科学实验研究的设计和论文撰写北京大学生理学和病理生理学系

1科学实验研究的设计和论文撰写北京大学生理学和病理生理学系第一医院临床医学研究所唐朝枢2一、概述1.科研思维：思维模式：‘学习型’与‘探索型’；科研思维能力需要培养Readingafteracertainage,divertsthemindtoomuchfromitscreativepursuits.Anymanwhoreadstoomuchanduseshisownbraintoolittlefallsintolazyhabitsofthinking.过了一定年龄阶段后的学习，会太多地转移有利于创造性发挥的精力。任何一个人，如果学习太多，他用大脑进行思考的机会越来越少，进而就会养成懒于思考的习惯。（爱因斯坦）32.科研定位:〝三定〞:明确的目标定研究方向很稳定定研究领域相对稳定定研究课题非常活跃如何定位:①学科发展的前景与可行性②单位的可能条件③个人兴趣研究生应与导师共同定课题4科研的目的：探索人类认识的未知领域，求知，追求真理•基础研究(波尔象限）：只受知识需求推动，不受实际应用引导的研究活动•应用基础研究（巴斯德象限）：既扩展知识边界，又受应用目的影响的研究•应用研究（爱迪生象限）：应用导向，不寻求对特定科学领域或规律的全面认知•数据积累活动：也有可能开拓新领域•科研与创新：只有金牌没有银牌53.独立科研工作的基本能力⑴掌握信息,复习文献的能力⑵创新思维能力⑶科学实验设计能力⑷科学实验操作能力⑸科学论文撰写发表能力(6)科学基金申请能力6知识爆炸时代如何复习文献？•复习文献不是为当‘饱学之士’而是将其用于科学实验研究•按“三定”决定掌握知识的程度：方向－－专业人员水平(大综述，专著)领域－－专家水平(小专论，综述)课题－－N0.1专家水平（尽可能收集相关原著文献建立自己的‘课题文献库’）•Journalclub•撰写综述（针对课题的小专论）7二.如何进行科研课题设计目标明确;构思新颖;(实验)方法恰当.1.选题课题要具体用实验手段解决科学问题(科研=作实验?),科学问题是什么?射箭中的,忌打哪儿指哪儿.`看看有什么变化’，`研究甚少’，`填补空白’等。探索未知,不要过于功利;原创性强其意义和价值可能不明了,反之已显示出高价值的工作原创性已不强.8凝练科学问题以疾病和健康为中心的临床1．课题密切联系临床•临床疾病基础研究•临床问题的科学研究•利用临床资源的研究（注意伦理原则）2．课题不背离“方向”和“领域”3．从临床从前期工作和/或文献中凝练重大科学问题。提出明确假设（idea）4．选自己感兴趣的课题5．有重要临床或学术价值（？）92.立论新颖－创新思维(提假说）敢于提科学假说.(你是最接近真理的人).Idea的来源:临床;文献;交叉学科启迪;(学科发展)自己工作的连续性，避免被文献牵着鼻子走，或赶时髦;新技术应用更重视新思维;交叉学科别交叉走了(转向)（谁都没有想过的，谁都没有作过的，谁都没有用过的？）10问题求解，假说求证•大胆假设，小心求证。宁可“奇思异想”也不可“人云亦云”，甚至宁可‘胡说八道’也不“鹦鹉学舌”（例：相对论，幽门螺旋杆菌）;即使流调、病例观察或病例分析也要有新意,发掘出新东西.•要让理论来指导你的观察；所有的观察结果必须是支持或反对某种观点，否则将毫无用处。Lettheoryguideyourobservations.Allobservationmustbefororagainstsomeviewifitistobeofanyservice.(CharlesDarwin）11目标（假说）：论证圆圈X：已有证据（文献的，自己的）--：研究内容（要获得的）XXXXXXX文献依据（提示、蛛丝马迹）---提出明确假说---针对假说确定方法（论证假说）处理创新性强与立论依据充分的关系评价如果假说成立有何创新与意义？