医学科研设计方案

第一章绪论
一、医学科研设计
医学科研设计，就是医学科研人员从专业理论、技术和知识角度提出设想，建立假设，安排有
关的研究顺序、步骤，使在实验科研中搜集到的数据资料能用以进行相应的统计分析和医学专
业理论分析，论证假设，从而达到该研究目的。

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一）专业设计和实验设计
1、专业设计
专业设计是应用医学专业理论和技术进行设计，确立研究目的和建立假设，主要解决实验观察
结果的有用性和独创性。

因此，专业设计是科研是否有意义，是否先进的前提和基础。

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2、实验设计（统计学设计）
运用统计学原理和方法进行实验设计，主要解决实验结果的重复性和经济性，提高实验效率，
减少或排除误差，保证样本的代表性和可比性，观察结果的精确性。

因此，实验设计能提高和
保证结果的可靠性和可重复性，并提高效率，是较少量的观察数据提供大量有用的信息，达到
优化实验结果，降低科研费用的目的。

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总之，专业设计是确立研究目的和建立假设，实验设计是通过什么观察对象，需要何种原始资
料，通过什么方式和方法取得这些资料，需要观察多少病例（动物），预期会有什么结果等。

专业设计和实验设计应相互结合，缺一不可。

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（二）临床研究中的专业设计和实验设计
1、临床研究的特殊性
动物实验常用疾病模型的复制作为研究对象，但不允许在人身上复制疾病造成特定的病态，因
为涉及到伦理学问题。

目前实验方法有整体水平、组织器官水平、细胞水平、分子水平，即整
体综合和局部分析的方法。

获得的结论最后必须经人体试验，才能得到确实的结论。

而人具有
生物属性和社会属性。

因而人体的现象和规律不能笼统的用一般生物学规律来解释，人体的生
理、形态、精神等方面变异较大，即样本的一致性较差，影响结果的非处理因素多，观察条件
不易控制。

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2、试验性研究设计
按统计学的实验设计要求设计方案，称为临床试验性设计。

在设计时，特别要注意使非处理因
素在试验组和对照组或试验组之间基本均衡和研究对象-病人的病程、病情的均衡。

常用的有：
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治疗研究、预后研究、干预试验。

3、分析性研究设计
病因研究不宜采用试验性研究设计方案，而多采用分析性研究。

如病例对照研究，队列研究等
第二章选题与立题
一、科研课题的提出
?信息获得的渠道包括：
?查阅专业文献
?参加学术会议
?与同行专家交谈或采访有关人员及现场调查
?继承其他学者先前的研究
?个人或他人的实践资料、经验和兴趣
?受到国内外学术争鸣的启发
二、科研课题的确立
科学的思维方法大致有
分析与综合
归纳与演绎
假设与验证
三、选题立题时应注意的几个问题
1、所选的课题是否具有先进性、创新性、科学性和可行性
2、积累知识，选择好研究领域或研究方向
3、研究目标要明确具体
第三章实验设计
第一节实验设计中的三个基本要素
处理因素
受试对象
实验效应
一、处理因素与水平-实验分组标志
(一)处理因素的概念及意义
处理因素又称实验因素，是指在实验中根据研究目的而施加给实验对象的各种人为设
置的干预措施。

各因素所处的不同状态称为水平。

通常所说的对照，在实验研究中也被看做是
一种处理，而且是必不可少的。

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(二)处理因素中的病因学研究
1、暴露因素
2、病因假设
（1）病因假设的提出
病例报道、病案系列研究、生态学研究
（2）病因假设的建立
求同法、求异法、共变法、类推法
(三)处理因素共同注意点
1、病人为对象时，要注意医德
2、分清处理因素和非处理因素
3、处理因素必须有标准化
二、受试对象
(一)诊断要有确实依据-金标准
金标准是指确诊疾病最可靠的方法，可明确肯定或否定某种疾病的标准。

肿瘤–病理检查
感染性疾病–临床表现、病原学、血清学检查
手术治疗病人-手术所见，病理检查为准
功能性及心理性疾病-根据症状体征
病程长、发展缓慢、病理生理改变复杂的疾病-根据行业标准诊断
(二)要有明确的纳入标准和排除标准
1、纳入标准
固定性别、年龄范围、病程、病型、病情，尽可能选取对处理措施有反应、依从性好的病人作
为纳入对象。

2、排除标准
一般作为纳入标准实验观察组的病人，不能随意退出观察，必须在设计前制定出排除标准。

一
般把有并发症、病情复杂、病情特别重或轻的病人作为排除标准来衡量取舍。

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(三)受试对象代表性问题
代表性指样本能否代表总体情况。

