实验方案怎么写，分享实验设计方案格式模板

2022-11-18 16:02:23来源：互联网

由于不同学科采用的研究方法差异很大，因此很难用统一方式介绍如何描述方法。本文译自理查德凯莱（Richard H Kallet，旧金山综合医院心血管研究所）的论文“How to Write the Methods Section of a Research Paper“。虽然该文所指方法以医学实验研究为背景，但其中给出的关于方法的概念和要求对采用其它类型方法的论文写作也有参考价值。

如何撰写研究论文的方法部分

理查德凯莱

摘要：研究论文的方法部分提供了判断研究有效性的信息。因此，它需要一个清晰和精确的描述如何做实验，以及为什么选择特定的实验程序的基本原理。方法部分应该描述为回答研究问题做了什么，描述是如何做的，证明实验设计的合理性，并解释结果是如何分析的。科学写作是直接有序的。因此，方法部分的结构应该: 描述研究中使用的材料，解释材料是如何为研究准备的，描述研究方案，解释如何进行测量和进行什么计算，以及说明进行了哪些统计测试来分析数据。一旦方法部分的所有元素都写好了，后续的草稿应该集中在如何尽可能清晰和逻辑地呈现这些元素上。制剂、测量和方案的描述应按时间顺序组织。为了清楚起见，当必须呈现大量细节时，信息应该根据主题以小节的形式呈现。每个部分的材料应该按照从最重要到最不重要的主题来组织

(资料图)

1 引言

方法部分是研究论文中最重要的部分，因为它提供的信息有助于判断一项研究的有效性。因此，作者必须提供一个清晰而精确的描述，说明实验是如何进行的，以及所选择的具体实验程序的基本原理。它必须写有足够的信息，以便实验可以被其他人重复以评估结果是否可再现，以及让读者可以判断结果和结论是否有效。在本文中，我描述了一种编写方法部分的方法。因为这一部分与科学研究的原则密切相关，所以我首先回顾了基本的研究概念，然后讨论了在撰写方法部分时要考虑的要点。

2 基本研究方法

科学方法试图发现对象（即物质或过程）之间的因果关系。在物理科学中，对象被视为变量，而变量是可以假定不同值的任何东西。阐明对象之间的因果关系需要将变量分类为独立的、依赖的或混杂的三类。自变量（ independent variable）是一个在操作时引起另一个变量变化的变量。因该操作而改变的变量称为因变量（dependent variable）。例如，动脉氧张力是一个因变量，它对诸如气压和氧浓度等自变量的操作作出反应。混杂变量或无关变量（confounding or extraneous variable）是可能影响因变量的自变量以外的任何其他变量。因此，因变量的变化可能全部或部分归因于混杂变量的变化。例如，微小通气量的改变可通过其对肺泡二氧化碳分压的影响而改变动脉氧张力。

通过研究设计的发展，评估两个对象之间的潜在因果关系。研究设计只是一种控制和操纵变量的策略，这些变量为有关潜在因果关系的研究问题提供了答案。

有效性是指实验结果的可信性和结果可应用于一般感兴趣人群的程度。内部效度是指研究的可信度，由实验得出的结论正确描述研究过程中实际发生的情况的程度决定【1】。外部效度是指研究结果是否（以及在多大程度上）可以推广到更大的人群中【1】。

不幸的是，所有的生物系统都非常复杂，所以很难确定对象之间简单、明确、直接的关系。一项研究的内在有效性是由其结果可归因于自变量的操作，而不是混杂变量的影响。因此，研究方案必须尽可能多地控制（例如，保持恒定）外来因素，以便能够准确判断两个对象之间的任何潜在因果关系。必须强调的是，混淆变量永远无法完全控制。此外，这些变量的影响可能不会被进行研究的人充分理解。外部效度主要取决于受试者被选择参与研究的方式和使用随机化程序，限制受试者分配给治疗组的潜在偏差。

3 方法部分的内容和写作风格

在历史上，方法部分被称为“材料和方法”（materials and methods），以强调必须解决的两个不同方面。“材料”指被检查的东西（如人、动物、组织制剂），也指研究中使用的各种治疗方法（如药物、气体）和仪器（如呼吸机）。“方法”指的是如何操纵受试者或对象来回答实验问题，如何进行测量和计算，以及如何分析数据。

