设计性实验设计的基本步骤
设计性实验与基础性和综合性实验有着本质上的区别，基础性和综合性实验是在前人工作与经验总结的基础上，只要能按照书本上的要求去做就可以达到学习的目的；设计性实验是在借助前人的工作和经验积累的基础上，通过对研究对象进行积极的思考与归纳，对未知因素进行大胆设计，进行设计研究的一种科学实验。设计性实验是一项要求较高、难度较大的实验教学工作，对于学生来说是一种全新的学习方式，对于教师也提出更高的要求。
医学形态学的实验教学是医学院校基础医学教育中极其重要的部分。形态学设计性实验的基本技能训练项目为：制作动物疾病模型，条件干预，取材，制片，染色，观察（包括肉眼、镜下），记录实验过程，得出结论，分析实验结果，完成实验报告。
如何开展设计性实验？开展设计性实验的基本思路，设计性实验首先要从确定设计的对象，提出问题开始。问题从哪里来呢？通过临床观察，课堂学习和阅读文献去发现问题和提出问题。在这个过程中，阅读和学习文献最重要。在阅读文献时，要了解所研究的问题的历史和现状，目前还存在什么问题，确定所提出的问题是否具有研究价值。下一步的工作是立题，即根据我们自己掌握的知识，提出解决问题的思路，提出可能的假说，确定研究的内容。立题后要进行实验设计，包括专业设计、统计设计、动物设计和方法设计等几个方面，实验设计完成后写出实验设计大纲。然后实施实验、观察记录。最后，对得到的数据资料统计分析，得出结论，撰写实验论文。因此，设计实验的基本步骤，丝丝入扣、紧密相关，基本程序包括：① 查阅文献、提出问题、拟定研究题目；② 实验设计：确立实验所需的观察指标，确立实验所需的统计学方法，确立复制动物疾病模型的方法，制定实验研究方案和实验技术路线，写出实验设计大纲；③ 认真完成实验；④ 准确、全面的记录实验结果；收集相关的实验文献资料，分析实验工作，得出结论；⑤ 撰写论文，报告实验工作。通过设计性实验教学，力求使学生初步掌握医学科学实验的基本程序和方法，培养学生独立进行科学研究的能力。
设计性实验的基本步骤如图15-1所示。
一、设计性实验选题
设计性实验的选题或立题就是确定所要研究的内容，选题的关键是发现问题和提出问题。
（一）准备工作
在设计性实验设计前必须查阅大量的参考文献，认真搜集和阅读与本课题有关的研究资料。科学文献是人类智慧的结晶，是人们增长知识提高业务水平的重要工具，也是制定科研规划、决定科研题目的重要依据。只有通过全面了解国内外发展趋势，使得所提出的问题得到进一步的深化、系统和完善，让其具有新颖性、科学性和可行性，才能有效地防止低水平、重复性选题的弊端。
图15-1 设计性实验的基本步骤示意图
科学文献的来源：教科书、专著、期刊、会议文件和内部资料。目前，我们主要通过互联网和光盘检索系统查阅中外文参考文献。在阅读科学文献时我们要把握以下几个问题：本研究领域的历史发展过程，以往解决了哪些问题，还有哪些问题未解决，未来的发展趋势。对所拟研究内容的科学价值、社会效益、经济效益、技术性问题和解决的技术路线等都应做到心中有数。
（二）选题原则
选择确定一个优秀的课题，必须遵循选题的基本原则，即要具有创新性、先进性、科学性和可行性四项基本原则，其中创新性是科研工作最主要的特征。创新是指别人没有研究和涉及的问题，是本学科的空白点；或者是别人虽对此研究过，但你的研究将会在理论或应用上有新的发展和补充；或者是别人过去对这类问题仅有一些零星报道，而你选择了有特色的系统性研究。在深思熟虑科学性的同时兼顾创新性、先进性和可行性，选题时必须根据具体情况全面分析和考虑，使四项原则达到有机的统一。
（三）选题范围
由于科学技术发展速度很快，医学形态学实验无论在理论上或实践上都有大量研究课题可供选择。但对在校学生而言，由于各种条件的限制，其选择范围不宜太宽，条件要求不宜太高。主要应该围绕在病理学、病理生理学及药理学中所学的理论知识和相关文献，按照选题具有科学性、创新性、先进性及可行性的原则进行选题，并在教师的指导下进行。
二、实验设计
在实验过程中，我们遇到的最困难的问题是怎样从不确定的偶然事件中发现隐藏在事物现象背后的发生或发展规律。怎样从复杂纷繁的事物中搜集数据，怎样将这些资料进行统计分析，怎样通过合理的统计分析得出正确的结论，要解决这些问题必须懂得科研设计。科研设计（research design）是对科学研究具体内容与方法的设想和计划安排。设计的好坏不仅直接关系到科研的创新性、科学性、先进性和可行性，而且还决定了完成课题的速度与经费的开支等问题。要搞好科研设计，设计者不仅应具备丰富的专业知识，还需具备必要的相关知识，如医学统计学、实验动物学和实验方法学等。就科研程序来说，在确定了题目之后就要进行设计性实验设计，而完善的设计性实验设计包括医学专业设计、统计设计、实验方法设计和实验动物设计等几部分。
（一）专业设计
