体转动惯量的大小，因此，测定物体的转动惯量具有 非常重要的实际意义。
实验提示
（一）用单摆测量重力加速度 1、测量单摆摆线的长度：调节、测量和记录。 2、测量单摆振动的周期： （1）连接集成霍耳开关和HTM-3电子计时器； （2）调节集成霍耳开关的位置，使它正好在摆球所处的竖直位置
时磁钢的正下方，并使集成霍耳开关输出低电平，多功能毫秒仪面 板上的低电平指示灯亮； （3）预置开关次数； （4）改变摆角，用激光光电传感器测量在不同摆角时单摆振动的 周期。将摆球拉开一定距离，并用水平直尺量出此距离，利用三角 函数算出摆角；每拉开一定距离测量五次两倍周期，然后取平均值， 并把数据填入所设计的表格中。
3、求重力加速度：
（2）比较在不同摆角时，对计算重力加速度g带来的影响。 （二）用复摆测量重力加速度
用以上类似方法测量复摆振动的周期，并代入复摆的周期公式， 求出重力加速度。复摆的周期公式为：
实验性研究的设计与实施
第一节 实验设计的基本要素
处理因素 受试对象 实验效应 1.处理因素 是根据研究目的而施加于受试对象，在实 验中需要观察并阐明其效应的因素。 例如：某种降压药的疗效试验。
根据处理因素情况，可分为单因素和多因素 实验。同一因素可以有多个水平。
举例1
表 11.3 不同吸烟量者尿中硫氰酸盐（mg/L）
(3) 标准对照
不设立专门的对照组，而是用现有的标准值 或正常值作对照。
因实验条件不一致，可比性较差，故不太常 用。
例 据大量调查知，健康成年男子脉搏的 均数为72次/分，某医师在山区随机调查了25 名健康男子，其脉搏均数为74.2次/分，标准 差为6.0次/分，能否认为该山区成年男子的脉 搏高于一般人群？
二、均衡原则（齐同原则）
实验组与对照组的除处理因素外其它因素 要尽量一致。
方法: (1)交叉均衡 在实验单元中设立实验组和对照组。 例：欲研究某药对肠道传染病的预防效
果，选择甲、乙两所幼儿园儿童各100名作为 研究对象。该例应如何均衡设置实验组和对 照组。
交叉均衡示意图
甲幼儿园 （ 100人 ）
(4)自身对照
第四章5实验性研究设计讲解
第四章5实验性研究设计讲解实验研究设计是科学研究中常用的一种方法，它可以帮助研究者控制实验条件、观察因果关系、验证假设等。
本文将从以下五个方面讲解实验性研究设计。
一、研究问题的确定实验研究设计的第一步是确定研究问题。
研究问题应该是明确的、可操作的，并且需要明确研究的目的和假设。
例如，假设一项新的治疗方法可以降低糖尿病患者的血糖水平，那么研究问题可以是“新的治疗方法是否能够显著降低糖尿病患者的血糖水平”。
二、实验组与对照组的确定实验研究设计中需要确定实验组和对照组。
实验组接受特定的处理或干预，对照组不接受处理，用来比较两组之间的差异。
实验研究设计中常用的对照组包括无处理对照组、安慰剂对照组和传统治疗对照组。
三、随机分组随机分组是实验研究设计的重要步骤之一、通过随机将参与者分配到实验组和对照组，可以减少个体差异对研究结果的影响，增加研究的可靠性。
常用的随机分组方法包括简单随机分组和分层随机分组。
四、实施实验在实验研究设计中，实施实验是非常关键的一步。
在实施实验时，需要确保实验条件的控制和一致性，避免其他因素对实验结果的干扰。
例如，在研究新的药物疗效时，需要确保所有参与者服用药物的剂量和时间是一致的，实验条件包括环境和操作过程等也需要严格控制。
五、数据收集与分析在实验研究设计中，数据的收集和分析是非常重要的一步。
数据的收集可以通过观察、问卷调查、实验测量等方式进行。
收集到的数据需要进行适当的统计分析，以验证假设和得出结论。
常用的统计分析方法包括描述性统计、t检验、方差分析等。
综上所述，实验研究设计是一种常用的科学研究方法。
在进行实验研究设计时，需要明确研究问题、确定实验组和对照组、进行随机分组、实施实验、收集和分析数据等步骤。
通过科学合理地设计和实施实验，可以有效地验证假设，提高研究的可靠性和可解释性。
一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究