三、实验效应
(一)指标选择的基本要求
1、关联性
2、客观性
3、灵敏性
4、精确性
5、特异性与先进性
(二)指标观察时应注意的几个问题
1、实验效应的观察应避免偏倚
2、指标的稳定性
3、应注意处理与效应的关系
(三)选择指标评价
理想的指标应能反映处理因素的效应本质，即高准确度、高特异性、高敏感性的客观指标。

准确度是总检测例数中真阳性与真阴性之和所占的比率，是一种综合指标，包括灵敏度和特异
度两种属性。

1、灵敏度和特异度
诊断试验患某病未患某病合计
阳性真阳性 a 假阳性 b a+b
阴性假阴性 c 真阴性 d c+d
合计a+c b+d N
灵敏度=[a/(a+c)]*100%
特异度=[d/(b+d)]*100%
误诊率=[b/(b+d)]*100%
漏诊率=[c/(a+c)]*100%
例1 疑似急性心肌梗死患者395例。

为了研究血清肌酸激酶对急性心肌梗死的诊断价值，将冠状动
脉造影为金标准，同时检测患者血清肌酸激酶水平，设定大于280U/L为阳性，否则为阴性。

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急性心肌梗死（金标准判定）
血清肌酸激酶有无合计
阳性225 a 24 b 249 a+b
阴性25 c 121 d 146 c+d
合计250 a+c 145 b+d 395 N
灵敏度=(225/250)*100%=90.0%
特异度=(121/145)*100%=83.4%
误诊率=(24/145)*100%=16.6%
漏诊率=(25/250)*100%=10.0%
1）敏感度与特异度的权衡
（2）分界值问题
（3）最佳分界值
第二节实验设计中误差的控制
实验中获得的数据结果受两方面的影响：
?处理因素作用的效应
?各种误差的干扰（随机误差、系统误差）
所谓误差是指观察值与真实值（处理因素效应）之差
一、随机误差及其控制
1、随机误差的特点（个体差异）
虽然每次测量可高可低，但如果测量次数较多，总是趋向于接近均值水平。

2、随机误差的控制
随机误差是个体反应差异，因而只能缩小，而不能完全避免。

可以通过统计学检验，根据概率的大小判断差异产生的原因。

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二、偏倚产生的系统误差及其控制
（一）偏倚产生的原因
偏倚产生与实验设计不周有关，一旦存在偏倚其结果必然产生误差。

这种误差带有方向性，数据不是扩大就是缩小，数据不呈正态分布。

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?实验设计中样本不均匀；
?观察者主观上或操作上的差别；
?仪器操作方法上不统一
（二）偏倚的种类
1、选择性偏倚
?诊断性偏倚
?入院率偏倚
?分组偏倚
2、信息偏倚（测量偏倚）
观察者主观上或操作上，仪器的校正、准确度、测量方法上与标准有系统误差，因而获得的信息不能反映真实情况。

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三）偏倚误差的控制
研究对象的代表性问题，是否具有总体特征？
诊断标准是否统一？是否金标准？纳入排除标准？
抽样分组是否真正贯彻随机化？
组间对比是否具有可比性？
应用计量指标，严格控制质量。

争取盲法处理，克服主观影响。

了解病人的依从性情况。

培养良好的科研作风。

（四）混杂误差及其调控
在研究病因与暴露因素（处理因素）之间的相互关系时，往往受到某些其他变量的混淆而出现的误差，称为混杂误差。

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1、处理因素与非处理因素分不清，可产生混杂效应。

2、暴露因素研究中，常易产生混杂效应
第三节实验设计基本原则
目前医学界存在两种通病：
1、实验观察没有事先设计
2、没有正确区分统计学意义和临床意义
实验设计的原则：
随机、对照、重复
一、随机化与盲法
（一）随机化
所谓随机化，即在抽取样本和分组时，不加任何主干意愿，在被抽中的机会均等的诸病例中抽取参加研究的病例或动物，并将其机会均等的分配到实验组或对照组中。

