实验设计论文

开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇实验设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。

第1篇

一、问题的提出

“血型鉴定”是初中生物“人体生命活动的能量供给”一节的模拟实验。可以让学生体验血型的鉴定过程，理解血液鉴定及输血的原理。教材建议使用的化学药品价格较高，很多学校的生物实验室中未必都能有购置，同时，其中有几种有毒性，学生实验过程中存在安全隐患。陈乐东老师对实验做了改进，建议用硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙沉淀模拟血液凝集。通过产生沉淀来模拟凝集，初中一年级学生对化学知识的了解有限，并不能很好地理解血型鉴定的原理及输血原则。从经济性和效果方面考虑，本实验用墨水来做，也可以收到较好的教学效果。

二、材料准备

1.三种不同颜色的墨水，分别是：红色、纯蓝、墨汁（可适当稀释）。2.试剂瓶6个，一个装红墨水，标明“A标准血清”，另一个装纯蓝墨水，标明“B标准血清”；其余四个分别装红墨水、纯蓝墨水、墨汁和清水，模拟四种待测血液样品，在试剂瓶上标明甲、乙、丙、丁。3.载玻片4个，在左右两边的边缘分别用记号笔标明A和B（与医院中血型鉴定方法一致）。

三、实验原理

用红墨水代表A型血样；用纯蓝墨水代表B型血样；墨汁代表AB型血样；清水代表O型血样。四种样品在滴加红、蓝墨水代表的A、B两种标准血清时，会有不同的颜色变化，用变色与否代表凝集反应，如下表：

四、模拟实验过程

1.取4张载玻片，均在标明A的位置上方滴加1滴红墨水（A标准血清），在标明B的位置上方滴加纯蓝墨水（B标准血清）。2.在每张载玻片上滴加一种待测样品，A、B标准血清中各加1滴。3.观察是否变色，将结果记录在下表中，在括号内注明血型：

五、讨论

1.实验所需的材料简单、无毒性，同时无需学生理解化学反应生成沉淀的原理。只要记住每种血型分别用什么代替，就能准确说出凝集反应的结果。同时学生也能理解A型和B型标准血清是来自A型和B型血液。2.模拟实验降低了学生理解输血原理的难度。红墨水代表的A型血能为A型血和AB型血输血而不改变颜色；纯蓝墨水代表的B型血能为B型血和AB型血输血也不改变颜色；墨汁代表的AB型血只能给AB型血的人输血，给其他颜色的血型输血都会改变原有颜色；清水代表的O型血可以给任何一种血型输血而不改变颜色，而自身只能接受O型血。3.本模拟实验与医院血型鉴定的办法一致，紧密联系生活，增长了学生的医学常识。

作者:陈暅单位:甘肃省兰州交大东方中学

第2篇

实验的硬件环境为两台计算机：一台作为宿主机，运行各种安全实验的代码；另一台作为调试机，运行被实验的内核。两台机器通过串口进行连接，传送调试指令和调试数据。具体实验时，可使用虚拟机以WRK内核引导系统运行，既可以防止实验对真实的硬件和文件系统产生负面影响，也可以方便地通过一个命名管道连接虚拟机和物理机，将虚拟机作为被调试机、物理机器作为调试机来进行实验。

2实验模块

实验内容的设计是以Hook技术为基础，从影响操作系统安全的外设事件、进程保护、文件管理、网络安全等方面进行设计。Windows操作系统是建立在事件驱动机制之上的，系统各部分之间的沟通也都是通过消息的相互传递而实现。Hook（钩子）技术是Windows系统的一种非常重要的接口，可以截获并处理在其他应用程序之间传递的消息，并由此完成一些普通应用程序难以实现的特殊功能。Hook技术分为应用层Hook技术和内核层Hook技术。该实验采用Hook技术设计了全局键盘监听、进程隐藏与保护、文件监视、网络监听等具体实验内容。

2.1全局键盘监听

本模块的实验目的是让学生理解Windows的消息处理机制——回调函数、Hook技术的原理，并能运用这些原理改变系统消息的控制权，达到维护系统安全的目的。实验内容是通过回调函数定制新的键盘钩子，在主控机上通过windbg把钩子以DLL的形式加入到目标机的所有运行进程中，实现全局键盘监听。钩子函数将获取的键盘信息返回给主控机，在其dbgview上显示键盘的输入信息。

2.2进程隐藏与保护

本模块的实验目的是为了让学生理解系统服务的原理和执行流程，并能利用SSDTHook技术改变系统服务的地址和执行流程，达到改变相关进程的控制权并保护该进程的目的。实验内容分为两部分，首先是通过修改SSDT（即系统服务描述符表）中NtQuerySystem-InformationAPI的地址，将其替换为自定义的服务函数NtQuerySystemInformation（即SSDTHook）地址，实现在被调试机中隐藏指定进程的目的；然后，通过修改SSDT中NtTerminateProcessAPI阻止进程被任务管理器等进程管理工具杀掉，达到保护进程的目的。为了保证系统的稳定性(至少不让其崩溃)，应当在自定义的服务函数中调用系统中原来的服务。

2.3文件监视

本模块的实验目的是为了让学生理解文件监视的原理，运用相关的Hook技术保护指定文件，达到防止病毒木马等恶意修改或删除文件、维护文件系统安全的目的。实验的内容是当删除一个需要受保护文件时，利用SHFileOperationHook替换原来的API函数，禁止删除该文件的操作，并提示该文件受保护。

2.4网络监听

本模块的实验目的是帮助学生理解网络抓包技术的原理，并运用相关的HookWinSocketAPI实现抓包，达到监测网络传输和排除网络故障的目的。实验内容是首先利用Hook技术完成消息的截获，提取出感兴趣的消息；其次，利用API拦截技术拦截相应的网络程序的SOCKET网络函数；第三，利用DLL技术将HookAPI拦截的代码封装，利用EXE程序将DLL映射到进程中。相关网络函数被调用时将触发API函数拦截。最后，从网络函数中提取我们想要得到的数据包。

3实施方法

操作系统安全实验是信息安全专业实践内容的重要部分，由于实验内容需要一定的内核知识基础且具有一定难度，因此将其定位为开放式实验，并安排在操作系统原理和信息系统安全等相关专业课程学习之后实施。借助网络学习平台，将所有实验信息对信息安全专业学生开放；学生按照教师定制的学习路径，自主获取实验的基本信息、网络查询实验资料和相关技术及应用方法、自主完成实验步骤、提交实验结果，并可以在实验过程中改进实验内容。对于实验要求，教师可以在学习路径中分别指定基础性要求和创新性要求，这样既能保障基础安全实践能力的训练内容，又能激发学生的创新能力。

4结语

第3篇

一般来说,应具备以下条件:人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏,并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内,并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”,无疑是其设计方案科学严谨的象征。

毕业论文实验设计的三大要素:

实验设计三要素应着重考虑:

一、受试对象的种类问题。这里面包含以下几种情形:l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期,在1期临床试验阶段,通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段,常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者,应有严格的规定。

二、实验因素。实验研究的目的不同,对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多,就必须结合专业知识,对众多的因素做全面分析,必要时做一些预实 验,区分哪些是重要的实验因素,哪些是重要的非重要的实验因素,以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集,实验次数就会增多,许多相邻的水平对结果的影响十分接近,不仅不利于研究目的的实现,而且将会浪费人力、物力和时间;反之,该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来,易于得出错误的结论。在缺乏经验的前提下,应进行必要的预实验或借助他人的经验,选取较为合适的若干个水平。所谓质量因素,就是因素水平的取值是定性的,如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件,选取质最因素的水平,千万不能不顾客观条件而盲目选取。

三、实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志,它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值),一定要事先规定读取数值的严格标准,必要时还应进行统一的技术培训。

毕业论文实验设计的四个原则:

实验设计四原则的实施主要包括:

一、随机原则的实施:即运用“随机数字表”实现随机化;运用”随机排列表”实现随机化;运用’计算机产生伪随机数”实现随机化。

二、对照原则的实施:空白对照组的设立——此种对照一般用干动物实验中,在临床上只适用于慢性病的对比研究中,而且必须慎用;相互对照组的设立——有时要考察的某因素不能取零水平,如考察某化学实验中反应温度对实验结果影响,此时,各实验组分别人不同的温度条件下做实验,各组在实验中起到了相互对照的作用;标准对照组的设立——为了比较某新药的疗效,往往以当前社会上被公认的、疗效比较好且比较稳定的同类药物作为标准对照;实验对照组的设立——当某些处理本身夹杂着重要的非处理因素时,还需设立仅含该非处理因素的实验组为实验对照组;历史或中外对照组的设立一一这种对照形式应慎用,其对比的结果仅供参考,不能作为推理的依据;多种对照形式同时并存。

三、重复原则的实施:所谓重复原则,就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。

第4篇

分别以电工及工业电子学课程中典型电路为设计实例，利用Multisim设计仿真实验教学案例，通过仿真实验提高学生对理论知识的理解能力以及学习积极性，使学生真正做到变被动学习为主动学习。

1.1基尔霍夫电流和电压定律的仿真验证基尔霍夫定律是电路理论中最基本的定律之一，也是最重要的定律之一，它阐明了电路整体结构的规律，应用极为广泛，对该定律掌握的好坏直接影响后续电路知识的学习。该部分内容的仿真实验以验证为主，利用Multisim仿真基尔霍夫定律，绘制具体电路，验证理论教学中的结论。在Multisim环境中设计的验证基尔霍夫电流定律的电路如图1所示。由图1可知：I1＋I2＝I3，I3＋I4＝I2，从仿真实验的角度验证了基尔霍夫电流定律，帮助学生理解电路结点电流代数和等于零，以及电流的正负问题。学生在学习基尔霍夫电压定律时，对回路方向和电位降以及电位升之间的关系问题容易理解错误。为此，通过Multisim仿真实验可以直观地观察到测试结果（见图2）。

1.2晶体三极管放大电路仿真分析晶体三极管放大电路的静态工作点分析和动态性能分析是电子学课程中一个重点内容，尤其是小信号放大电路动态性能分析，在实际中应用十分广泛。结合Multisim对共发射极分压式偏置电路进行仿真，使学生能够直观地理解信号放大的原理，以及静态工作点设置与信号失真的关系。在Multisim环境中设计的晶体三极管放大电路如图3所示。为了使三极管能够完成正常的信号放大，需要设置合理的静态工作点。调节R7＝136kΩ，使Vb＝2．42V，Vc＝7．41V，Ve＝1．79V。此时，在输入端输入一个正弦信号，输出端将输出一个放大的信号（见图4（a））。图中，示波器上半部分显示的为输入信号波形，下半部分显示的波形为输出波形。调节R7＝13．6kΩ，输出端信号将出现饱和失真（见图4（b））；调节R7＝340kΩ，则由于静态工作点过低，输出端信号将出现截止失真（见图4（c））。

1.3运算放大器的电路仿真验证运算放大器在实际的电路设计中应用十分广泛。运算放大器可以用来设计信号调理电路，完成比例、积分、微分、滤波以及信号发生器等功能［10］。掌握了运算放大器的使用，可以方便地设计各种控制电路。本文以LM324为例设计仿真实验。

1.3.1反向比例放大器仿真分析反向比例放大器是基本的放大电路，通过仿真实验可以更好地理解负反馈以及放大器的“虚短”和“虚断”概念。利用Multisim绘制反相放大电路如图5所示。为了验证电路的性能，输入频率为500Hz、峰值为99．72mV的正弦信号，输出信号峰峰值为1．98V，输入和输出相位差为π，信号幅度之比约为10。值得注意的是，运算放大器的开环增益有上万倍，但由于引入了深度负反馈，放大器的增益只与外接的元件数有关。

1.3.2有源滤波电路仿真分析滤波器就是一种选频电路，它能够从含有各种频率成分的信号中选出有用的信号。利用运算放大器可以设计各种滤波器，这里仅对有源低通滤波器进行验证，通过Multisim仿真一种Sallen－Key电路结构的滤波器的原理（见图6（a））。由图6（b）可知，在增益达到－2．728dB时，fc＝10．879kHz。在0～10kHz范围内的频率对应增益约为0dB，并且增益稳定，符合理论设计要求。

1.3.3运算放大器构成信号发生器仿真分析运算放大器工作在开环或者是正反馈情况下，可以构成信号发生器。该电路采用维恩电桥振荡电路，通过引入正反馈产生一个正弦信号，电路如图7所示。运放反相端接反相差动放大电路，同相端接维恩电桥，电路振荡时产生频率为f＝1／（2πRC）的正弦信号。

1.4555定时器电路仿真分析555时基电路是一种模拟／数字混合集成电路，在外部配上适当阻容元件，可以方便地构成脉冲产生、整形和变换电路，如多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器、自动控制电路、频率变换电路等。555定时器电路除了产生常见的正弦波、矩形波外，还可以产生三角波、锯齿波等。矩形波是其他信号的基础，例如，若矩形波信号加在积分运算电路的输入端，则输出可得三角波；改变积分电路正向积分和反向积分时间常数，使某一方向的积分常数趋于零，则可获得锯齿波。

2结束语

第5篇

一、确定实验内容形成实验假设

实验的目标是学生在经过网状拓扑式课堂培养后，在语文阅读能力上能够体现出批判性思维的相关特征，提升批判性思维品质。实验假设涉及了三方面的内容，分为三个假设：1.教学模式与批判性思维意识培养的关系。批判性思维意识应包括“寻找真理、开放思想、分析能力、系统化能力、批判性思维的自信心、求知欲、认知成熟七种意识倾向“，在此设置假设一：网状拓扑式课堂可以显著增强学生批判性思维意识；2.教学模式与批判性思维普遍性的关系。设置假设二：网状拓扑式课堂对培养学生批判性思维具有普遍性。3.教学模式与批判性思维能力的培养的关系。批判性思维包括三个紧密联系、互相影响的阶段：“分析思维方式阶段、评估思维方式阶段和提高思维方式阶段”，具有公正性、普查性、挑战性、严谨性、独立性五种品质特点，以及思维目标、问题意识、观点分析、概念理论表达、建立假设、推理结论等六种能力。在此设置了假设三：网状拓扑式课堂可以显著提升学生批判性思维能力以及语文综合阅读能力。

二、实验变量的确定及控制措施

1.自变量与因变量的确定。自变量是研究者出于某种研究目的进行操纵以引起因变量发生变化的因素或条件。自变量是因变量的原因，因变量是由于自变量的变化而产生的现象变化或结果，彼此相互依存。依据假设，实验操作变量是参与网状拓扑式课堂研究的学生：实验组学生的语文阅读教学采取网状拓扑式，对照组学生的语文阅读教学采取传统阅读教学方式。因变量包括：（1）学生批判性思维能力的总体改变和各个分量（思维目标、问题意识、观点分析、概念理论表达、建立假设、推理结论）的变化；（2）学生批判性思维意识的总体改变和原则分量的变化。（3）学生语文综合阅读测试能力的总体改变。2.无关变量的控制。无关变量，即为实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。实验者不能根据它对所得的结果做出正确的判断和解释。如果不能控制或消除无关变量的影响，因变量变化的根本原因就无法判定。所以在选择研究变量的同时，必须辨明无关变量，需要在研究过程中加以控制那些可能对实验结果产生影响的无关变量。本次实验设计中，因为是按自然班级进行试验，因而能对一部分无关变量进行控制。无关变量包括下面五个方面：学生自身方面的因素、家庭背景、社会因素、学习环境和教师因素。从高中二年级和三年级的学生中抽取样本。他们在校已有至少一年的学习生活经历，接触的学习环境和社会环境基本一致。学生自身的特点，在进入新年级分班时，皆由学校从学习成绩、综合素质、班级人员组成等方面综合平衡控制，在所属的班级层级中，随机分配，具有一定同质性。实验中涉及的教师具有高中循环教学经历，年龄接近，教学能力相当。