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一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究 （2）相关性研究 • 探讨各个变量之间是否有关系或存在什么样的相 互关系。研究设计中没有人为的干预因素，事先 要确定观察变量，比描述性研究有更多的探索原 因的作用。 • 如：研究大学生的成就动机与学习成绩的相关关 系，就是针对成就动机和学习成绩两个主要变量 的关系进行研究。
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一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究 ⑵实验前后对照设计举例 • 高血压患者生活方式的护理干预及效果评价
• 将随机选取的200例高血压患者随机分为实验组和 对照组，各为100例（全部病例符合WHO/ISH及我 国新制定的高血压病诊断标准）。首先对实验组 和对照组的生活方式进行评估，在此基础上对实 验组实施护理干预计划，如：知识宣教、饮食指 导、运动指导和心理指导等等，对对照组不采取 任何措施。通过6个月的随访，观察两组高血压患 者生活方式的改变情况。
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一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究 ⑶索罗门四组设计 • 将研究对象随机分为两个实验组和两个对照组， 其中一个实验组和一个对照组进行干预前和干预 后两次测量，而另一个实验组和对照组只进行干 预后的测量。该设计实际上是实验前后对照设计 和单纯实验后设计的组合。适用于实验前测量本 身可能会对实验结果有影响的情况，特别是涉及 到情感、态度等方面的问题，表示如下： • R………………………X…………O1 • R………………………………….O1 • R…………O1…………X…………O2 • R…………O1…………………….O2
• 1.特点：
• （1）干预或操纵，是必备的条件；
• （2）随机分组和设对照组（两者只具备其一或都 不具备）。 • 注：类实验性研究对因果关系论述较弱，但类实 验性研究在实际研究中的可行性较高。
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05
实验性研究设计的注意 事项
注意伦理和法律问题
尊重受试者权利
确保受试者在实验过程中的人身安全和隐私权得到保护，遵循伦理原则，避免任何形式的伤害和侵犯。
遵守法律法规
在进行实验性研究时，应遵守相关法律法规，如药品管理法、医疗器械管理法等，确保实验的合法性和合规性。
注意实验的可靠性和有效性
保证实验方法的科学性
评估实验成本和效益
在实验设计时，应对实验成本和效益 进行评估，确保实验的可行性和经济 性，避免不必要的浪费和损失。
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目录
• 实验性研究设计概述 • 实验性研究设计的基本原则 • 实验性研究设计的基本类型 • 实验性研究设计的步骤 • 实验性研究设计的注意事项
01
实验性研究设计概述
实验性研究的定义
01
实验性研究是一种科学的研究方 法，通过实验操作来检验假设或 探索变量之间的关系。
总结词
在实验性研究中，应多次重复实验以获取可靠的结论。
详细描述
重复原则是实验性研究设计的重要原则之一。通过多次重复实验，可以减少实验误差和偶然因素的影响，提高实 验结果的稳定性和可靠性。同时，重复实验还可以提供更多的数据支持结论，增强说服力。在实验设计时，应根 据实际情况确定合适的重复次数，以达到良好的统计效果和实际意义。
03
实验性研究设计的基本 类型
单组实验设计
总结词
