实验设计的意义

二、实验设计的意义

医学科学研究通常分为两大类：调查（survey）和实验（experiment）。它们区别在调查所观察的单元（unit）受许多环境条件的影响，它们处于没有人为干预的“自然状态”，如调查某地7岁儿童的平均身高，研究人员只是通过测量该地所有7岁儿童的身高（总体），而没有对儿童施加任何“干预”。实验是研究者人为控制着某些条件，将研究因素施加给研究对象（单元），观察其变化及结果，例如要研究某强化食品对7岁儿童身高的影响，研究人员可将样本分为实验组和对照组，前者服用强化食品，后者服用非强化食品，一段时间后，对比两组儿童身高增长情况，此属实验研究。因此，研究设计也就分为调查设计和实验设计，两者既有区别又有联系。本章主要介绍实验设计的有关内容。

在科学研究中，我们把合理地安排各种实验因素，正确地估计样本含量的大小，严格地控制实验误差，用较少的人力、物力、财力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料，称之为实验设计（experimental design）。一份良好的研究设计，应该是专业设计和统计设计的有机结合。专业设计保证了研究课题的先进性和实用性，而统计设计则保证了研究课题设计的科学性、经济性和可重复性（reproduction）。这里的实验设计是指从统计学的角度来研究如何安排实验并对实验结果进行统计分析的一门学问，是医学研究的共性问题。

必须强调的是，没有良好的研究设计，就得不到准确可靠的结果，而此时想利用统计方法来弥补的做法，是不科学而且非常有害的。

在实际工作中，习惯上将以动物为对象的实验，称为动物实验（animal experiment）；以人为对象的实验，称为试验（trial）。临床试验是以人为研究对象的，人具有思想，存在心理活动和社会活动，不可能像动物那样，任意严格地控制措施，因此，研究者更要慎密地设计，采取相应的措施控制误差，以保证研究结果不受干扰或干扰在组间被平衡。

随着流行病学和社区各学科（如社区医学、社区健康教育与健康促进等）的发展，将以人为对象的试验又可细分为临床试验（clinical trial）和社区干预试验（community intervention trial），后者的特点是在社区人群中采取干预措施，如经过健康促进干预措施后，社区居民中的高血压患者血压有无下降等。但是从统计学的角度来看，无论是动物实验，还是以人为对象的试验，其基本原理和步骤都有共同之处，只是人具有社会性，受复杂的心理因素影响，在设计时应充分考虑。