三、抽样及分组的设计

实验学校江苏省海安高级中学为独立设置的高中，规模符合要求。学校各类设备设施齐全，配置先进。学生对绝大多数对教师的教学比较满意。学校教研组和课题组具备开发课程的能力。语文教研组承担了省级“十二五”规划课题，初步形成了较为可行的课程评价、学生评价、教师评价等体系，基本满足实验开设的需要。为了保证实验的真实与严谨，尽量减少前测与实验处理带来的交互作用，便于作对照比较，采用了随机后测控制组设计。学校按学习成绩综评、综合素质测评、班级人员性别比例、选科倾向等因素在进入新学年时随机分成若干个班级，采取等组实验法分层整群随机抽样。分别从高二年级理科普通班、高三年级理科强化班、高三年级文科普通班三个不同组合中随机抽取两个，共386名学生参与实验。在每个年级的不同类型班级组合中，随机指派一个班为实验班，语文阅读教学中使用网状拓扑式教学模式；对照班则采取常规教学模式。一个学期之后采用相关测量量表及常规语文阅读综合测试进行后测。

四、测量量表的选取

1.批判性思维意识倾向测量量表的选取《加利福尼亚批判性思维倾向测试》是一种比较成熟且使用较为广泛的思维能力测试量具，有较好的信度与效度。2.批判性思维能力测量量表的选取《批判性思维能力检测指南》将思维元素与思维标准结合，从八个方面进行测量，比较适合人文学科检测，因而选取《批判性思维能力检测指南》作为能力检测量表。主要在实验过程中提供给学生和教师针对书面阅读报告进行分析和检测。

五、数据的分析

第6篇

1以测电笔为线索，拉开序幕

教材从一开始便介绍家庭电路的基本组成部分，此部分在传统的教学中都是以直接讲授的方式让学生掌握，最多老师带个配电箱的实物一一介绍给学生，学生习得的知识印象不深刻．若以测电笔为线索利用学生自主学习、自主探究测电笔的构造及使用方法，并以小组为单位:拆开测电笔观察内部的构造，看完后再组装好;并在自主学习课本如何使用测电笔的内容后，正确使用测电笔测试插座是否有电，小组其他成员对操作的同学进行交流．让学生亲自观察、体验后学到的内容印象深刻，从而总结出测电笔的作用:辨别火线、零线，进而导出家庭电路组成部分的首要成员:进户线．

2以装灯泡为主轴，立足重点

家用灯泡的连接是《家庭电路与安全用电》的重点内容．传统教学中我们常常是利用画图来给学生讲解:为什么开关接火线，灯泡接零线，为什么螺旋接零线等，仅凭画图讲解学生没有感性认识，有的同学甚至怀疑老师讲的是否真实，而实际生活中也不能得到验证．鉴于此，笔者将这部分进行了实验改进设计:“以使灯泡亮起来”为实验目标，请学生自己动手将灯泡接入电路．这时肯定会有同仁质疑:在课堂上老师怎么可以让学生接触家庭电路呢?作为教者“学生实验的安全问题”是我们首先必须考虑的问题，所以我将原先灯泡与开关所接在家庭电路进行了调整:利用一个学生电源调至12V交流电引出两根导线一根代表火线，另一根代表零线，并事先将火线零线中间的一小部分绝缘皮去掉以便于学生连接．由于“220V40W”的灯泡接在12V交流电源上根本就不亮，所以专门找到电动自行车的车前灯，正好“12V40W”并把开关与灯座内的接线柱事先都用导线引出并与鳄鱼夹子焊接好以便于学生连接，将器材准备就绪发给每个小组，让学生自己去连接．有的学生将开关、灯泡分别一端接火线另一端接零线，导致开关一闭合就出现短路现象，灯泡也不亮，学生电源过载灯亮的现象，小组其他成员能判断出这种接法不对;大部分的同学则将开关与灯泡串联接起来接入火线和零线，但有两种不同接法:一种是开关接火线灯泡接零线，而另一种是开关接零线灯泡接火线，这两种接法开关闭合灯亮开关断开灯熄灭．看上去都满足了老师提出的使灯泡亮起来的实验要求，如何让学生发现哪种接法更好更安全呢?这时老师可以提出我们有时需要更换或擦抹灯泡，人体总是有可能会碰到灯泡的螺旋部分，那这两种接法有没有区别?断开这两种接法的开关，是不是没有电了呢?可以让学生自己利用测电笔去检测灯泡的螺旋部分，学生看到开关接火线的那种测电笔不亮，而开关接零线的那种虽然开关断开但测电笔依然发光了，说明灯泡的螺旋部分依然有电，存在安全隐患应当避免这种接法，从而得出灯泡的正确接法．这样设计后学生在一个安全的亲自动手安装灯泡的活动中，既体验了自己安装电器的乐趣，又体验了测电笔的使用，还知道了灯泡与开关的正确安装方法．虽然老师准备器材麻烦了一些，但能将生活中经常使用的灯泡让学生自己安装，而且能让学生收获有如此之多，并且又是学习的重点内容，老师辛苦一些也值得．

3以熔断器为抓手，突破难点

熔断器这一部分是家庭电路的重要组成部分，但是这个器件对于学生来讲是个完全陌生的事物，所以学生的学习有一定的困难，尤其以熔断原因为主要难点．教者如何突破这一难点教学便成为这一部分的重要问题．传统教学中我们常常利用实验室电路模拟家庭电路中的短路，这一现象学生看不见电流，几乎没有体验，另一原因超负荷运行时保险丝熔断，仅凭学生实验电灯泡来体现，学生根本就感觉不到超负荷运行，实验现象显得有些苍白．我们可以作这样的改进:短路实验:可以让每个学生用一根导线连接干电池的正负极，并用手捏住10秒，感受一下短路电流，学生捏住三秒时就会甩开手，因为烫手呀，这个短路电流大，学生会一辈子都记得，老师再解释:干电池电压比较小，所以短路的电流还不算很大，同学们试想一下如果换成家庭电路的220V的电压，那电流得多大，导线就得着火了，所以我们必须在短路的一刹那切断电流，从而熔断器就派上用处了．超负荷运行的实验我们可以利用保险丝演示装置:先在电路中不接保险丝换接有绝缘皮的镍洛合金线，然后打开各个灯并把灯泡当成家庭电路中的电视、电饭煲、空调等，结果发现带有绝缘皮的镍洛合金线开始冒烟了，让学生看到了危险之所在，并在心里产生了迫切想要切断电路的愿望，从而更加突出地体现熔断器的重要性，这时再断开总开关将熔丝接进电路，再次闭合总开关然后依次打开各个用电器，让学生观察现象，超负荷运行时熔丝熔断，也让学生清楚地看到熔丝的熔点低很容易熔断，至于熔丝的选择太粗、太细的后果也可以用这个实验装置逐个研究，经过这样的实验改进后，学生对于熔断原因的理解更加生动直观，从而突破了难点。

4以安装电路为目标，完美总结

有了前面所学习内容作为铺垫，接着我们可以借电路的基本组成问题提问，导入家庭电路的基本组成部分有哪些?可以让学生自己小组讨论，老师拿出事先准备好的火线和零线将其贴在黑板上．这时学生也讨论出了家庭电路的基本组成部分:电源、开关、导线、用电器与插座等，老师再进一步提问:家庭电路中电源是由谁来充当的呢，干电池吗?指导学生看课本的“火线与零线”部分，让学生知道家庭电路的电源由进户线充当．接着让学生自己“安装”一个总开关，其实是将总开关贴在黑板上的火线零线上．我们刚刚学习的熔断器该安放在哪里呢?让学生自己安放，有不同意见的再修改，其他同学点评，有的认为应该安放于开关前这样才能保护开关和整个电路，有的同学则认为该安在开关后面这样才便于更换，两者一比较就知道应该装在开关之后，让错误的同学知道安放在开关前面的缺陷，从而得出正确的安装位置．接下来老师提醒同学们家里用电多少是由哪个器件计量的?学生立刻想到是电能表，那电能表应该安放在什么位置呢?好多同学觉得应该安放在总开关的后面，甚至是熔断器的后面，这样便于更换，或者熔断器可以保护它呀．这时老师需要点评一下了:同学们想的都有道理，原先电能表是安装在总开关之后的，可是一些不法分子竟然自己断开总开关将火线零线从电能表中拔出，直接相连，同学们想想这样会造成什么结果?学生马上就想到电流不经过电能表，那么所消耗的电能都不会记录下来，这是一种偷电行为，所以电能表应当安装在总开关之前，即使开关断开电能表上依然有电，所以就有效地防止了偷电的行为．这样设计远远比原先的直接告知学生家庭电路安装顺序要好得多，学生理解的透彻，不易忘记．至于熔断器后面的开关用电器、插座，我们可以将前面学习的开关和灯泡及插座的连接让学生到黑板导线上画出来即可．插座可以让学生自己阅读课本并用测电笔测试，知道插座安装的基本原则:左边接零线右边火线中间接地线．这样既是对前面学习内容的复习也是对家庭电路的一个完善．到此老师对家庭电路的基本组成部分进行了一个完美的总结．