对单一受试者或一组受试者在实验处理前后的变化进行测量。
详细描述
单组实验设计是指对单一受试者或一组受试者在实验处理前后的变化进行测量的实验设计。这种设计 方法简单易行，适用于探索性实验和初步实验，但无法排除非处理因素的影响，因此结果的可信度较 低。
实验设计方案范例（通用10篇）
实验设计方案范例实验设计方案范例什么是方案方案是从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划。
“方案”，即在案前得出的方法，将方法呈于案前，即为“方案”。
实验设计方案范例（通用10篇）为了确保事情或工作有序有效开展，常常需要提前准备一份具体、详细、针对性强的方案，方案是阐明行动的时间，地点，目的，预期效果，预算及方法等的书面计划。
我们应该怎么制定方案呢？以下是小编整理的实验设计方案范例（通用10篇），希望能够帮助到大家。
实验设计方案1一.实验目的1、学习从土壤中分离、纯化微生物的原理与方法。
2、学习、掌握微生物的鉴定方法。
3、对提取的土样进行微生物的分离、纯化培养，并进行简单的形态鉴定二.实验原理α-淀粉酶是一种液化型淀粉酶，它的产生菌芽孢杆菌，广泛分布于自然界，尤其是在含有淀粉类物质的土壤等样品中。
从自然界筛选菌种的具体做法，大致可以分成以下四个步骤：采样、增殖培养、纯种分离和性能测定。
1、采样：即采集含菌的样品采集含菌样品前应调查研究一下自己打算筛选的微生物在哪些地方分布最多，然后才可着手做各项具体工作。
在土壤中几乎各种微生物都可以找到，因而土壤可说是微生物的大本营。
在土壤中，数量最多的当推细菌，其次是放线菌，第三霉菌，酵母菌最少。
除土壤以外，其他各类物体上都有相应的占优势生长的微生物。
例如枯枝、烂叶、腐土和朽木中纤维素分解菌较多，厨房土壤、面粉加工厂和菜园土壤中淀粉的分解菌较多，果实、蜜饯表面酵母菌较多;蔬菜牛奶中乳酸菌较多，油田、炼油厂附近的土壤中石油分解菌较多等。
2、增殖培养(又称丰富培养)增殖培养就是在所采集的土壤等含菌样品中加入某些物质，并创造一些有利于待分离微生物生长的其他条件，使能分解利用这类物质的微生物大量繁殖，从而便于我们从其中分离到这类微生物。
因此，增殖培养事实上是选择性培养基的一种实际应用。
3、纯种分离在生产实践中，一般都应用纯种微生物进行生产。
一实验性研究类实验性研究与非实验性研究共38页文档
一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究
⑸交叉设计
• 也称重复测量设计（repeated measures design），是一种特殊的自身对照设计。
• 在进行设计时，首先将条件相近的观察对象配对， 再用随机分配的方法决定其中之一先采用实验处 理A，再接受B；另一半对象先接受B，再接受A； 两种实验处理在研究过程中交叉进行。
50人，其中实验组和对照组各2组，首先对其中的 一个实验组和对照组进行态度的测量，然后对两 个实验组进行认知方面的教育，结束后再对全部 四个组进行态度的测量。
9
一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究
⑷随机化区组设计
• 也称配伍组设计，是将条件相近的研究对象配成 一组，称为区组，每个区组的样本例数主要取决 于研究需要的对比组数。
• 将每个区组中的研究对象按随机的方法分到各个 对比组，给予不同的处理或干预。这种设计增强 了各组间的均衡性，可进一步控制干扰因素。
10
一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究
⑷随机化区组设计举例
• 低分子肝素皮下注射局部压迫时间与皮下出血关 系的研究
• 在某医院心内科选择行冠状动脉支架植入术后皮 下注射低分子肝素的患者50例，每例注射5次。将 每例患者的5次皮下注射随机分为5组，设定5组的 压迫时间分别为1min、2min、3min、4min、5min， 选用统一的低分子肝素注射液，在统一的皮下部 位注射，注射后护士分别用棉球压迫1min、2min、 3min、4min、5min。12h后观察皮下出血例次和出 血面积的大小。
