实验设计及其基本原则

                        
实验设计及其原则

    无意中看到中科院吴信老师的博文,讲的是试验设计及其原则问题。尽管他是亚热带所老师,但觉得所谈很有见地,内容具有通识性,且比较全面,故与广大读者共享。

    吴信老师认为,科学的实验设计往往比作实验本身的过程更为重要。“凡事预则立,不预则废”,研究生教育中,首先应该让其设计一个实验,即使不做本身对他也是一个重要的思维锻炼,应该是科研的入门教育。据说美国的学生设计实验和动手能力比较高,而我国则不少考试分数高,但是真正的动手能力呢?不能不让人深思。

    主要内容摘录如下:
    一个比较完整的设计实验方案的执行,就是科学探究中解决问题的过程,一般包括以下内容:
    1、选题  所从事的本项实验的课题源于对某一自然现象的观察、认识、分析。这就需要其认真阅读文献,进行总结分析;
    2、假设  即对可见现象提出一种可检测的解释。根据其认识进行假设;
    3、预期结果  在检测一个假设之前,先提出实验的预期结果。如果预期没有实现,则说明假设不成立,如果预期得到实现,则假设成立。

    然后根据实验的目的和提出的假设,来具体设计实验的方法、步骤。在实验的方法与步骤设计中,必须遵循以下几条原则。
    1、科学可行性原则
所谓科学性,是指实验目的要明确,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识基本知识和基本原理以及其它学科领域的基本原则。选题必须有依据,要符合客观规律,科研设计必须科学,符合逻辑性。

    2、对照与均衡性原则
    只有设置对照实验,鉴别处理因素与非处理因素之间的差异。处理因素效应的大小,重要的不是其本身,而是通过对比后得出的结论,消除和减少实验误差,才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性,才能使设计显得比较严密。

    3 、随机性原则
    通过随机化,一是尽量使抽取的样本能够代表总体,减少抽样误差;二是使各组样本的条件尽量一致,消除或减少组间人为的误差,从而使处理因素产生的效应更加客观,便于得出正确的实验结果。

    4、可重复性原则
    重复的作用,一是降低试验误差,扩大试验的代表性;二是估计试验误差的大小,判断试验可靠程度。

    除此之外,目前的科研还需要以下原则:
    1、创新性原则  
    2、需要性原则  
    3、目的性原则  
    4、效能性原则

    以上仅为摘录,如要查看详细内容,请参见:
    http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=228578



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