课《机能实验学》教案--设计性实验

本科临床医学专业《机能实验学》
集体备课教案（3）--“设计性实验”
设计性实验（一）
教学内容：1、实验设计概论
2、实验设计讲座
教学时数：5学时
教学方法：讲授、讨论
教学安排：
集中讲授，实验设计概论（约100分钟）→实验设计讲座（约100分钟）→学生讨论、提问、教师答疑（约25分钟）。

实验设计概论
§1 概述
﹡机能实验学是一门什么课程？基础医学范畴？
机能实验学是融合传统的生理学、病理生理学和药理学三门实验内容为一体的新型课程，是实验性很强的医学基础课程。

﹡实验教学的主要手段？
人体实验：有一定局限性
动物实验：主要是应用模拟人类疾病的动物模型进行实验研究，是生命科学领域研究正常机体机能代谢规律、疾病发生、发展、转归以及药物作用和机制的主要手段。

﹡实验教学的主要目的？
培养学生动手能力、科学思维及创新能力。

﹡实验教学的主要内容？
基础性实验：掌握基本实验技术及仪器，设备的使用，培养动手能力。

综合性实验：促进各学科知识的融会贯通。

设计性实验：掌握基本的科研工作方法。

§2 设计性实验
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实验。

以学生为主，导师带教，学生自己选择题目、开题设计、实施实验、观察记录、论文答辩等，即创设“发现情景”，培养学生个性，让学生积极主动的去探索未知世界。

﹡实验设计目的
1、充分认识实验在科学理论产生和发展中的作用。

2、培养创新能力
3、培养一定的科研能力
﹡实验设计三个基本要素
1、处理因素：
2、受试对象：
3、实验效应：
如：观察巯甲丙脯酸对肾性高血压大鼠的疗效（动脉血压变化是实验效应）
﹡实验设计的基本原则
1、对照原则：可使处理因素和非处理因素的差异有一个科学对比。

空白对照标准对照处理对照自身对照
2、重复原则
3、随机原则
﹡实验设计的基本程序
1、准备工作:广泛收集阅读资料；设想立题方向。

2、选题（立题）：
3、设计实验方案：
4、可行性分析和预实验：
5、正式实验：
6、整理、分析实验结果；
7、完成论文
﹡选题前的准备工作
1、提出问题：
2、建立假说：主要查阅文献、提出问题的创新点、国内外有关动态、注意别人如何建立假说、技术路线、综述、立工作假说。

3、占有充分资料
第一初步选定一个研究方向或题目第二整理资料,理出资料之间的关系
第一手资料原文；第二手资料综述；第三手资料教科书及现场调查
﹡应用文献资料
文献是知识的宝库,汇集和保存了人类创造的精神财富.它在实践上的传递,实现了时
代与人之间的文化集成和发展,它在实践上的传播,促进了当代人的信息,技术交流与共享,加速了社会的进步.
文献记载着研究成果,从事研究的人和时间,使后人了解某一研究的起源,发展,在借鉴的基础上发展,创新.加速科研工作的进程
﹡文献检索的作用
Ⅰ“桥梁”作用:文献检索是连接文献生产者与文献需求之间的桥梁,也是当代人继承前人的知识进行创新的桥梁
Ⅱ“钥匙”作用:文献信息是知识的宝库,检索工具就是启动科学研究工作的钥匙.
Ⅲ节约作用
Ⅳ导向作用
﹡文献与情报资料的搜集
文献与资料种类与来源：
书籍-----教科书、论著、专著
报纸----快、新
期刊-----发行周期短、内容新颖、论述深入、发行数量大、影响面广、反应当前最高研究水平专利文献---含有极为丰富的技术研究用的资料
科技报告和政府出版物---涉及尖端科技的最新课题正在进行的科研项目情报
学位论文---有一定的独创性见解
学术会议文献
第三提出假说
从实验观察的事实出发，通过概念、判断、推理。

对所探索的问题提出初步的、推断性的、带有假定意义的理论解释。

符合实际、具备条件
第四着手设计一个能证实假说的实验
选题：
•提出问题往往比解决一个问题更重要
•针对教材内容
•简单易行
•情况明、起点高、新意强、思路好
﹡设计性选题参考方向:
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。

3、探讨体液因子的作用。

4、研究某种药物的作用机制。

5、治疗某种疾病或病理过程的新方法。

选题的原则：需要性原则、创新性原则、科学性原则、可行性原则、效益性原则
第一需要性原则
1. 考虑课题的价值----科学价值、实用价值、经济价值
2. 近期需要与长远需要的的关系
3. 正确处理基础理论和应用技术研究的关系
第二创造性原则
1.选择应用技术研究课题，要考虑课题能否成为新发明或技术革新根据的可能性
2.对于基础理论研究课题要考虑所选课题能否导致重大发现和理论创新的可能性。