＝第一次观察或测量；O2＝第二次观察或测量
6
一、实验性研究、类实验性研究和非实验性研究
⑵实验前后对照设计举例
第6章 研究设计
第四节 常用的研究设计方案
一、实验性研究设计 1.完全随机设计 （completely randomized design）， 又称简单随机分组设计（simple randomized design）
是采用完全随机化分组方法将同质的实验单位分配到 各处理组，各组分别接受不同的处理。各组样本含量 可以相等，称平衡设计（balanced design）；也可不等， 称非平衡设计（unbalanced design）。平衡设计时检验 效率较高
3.随机对照试验
randomized control trial，将具备纳入标准又不 具备排除标准的受试对象随机分配到实验组和 对照组，在一致的条件下或环境里，同步地进 行研究和观察试验效应，并用客观的效应标准 对试验结果进行科学的衡量和评价 随机对照试验被公认为研究和评价治疗性试验 的金标准方法
3、特异度和灵敏度
某指标的特异度（specificity）反映其鉴别真 阴性的能力 灵敏度（sensitivity）则反映其检出真阳性的 能力 特异度高的指标不易受混杂因素的干扰；灵敏 度高的指标能将处理因素的效应更好地显示出 来。
4、指标的观察
在设计时常采用盲法（blind method） 单盲分为盲受试者和盲医生，盲受试者是指受 试者不知道自己属于试验组还是对照组，盲医 生是指具体实施实验效应测量的研究者不知道 受试者属于试验组还是对照组。双盲是指同时 盲受试者和盲医生。
4、自身对照(self control)
对照与实验在同一受试对象身上进行，如身体 对称部位或实验前后接受不同研究因素
5、标准对照（standard control）
常用的实验性研究设计方案包括
常用的实验性研究设计方案包括常用的实验性研究设计方案包括1. 随机对照试验设计- 介绍随机对照试验设计的基本概念和原理- 阐述随机对照试验设计的步骤和要求- 分析随机对照试验设计的优势和局限性- 举例说明随机对照试验设计在实际研究中的应用2. 前后对照试验设计- 解释前后对照试验设计的定义和特点- 探讨前后对照试验设计的步骤和要点- 分析前后对照试验设计的优缺点- 提供前后对照试验设计在实际研究中的案例3. 多因素试验设计- 介绍多因素试验设计的概念和原理- 阐述多因素试验设计的基本步骤和要求- 探讨多因素试验设计的优势和局限性- 提供多因素试验设计在实际研究中的实例4. 交叉试验设计- 解释交叉试验设计的定义和特点- 分析交叉试验设计的步骤和要点- 探讨交叉试验设计的优缺点- 举例说明交叉试验设计在实际研究中的应用5. 配对试验设计- 介绍配对试验设计的基本概念和原理- 阐述配对试验设计的步骤和要求- 分析配对试验设计的优势和局限性- 提供配对试验设计在实际研究中的案例6. 因子分析试验设计- 解释因子分析试验设计的定义和特点- 探讨因子分析试验设计的步骤和要点- 分析因子分析试验设计的优缺点- 提供因子分析试验设计在实际研究中的实例【范文】常用的实验性研究设计方案包括随着科技的进步和社会的发展，实验性研究在各个领域的重要性日益凸显。
为了能够准确获取实验数据并得出科学结论，研究者需要选择适合的实验性研究设计方案。
本文将介绍六种常用的实验性研究设计方案，包括随机对照试验设计、前后对照试验设计、多因素试验设计、交叉试验设计、配对试验设计和因子分析试验设计。
一、随机对照试验设计随机对照试验设计是最常用的实验研究设计方案之一。
其基本原理是将研究对象随机分配到实验组和对照组，以消除其他干扰因素对实验结果的影响。
随机对照试验设计的步骤包括制定研究目的和假设、确定实验因素和水平、随机分配实验对象、进行实验操作、收集和分析数据、得出结论。
5实验性研究设计
