实验的设计｜科学研究的方法实验设计方法 _小知识

试验设计办法（试验的设计｜科学研讨的办法）

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编者按：
做科学研讨，首先要学习做研讨工作的办法。所谓 “工欲善，必先利其器” ，这句话就是讲改良和完美自己工作办法的主要性。
作者蒋百川博士后期间，资源网因教授Flom “世界上有多少事没人做过，你做得过来吗？这不能成为你要做这个研讨的理由”的反问，开端认识到学习 “研讨办法” 的主要性。之后蒋百川进行了相干课程的学习，并在实践中不断改良，逐步控制了这方面的知识。2013年他退休后开端陆续撰文分享积聚的经验、心得领会，并汇聚成一本《科学研讨的办法》。《知识分子》获作者授权，将陆续为大家分享书中内容，此为该系列的第三篇。
撰文 | 蒋百川（美国诺瓦东南大学教授）
责编 | 邓志英
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【实验的设计｜科学研究的方法实验设计方法】4.
如何提出研讨问题和研讨假设？
在这一部分，要讲述试验的设计办法。由于研讨范畴的不同，做试验的办法也不一样，所以不像浏览文献、综述写作一样有比拟共通的办法和规律可循，也不象在学术会议作报告及写作科技论文那样有比拟刻板的模式。基于我本人专业的关系，这里介绍的办法重要用于医学研讨。对于其他范畴，或许有参考价值，或许没有，取决于你的具体问题。
1. 研讨设计的含义和作用
在知道了想研讨什么（what）以后，下一步是如何来（how）得到研讨问题的答案。
传统的研讨设计是一份详细的工作筹划：选择可以测量的变量，决议所需的样本大小，数据的收集（试验设计）、统计剖析，以及结论。研讨设计是为了保证研讨程序是妥适的，可以得到确切的（valid）、客观的（objective）、准确的（accurate）关于所研讨的问题的答案。
2. 在研讨设计中对外部变量的斟酌
一般的医学研讨（或某些其他研讨）都是为了寻找一个原因。例如某种疾病的原因，某种药物的疗效。在上述第一种情形，发生疾病的原因就是自变量，而疾病则是因变量；在第二种情形，某药物是自变量，而疗效则是因变量。但是研讨工作不会是那样地简略，因为在寻找这种自变量与因变量的关系时，还参杂着许多外部变量（如下图的一个例子所示）。所以设计试验时，首先必需苏醒意识到有哪些外部变量，再采用如下的办法，或者消除、或者掌握、或者包含进测量中。

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?图1. 一个研讨吸烟与肺癌关系的例子。此时还有许多因素作为中介变量影响研讨成果，如果不对于这些因素采用适应办法，本研讨成果可能没有意义。
办法一：保证外部变量对于对比组和试验组有雷同的影响。
这里先提到一下对比组，下面还会详细讲。
（1）随机化－保证两组在各项外部变量方面是有可比性的。
（2）匹配－这是另一种保证两组有可比性的方法。
办法二：减少外部变量。
有时候可将外部变量作为一个因素斟酌在试验条件内，或者清除这个外部变量对成果的影响。
（1）将外部变量包含在试验设计中。例如，要研讨儿童健康服务对儿童逝世亡率的影响，由于儿童养分供应对婴儿逝世亡率也有很大影响，所以设计了2X2 因子的研讨。在这样设计中，既可以研讨外部变量单独的，以及与自变量结合的对因変量的影响。
（2）清除外部变量。例如文化背景可能对健康（因变量）有很大影响，可选择有雷同文化背景的受试者，使问题简化。
3. 不同的研讨设计
若以试验者接触受试对象的次数分类，可有：
(1) 一次: 横向研讨（cross-sectional study）；
(2) 二次: 前后对比（before-after study）；
(3) 三次或以上: 纵向研讨（longitudinal study）。
若以研讨所选择的参照时光分类，可有：