个人收集整理勿做商业用途随机化的意义：
1、随机化是提高组间均衡性的重要设计方法。

2、避免有意扩大或缩小组间差别导致的偏倚。

3、各种统计学方法，均建立在随机化的基础上。

（二）盲法
单盲：研究对象不知道自己被分配到实验组还是对照组。

双盲：研究对象和观察者均不知道分组情况，只有课题研究者知情。

三盲：研究对象、观察者、研究者均不知道分组情况，只有项目研究委托人掌握密码代号。

二、对照原则
1、空白对照
2、实验对照
3、标准对照
4、自身对照
5、自身前后交叉试验
三、重复原则-样本含量估计
样本含量估计的几个参数
1、一类错误概率即检验水准α
2、把握度（1- β）
3、单侧检验还是双侧检验
4、容许误差
第四章几种常见的实验设计类型和方法
实验设计是根据统计学原则选择正确的实验设计方法，按照实验设计方案，将观察对象进行随机分组后，再施加干预，观察和记录实验结果。

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正确的实验设计是数据收集、统计方法应用和得出结论的关键步骤，如实验设计出现错误，
不论用什么统计方法进行数据处理也无法得到正确的结论。

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第一节单因素的实验设计
一、完全随机设计（单因素k水平）
（一）分组方式
1、将受试对象随机分配到各处理组中
2、分别从不同总体中进行随机抽样，获取代表各不同总体的随机样本
（二）应用
用于两样本或多个样本均数的比较。

各样本含量可以不等，但若样本含量相等，则检验效率
高。

（三）优缺点
优点：实验设计和统计分析比较简单，常用t检验、方差分析等。

缺点：只能分析比较一个因素的实验效应，总的效率不高，且要求实验单位有较好的同质性，如果同质性不好，则需要观察较多单位。

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二、配对设计
（一）优点
这种设计能严格控制非处理因素对实验结果的影响，使处理组间的均衡性增大，减少实验误差，提高实验效率。

它与完全随即设计相比较，可缩小受试对象的个体差异，同时还可以减
少样本含量。

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三、配伍组设计
也叫随机区组设计，实际上是配对设计的扩大，也可以将配对设计视为配伍组设计的简单形
式。

配伍组设计是将若干受试对象按一定条件划分成配伍组或区组。

每一配伍组或区组包含多个受试对象，随机地分别给予不同处理。

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四、自身比较设计
在同一受试对象上自身做对比的实验设计，统称为自身比较设计，或自身对照设计。

自身比较设计与配伍组设计属同一类型，但它又具有以下特点：
1、均衡性好
2、操作简单
第二节多因素实验设计
一、交叉设计
交叉设计是将每个观察对象在第一阶段，随机分配在试验组或对照组，然后在第二阶段交叉
安排。

交叉设计应注意第一阶段与第二阶段之间应该有一个洗脱期。

交叉设计的几种形式：
1、简单配对交叉
每对受试对象两阶段随机接受两种处理中的一种
2、将受试对象随机分成两组，组间随机交叉
分成两组，每组随机接受两种处理中的一种
交叉设计的优点
1、节省样本含量
2、易控制条件，减少误差
交叉设计的适用条件
两次观察时间不能过长，处理效应不能持续过久
二、2*2析因设计
析因设计是将两个或多个因素的各个水平进行排列组合，交叉分组进行试验，用于分析各因素间的
交互作用，比较各因素不同水平的平均效应和因素间不同水平组合下的平均效应，选择最佳组合。

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第五章科研资料的搜集、整理与分析
资料的搜集、整理主要进行数据质量检查，考查数据分布情况及方差齐否，检查数据是否符
合特定的统计方法所要求的条件，为统计方法的选择提供操作平台。

个人收集整理勿做商业用途一、了解研究目的和数据意义
选择的指标数据是否和研究目的具有本质联系，有关联的数据才能有效反映分组因素或对比因素的
效应。

二、检查数据是否存在系统误差
数据能否反映出观察或实验的真实情况，其统计意义是，如果在相同的条件下重复实验，收集到的
数据是否具有有效的重现性。

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检查方法：
①每个指标数据作频数分布，检查是否近似服从正态分布。

系统误差往往是非处理因素造成
的，偏差具有一定方向性个人收集整理勿做商业用途
②将观察者或仪器因素作分组因素计算统计量，检查是否有系统误差存在
纠正方法：
改进实验设计，排除造成偏倚产生的各种因素，再进行实验或观察，切忌应用已求得的数据
进行各种假设检验。

第二节资料整理（数据预处理）
资料整理主要进行数据质量检查，考查数据分布及变量变换等，考查数据是否符合特定的统计方法所要求的条件。

数据整理包括异常数据和缺失数据处理、正态性检验和方差齐性检验。

一、异常数据和缺失数据的处理
（一）未检出值的估计
由于受到仪器或方法检测能力的限制，当被检测指标低于可能检测的最低量时，就不能测得其确切数值，此值称之为“未检出值”。