? 实验开始前，链霉素组病人不知道将接受的是特殊的治疗，卧床 休息组病例也不知道他们在住院期间将会是一个特殊研究的对照 组病人。通常他们和链霉素组病例不住同一个房间。
? 治疗组治疗措施：链霉素组病例每天接受一日4次（每隔6小时 一次）共计2g的链霉素注射治疗。未发现由于毒副作用需要中 止的病例。
? 结果：6个月后，对照组的病死率为27% （13/50），而链霉素 组的病死率为7% （4/55），证明了链霉素对肺结核的治疗效果 。
24Βιβλιοθήκη 自身前后对照试验? 设计模式：
25
自身前后对照试验
? 设计的优点
?可比性好； ?节约一半的样本量； ?较少伦理学问题。 ? 设计的缺点 ?依从性较差； ?影响研究结果； ?易产生信息偏倚； ?可能导致结果不同。
26
自身前后对照试验
? 应用范围：适用于慢性、稳定或复发性疾病，如高血压、 高血脂、糖尿病、哮喘、 风湿和类风湿病等。
人群干预的方法
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随机对照试验（RCT）
? 概 念 ： 随 机 对 照 试 验 (randomized controlled trial,RCT) ，是采用随机分配的方法，将合格的研究 对象分别分配到试验组和对照组，然后接受相应的试 验措施，在一致的条件下或环境中，同步地进行研究 和观测试验的效应，并用客观的效应指标对试验结果 进行科学的测量和评价。
? 结果的统计分析： (配对t检验或配对χ 2检验)
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交叉试验
? 概念：交叉试验 (cross-over design) 指研究中首先将研究对 象随机分为甲、乙两组，在第一阶段甲组为试验组，乙组为对 照组，分别采用试验和对照措施进行观察，此阶段结束后经过 一个洗脱期，再进入第二个阶段。此时两组的治疗措施对换， 即甲组作为对照组，乙组作为试验组，全部研究工作结束后再 评价疗效。
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注意：1. 要区别何为第一因素——处理因素，何为第二因素——区组条件。
2. 配伍的条件不能太多，否则，难以划分区组。
3.不能配伍过头。
表
组别
处理 1
区组 1
X 11
区组 2
X 21
…
…
区组 n
X 11
处理组小计
T1
随机区组设计的实验结果的排列格式
处理 2
…
处理 g
X 12
…
X1g
X 22
…
X 2g
…
1．指标的关联性——能够确切地反映处理因素产生的效应（专业知识）。 2．指标的客观性：①客观指标，是借助一定的仪器或检验等方式测定所得
的客观数据。多数为定量指标。②而主观指标则是通过研究者观察判断或 由受试者自身主观感觉而回答的结果。多数为定性指标。——可采取多人、 多次、盲法、交叉法进行观察判断。 3．指标的精确性：包括指标的精密度与准确度。 ①精密度是指重复测量或 观察时，测定值（观察值）与其均值的一致程度。 ②准确度是测量值的 正确性的量度，即测定值（观察值）与真实值的接近程度。 4．指标的特异性和敏感性： ①特异性是表示该指标能够鉴别真阴性的能力。 ②敏感性是表示该指标能够检出真阳性的能力。
第一节 实验研究设计的基本要素与基本原则
一、实验研究设计的基本要素——处理因素、实验单位、实验效应
（一）处理因素(treatment factor)：指研究者根据研究目的施加于实验单位， 在实验中需要观察并阐明其效应的因素，即研究因素。可以是生物、理化、 心理、社会等因素，也可以是机体本身内在对机体有影响的因素。
一只为乙组，遇偶数则对子中的第一只小鼠分配到乙组，另一只为甲组， 结果见表第三、四行。
表 10 对小白鼠配对设计分组结果
对子号
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
随机数
5
85
4
7
4
9
2
3
8
