医学科学研究的基本程序

第二节　医学科学研究的基本程序

开展医学科学研究的基本程序为：科研选题、立题、科研设计、预实验、开题答辩、正式实验、报告和论文的撰写与发表。

一、科研选题

1.科研选题的基本原则与要求

所谓选题就是确定所要研究探索的科学问题，也是实验者发现和提出问题或工作假说的过程。

海森堡曾经讲过“提出正确的问题，往往等于解决了问题的大半”。爱因斯坦提到过“提出一个问题比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许是一个数学上或实验的技能而已，而提出新的问题却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的进步”。由此可见，正确合理地选择科研选题是科学研究过程中最为重要的一步。

科研选题的基本要求是所选问题具有明确的目的性、先进性与科学性。如何选题是对研究者各方面能力的检验，包括科学思维能力、理论认识能力、掌握前沿进展的能力、实验能力等。

科研选题的基本原则包括目的性原则、创新性原则、科学性原则、可行性原则以及效益性原则等。

（1）目的性原则：目的性原则即要求考虑选题具有明显的目的性，如探索特定疾病的致病因素或高危因素、诠释特定疾病发生发展的普遍规律或机理、阐明某些临床现象或检测指标（参数）在特定疾病的诊断与预后判断中的意义、新的诊疗技术与方法对某一疾病的诊断与治疗的作用等。不管是哪一类型的研究，其目的都是为了提高对疾病发生、发展规律的认识、诊疗技术的改善与提高，以最终提高医疗质量和防治水平、发展医学科学。

（2）创新性原则：创新性原则是科学研究的灵魂和核心，也是评价研究水平高低的金标准。衡量创新性的重要标志是有无发明新技术或提出新理论。所谓创新应该是以往没有的研究，或在已有研究基础上进行的再创造和深入。如果选择应用技术研究选题，要考虑选题能否成为新发明或技术革新根据的可能性；对于基础理论研究选题要考虑所选选题能否导致重大发现和理论创新的可能性。总之要体现创新性的选题原则就要做到：人无我有，人有我多，人多我新的要求。

（3）科学性原则：科学性原则是科学研究的生命。简言之，科学性是指选题的选择和确立，都必须有一定的事实根据或科学理论根据，即做到有理有据，而不是凭空臆造。这就要求科研主体（实验者）必须全面掌握特定领域的相关理论知识、国内外研究现状，把握和预见可能的发展趋势和方向。

（4）可行性原则：可行性原则即围绕所选选题进行实验所涉及的各方面的保障条件。如研究者的知识结构和水平、研究能力、思维能力与个人的兴趣以及实验室客观条件等，通过这些条件评估所选选题能否顺利开展和结题。

（5）效益性原则：效益性原则即是要综合考虑所选选题的社会效益性、经济效益性等因素。

2.选题的来源与方法

良好的科研选题可以来自以下几个方面：社会生产和现实生活需要，科学实践与原有科学理论出现矛盾时，学科交叉所产生的空白区，对已有的理论、传统观点和结论有怀疑等。

不管是哪一种选题来源，文献检索是获得科学选题的重要手段和方法。文献信息是知识的宝库，检索工具就是启动科学研究工作的钥匙。通过检索工具进行科技查新可以获得全面而又有深度的文献资料作为科研选题的第一手资料。在对所获文献资料进行归类、综合分析后找出研究的空白或存在的缺陷，而确定所要研究的方向或领域。

3.选题时应注意的问题

选题常出现的问题：贪大求洋，题目选得过大；手段方法定的过高，甚至脱离现实和客观条件等。因此在选题过程中，应该注意以下几个方面：结合自身优势，选择好研究领域或研究方向；拓宽思路，既熟悉本领域的研究进展，又熟悉相关领域的研究进展；加强合作，利用他人的优势充实和发展自己；善于运用科学的思维方法，是提出新问题、产生思想火花、跳出旧框框的最佳途径；选题的研究目标要具体，如“心力衰竭相关基因研究”这个题目过大，可行性差；选题要与工作基础、技术条件及经费相结合。