3.以新的观点、新的角度、新的水平、新的方法等选择一些继承发展、革新,创造性的研究课题
人无我有，人有我多，人多我新
第三科学性原则
基础理论研究及应用技术研究的课题的选择和确立，都必须有一定的事实根据或科学理论根据。

第四可行性原则
1. 正确评价研究者的知识结构和水平，以及研究能力、思维能力及个人的兴趣
2. 正确评价客观条件是否具备
3. 发挥主观能动性，积极创造条件
第五效益性原则
* 社会效益* 经济效益* 科技本身的效益* 生态效益
﹡选题常出现的问题：贪大求全题目选得过大手段方法定的过高，甚至脱离现实和客观条件﹡实验设计
科研课题的实施方案与总体设计（实验设计书）
•课题名称
•立题依据
•采用的材料方法
•研究指标
•进度安排
•预期结果
•注意事项
•参考文献
符合现有条件：常用的药品试剂、实验对象、仪器设备
﹡实验与观察
预实验：预实验是保证正式实验成功的重要环节，以较少的受试对象，对实验标本进行观察，对主要实验方法和步骤进行初步演示，调控处理因素的强弱，确定药物剂量等。

正式实验：严格按照预实验确定的步骤和条件进行。

观察、记录实验结果
﹡实验结果的处理分析
统计分析
按照统计学设计要求，对收集资料进行统计描述与统计推断。

排除偶然，发现必然。

根据局部样本结果，引出普遍结论。

﹡完成论文与答辩
对所得的实验结果进行讨论、分析并总结结论，撰写论文。

论文答辩
如1：研究鼻咽癌与EB病毒的关系
•论文题目
•研究目的
•立题依据
•研究方法
•研究内容及对象、标本来源、病理诊断、试剂及其来源、仪器、切片、方法、设立对照、结果判定、统计学分析、实验步骤、工作计划、经费预算、质量控制、科研假设及预期结果、参考文献等，最后写出论文。

如1：研究肝癌的形态学改变
由学生写出开题报告，开题报告包括：论文题目、研究目的、立题依据、研究方法、研究内容及对象、标本来源、病理诊断、试剂及其来源、仪器、切片、方法、设立对照、结果判定、统计学分析、实验步骤、工作计划、经费预算、质量控制、科研假设及预期结果、参考文献等，最后写出论文。

实验设计讲座
1.设计性实验定义及开设目的
所谓设计性实验是指学生根据给定的实验任务,自行设计实验方案、组织实验系统、独立进行操作并得出结果的实验, 旨在培养学生的创新意识和创新精神、提高学生分析问题和解决问题的能力。

2. 设计性实验的特点
(1)实验技能的综合性
(2)实验操作的独立性
(3)实验过程的研究性
3. 如何进行设计性实验（图示）
(1) 选题：目前，由教师选
本学期开设6个设计性实验：
①.证明氯丙嗪对体温的影响伴随环境温度而变
②.艳山姜的促胃肠动力作用
③.不同给药途径对药物作用的影响
④.乙醇的毒性研究与时辰关系
⑤失血性休克病理模型的复制
⑥高钾血症病理模型的复制
(2) 查阅相关文献，总结文献资料
查阅文献目的：了解前人工作，了解研究进展状况。

文献类型：实验教材，工具书，国内外期刊
查阅方法：实验教材，《药理学实验》等，看目录期刊，查近10年的文献，一般用关键词查
校园网中文电子期刊（CNKI）及英文EBSCO查阅简介：登陆校园网，点击“图书馆”
阅读整理文献：总结研究进展状况，为自己设计路线提供思路。

(3) 根据实际，设计实验方案
设计实验方案要求：方案必须切合实际，具有可操作性；尽量选择试剂易得，节省动物、操作简易的方案。

科研设计的基本要素：
受试对象：受试对象是指接受实验的动物或人，亦称实验对象，研究对象或观察对象。

处理因素：就是为了不同的研究目的，加给研究对象以理、化的或生物的各种条件被称为处理因素。

实验效应：处理因素作用于受试对象所显示出的结果被称为效应。

科研设计的基本原则：
随机化的原则：消除或减少组间的人为误差。

对照的原则：消除和减少实验误差。

重复的原则：保证科研成果可靠性的重要措施。

(4) 制定实验实施方案
按所设计的方案，制定实施细则
(a)列出所需动物、试剂，实验仪器；
(b)按照设计的需要，计算动物、试剂等使用量；
(d) 制定自己的“实验指导”，如，试剂规格？动物种属？实验方法？分组？结果判断？数据处理。