第一只小鼠组别 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
第二只小鼠组别 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲
第四节 随机区组设计 一、概念 二、设计与应用 三、资料分析原则
（1） 编号：将 40 只小白鼠从 1 开始到 40 编号，见表第 1 行；
（2） 取随机数字：从随机数字表中的任一行任一列开始，如第 9 行第 7 列开始，
依次读取两位数作为一个随机数录于编号下，见表第 2 行；
（3） 编序号：按数字从小到大 (数据相同则按先后顺序）编序号，见表第 3 行。
（4） 事先规定：序号 1-10 为甲组，序号 11-20 为乙组，序号 21-30 为丙组，序号
提高效应指标的 可用性、精确性
可选用多种方法和多个指标，通过多 方法、多途径全面观察，相互补充， 互相验证，综合分析。
二、实验性研究设计的基本原则
（一）对照原则 对照（control）就是在实验中设置与处理组相互比较的对照组。
1．设置对照组的意义与原则——排除非研究因素对实验结果产生的偏差。 三个基本要求：均衡、同步和专设。
…
…
X n2
…
X ng
T2
…
Tg
区组小计
B1 B2
…
Bn X
（二）应用范围： 不论是在动物实验还是临床研究中，若仅考虑一个具有k 水平的研究因素，
且实验单位可以按照某个或某些重要的非研究因素分组时，均可采用随机区组
设计安排实验。
实例，如何按随机区组设计，分配5个区组的15只小白鼠接受甲、乙、丙三种 抗癌药物？——随机数字表法
初步分组结果：A组为1，3，9，12，13，15号，共6只动物; B组有4,5,7,8,10号，共5只动物动物; C组是2,6,11,14号，共4只动物动物。
需从A组调整1只到C组各组→继续查随机数字表，在上述第15个随机数字90后 的一个随机数是16，用随机数16除以A组动物数6，余数为4，则应将A组第4 个动物（即第12号动物）调至C组，使三组动物数相等。最终分组如下，A组： 1,3,9,13,15号，B组：4,5,7,8,10号，C组：2,6,11,14,12号。
随机数字表法：也称完全随机法。 例：要将15只受试动物平均分为A、B、C三组。
先将动物编号1～15号。再查随机数字表，（任意）令从第16行第6个随机
数开始，从左至右逐个抄录15个随机数按顺序依次分配至动物1～15编号下，
以3（分三组）除每个随机数字，令余数为0者分A组；余数为1分B组；余数为
2者分C组。
随机设计，在动物实验和临床疗效观察研究中均可采用。通常是在非研究因素对效应指 标影响不是很大的情况下，或非研究因素对效应指标的影响在实验组和对照组能均衡的 情况下采用这种设计方案。
实例：为研究某药物的抑癌作用，使 40 只小白鼠致癌后，试用完全随机设计的方法将
小白鼠等分为 4 组。
1．随机数字表法
31-40 为丁组，见表第四行。
表 40 只小白鼠等分为 4 组完全随机设计分组结果
编号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 103 86 52 77 65 15 33 59 05 28 … 18 09
序号
28 39 35 32 24 30 27 6 18 26 1 15 … 7 4
表 30 只动物完全随机化分组
动物编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
随机数字 33 35 72 67 47 77 34 55 45 70 08 18 27 3 90
余 数 020112110120020
初步分组 A C A B B C B B A B C A A C A
(1)编号：先将小白鼠按体重编号，体重相近的3只小白鼠配成一个区组，见表 第一、二行。
实验设计
概述：
以是否对研究对象施加干预为主干进行分类
从统计学的角度出发，医学科学研究按照对研究对象是否进行
干预分为观察性研究和实验性研究两大类。