科学探究的复杂性使得写作方法要清晰有序，避免混淆和歧义。首先，通过以下方式构建方法部分是有益的：

描述研究中使用的材料解释材料是如何准备的描述研究方案解释如何进行测量以及进行了哪些计算说明为分析数据进行了哪些统计测试【2】

第二，写作要直接准确，用过去时。应避免复合句结构，以及对不重要细节的描述。一旦方法部分的所有元素在初稿中都被写下来，后续的草稿应该关注如何尽可能清晰和逻辑地呈现这些元素。一般来说，对准备、测量和方案的描述应按时间顺序组织。为清楚起见，当必须呈现大量细节时，应根据主题将信息分为小节。在每个部分和小节中，内容应始终按主题从最重要到最不重要进行组织。

4 研究主题

判断一项涉及人类受试者（即研究结果可能适用于的受试者）的研究的外部有效性，需要提供关于样本人群基本人口统计学特征的描述性数据，包括年龄、性别，可能还有样本的种族组成。当动物是研究对象时，列出物种、体重、品种、性别和年龄是很重要的。

在很大程度上，谁被选为研究对象（以及如何分配治疗方案）决定了对研究结果进行总结的限度。因此，在编写方法部分时，在研究问题的上下文中描述受试者是谁是很重要的。必须明确说明将患者纳入研究的选择标准和理由。例如，如果这项研究宣称要检查无创通气是否能减少心源性肺水肿患者插管的需要，那么人们就不会预期会招募呼吸衰竭的外科患者。

此外，在描述患者时，提供与其研究相关的健康状况评估也很重要。例如，当检查可能影响急性病患者死亡率的治疗方法时，研究对象的健康状况可以通过评分系统（如简化的急性生理学评分）进行评估【3】。如果在康复环境中研究患者，则可以使用一般生活质量问卷（如疾病影响概况）进行评估。使用【4】。

5 伦理考虑

与人类或动物受试者合作时，必须有一份声明，说明医疗中心管理活体研究的机构审查委员会已确定研究方案遵循伦理原则。没有这样的批准，任何研究项目都不能进行，也不能在著名的同行审稿科学杂志上发表。

6 准备工作

在涉及动物模型或机械模型的研究中，必须详细说明在开始实验方案之前所做的准备工作。在涉及动物的研究中，应详细说明镇静和麻醉的使用、给药途径以及如何评估其疗效。此外，必须详细说明研究方案开始前所需的动物或组织制备的所有方面。对于任何动物准备或机械模型，必须提供足够的细节，以便读者可以复制或评估其相关性。当研究涉及药物的使用或评价时，应使用通用药物名称，并应指定制造商、浓度、剂量和输注速率。同样，当使用医用气体时，应规定浓度和流速。

值得注意的是，引入任何测量变量或准备/设计模型的新方法都需要详细的讨论。根据新方法的独特性（或非正统性），其有效性可能应在提交主要研究之前的单独出版物中确定。

7 方案设计

研究方案是组成实验的一系列操作和测量程序。其描述应遵循程序执行的确切顺序【2】。通常，这首先涉及对基本条件和任何相关基本测量的描述，然后是对自变量的操作顺序和对因变量变化的后续测量。在实验期间，描述不受方案控制的临床管理的所有相关方面也很重要。

在编写方法部分时，必须记住，某些过程所基于的基本原理或假设对读者来说并不总是显而易见的。这一点在为普通医学读者写作时尤其正确，而不是为某个亚专业的成员。因此，作者必须时刻牢记自己的读者是谁。实验程序所依据的基本原理和假设应在方法部分简要说明，如有必要，在讨论部分更详细地说明。当不明显时，程序的目的应与研究问题或整个方案有关。以这种方式编写方法部分称为目的-过程格式（a purpose-procedure format）【2】。

8 测量和计算

方法部分的下一步是描述测量了哪些变量以及如何进行这些测量。测量仪器的说明应包括制造商和型号、校准程序以及如何进行测量。可能还需要证明为什么以及如何测量某些变量。当实验对象只能间接接近时，这一点就显得尤为重要。相切地说，无论何时使用变量的值来表示状态或条件，都应该显式地声明这一点。例如，人们可以说：“足够的血管内容积状态是由大于等于8毫米汞柱的中心静脉压力指示的。”研究中使用的所有计算的列表通常遵循测量的描述。

9 数据分析

方法部分的最后一步是如何将数据放在结果部分（例如，平均值与中位数），哪些统计测试将用于推断数据，以及什么p值被视为表示统计显著性差异。

10 总结

方法部分是研究论文中最重要的部分，因为它提供了读者判断研究有效性所需的信息。对一个实验是如何进行的提供一个清晰和精确的描述。另外，具体实验程序的基本原理是科学写作的关键方面。

原文参考文献列表

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