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未检出值是按一定频率分布在零值和检测下限之间的一组不确定量，与特定的仪器或方法相
联系。

均匀分布法
X0=XL/2
此法的优点是简便，缺点是当未检出值频数较多或不遵从均匀分布时，估计有一定偏差，故
该法适用于未检出值较少时。

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（二）异常数据的发现与处理
异常数据在未明确属于异常之前，称为利群值，离群值是一组测定值中明显偏离测定值群体
的过大或过小值。

当资料中出现离群值时，首先应反复核对，并选择其产生原因，如确实是技术失误或仪器工
作状态失常造成，则予以舍弃或纠正。

若一时难以找出原因，可以采用适当方法进行推断。

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1、逻辑判断法
检查是否与其他变量之间存在逻辑矛盾。

2、标准差检验法
若离群值与全部数据的均数之差的绝对值超过全部测定数据标准差的3倍，则该数据属于异常值，应该舍弃。

|Xm-Xmean|>3 Xm为离群值
3、极差估计法
ti=（Xm-Xmean ）/R
若离群值大于ti则应舍弃，否则宜保留
二、正态性检验与变量变换
正态性检验（略）
变量变换
1、对数变换
X=logX或X=log（X+1）
2、平方根变换
X=sqrt（X）
3、平方根反正弦变换
X=arcsin（sqrt（X））
第七章论文写作
第一节论文写作的基本要求
一、先进性（创新性）
反映科学研究成果的学术论文，必须有自己新颖独到的简介，努力反映学科研究的新成
果。

一篇论文在理论和应用上是否创新，是否先进，是决定论文质量高低的标准之一，也是反映它
自身价值的标志。

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实际水平、理论水平
一、科学性
一篇论文内容的科学性主要取决于它能否为今后的科学实践所证实（可重复）和能否“有能力改造世界”，即人们按论文的方法进行重复试验，其结果是符合客观实际，是否能用来确切回答
和解决有关问题。

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（一）样本代表性
1、要明确总体的诊断标准，即明确所研究某病的诊断标准。

2、是否采用随机抽样和分组，即不加任何主观意愿。

3、样本含量是否足够大
（二）样本组间可比性
（三）检测方法的精确性
1、精密度：指多次重复试验中观察值的可重现性（或可靠性）或与平均值的接近程度。

常用标
准差和变异系数表示。

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2、准确度：观测值与总体真实值的符合程度，用样本观测值与总体参数（真实值）之差表示。

（四）实验资料的统计处理
三、可读性
文章的结构要做到脉络清晰，层次分明和思维缜密，自然和谐，是文章主题明确，数据
等材料条理化、系统化。

议理有所指，析理有所据。

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要写出主题明确、推理有据、结果完整、条理清楚、文字流畅、标点准确、书写行款合
乎规范的文章，力求写得深入浅出，以提高文章的可读性。

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第二节科研论文的格式和写法
科学研究论文的格式一般包括：
题目（title）、作者名称（单位及/或个人姓名）、摘要（abstract）、关键词（key words）、导言、前言或序言（introduction）、材料与方法（materials and methods）结果（results）、讨论（discussion）、结论（conclusion）、小结（summary）、致谢（acknowledgement）、参考文献（reference）、完成论文或投稿日期个人收集整理勿做商业用途
一、题目
要求具体、简洁、鲜明、确切而具有特点
1、具体就是不抽象、不笼统
2、论文题目要具有特点，要突出论文中特别有的独创性、有特色的内容
3、题目要简洁、精炼，言简意赅的表达文章的中心思想
4、题目必须醒目，一看就知道做的是什么研究工作，将要解决什么问题
5、注意：避免使用非公用缩略词语、符号、代码、公示等；数字均用阿拉伯数字
二、作者
论文的署名要能反映实际情况：研究工作主要由个人设计完成的，署以个人的姓名；主要
由集体共同设计协作完成的，署以集体名称，最好在文末加注执笔人或整理者姓名，以明责任，方
便联系。

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作者姓名排列先后，一般意味着实际贡献的大小，而不意味着学术威望的高低。

一般在姓
名右上角标以符号，在该页以脚注形式注明符号代表的作者单位，邮政编码与地址。

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三、摘要
为了帮助读者浏览杂志文献时迅速了解本文的大意，并决定有无必要全文阅读，每篇较长
的论文均应在正文开始前附一篇全文内容的摘要。

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包括研究目的、材料与方法、结果、结论的简短、扼要而连贯的重述。