5结语

经过这样的改进后，原本沉闷乏味的课堂开始变得生动活跃，学生争相回答问题，有时甚至争得面红耳赤．学生动手实验的积极性很高，学习的这时印象深刻，关键是学生对于家庭电路有了清晰的认识，他们感到自己所学习的物理知识对于生活是很有帮助的．通过自己安装电灯，同学们一致认为以后自己家中灯泡的更换不再是个难事了，他可以自己去更换了．通过这样改进实验，我们还发现学生想要探究生活奥秘的热情更高了．作为教者只是课前多做了一些准备，却让学生得到如此之多的收获，兴趣是最好的老师，作为老师能激发学生探究的兴趣和热情，做再多的努力也是值得的。

作者：郭洁敏 单位：江苏省如皋初级中学

第7篇

一、培养思维推理能力

研究“真空不能传声”的“真空闹铃”实验，明知道无法抽成真空，那实验是怎么设计的呢？哦，原来只要设计成观察到“空气越少，声音越小”的现象就可以了，下面就可以进行思维的推理了，假如“抽成真空”，那么“声音消失”，自然得到结论。类似的还有探究“阻力对物体运动的影响”，这个实验又是怎么设计的呢？原来只要设计成观察到“阻力越小，物体运动越远，速度减小越慢”就可以了，剩下的还是交给思维！“实验加推理”的方法，恰恰是对思维推理的能力培养。

二、培养考虑问题的严谨性

物理是一门需要思维严谨的科目，初中物理，定性的结论多，与生活联系紧密，学生总凭感觉、直觉下结论，下一些“好像”、“差不多”的结论，这是物理的大忌，我们要培养学生每一结论的得出必须有明确理论依据的习惯，养成一环扣一环的严谨思维习惯。在物理实验教学中，设计实验环节可以很好地培养学生思考问题的严谨性。探究“滑动摩擦力的影响因素”实验，学生知道要控制压力或者接触面粗糙程度，但是题目改变一下，“物理课本和数学课本的表面光滑程度不同，小明把物理课本放在水平桌面上拖动时用力较小，把数学课本放在水平桌面上拖动时用力较大，是否说明物理课本的表面较光滑？”很多学生会得到肯定的答案。但仔细思考会发现，该实验并没有控制对水平桌面的压力相同，所以该结论实际是错误的。那这个实验在现有的器材下又该怎么设计呢？很简单，我们只需要先把数学课本叠放在物理课本上，再把物理课本叠放在数学课本上就能保证两者对水平面的压力相同了。很简单的实验设计，但却很好地锻炼了学生考虑问题的严谨程度。

三、培养学生思维的发散性

新时期物理实验的设计能很好地锻炼学生思维的发散性。在“探究凸透镜成像规律”的实验中，如果已经在光屏上成了一个倒立缩小的实像，现在请学生设计“你要怎么操作才能在光屏上成一个倒立放大的实像呢？仔细想想有哪些方法。”学生首先会想到：蜡烛靠近透镜，同时光屏远离透镜。别的方法呢，如果学生从不同角度思考，整合光路可逆性的知识，还会想到：把蜡烛和光屏的位置对调。当然学生能想到这一步，自然也就会明白，蜡烛和光屏不动，只是把透镜向蜡烛方向移动也是可以的。

四、培养学生的分析归纳能力

很多知识点之间既有联系又有区别，学生如果能对各个知识点进行分析归纳整理，对牢固掌握知识大有益处。新时期物理实验的不同设计环节也能培养学生的分析归纳能力。物理实验设计中经常要多次实验，而多次实验的目的有所不同，有的是多次测量取平均值以减小实验误差，而有的是多次实验避免实验的偶然性。这里教师要让学生学会自行整理归纳：如果是测量某一个确定的物理量，多次实验的目的是取平均值以减小实验误差，如“测量定值电阻的阻值”“测量某物体的长度”；而如果是为了得到某个规律，则多次实验是为了避免实验的偶然性，找到更加普遍的规律，如“探究电流、电压、电阻的关系”“探究压力的作用效果与什么因素有关”等。学生学会分析归纳知识点的异同，对整个物理学习甚至整个学习生涯都是大有裨益的。

五、总结

新时期物理实验的教学在整个物理教学中占有很重要的位置，实验是物理的重要研究方法，物理学离不开实验，在物理研究中，一方面需要通过实验获取必要的信息，由此建立或猜测现象背后的规律；另一方面，对于提出的规律或理论，只有通过实验的检验，才能被人接受。但正如本文中所论述，新时期我们也要看到通过物理实验的设计可以对学生各方面的能力进行培养和提高，在这方面，我们需要不断思考和实践！

作者：徐江 单位：江苏省无锡市西漳中学

第8篇

1.1案例教学法

案例教学法是一种使得学生处在面临问题的决策者角色的教学方法。在案例教学法课堂，无论是教师和学生必须以不同的方式被激活。教师和学生相互依赖、互相学习。教师一般都是专家，但他们很少直接告知学生专业知识。案例教学法主要是用在商业学院和公共政策学院教学活动中。例如，1908年已被用于在哈佛商学院和公共政策学院。教学案例研究是全球顶尖的商学院进行核心功能。他们常常组织比赛确定最佳的新的教学案例。商业案例是模仿或模拟真实情况下的文档。案例陈述的现实让读者参与其中。案件往往说明企业或政策形势需要解决问题，还包括课堂讨论和研究的其他信息。在没有明显的解决方案的情况下，提供了充分的事实基础上激发学生获得一切可能的结果。作为现实的模拟，案例必须具有三个特征：一个重要的业务问题或问题。没有问题的情况下，没有教育价值；充分的信息基础；没有明确的结论。在案例教学过程中，教师的作用是选择和组织案例，这也是实现教学目标的关键。

1.2基于问题解决的学习

基于问题解决的学习方法是1980年美国数学教师协会正式提出来的。它将学习内容设计成问题,或由学生提出问题,让学习者通过解决问题来获得相应的知识和能力。让学生提出高质量的问题是这种教学方法的关键。要求学生将问题具体化和形象化，构造成模拟实际生活的故事情节。学生在原有知识和经验的基础上，通过分析解决问题，发现更加复杂和深入的问题。因此，学生提出问题的多少、思考问题的广度和深度等是基于问题解决的学习方法的重要的评价标准。

1.3基于问题的学习

基于问题的学习是一种以学生为中心的教学方法。学习的目的是获得解决问题的经验、思考策略和该领域的知识。基于问题的学习的目标是帮助学生形成灵活的知识、有效解决问题的能力、自主学习、有效的协作能力和内在动机。基于问题的学习是一个主动的学习方式。在工作过程中，学生发现他们已有的知识，需要知道什么，以及如何和在哪里获得新的信息，可能会有益于该问题的解决。教师的作用是为了促进学生的学习、支持、指导和监控学习过程。导师必须建立学生对解决问题的信心，并鼓励学生，同时也拓展他们的理解。Barrows定义了基于问题的学习模型为：(1)以学生为中心的学习。(2)学习是学生小团体做的，理想的6～10人。(3)教师指导学生而不是教学。(4)以问题为基础组织和激发学生学习。(5)问题是设置是提高学生解决问题能力的基础，是刺激的认知过程。(6)学生通过自我导向学习获得新的知识。基于问题的学习要求教师的教学风格达到几个主要标准：首先，要有一个与教师科研相关的“学习中心”，所有的学生都需要围绕该中心。第二个标准是必须有一个驱动问题，学生通过完成项目获得问题的答案。这个问题也不能有一个预定的结果，它应该要求学生使用的先验知识来所有可能的结果。其他标准包括建设性的调查研究、学生的自等。基于问题的学习的主要教学过程包括提出问题、分析问题、形成假设、验证假设、修正假设。