[高起点]12提出“圆轨迹”假说逐点证实，论证出是“圆轨迹”从假设的“圆轨迹”上从文献再找出更多依据点太少，“圆”的论据不充分大题小作13[例]背景：炎症细胞产生的新因子（A)具有（离体）促心肌细胞肥大的作用.目标：1.探讨A的作用及机制。2：论证A---心肌肥厚发病的新因子。3。论证A---联系炎症反应与心肌肥厚发病的新因子。如何看待立项依据与创新性间的关系如何看待所谓‘阴性结果’143．研究内容适当（做什么，编“故事”）•小心求证‘小题大做，深做’，不要‘大题小做，浅做’处理“深入”与“全面”的矛盾•针对研究目的（假说）决定研究内容•避免研究内容不足以得到预定目的（小于，少于）•避免研究内容超越预定目的（大于，多于）15[例]论证2--A因子是心肌肥厚发病的新因子•疾病过程中A因子动态变化与疾病表现关系•补充外源性A因子对疾病表现的影响•阻断内源性A因子对疾病表现的影响•A因子发挥效应是否通过已知的心肌肥厚因素•A因子效应的细胞分子机制某因素的可能效应某疾病/现象的可能机制164.研究方法恰当(方法先进？)【如何做？】方法技术为研究目的服务;引进新技术与避免`高射炮打蚊子`.最常见的误区:追求时髦方法忽略目标,.方法学的创新将开拓研究的新领域用他人之所用,想他人之未想,做他人之未做,得他人之未得17⑴方法选择：目的决定方法选择；实验条件选方法；工作者熟练程度选方法；•人体-动物整体-器官组织-细胞-分子•模型：经典与新建；是否需与人一致或接近；可行性；模型与分组均适合研究目的为原则•对照设置(阴，阳），例数•严格质控，（repeat,duplicate)18（2）观察指标：多（广）或少（精）好？明确每个指标的原理和意义,避免指标冲突.假设实验全部顺利，所得结果能否达到设计目的？a)背景指标：如证实疾病模型复制成功的指标；反映质控的指标；反映阴性或阳性的对照指标等→必须是肯定的结果(方法要稳定)b)探索性指标[现象(如药效)观察与机理探索]；c)前瞻性指标；注意正确运用统计学知识设计实验预期数值的预测.19（五）.建立操作程序⑴落实每个方法⑵预试成熟，建立程序.不仅用手更要用脑做实验.⑶设计实验记录与观察内容实验记录表；单项归纳表；汇总表指标1No.ControlGroup1Group2123420指标1指标2指标3controlX±SDGroup1Group2汇总表统记学结果：21(六).总体设计的预测评估⑴预期结果阴性或阳性的解释与再证实；审定设计能否达到目标⑵预期结果追踪深入研究的方向和可行性⑶预期结果图表设计（发表是否单薄）⑷预期结果的学术价值和地位（开始撰写论文的Introduction,M&M）22结束实验后评估（文章发表or工作深入后）对设计的再评价⑴再升华设计思路⑵扩充实验与深入实验⑶补漏实验阴性结果的意义需确证是阴性起到指路标的作用开拓新领域23(附).做好实验记录原始记录本－－－注重原始性，即时记录按时间顺序记录建立分类附件（按测定指标）原始数据的整理－－另设实验数据处理本按测定指标设立数据处理本不得涂改原始数据24正确处理实验结果1.客观、求实——追求真理（揭示本来面目）2.严格进行统计学处理，也需结合专业要求.3.不要刻意追求阳性结果，不要忽视阴性（否定）结果的科学价值。4.正确对待和分析失败的实验不仅用手而要用脑作实验切忌：任意取舍数据；夸大例数；拼凑结果25反对学术不端行为（scientificmisconduct）捏造(fabrication):纪录或报告无中生有的数据或实验结果篡改(falsification):操纵实验材料、设备或实验步骤，更改或省略数据或部分结果使得研究记录不能真实地反映实际情况剽窃(plagiarism)：使用他人的主意、方法、结果或完整的词句如同自己的一样并且没有给他人以适当的荣誉的一种行为。但是对公识的引用不在此列。26抄袭1.低级抄袭：原封不动或基本原封不动地复制他人作品。2.高级抄袭：经改头换面后将他人受著作权保护的独创成分窃为己有。适当引用1.改变作品的类型，例如将他人创作的小说改成电影。2.