摘要不应包括讨论
的内容。

根据论文内容的多寡，摘要一定要把论文本身新的、最具特色的东西表达出来（重点是结
果和结论）。

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国际医学期刊格式化摘要包括：目的、设计、研究场所、病人或参与者、干预、测量与结
果，以及结论。

一般规定限制在250字以内。

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非结构性摘要规定不超过150字，简化为目的、方法、结果与结论。

四、关键词
关键词（key words）也叫索引词（indexing words）主要是为了方便图书情报工作者编写索引，也为了读者通过关键词找索引，从而可以找到你的论文。

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一般取论文题目中的重要名词，或文内主要观测指标的名称。

如：病例对照研究；吸烟；肺癌；呼吸系统疾病等。

前言部分的通病是：完全不交代有关课题的来龙去脉或拟通过本研究加以验证的假说；或
繁琐罗列一大堆与本文关系不大的文献材料。

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五、前言
是写在论文正文最前面的一段短文，起纲领的作用。

应扼要地交代文章所述问题的来龙去
脉，包括：问题是怎样提出的、有什么依据，问题的性质如何，研究的目的、范围、历史等。

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前言体现了作者的研究思路、学术水平，故写好前言十分重要。

前言应注意精炼，对研究
的历史回顾应避免繁琐。

在一篇四五千字的科研文章中，前言一般只占三四百字，且不用列出栏目
标题。

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前言部分的通病是：完全不交代有关课题的来龙去脉或拟通过本研究加以验证的假说；或
繁琐罗列一大堆与本文关系不大的文献材料。

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六、材料与方法
对实验性研究来说，“材料”主要交代作者用什么具体实验对象，用什么具体实验方法（包
括仪器设备及规格、试剂、药物及批号、操作方法等）来收集数据和验证假说。

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实验方法的描述要区别对待，如果是作者原创要尽量详细具体，对已有的方法只需简单提
一下并用角码注明，对作者改进的方法，应详细描述改动部分及理由。

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七、结果
结果是论证的重要依据，是论文中由结果引发讨论、导出推理的部分。

要求如实、具体、
准确交代经审核后用统计学处理的实验观察数据资料，而不要求把原始数据全部罗列。

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结果应当客观、完整和可靠，所有结果项目均要围绕研究主题有逻辑、有层次地展开。

与
主题无关的部分，不宜全部列出。

但在材料与方法中列出的项目与标准，在结果中必须反映出来，
并且要吻合一致。

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结果部分的统计图表是为了帮助表达研究结果的内容，但很占篇幅，故凡能用少量文字说
明的，最好少用或不用。

图表中的数据不应在正文重复出现。

统计表要与正文表号一致。

插图也要
精选以节省篇幅。

治疗前后比较的照片，要求前后拍摄环境及技术条件一致，读者不易看懂的图片，
可画上箭头标志或附简单线条说明，病人照片一定要遮住研究不能让人认出。

典型病例最好选用单
独用该药治疗显效的病例，而不能选兼用其他可能有效的药物病例。

病人不能有住院号和姓氏。

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八、讨论
讨论是根据实验结果进行说理的过程，是论文的关键部分，要做到“持之有据，言之成理”。

讨论主要对实验或结果做出实事求是的结论和理论性分析（一般采用第三人称语气，如“本文作者认为”）。

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具体包括：本实验观察的结论；所得结果有何理论或实践意义；能否证实假说的正确性；
结果中有何内在联系（规律）；实验观察中发现预期意外事实现象的假定说明，分析可能原因；提出
今后研究的方向及本结果可能的推广价值。

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讨论的层次安排：
1、首先针对目的分析研究结果，是否足以回答前言中所提出的问题或研究中提出的假设，分析它的
理论和实践意义。

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2、将结果与当前国内外有关研究结果进行比较，分析其异同及可能原因，提出见解。

3、可提出本研究的局限性和存在的问题。

对研究中的意外发现及相互矛盾的数据加以分析和解释。

4、提出进一步研究的设想或展望。

论文的讨论部分要对主要问题特别是本研究创新、独到之处加以充分发挥，对次要问题不
要多加笔墨以免冲淡主题；对与文献一致之处可一笔带过，讨论重点放在与文献不一致之处。

对本
研究未能解决或有待解决的问题应明确提出。

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篇幅较大的论文，应分项目编写，每个项目应集中论述一个中心内容，并冠以序码。

中心
内容应与正文各部分特别是结果相呼应。

讨论中不应过细重复以上各栏目的数据。

个人收集整理勿做商。