2土木工程探索性试验设计

近年来华南理工大学开展了“探索性实验”教学项目建设工作，引导教师将科研项目成果转化为计划内实验教学内容，从而深化实验教学内容和体系改革，推进实验室开放共享；通过科研与教学融合，切实促进学生实践创新能力的培养。下面介绍用研究性教学方法设计所申报的“探索性实验”教学项目“沥青混合料多轴加载试验”。

2.1提出问题

最新版的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）中沥青混合料的试验方法主要包括：单轴压缩、单轴拉伸、小梁弯曲和劈裂试验等。试验过程中，沥青混合料试件处于单轴或双轴应力状态。而实际沥青路面中，沥青混合料处于多轴受力状态，承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。因此，现有沥青混合料的试验装置与方法无法模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态。

2.2分析问题

为了模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态，采用如图1所示的试验装置。通过转动的橡胶轮胎带动圆柱体试件转动，试件受到橡胶轮胎的表面摩擦力F和铅垂方向的压力P作用。同时，在试件水平方向施加压力Q。从而模拟实际路面材料多轴受力状态，使得试件承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。

2.3试验步骤

(1)试件制作。采用击实法、静压法或旋转压实法制作的圆柱体试件；或在轮碾法制作的板块状试件中钻取的圆柱体试件；或在路面中钻取圆柱体的芯样。

(2)安装试件。将试验室的环境温度控制在试验温度±0.1℃范围内。加载前，保温时间为90～120min。

(3)水平方向加载。通过水平加载油缸对试件施加水平方向拉伸或压缩荷载。

(4)铅垂方向加载。通过铅垂方向加载装置在橡胶轮上施加荷载，从而在试件中部上方施加铅垂方向荷载。

(5)启动橡胶轮驱动马达，使得橡胶轮单向旋转，转速为1～100r/s。

2.4试验结果的分析与讨论

试件转动一定次数后，量测试件中部加载位置的直径，计算直径变化率。加载后试件中部直径的变化百分率计算公式为：100%×加载一定次数后加载位置试件直径/加载前试件直径。同时，量测试件长度，计算加载后试件长度的变化率。加载后试件长度变化百分率计算公式为：100%×加载一定次数后试件长度/加载前试件长度。教学过程中，共15位同学参与该项试验，分为3组，每组5人。

3教学效果

采用研究性教学方法，有助于把学生纳入教师的科研项目，驱使学生调查研究，组织讨论会，分析问题，解决问题，完成工作任务。授课教师与同学们一起通过该试验项目掌握了实际路面材料的受力状态，并创新性的设计了“沥青混合料多轴加载试验”方法。依托研究成果申报了2项实用新型专利和2项发明专利。在国外SCI源刊投稿论文2篇。

4结语

第9篇

针对唐山师范学院体育教育专业2009级本科生选题结果进行统计，关于调查研究的选题占82.5%，与往年基本一样。特定的选题内容决定了后面的研究方法，绝大多数学生的论文中尽管有文献资料法、问卷调查法、访谈法、实验法、数理统计法等，实际上绝大多数人仅仅使用了文献法和问卷调查法，其余方法并未真正使用，流于形式。出现以上情况有学生的主观原因也有客观原因。主观方面的原因的学生研究方法能力掌握极少，平时学习中教师没有教给学生一些常见研究方法，仅有极个别学生参与到任课教师课题研究项目，经历一些研究学习，掌握一些科研方法和技巧，而绝大多数学生对研究方法仅仅从体育统计学等课程中零星掌握一点，且缺乏实践训练，因此自身论文设计中只能选择文献资料法及问卷调查法，而文献资料法是学术论文研究最基本的基础性研究方法，因而学生论文主要使用的是问卷调查法，研究论文也是对调查数据做一个简单归类，进行定性描述，缺乏精确的统计分析。研究方法能力的不足反过来也限制了毕业论文的选题，运动生理学、运动生物力学等内容很少涉及，实验法、测量法、统计法应用偏少。客观方面，地方院校体育师资力量相对薄弱，教师本身科研能力有限，在毕业论文的选题和研究方法上缺乏有效指导，另外学校毕业论文规范中对综述性文章比例有一定限制，因此学生更多选择调查性研究论文，但本科生具备的理论水平有限，难以在拟定选题中采用各种研究方法进行深层次挖掘与分析，单一的研究方法限制了毕业论文的质量。

2“体育科研方法”课程的局限性

直到1991年，国家教委出台的第三套体育教育专业《教学计划》中，才在限制选修的课程模块中，设置了“体育方法学”课程，并明确规定在第8学期安排“科学研究与毕业论文”这一环节，其目标是“培养学生的科学思维和文字表达能力”[4]。2003年教育部出台新课程方案中“体育科研方法”规定为一般必修课程，但不硬性规定学分、学时，明确其为研究方法的入门课程，其宗旨是让学生掌握基本科研方法，培养体育科研的能力[5]。“体育科研方法”课程的学习对学生科研能力的掌握，撰写毕业论文至关重要，但目前唐山师范学院相应课程教学存在一定问题。第一点，对课程的重视度不够，体育教育专业培养大纲虽然将“体育科研方法”列为必修课，但考核性质安排为一般考察课，平时和期末考核比较松散，学生简单完成一个考核作业即完成任务，大纲修订时学分、学时的调整比较频繁，效果不理想。第二点，课程安排和“体育统计学”重合较多“，体育科研方法”课程和“体育统计学”课程学时都安排为32学时，两门课程在研究方法的章节教学中重合较多，较多内容重复教学，而且两门课程都是以课堂理论面授为主，内容枯燥，课后实践较少。第三，教师执教能力有待完善，同其他院校类似“，体育科研方法”课程教学由本专业科研能力突出的教师担任，该课程需要教师有丰富的跨学科知识，不但要掌握一定扎实的统计学知识，对本学科科研特点及学术前沿要有深入理解，但近几年教学工作以青年教师为主，教师缺乏系统的科研方法学习，只是根据自身优势科研方向对“体育科研方法”进行一定角度的阐述，而且以理论性灌输为主，与体育科研实践结合较少。结果就是授课内容与学生毕业论文需要不相符合，如教师讲授很多调查性研究方法，一旦学生选择应用实验法相关题目，论文如何撰写就将极大困扰学生，不得不求教指导教师。

3体育教育专业毕业论文引入实验研究的可行性分析

3.1选题内容可行性分析

体育学属于交叉性学科，各专业均涉及大量文科及理科课程。根据黄汉升[3]对2004-2009届全国优秀本科毕业论文的调查，认为运动人体科学类论文是学士论文中总体质量较高的文章，选题能够反映该学科热点问题，实验设计较严谨，仪器比较先进，学生独立操作的能力较强，优秀论文多集中在运动生理、生化方向。体育教育专业和运动人体科学专业虽然培养方向不一样，但体育教育专业课程方案中依然保留大量自然科学类必修课程，可以从理科方向选题去探索体育实践问题，分析动作技术特点，可以从运动生物力学方向选题，涉及人体机能评定，研究评价方法可以从运动生理等角度选题。但体育教育专业选题一大问题就是大量重复，选题困难，无新意和亮点，实验方法应用太少，唐山师范学院体育专业近几年学生毕业论文选题也存在同样问题，学生选题追求简单、易写，以学校体育调查类选题为主，运动人体科学类选题极少。原因是多方面的，首先，学生理论基础极为薄弱，缺乏应用多种研究方法去深度挖掘运动人体科学类论文的内容，不敢有质疑，不了解通过何种渠道去获取文献资料，因此对此类选题不敢涉及，实践访谈中有学生对大学生减肥方法感兴趣，但考虑到要进行实验设计，使用体成分仪进行测试获取数据，还要进一步统计分析，感觉困难，选择放弃。此类情况不少见，实际上对于本科毕业论文的实验设计和要求对于体育教育专业学生并不复杂，需要相关课程教师，尤其是理论课教师教学中引导学生多思考，扎实掌握理论基础。其次，教师的实验教学工作不足，学生实验课学习不够扎实，不能利用现有条件去设计实验思路，还有一个常见原因，那就是学生有良好的实验基础，但不了解此类选题而遗漏，个别地方院校教学和毕业工作思路较为保守，墨守成规，学生毕业论文工作以稳为主，很多指导教师并未引导学生在自然科学方向去选题，一届照搬一届，选题内容上无新意，没有突破。唐山师范学院体育系针对以上情况，2010年开始引导学生选择运动人体科学类选题，并进行精心指导，帮助学生充分利用实验室，进行合理实验设计，个别学生毕业论文质量明显提高，同时也带动了其他学生学习，取得不错效果，证明利用实验室，进行实验设计完成运动人体科学类毕业论文是可行的。例如，有学生对运动性疲劳评价感兴趣，设计体育课后各类恢复手段对疲劳消除影响的实验，测定不同方式恢复方式后人体心率、血压和血乳酸的水平，实验采用重复测量设计，取得良好效果，观察到了积极性恢复手段的应用起到加速心率和血压恢复的过程，学生通过论文的完成也加深了对相关理论的学习。另有学生选择应用性研究，比较不同力量训练方式对跆拳道大学生运动员下肢肌肉爆发力的影响差异，取得预期效果，论文均入选本校优秀本科毕业论文。以上表明，体育教育专业学生采用实验性、测量性等方法，充分利用实验室条件，可扩大选题范围，提高毕业论文的研究价值和质量。