专业设计是从专业角度科学地安排科研，考虑处理因素的来源和施加方法，选择受试对象，确定效应的指标和影响因素，设计记录表格等，其设计水平能反映科研结果的有用性和创造性的大小。专业设计的第一个问题是课题的选定，即研究什么问题。科研选题非常重要，科研成果的大小取决于选题水平高低，高水平的选题就能获得高水平的科研成果。(https://www.daowen.com)
（二）统计学设计
在生物医学研究领域中，实验或观察的结果往往是不确定的偶然现象，怎样从不确定的偶然事件中发现隐藏在事物现象背后的发生或发展的规律性，是科研工作中要考虑的重要问题。医学统计学是解决这个问题的重要方法和手段，应用统计学方法设计实验，通过随机分组，重复观察，描述或推论这种不确定偶然现象，发现不确定偶然现象背后隐藏事件的发生发展的客观规律。
在统计学设计中，要确定资料的类型和资料分析的统计方法、改善实验的有效性和控制实验误差，这是保证专业设计的合理性和实验结论可信性的关键因素。统计学设计应考虑设立何种对照，选择多少受试对象，怎样做到随机化分组，计划搜集哪些资料，如何对原始资料进行整理和分析，保证专业设计的合理性和科研结果的可信性。严格地说，没有统计学设计，搜集的资料就失去了统计分析的意义，这一步工作做的如何，对于能否在较短的时间，消耗较少的人力和物力，获得较多的有用资料以及对科研成果的鉴定和推广都起着举足轻重的作用。为了确保医学科研的科学性，必须做好统计设计。如果专业设计不科学，统计设计不正确，必然导致错误的结论，结果造成人力、物力和财力的浪费。
总之，正确掌握和运用统计方法是设计性实验中最重要的基本功之一，从设计性实验的选题、设计、实施、分析到总结成文的全过程中，统计方法已渗透到各个环节，尤其是设计阶段。有的在设计阶段未考虑统计方法，得到数据以后再咨询统计学专家，试想这些数据的真实性和可靠性如何。因此，没有坚实的专业基础和统计学的知识，是不可能圆满完成设计性实验设计的。
（三）实验动物设计
实验动物设计应该考虑选择什么样的动物，实验动物种类繁多，实验动物的选择是一个内容复杂的问题，不同的实验有不同的目的和要求，而各种动物又有各自的生物学特性和解剖生理特征，因而不能随便选一种动物来进行某项实验研究。事实上，每项科学实验都有其最适合的实验动物，如果选择得当，则可节约人力、物力和时间，以最小的代价最大限度地获得可靠的实验结果。否则，不仅会造成不必要的浪费，而且会影响实验结果的判断。因此，掌握正确的实验动物选择方法非常重要。
三、设计实验实施
设计性实验可以对研究对象施加某种处理因素，观察或观测由此引起的有机体的结构、功能、生化和疾病过程的变化，这种变化以效应指标表示，通过相应的效应指标揭示事物发生的原因和发展的规律性。因此，设计性实验的特点是研究者能人为的设置处理因素。在实验实施时，研究对象接受何种处理因素或水平是经随机分配而定的，能使对照组与各处理组间具有较好的均衡性，即非处理因素对不同处理组的影响保持均衡，实验各组之间具有可比性，可以客观地评价处理因素的作用。实验设计能使多种处理因素和水平同时安排在较少实验的次数之中，更有效地控制误差，达到高效和精确的目的。
四、资料分析
在实验中，实验或观察的结果通常是不确定的偶然现象，怎样从不确定的偶然事件中发现隐藏在资料中的客观规律，是资料分析工作中要考虑的重要问题。在资料分析工作中要注意以下的问题：
（1）以正确的方式搜集资料：正确应用统计方法的基本前提是正确搜集资料，这种“正确方式” 须在科研统计设计时确定下来。
（2）描述资料的统计特征：如数据归类简化、统计指标的选择与计算、统计结果的表达等。
（3）统计判断并得出正确结论：如根据各种概率分布，对实验和观察结果存在的差异和关联作出统计推断，即得出由样本推断总体的结论。
五、总结归纳
总结归纳是科研过程中的最后一个步骤，即根据观察事实与统计分析结果，运用分析、综合、归纳与演绎方法，把感性认识上升为理性概念。在总结概括时应注意两点：
（1）要根据已有的研究数据来推理。在推理中既要不违背公理，又要不拘束于传统观念，应当在继承的基础上发展，推陈出新。
（2）按照自己本次研究的范围做出结论，即推断在科研设计时所确定的总体特征，轻易外延推断往往会导致错误的结论。总结归纳的基本形式是撰写设计性实验的研究论文。论文写作完成之后应全面衡量论文的学术水平，再将论文投向相应的杂志社发表。在论文发表以后，应注意搜集论文被他人引用的情况与评价。
总之，在设计性实验设计前要认真检索和阅读有关文献，全面了解本专业的过去与现在，确立正确的研究方向，选定一个好的研究题目，在专业设计上做到周密、严谨，在统计设计上做到随机、客观、科学，就能够做出一个优秀的设计方案，并得到满意可信的科学结论。设计实验与其他科学研究的过程相类似，都包括上述几个环节，且环环紧扣，结合严密。其中选题和设计是最重要的两个步骤，能否把握住这两个环节，关系到科研的成败。虽然医药科学分科较多，专业性强，各学科科研都有自己的专业特点，但是无论何种学科的科研，其研究过程、原理、原则和基本方法均具有一定的共性。