二、提出问题，建立假说

依据文献资料提出初始问题，建立假说（也就是立题或命题）。假说（或命题）是对科学上某一领域提出新问题，并对这个新问题提出未证实或未完全证实的答案和解释。假说（或命题）是科研设计的总纲或指导中心。科学假说是对事物存在的原因及规律所做的某种推测性的说明和解释。虽然任何假说都必然带有猜测的性质，需要合理的科研设计加以证实，但假说又是以前人实践经验、科学积累为基础而提出，因而假说又具有一定的科学性。因此假说是科学研究中的重要步骤和基本程序，也是发现、认识事物内部规律，建立新的科学理论必须经历的一个重要阶段和不可或缺的形式与方法。

恩格斯曾经说过“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说”。假说是科学研究的主线。一个好的假说或命题，能使读者对该项研究工作的内容、目的一目了然。科学研究的全过程就是提出假说和验证假说的过程，所有的工作程序紧紧围绕着这条主线有次序地、有要求地严格进行安排。

三、科研设计

1.科研设计的基本要素

（1）受试对象：受试对象是指根据实验目的由实验主体（实验者）所选取的实验的客体（被研究对象）。受试对象可以是人、动物、细胞甚至生物大分子、微生物、病毒等。

受试对象选择的基本条件包括：敏感性，即受试对象对被施加的处理因素应有较高的敏感性，容易显示效应；特异性，即受试对象对被施加的处理因素应有较强的特异性；稳定性，即受试对象对被施加的处理因素的反应有较大的稳定性，能减少误差；经济性，指受试对象容易找到，费用低廉。

（2）处理因素：处理因素是指外加于受试对象上，在实验中需要观察并阐明其处理效应的因素。包括物理因素、化学因素及生物因素等。在大多数医学科学研究中，尤其是基础医学研究过程中，为了使实验过程便于控制，实验结果容易分析，往往以单一处理因素为主，某些特殊情况下也可以进行多因素处理。在实验过程中，处理因素需要进行标准化控制，才能保证实验结果的稳定，实现可重复操作。例如，“观察内毒素对巨噬细胞（RAW264.7）炎症因子TNF-α表达的影响”这一课题中，内毒素是处理因素，在控制内毒素的标准化过程中要考虑：是否来自同一个厂家、是否为同一批号、储存液浓度是否一致、溶剂是否一致、使用的终浓度是否一致等问题。

（3）实验效应：实验效应是处理因素作用于受试对象的反应，是研究结果的最终体现，也是实验研究的核心内容，它通过实验指标来表达，如果指标选择不当，不能准确地反映处理因素的作用，获得的研究结果就缺乏科学性。选择好实验指标是关系研究成败的重要环节。选择指标的依据包括：①关联性，即所选指标应与研究目的有着本质的密切的联系，能够确切地反映处理因素的效应，可通过查阅文献资料或理论推导来确定指标的有效性，也可通过预实验或用标准阳性对照来验证其有效性；②客观性，是借助检查、检验方法等手段能进行观测记录的指标及检验数据等；③灵敏性，指所选指标对处理因素所产生的效应具有敏感性，应选择敏感程度高的指标，以使实验效应能够充分地显示出来；④稳定性，是指标的变异程度，在设计时要注意选择稳定性好的指标；⑤特异性，指标的排他性，特异性高的指标，易于揭示出事物的本质特点而不易受其他因素的干扰，在实验设计时，应注意选择特异性强的指标。