3.2研究方法可行性分析

毕业论文引入实验性工作，一个前提是必须具备相应的实验条件，教育部2005年颁布的《高等学校基础课教学实验室评估标准表》及大学实验室评估标准明确了高校实验室应具备的条件，目前我国体育类院校、师范类体育院系均不同程度建有实验室，唐山师范学院自2007年迎评以来，实验室经过扩建，添置先进设备和仪器，条件满足现有教学和师生的科研要求。实验室条件满足需要，但部分师生对实验重视不够，实验课程没有形成独立的教学体系，实验教学方法不够灵活，考核评价体系不健全，仪器利用率不高，实验教学师资队伍薄弱。这些问题影响了实验室的利用，这也是学生毕业论文利用实验室较少的原因。理论课教师和实验室相关人员要高度重视实验教学，首先思想上予以重视，不能把理论课实验边缘化，改进实验教学方法，增加综合性、设计性实验，让学生主动利用实验室发现问题，解决问题，大力鼓励学生参与到教师科研工作中，使其熟悉实验，喜欢实验，有能力完成运动人体科学选题论文。学院可以制定各种政策鼓励师生充分利用实验室现有的仪器设备，提高科研水平。以前学生毕业论文大部分是问卷调查类型，实验室先进仪器设备利用率不够，实质上与院系整体科研业务水平不高相关。不但实验教学人员科研业务水平要提高，其他理论教学人员也需要熟悉专业理论知识，对实验室加深了解，熟悉相关仪器的原理和用途，形成普遍能够指导学生在自然科学领域选题的能力，建议定期培训师生了解实验室具备的条件和功能定位，也可通过运动人体科学领域学术讲座给师生提供相关信息，要鼓励师生积极学习实验理论。

3.3加大“体育科研方法”课程的作用

第10篇

今天实验室博士答辩，师姐们都好棒呀（鼓掌），感觉到了深深的压力。也学到了很多，在这里总结一下，给自己明年备着。PS .有些东西可能是我个人的看法，不一定对哟。我将分为论文、PPT、讲解和提问四个板块，来谈答辩委员的意见，以及值得注意的事项：

一，论文

首先，尽量不能有错别字。

论文开始，加上缩写对照表，便于整体理解。

实验方法要详细，无论是参考文献，还是自己筛的条件，都要写清楚。

一定要多请别人帮忙看看，有些小错误确实自己没法发现。

二，PPT

若引用英文图片，重要单词要附上中文。

改变值、重要数据，用红色框凸显出来，更醒目。

实验结论最好直接写在PPT上，方便理解。

实验分组，单词缩写代表的意义要说明清楚。

三，讲解

1.语速要慢，每个实验的目的，数据代表的意义，都要一一解释清楚。

2.但凡PPT中呈现的图片，汉子，都要讲解。一扫而过，还不如不放上去。

四，提问

个人觉得博士和硕士答辩最大的不同是，老师会问实验设计的问题。都是大牛，一眼就能看出实验设计的bug.所以，一方面，设计实验、写论文的时候思路要清晰，尽量完善实验内容。另一方面，有一些确实存在的课题本身的bug（这个本宝宝好担心呢），尽量在讨论里说清楚，或者提前想好答案。

其次，做每一个实验的目的是什么，实验操作在这里合适否，都要考虑清楚，有时候参考文献本身就有问题，会连累自己二次错误。还有就是不要偷懒，该做的实验一定要做。

第11篇

很多科研人员(包括临床医生)在进行科研工作过程中，习惯用专业知识取代一切其他知识。其突出表现是：等科研工作已经完成，甚至论文已写完，因某些数据处理有问题被退稿时，才想起要找统计学工作者帮助处理论文中的实验数据；考虑问题稍周到一些的科研人员在科研工作完成之后，在撰写论文之前就想到要运用统计学知识来分析实验数据。这两种运用统计学的科研人员都是在把统计学当作分析数据的“计算工具”或当作发表学术论文的“敲门砖”，是对统计学重要性认识不足的突出表现。理由很简单，科研数据是否正确可靠、是否值得进行数据分析、结论是否可信等一系列重要问题都没有令人信服的证据来帮助说明，换句话说，若缺乏科研设计或科研设计不科学、不完善，即使花费10年时间和数亿人民币进行调查或实验获得了大量科研数据，与某人用计算机产生的毫无专业含义的任意多个随机数据没有什么区别，除了浪费了大量国家和人民的血汗钱，对科学技术进步、对人类的贡献不仅为零，甚至是负数！因此，在进行科研工作之前，制定科学完善的科研设计方案，特别是其中的实验设计方案或调查设计方案的质量好坏，是科研工作成败的关键所在！

科研设计包括专业设计和统计研究设计。专业设计主要包括基本常识和专业知识的正确、全面、巧妙地运用；而统计研究设计包括实验设计、临床试验设计和调查设计。值得注意的是：在很多科研人员所做的科研课题中，不仅严重忽视统计研究设计，就连专业设计也有严重错误，主要表现在犯了基本常识错误和违背专业知识错误。这类错误所发生的频率还相当高，是一种不能容忍的不正常现象！

在统计研究设计所包含的3种研究设计中，实验设计是最重要的，因为很多关键性的内容都包含在其中，其核心内容是“三要素”、“四原则”和“设计类型”。所谓“三要素”就是受试对象(或调查对象)、影响因素(包括试验因素和重要的非试验因素)和实验效应(通过具体的观测指标来体现)；所谓“四原则”就是随机、对照、重复和均衡原则，它们在选取和分配受试对象、控制重要非试验因素对观测结果的干扰和影响、提高组间均衡性、提高结论的可靠性和说服力等方面将起到“保驾护航”的作用；所谓“设计类型”就是实验中因素及其水平如何合理搭配而形成的一种结构，它决定了能否多快好省且又经济可靠地实现研究目标。科研人员若对重要非试验因素考虑不周到、对照组选择不合理、设计类型选择不当或辨别不清，导致科研课题的科研设计千疮百孔、数据分析滥竽充数、结果解释稀里糊涂、结论陈述啼笑皆非。下面笔者就“实验设计”环节存在的问题辨析如下。

1 在分析定量资料前未明确交代所对应的实验设计类型

人们在处理定量资料前未明确交代定量资料所对应的实验设计，对数千篇稿件进行审阅后发现，大多数人都是盲目套用统计分析方法，其结论的正确性如何是可想而知的。这是一条出现非常频繁的错误，应当引起广大科研工作者的高度重视。

2 临床试验设计中一个极易被忽视的问题——按重要非试验因素进行分层随机化

例1：原文题目为《气管舒合剂治疗支气管哮喘的临床观察》。原作者写到：“全部病例均来源于本院呼吸专科门诊和普通门诊，随机分为治疗组40例和对照组30例。其中治疗组男21例，女19例；年龄21～55岁，平均(36.28±9.36)岁；病程2～23年，平均(10.31±17.48)年；病情轻度者16例，中度24例。对照组30例，男16例，女14例；年龄20～53岁，平均(35.78±9.53)岁；病程3～24年，平均(11.05±6.47)年；病情轻度者13例，中度者17例。两组间情况差异无显著性，具有可比性。”请问这样随机化，其组间具有可比性吗？