实验实施细则要达到进实验室后依靠它，就可顺利实验的地步。

方案一般需经过教师认可。

(5) 实验实施方案论证（设计书、PPT报告）
采取课堂讨论的方式进行：
1.陈述方案：每组派一名代表陈述本组的实验方案,注意突出自己方案的优势和创新点;
2.讨论：大家对该组的实验方案进行分组讨论，指出该方案存在的问题和实施中可能遇到的困难，并尽可能提出自己的解决办法;
3.总结:指导老师对陈述的方案和讨论的情况进行总结,并提出方案的修改意见;
4.修改:每组根据讨论中存在的问题,修改自己的方案,并经指导老师同意后,最终确定自己的实验方案。

(6) 实施实验：根据自己的实验方案，进实验室实施实验。

(7) 总结实验结果，写出报告。

报告内容应含有300字左右的文献总结及你选择设计方案的根据。

组织对设计性实验结果进行交流。

设计性实验交流报告的PPT：
4. 本学期设计性实验要求
时间任务
9.28 实验设计概论选题和查阅文献师生讨论
10.28 上交设计书和PPT报告
11.9 开题报告
11.30 上交修改设计书，制定实验实施方案
12.7 实验设计验证
12.20 上交实验研究论文
机能实验学实验设计项目申请书
一、立论依据及意义
二、研究方案
三、所需的仪器、器械、药品试剂、动物等
四、预期结果与结论
五、参考文献：
六、教师评议
实验论文报告要点
实验报告应包括以下部分：1、研究背景及研究目的；2、实验设计；3、实验方法；4、实验结果；
5、分析讨论；
6、结论；
7、参考文献
•采用列表或绘图展示实验数据。

•分析讨论应结合国内外文献报道有关进展进行。

研究论文的书写
一、题目
题目应包括被试因素、受试对象、试验效应及变化特点等。

力求准确概括论文的性质、内容以及创新之处，关键词汇使用要恰当。

•题目字数一般为20～30个字或100个英文印刷符号以内。

二、摘要与关键词
•摘要可置于论文的开始，构成研究论文的一部分。

•要求紧扣主题，观点鲜明，简单扼要，重点突出，充分体现本研究的创新之处，一般为100～300字。

•摘要的写作多采用结构式，包括目的（objective或aim）、方法（methods）、结果（results）与结论（conclusions）。

•关键词也称主题词或索引词，可以是单词或短语，列出关键词便于图书索引与读者检索。

三、引言
•叙述与主题相关的已知的一般知识开始，进入该主题特定领域研究现状，然后提出本论文要解决的问题。

•引言的字数为300～600字，约占全文的1/10。

•引言不同于摘要，本文的结论不列在引言中。

四、材料与方法
1、受试对象：说明动物的来源、性别、体重、年龄、饲养条件、健康情况。

2、试验材料：所用化学药品、实验仪器（名称、来源、规格、批号等）。

3、被试因素：描述被试因素与受试对象的组合原则，对照设置、被试因素作用的方法、时间与强度等。

4、观察指标与实验步骤：说明观察指标的种类、特点、处理过程和测定方法等，并按实验过程和先后顺序逐一介绍。

5、统计学数据处理：统计量的表示方法如平均值±标准差；差异显著性检测方法及其评定标准。

五、结果
1、文字描述
2、以表格或图提供具体数据
表格的制作一般采用“三线表”，即顶线、标目线和底线三条横线构成栏头、表身。

一般行头标示组别，栏头标示反应指标。

表格应有序号与表题。

表底下方可加必要的注释。

图的绘制一般以柱形图高度表达非连续性资料的大小，以线图、直方图或散点图表达连续性或计量资料的变化，以点图表示双变量之间的关系。

六、讨论
•讨论是对实验结果进行论证、分析，是论文学术水平的反映。

•一般包括对引言中所提出的问题进行回答、论证与解释；并突出本项研究工作的创新点和客观评价研究方法或结果的局限性与不一致性。

七、参考文献
•选择参考文献一般应遵循有效、易获得以及新而精的原则。

设计性实验（二）
教学内容：设计性实验开题报告
教学时数：7学时
教学安排：
1、实验设计概论和实验设计讲座后，全班学生按实验小组进行立题、查阅文献、设计实验方案。

2、4周后学生上交设计性实验申请书、实施方案和PPT报告。

3、指导教师审阅、批改学生上交的材料，并及时把意见反馈给学生。

4、学生修改设计性实验申请书、实施方案和PPT报告。

5、指导教师再阅学生修改后的材料，提前了解相关资料，以便学生开题报告时答疑和评议。

6、开题报告时（再隔4周后），每个小组派一名代表陈述本组的实验方案（约15分钟），并对同学和指导教师的提问进行答辩。

指导教师填写所负责实验组的实验设计和开题报告的评议表。

设计性实验（三）
教学内容：实验设计验证
教学时数：7学时
教学安排：
学生按实验小组对选定的设计方案实施验证。

项目负责教师指导学生实验。

课后每组学生完成1份实验设计论文，每位学生1份心得体会。