不改变作品的类型，但是利用作品中受著作权保护的成分并改变作品的具体表现形式，将他人创作的作品当作自己独立创作的作品，例如利用他人创作的电视剧本原创的情节、内容，经过改头换面后当作自己独立创作的电视剧本。《图书期刊保护试行条例实施细则》第十五条明确规定：“引用非诗词类作品不得超过2500字或被引用作品的十分之一”；“凡引用一人或多人的作品，所引用的总量不得超过本人创作作品总量的十分之一”。27诚实的错误（honesterror）：在科学研究活动中，由于本身知识和能力的局限而无意造成的错误。而且察觉错误后，能够及时承认和改正。公识(commonknowledge)：在某个特定的领域内，可以在通常的教科书中很方便地找到，或者是被大家所广泛熟悉的知识，在引用时不需要注明出处。学术欺诈（academicfraud）：指严重的学术不端行为，一般指利用科学研究活动或科学家的身份进行的触犯法律的欺诈活动。28著、编著、编都是著作权法确认的创作行为，但独创性程度和创作结果不同。著的独创性最高，产生的是绝对的原始作品；编的独创性最低，产生的是演绎作品；编著则处于二者之间(编译类似于编著，但独创性略低于编著)。如果作者的作品不是基于任何已有作品产生的，作者的创作行为就可以视为著。一部著成的作品中可以有适量的引文，但必须指明出处和原作者。如果作者的作品中的引文已构成对已有作品的实质性使用，或者包含对已有作品的汇集或改写成份，作者的创作行为应该视为编著。29三。如何撰写实验研究论文论文发表意识：基础研究成果的表达方式.是否急于发表（创新与严谨的关系）？－知识爆炸时代的学术竟争.精雕细刻or迅速突破－取决于课题性质：前缘、热点、焦点课题or难点、古老课题:‘十年磨一剑’的剑是重大科学问题或发现，不是一篇高IF的论文。为解决科学问题而不只为做文章(IF)而科研－积累成大文章再发表or成果及时发表?－不要将一个完整工作撤散为多篇发表30发表论文的杂志级别：-重视SCI，不唯SCI，重在解决科学问题发表的科学论文不同于学位论文：－反映科学事实而不是反映作者水平.科学论文不同于教科书、讲义，更不同于工作总结汇报.论文格式：原著、快报、简报、摘要31准备工作1.复习好撰写论文的必要文献(包括自己写的综述)2.再审定自己的工作目标、研究内容、结果，并形成印象和结论,以此指导论文撰写3.完整的实验资料:（`一表制’)结果汇总表与统计处理.注意核对原始资料.321.引言Introduction:问题的提出(背景)，研究的历史与现状，存在的问题（明确的科学问题即作者自己的工作目的),自己以前工作基础(作为提示)。本工作的目的、方法、研究思路.在…模型上，观察…指标，以探讨…（目的）332.材料/对象与方法M&M(1).材料的写法和意义试剂和材料来源，质控标准对象：人或实验动物的入选标准注意伦理AllanimalcareandexperimentalprotocolscompliedwiththeAnimalManagementRuleoftheMinistryofHealth,People’sRepublicofChina(documentation55,2001)andtheAnimalCareCommitteeof…)34•(2)排序：主要指标―次要―辅助指标整体（模型）――离体；功能――结构;生理-生化-分子生物学-形态学•引出参照文献简述,能序贯有可操作性;讲明改良之处.•(3)统计学（正确选择很重要）计量资料or计数资料。单因素或多因素；两组资料与多组资料；正态或非正态分布；配对或非配对；样本大小.353.Results结果•用实验资料反映你的思路（“idea”）（不是工作汇报）•方式：文字叙述，图和表。各自的优缺点•文字：直接体现出作者思路；罗嗦，难前后多指标比较；（应归类叙述）36•图：直观，但无原始数据，不利于多指标比较（用于主要指标）•表：有绝对数字，利于多指标比较；不直观(用于多指标)•文字、图、表：相对独立（图注、表注要详细）37•避免重复研究生应强调