实验性研究： 实验主体通过实验 手段施加于实验客 体某些干预因素， 观察由此引起的实 验效应。
第三章 实验性研究设计
第一节 实验研究设计的基本要素与基本原则 第二节 完全随机设计 第三节 配对设计 第四节 随机区组设计 第五节 交叉设计 第六节 拉丁方设计 第七节 嵌套设计 第八节 析因设计 第九节 正交设计 第十节 重复测量设计
1．实验单位入选条件： 明确纳入标准与排除标准——同质性和代表性，两个
基本条件：①对处理因素敏感。②反应稳定。 2．其它影响因素的控制
（三）实验效应（experimental effect）：处理因素作用于实验单位后引起 的某种反应，可通过具体的指标来表达。在选择效应指标时要注意指标的 关联性、客观性、精确性、特异性和敏感性。
1．处理因素与非处理因素（又称混杂因素）的确定 2．处理因素水平的选定和组合：单因素单水平、单因素多水平，多因素单水
平、多因素多水平的实验研究。 3．处理因素的标准化：处理因素在整个实验研究中应始终如一，保持不变。
研究因素间存在交互作用——应按分析交互作用的方法设计分组。
（二）实验单位 (experimental unit) ：亦称受试对象或实验 对象，为处理因素作用的客体，是接受处理因素的基本 单位。根据实验单位的不同，实验性研究分为动物实验 研究、临床试验研究和现场试验研究三类。实验单位可 以选择人、动物、植物、离体器官、组织、细胞、亚细 胞、血清或其它体液等生物材料。
二、设计与应用 （一）实验设计——主要有两种情形 1. 将两个条件相同或相近的实验单位配成对子，分别接受两种不同的
处理。 2. 同一实验单位分别接受两种不同的处理。
自身前后比较？ 注意：
①进行配对设计时应注意不要“配过头”。 ②记录实验数据应保持每对的一一对应关系，不能错乱或缺失。 ③实验者必须在整个研究过程中，始终能辨认属于同一对子的是哪
（三）重复原则 重复(Replication)：指在相同实验条件下，进行多次实验或观察，
重复程度表现为样本含量的大小和重复次数的多少。 1. 重复的意义：估计实验误差和降低实验误差。
抽样误差的估计——其中的均数的标准误的计算
S S
X
n
2. 样本含量估计：在进行样本含量估计时，首先要了解影响样本 含量大小的因素，其次需要明确进行样本含量估计的条件，正 确选择样本含量估计的计算公式或工具表。
分组结果 丙 丁 丁 丁 丙 丙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 … 甲 甲
2．采用随机数发生器
第三节 配对设计
一、概念 二、设计与应用 三、资料分析原则
一、概念 配对设计是将实验单位按某些特征或条件（可
能影响实验结果的主要非研究因素）配成对 子（非随机），再将每对中的两个实验单位 随机分配到实验组和对照组（或两不同的处 理组）中，给予不同的处理。——组内可不 一致，而组间尽可能一致。 意义：可做到严格控制非研究因素对实验结果 的影响，同时使组间均衡性增大，减少实验 误差，提高实验效率。它与两组完全随机设 计相比，可缩小实验单位间的个体差异，同 时还可以减少样本含量。 缺点：当配对条件未能严格控制造成配对失败 或配对欠佳时，反而会降低效率。
公认的经典治疗方法或标准治疗方法作对照也属标准对照。 (5)阴性对照与阳性对照（negative and positive control）：如，研究某化合物
是否会致癌的长期动物实验研究中，只有当阴性对照组未发生癌症或仅发生 极少量癌症（自发），实验组和阳性对照组都诱导出有意义的癌症，结果通 过统计学分析，对判断受试物的动物致癌性才有参考意义。 (6)相互对照（mutual control） ：几个有效处理的实验组互为对照。
2．对照的形式 。 (1)空白对照（blank control） ：设立不施加任何处理或干预因素的对照。 (2)实验对照（experimental control） (3)安慰剂对照（placebo control） ：给对照组受试者使用无药理活性的安慰剂。