对差错的辨析与释疑：显然，研究者在试验设计时未对重要非试验因素采用分层随机保证各组之间的可比性。这条错误的严重程度为不可逆，出现不可逆错误意味着原作者的试验设计具有无法改正的错误，必须重做实验！究其原因，主要是原作者未理解统计学上随机的概念。统计学上随机化的目的是尽可能去掉人为因素对观测结果的干扰和影响，让重要的非试验因素在组间达到平衡。稍微留意一下原作者随机化分组，明显带有人为的痕迹，治疗组40人比对照组30人多出10人；治疗组病程的标准差17.48是对照组病程的标准差6.47的近3倍。笔者很疑惑怎样的随机化才能达到如此的不平衡？事实上随机化有4种：子总体内随机、完全随机、分层随机和按不平衡指数最小原则所进行的随机，原文条件下应当选用分层随机，即以两个重要的非试验因素(性别和病情)水平组合形成4个小组(男轻，女轻，男中，女中)，然后把每个小组内的患者再随机均分到治疗组和对照组中去，这样分层随机的最终结果一定是治疗组和对照组各35人，且使2组间非试验因素的影响达到尽可能的平衡，从而可大大提高组间的可比性。在本例中，若“病程”对观测结果有重要影响，在进行分层随机化时，在按“性别”和“病情”分组的基础上，还应再按“病程”(设分为短、中、长)分组，即共形成12个小组，将每个小组中的患者随机均分入治疗组与对照组中去，这是使“性别、病情、病程”3个重要非试验因素对观测结果的影响在治疗组与对照组之间达到平衡的重要举措，也是所有临床试验研究成败与否的最关键环节！

3 实验设计类型判断错误

例2：某作者欲观察甘草酸、泼尼松对慢性马兜铃酸肾病(AAN)肾损害的干预作用，于是，进行了实验，数据见表1。原作者经过用甘草酸和泼尼松分别与同期正常对照组和模型组比较，一个P＜0.05，另一个P＜0.01，于是得到甘草酸、泼尼松对慢性AAN肾损害具有一定程度的保护作用，且泼尼松的效果更佳。请问原作者的结论可信吗？表1 各组大鼠血BUN及SCr变化比较（略）注：与正常对照组同期比较，*P＜0.05，**P＜0.01；与模型组同期比较，P＜0.05，P＜0.01

对差错的辨析与释疑：本例错误极为典型，通常科研工作者欲观察某种药物是否有效，习惯上会建立正常对照组、模型组(即该药物拟治疗的病态组)和在模型组基础上的用药组(如本例中甘草酸组和泼尼松组)。这样的设计本身并没有错，但这仅仅是专业上的“实验安排(可称为多因素非平衡组合实验[1])”，而并非是统计学中所说的某种标准实验设计类型。写在“组别”之下的4个组，并非是一个因素的4个水平，而是2个因素水平的部分组合。这2个因素分别是“是否建模(即正常与模型2个水平)”和“用药种类[即不用药(相当于安慰剂)、用甘草酸和用泼尼松3个水平]”。2个因素共有6种水平组合，即“组别”之下缺少了“正常基础上用甘草酸”和“正常基础上用泼尼松”。这样设计的实验才可能反映出“是否建模”与“用药种类”2个因素之间是否存在交互作用。

在本课题研究中，由于未在实验前作出正确的实验设计，处理数据时错误就悄然产生了。具体到本例，从原作者在表1的注解中可以看出，通过单因素方差分析分别比较同期(即相同观测时间点)的甘草酸组和泼尼松组与正常对照组和模型组之间的差别是否有统计学意义。这样的做法有3个严重错误：第一，严格地说，在模型组基础上的用药组是不适合直接与正常对照组相比较的，因为这样的比较解释不清到底是药物的作用还是由于模型未建成功而造成的假象；第二，将各个时间点割裂开分别比较破坏了原先的整体设计，数据利用率降低，误差估计不准确，导致结论的可信度降低。将一个重复测量实验的各个时间点割裂开来考察，就等于在各个片段上估计实验误差、作出统计推断，好像盲人摸象一样，摸出来的结果差别何其之大；第三，要想说明两种药物哪个效果更佳，在得出差别具有统计学意义的基础上，衡量的标准是应看组间平均值的差量的大小而不应看P值是否足够地小，不能说P＜0.01时就比P＜0.05时更有效，这种忽视实验误差、忽视绝对数量和脱离专业知识的想法和做法都是不妥当的。

如何正确处理表1中的实验资料呢？关键要正确判定该定量资料所对应的是什么实验设计类型。由前面的分析可知，表1定量资料对应的是“多因素非平衡组合实验”，而不是某种标准的多因素实验设计类型。明智的做法是对“组别”进行合理拆分，即根据专业知识和统计学知识，对“组别”之下的所有组重新进行组合，应使每种组合对应着一个标准的实验设计类型。正确地拆分结果分别见表2和表3。表2 正常对照组与模型组大鼠血BUN及SCr变化的测定结果（略）表3 模型组和2个用药组大鼠血BUN及SCr变化的测定结果（略）

事实上，由科研习惯形成的这一套实验方案笔者形象地称之为多因素非平衡的组合实验，或者说，它是实验设计的表现型。通常可以进行统计分析的都必须是标准型(即统计学上所说的某种实验设计类型)，因此需要能看出代表表现型本质的原型(本例中组别之下应该有6个组，这6个组构成一个2×3析因设计结构，但原作者少设计了2个组)。通常需要将表现型或/和原型拆分成标准型后再选择合适的统计分析方法进行数据分析。本例根据原作者的意图，可以将表1拆分成2个标准型，形成2个具有一个重复测量的两因素设计定量资料，见表2和表3。相应的统计分析方法就是具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析。此处请读者注意：第一，具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析和一般的方差分析虽然都叫方差分析，但它们的计算公式却有本质区别，绝不可混用；第二，重复测量因素(本例中为时间)不要与实验分组因素(表2中叫“是否建模”；表3中叫“药物种类”)同时列入左边，它们是本质不同的两种因素，一般应该把“重复测量因素”放到表头横线下方。

通过本例可以看出，在实验前明确实验设计是多么重要的一件事情。试想，若让本例原作者写明他的实验设计类型，他必然就会对基本的实验设计类型作一番调查和学习，自然就能发现他所“设计”的实验并不是统计学上相应的实验设计。那么通过咨询相关人士必能做出比较正确的实验设计，不仅可以提高科研设计水平，而且可以大大提高科研课题和论文质量。

例3：原文题目为《土荆芥-水团花对胃溃疡大鼠黏膜保护作用的研究》。原作者使用单因素多水平设计定量资料方差分析处理表4中的数据。请问原作者这样做对吗？表4 各组黏膜肌层宽度、再生黏膜厚度变化（略）注：与正常组比较，aP＜0.05；与NS组比较，bP＜0.05；与CP 10 mg·kg－1 组比较，cP＜0.05

对差错的辨析与释疑：本例涉及到统计学三型理论[1]中的一些概念，简单地说就是可以直接进行统计分析的来自标准设计的数据表叫标准型，反映问题本质但并非是标准型的数据表叫原型，而掩盖了原型信息的数据表叫表现型。“组别”之下的6个组，似乎是某个因素的6个水平，其实不然！这6个组涉及到多个试验因素，应对“组别”拆分重新组合后，再分别判定各种组合所对应的实验设计类型，并选用相应的统计分析方法。组合1：空白对照组(正常)、阴性对照组(NS)，这是单因素两水平设计(简称为成组设计)。由于正常组无实验数据，故该组合无法进行统计分析；组合2：NS组、RA组、CP(20/mg·kg-1)组，这是单因素3水平设计，因素的名称叫“药物种类”；组合3：NS组、CP(10/mg·kg-1)组、CP(15/mg·kg-1)组、CP(20/mg·kg-1)组，这是单因素4水平设计，因素名称叫CP的剂量(其中，NS组可视为CP的剂量为0)。