2.科研设计的类型和基本原则

科研设计要求具有科学性、严密性、合理性、高效性。科研设计包括专业设计和统计学设计。科研设计的基本原则包括随机性原则、重复性原则和对照原则。

（1）科研设计的类型。

①专业设计：专业设计是对所选科学问题加以证实而进行的研究方案、技术路线设定。为此要将所选科学问题经过提炼后，形成假说，再转化为具体的研究目标以及围绕研究目标所展开的一系列研究内容和研究方案，并且需要确定所选用的具体研究方法和效应指标，绘制出总体的实验工作流程。a.研究目标和研究内容：在对所选的科学问题进行分解后，提出阶段性和终极性目标。在研究目标和研究内容的设定中需要着重说明这一研究最终要解决的问题以及为了解决这个问题，该分几个步骤，每一步需要做些什么等内容。总之，研究目标要明确、研究内容要具体、紧紧围绕研究目的展开。b.研究方案：包括研究路线（各个阶段的工作流程）、选用的实验对象（实验对象的各种参数，如选用小鼠作为实验对象，就要考虑种属、年龄、性别、体重等因素）和处理因素（处理因素的各种参数，若选用内毒素作为处理因素，则应考虑厂家、批号、剂量、给药方式等都要作具体而有详细的计划或规定）、具体的实验方法和效应指标等。这部分内容旨在说明“如何具体的完成实验，以达到研究目的”，因此这项工作是科研设计的核心部分。c.研究计划进度安排：此项内容主要是对本项研究的具体研究期限进行规划，具体来说就是规定什么时间段完成哪些研究内容、达到什么目的。制订研究计划，有利于项目组各成员按部就班的进行工作，保障课题的顺利进行，也在一定程度上体现出项目主持人的科研管理能力。d.经费预算：项目主持人需要对整个实验过程中的经费支出做出预算，包括能源消耗、信息查询、论文发表、仪器设备、试剂耗材、管理费、劳务费等各项内容。经费预算是否合理直接关系到项目开展的可行性，因此也是项目主持人在科研设计中应该考虑的重要问题。

②统计学设计：统计学设计是保障专业设计布局的合理性与实验结果可靠性的重要措施，也是控制实验误差、改善实验有效性的关键。统计学设计应该考虑如何设立对照、选择多少样本数（受试对象）、如何做到随机性分组、对原始实验结果如何进行整理与分析等。

（2）科研设计的基本原则。

①随机原则：随机原则是指受试对象样本是从同一总体中任意抽取，其中每一观察单位（样本）被抽取的机会均等。常用的随机抽样方法有如下几种。a.简单随机抽样：抛硬币、抽签、查随机数字表及计算器随机法等。b.分层随机法：根据研究对象的特点为分层因素，按照分层因素分层后再进行随机分组。c.系统随机抽样：将所有研究对象按照设计要求的抽样单位依次编号，先随机抽取第一个观察单位，再依次按照一定的间隔抽取其余的观察单位。d.多级抽样半随机法：将研究对象编号后，按奇数和偶数进行分组，然后在各组中重新编号，再按奇数和偶数分组，以此类推，直至所有受试对象全部被分组。

②重复性原则：重复是研究结果可靠性保障的关键措施。所谓重复包含有两层含义：a.在实验过程中，任何一个效应指标都应该量化，这种量化的数值均来自对这一效应指标在同等实验条件下的多次重复观察；b.在特定模型中所观察到的某一特定指标的变化，在另外的实验室或别的实验者也能得出相类似的结果。重复性原则的实现依赖于每一实验所用样本数的多少，一般来说，样本数越大重复性越强，反之则越差。

③对照原则：对照的含义是指设立条件相同、诊断方法一致的一组对象，接受某种与实验组不同的实验措施，目的是与实验组的结果进行比较，以证明两组或多组间结果的差异及程度。对照的意义在于鉴别处理因素与非处理因素的差异，消除和减少实验误差。在单因素处理实验中，对照组的设立常常采用齐同（均衡）原则进行设立，即除处理因素外，不同比较组研究对象的其他因素或条件均相同，齐同是进行比较的前提，没有齐同就没有分析比较的价值。

四、开题答辩

开题答辩是完成一项科学研究过程中必不可少的程序，是完善科研设计的重要途径，也是培养学生语言表达能力、锻炼学生现场应变能力、考察学生文献查询与阅读的广度与深度以及对相关领域理论掌握情况的重要环节。

五、预实验

在开题答辩完成之后，要求展开初步的实验工作，此时的实验称之为预实验。其目的是检查立题（假说）的正确性提供依据，同时检测实验设计中的各项准备工作是否完善，实验方法、步骤是否可行或合理，效应指标是否稳定可靠，以为正式实验能否开展提供依据、或对正式实验提出修正、补充或经验，因此预实验是科学研究过程中不可或缺的重要环节。

六、正式实验

依据预实验的结果，对正式实验的研究方案作出合理的修正、补充或更改。然后依据研究计划进度时间表完成科研设计所计划的全部研究内容。

七、报告和论文的撰写与发表

在完成全部实验之后对所有实验原始数据进行整理、分析和统计学处理，并采用恰当的表述方式（图、表、文字）进行描述。结合文献查询获得的相关研究进展对该实验结果进行深入而详细的分析讨论以得出合理的结论。随后以论文或报告的形式整理成文，以便发表（参见本篇第二十章相关内容）。

（中南大学湘雅医学院　王慷慨）