对于组合2和组合3，若定量资料满足参数检验的前提条件，可选用相应设计定量资料的方差分析，否则，需要改用相应设计定量资料的秩和检验。

4 人为改变设计类型且数据利用不全

例4：某作者使用表5中的数据进行分析，欲比较治疗组和对照组在治疗后的各个时间点的疗效情况，使用的分析方法为一般卡方检验，请问原作者这样做对吗？

对差错的辨析与释疑：从给出的统计表可以看出，该作者有意或者无意之间收集了一类相当复杂的实验设计类型下的定性资料，结果变量为多值有序变量的具有一个重复测量的两因素设计定性资料，处理这个设计下收集的定性资料要使用相应设计定性资料的统计模型分析法。由于上述方法过于复杂，因此，通常在实际运用中，实际工作者将重复测量因素武断地视为实验分组因素，从而使该资料变为结果变量为多值有序变量的三维列联表资料。在已经出错的前提下，原本应当使用CMH校正的秩和检验或者有序变量的多重logistic回归分析处理资料。然而，该作者显然在此基础上进一步合并了数据，将结果变量变成二值变量(有效、无效)，也就是说，原作者实际使用的仅仅是最后一列数据(即总有效率)，并且最为严重的错误是将三维列联表资料强行降维成二维列联表资料，使用一般χ2检验进行分析。经过一系列的简化与错误合并，最后结论的可信度还剩下多少呢？表5 原作者对2组疗效比较的试验设计及数据表达（略）注：与对照组同期比较，*P＜0.05

由于篇幅所限，这类错误笔者只给出1例，实际上此类例子在很多杂志中普遍存在。这说明在进行实验设计时，很多研究人员并未做到心中有数；分析数据时，按自己熟悉的简单统计分析方法所能解决的数据结构强硬地改造数据，严格地说，在用表格表达实验资料的那一刹那就已人为改变了资料所对应的实验设计类型，这种做法的科学性和得出结论的正确性都将受到质疑[2]。

5 正交设计及数据处理方面的错误

人们在进行正交设计和对正交设计定量资料进行统计分析时，常存在下列3个误区：很多人过分强调用正交设计可以大大减少实验次数，因此，无论各实验条件(正交表中的每一行)下的实验结果波动有多大，都不做重复实验，这是第1个误区；将正交表各列上都排满试验因素，用对实验结果影响最小的试验因素所对应的标准误作为分析其他因素是否具有统计学意义的误差项，导致误差项的自由度较小，结论的可信度较低，这是第2个误区；在对正交设计定量资料进行方差分析后，即使存在多个无统计学意义的因素，仍对少数几个有统计学意义的因素进行解释，未将无统计学意义的因素合并到误差项中去重新估计实验误差，以获得具有较大自由度的误差项，这是第3个误区。

参考文献

第12篇

关键词 考核方法 生理学实验 素质教育与创新教育

中图分类号：G642 文献标识码：A

生理学是医学课程体系中最重要的基础学科之一，同时生理学又是一门实验性学科。生理学考核分为理论和实验考核两部分，其中实验考核成绩按百分制计算是20分，其中实验报告占50%，实验设计占25%，实验技能考核占25%，即分别是10分、5分和5分。现就这几年的生理学实验考核方法实践的效果进行总结。

1 实验考核内容

1.1 实验报告

实验报告是学生完成实验后对实验进行整理后的书面汇报。我们从学生进行的十几个实验内容中选择其中具有代表性的四个实验撰写实验报告。撰写的实验内容及分值详见表1。

实验报告内容包括七部分，即题目、目的、材料、步骤、结果、讨论和结论。具体要求如下：（1）材料：实验动物要注明，其它简写或不写；（2）方法：简写；（3）结果：要求真实、可信，并用图形、表格或文字描述。如能用图形或表格表述清楚，就用图形或表格，必要时用文字简要地补充。用图形表示时，要求有图名、标注等。用表格表示时，要求使用三线表；（4）讨论：运用自己所学的相关生理学理论知识对实验结果进行分析和解释，讨论的内容要论点明确、论据充分、逻辑性强；（5）结论：用一两句话对整个实验进行高度的概括。

教师批改实验报告的标准：首先，书写格式是否完整、正确，其次看实验结果是否合理，再次看讨论是否有理有据和结论是否具有高度的概括性。一份实验报告质量的高低主要取决于结果、讨论和结论这三部分，尤其是结果和讨论。撰写质量高的实验报告不仅书写格式和内容完整，而且结果真实、合理，对实验结果的分析有理有据、前后联系、一气呵成，得出的结论不仅简单明了，而且能抓住关键点。

1.2 实验设计

实验设计是培养学生综合素质和创新能力的良好途径。

实验设计是在实验课中穿插3次进行的，课堂上的总学时为12学时。第一次是实验设计讲座， 在开实验课后的第五周由教学经验丰富的教授讲授。实验设计讲座主要介绍“医学科研设计和学生实验设计的基本要求”，内容包括：（1）科学研究的意义；（2）医学科学研究的基本程序、选题、文献的查阅和设计实验方案；（3）实验结果的统计学分析；（4）论文撰写。讲座后，教师给出十几个难度适中，与生理学密切相关的题目，由学生选择一个题目进行设计。4～6个学生自由组合成一组，每组中的成员要分工协作并根据所学生理学和其他学科的知识以及查阅的文献资料在两周时间内写出初步设计方案。在初步的设计过程中，学生之间或学生与带教教师互相探讨。第二次是实验设计讨论，由教师与学生在课堂上共同讨论初步设计方案。课堂上每组选出一个代表阐述本组的实验设计思路，然后由其他组及本组的学生进行评议，找出存在的问题及解决问题的可能办法，最后由带教教师对每组实验设计方案进行讲评，指出存在的问题及解决方法，最终每个小组重新写出完整的实验设计方案。实验设计方案包括：（1）实验题目；（2）立题依据；（3）实验对象；（4）实验材料；（5）实验方法；（6）实验步骤；（7）观察项目；（8）预期结果。学生完成后，再由带教教师从立题依据、实验方法的科学性和可行性等方面进行评阅，教师与学生共同讨论每份设计中存在的问题及改进的方法，最后写出设计比较合理、可行性较好、逻辑性较强的实施方案，然后由实验教师与学生一起做好实施前的准备工作。第三次是实验设计实施。根据实验实施方案由每组学生成员亲自完成整个实验，带教教师仅做辅导工作。根据做出的实验结果撰写出一份附有实验设计方案的最终实验报告，由带教教师根据课堂讨论情况和最终实验报告给出分数。

1.3 实验技能考核

实验技能考核是在本学期实验课结束后对学生实验操作技能掌握程度进行评价。

考核内容包括两部分：（1）坐骨神经—腓肠肌标本的制备，主要考查学生标本是否制作完整、规范以及标本是否具有活性；（2）哺乳类动物的手术操作，主要从家兔的捉拿、麻醉与固定、神经与血管的分离、气管插管等方面考查学生的动手能力。考核是以班级为单位，每两位学生自由组合为一组，考核的内容抽签决定，考试时间是15分钟。实施时每班安排在两个实验室进行，每个实验室由三位教师监考，考核内容均由学生独立完成。教师根据学生是否严格遵守实验操作规程、每项实验操作的关键步骤是否准确、实验结果是否正确、是否能正确辨认结果及是否在15分钟内完成等项目打分。

2 体会

生理学实验课的各种手术操作是临床医学操作的一个基础，掌握好生理学实验基本技能和方法是医学生以后临床工作的必备条件。与传统的实验考核方法比较，通过从实验报告、实验设计和实验技能考核这三方面来评价学生的学习成绩，能够较客观地反映学生的综合素质。通过实验报告的书写使得学生通过实验的亲自操作将所学的理论知识进行了验证，既磨练了学生的文字功底，又加深了对理论知识的理解和掌握，也为今后科研论文的撰写打下一定的基础。通过实验设计大大地激发学生学习生理学的兴趣，培养了学生观察、分析、解决问题的能力及创新意识。

通过对实验考核方式的实践，发现从多个层次和不同侧面考核学生，并且考核内容始终贯穿于实验教学全过程当中，不仅能较客观地评价学生的成绩，而且更全面地反映教学效果，以促进教学质量提高，也是高等教育为促进学生综合素质的发展、开发学生创造性思维的需要。①虽然在实施的过程中也存在一些问题，如实验操作中的偶然性和教师评判的随机性、主观性等，但是，实验报告、实验设计、实验技能的考核是理论与实践相结合最有效的一种教学手段，②也是素质教育和创新教育的一种体现。

注释