國外大牛談把科研做好的那些細枝末節

知識 08-14

編譯：解螺旋.子非魚

導語

如果你想通過一個科學研究項目向科學界貢獻一份力量，那麼以下科研的幾個基本步驟是你必須要知道的。看國外大牛手把手教你如何完成一項科學研究。

Part 1：規劃一個研究項目

1.選擇一個感興趣的課題

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首先，你必須先確定一個你想要研究的領域。對學生而言，要麼你被導師指派去做某個課題，要麼基於你實驗室的平台，選擇一個讓你感興趣的領域。

2.提出一個科學問題

提出科學問題是你做學術研究的關鍵所在。一旦你確定了一個你感興趣的課題，就應該認真研究在這一領域裡還有哪些懸而未決的問題。而後，基於你所熟悉的領域，提出一個切實可行的科學假說。

做一個簡單的文獻搜索，了解該領域的基本信息以及一些懸而未決的問題。

確保你實驗室有相應的資金和實驗設備可提供給你解決科學問題。

也可與導師或其他研究人員進行交流溝通，並讓他們幫你提出一個科研假說。

許多文獻討論部分都會說明一些有待解決的問題，並推測未來的發展方向或一些在未來可能會使用的實驗方法等，可利用這些信息作為你研究想法的一個跳板。

3.進行全面的文獻檢索

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你可能已經做了一個簡單的文獻搜索來幫助你提出一個科學問題，但是現在你需要對你所提出的問題進行深入研究，就必須認真做好準備工作。查找並閱讀與你研究問題相關的文獻，同時也需要查找一些該研究領域中一些開創性的文獻。

儘管你不可能詳細閱讀每一篇文獻，但是當你進行課題研究，肯定是希望自己能成為這個領域的專家，畢竟你也不想重複別人已經做過的課題。

文獻檢索將有助於你進行實驗設計，並能確定實驗中所必需的實驗試劑和實驗條件。

當你閱讀經典文獻時，可做些詳細的筆記。因為在你完成實驗書寫論文時，在引言部分會對研究領域裡的一些基本知識和前沿進展做一個詳細介紹，此時，你的這份筆記就會成為一份非常寶貴資料。

4.修正科學假說

一個好的科學假說是具體的、明確的。當你對研究領域有了一個全面的了解後，可依據該研究領域的最新進展及待解決的問題來修改你自己的科學問題，使其更加專業化。

5.列出你的研究計劃

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這個研究計劃就是你的課題研究路線圖。制定實驗研究計劃就是在為你後續寫論文打下堅實的基礎。因為在這個階段，你可以將實驗計劃書按照論文的格式，將框架搭好；然後當實驗完成後將實驗結果及討論補上即可形成一篇論文。

Part 2：實驗設計

1.確定樣品數量大小

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為了保證你的實驗是有意義的，你需要有足夠大實驗樣本量進行統計分析。因此，你需要了解你的實驗對象的基本信息，同時進行統計檢驗分析。

你需要評估實驗效果，實驗數據的變化範圍（標準偏差）、P值大小和假陰性率。

提前進行預實驗可以為你估計樣品量收集必要的信息。

如果現有的實驗條件使你沒辦法進行試點實驗研究，那麼你可依據從文獻中收集的信息做一些粗略的估計。

2.確定實驗所必須的試劑和設備

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在設計實驗時，你需要知道實驗過程中所需要使用的全部試劑和可能要用到的實驗設備，進而可提前做好萬全的準備。如果你實驗室沒有必要的實驗設備，可以藉助高校的重點實驗平台的核心設施進行實驗。

在你開始實驗之前，你可能需要對某些實驗設施進行專業知識的培訓，比如流式儀器的操作方法培訓等。

如果你的實驗室缺少必需的實驗設備，可考慮和具有該實驗設備及相應專業知識的研究者進行合作。

3.記錄所有的實驗條件

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一個好的實驗設計方案就是要對實驗條件的數量進行有效的控制。假如你正在進行一項藥物研究，你可能只需要對該藥物的某一範圍內的不同劑量進行檢測，而不可能把所有劑量的藥物效果進行檢測。此時，你可以通過預實驗來摸索即將用於最終實驗的最佳實驗條件；也可通過文獻來確定某一實驗所需要的時間節點、藥物劑量和實驗條件。

4.設置必要的對照組

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如果沒有適當的對照組進行對比，那麼所獲得的實驗數據是沒有任何意義的。所謂對照組，就是對恆定量的進行控制，並用來衡量變化的實驗條件對實驗結果的影響。一般，一個合適的實驗只有一個變數和多個可控條件來確保這個實驗結果的任何變化都是由變數的變化而導致的。

5.實驗結果的預估

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在科研研究中，你必須確定實驗過程中可能會得到的結果及該實驗結果是否符合預期期望。例如，你正在研究某種生物過程，實驗結果的變化很有可能是由一個特定的蛋白質引起的。

實驗結果必須用一致性的標準進行衡量，否則實驗數據就是沒有意義的。

用於數據分析的統計學方法應在收集數據前建立好。

6.設計實驗的protocol

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在完成實驗的總體設計後，應把詳細實驗protocol記錄下來，其中自然也包括實驗的每一個條件的變化和每個實驗所必需的計算公式。自然，protocol越詳細，同樣的實驗結果也就越容易重複出來。當你完成了所有的實驗設計後再進行實驗時，就會覺得一切都變得非常簡單，做實驗是一件水到渠成的事。

Part 3：實施實驗

1.合理安排實驗日程

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為了在一個合理的時間段里完成你的科學研究，在你做每一個實驗前，可先制定一個較為鬆散的時間表。因為很多實驗並不是一次成功的，很多時候你都需要對實驗進行多次重複，以確保實驗數據的一致性。

用一周或一個月的日曆來安排實驗時間，其中也要包括實驗數據的分析和處理的時間。

當你進行某些實驗時，一些實驗條件的改變可能會導致你獲得完全不同的實驗結果，這是很正常的，此時，只需要靈活對你的實驗日程進行安排即可。

2.準備好研究中必須的實驗材料

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在實驗設計階段，你應該將詳細的實驗Protocol記錄下來。而後，依據這份protocol去準備你實驗過程中需要的一切材料。同時，如果需要使用某種共享的實驗儀器時，請務必提前進行註冊預約，以保證你的實驗不會被其他人耽擱。

儘可能在實驗前一天處理完實驗中瑣碎事情，比如給試管貼標籤和配製常規試劑。

3.執行實驗

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實驗執行的過程中，要時刻緊跟實驗protocol。如果你完全採用了實驗方法有些偏離protocol，實驗中變動的地方一定要記錄下來，以確保實驗記錄與你的實驗進程和實驗結果是一致的。

第一次進行實驗操作時，難免會犯錯而且可能會得到不好的實驗結果。這是很正常的現象，此時，即便是錯誤的實驗結果也要記錄下來，並從中汲取經驗，為下次實驗的成功做好準備。

無論實驗結果好壞，都在實驗記錄本上記錄下來。

4.排除實驗中遇到難題

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如果從一個實驗中獲得的數據表明實驗失敗了，那麼你就需要找到實驗出錯的地方，進而改進實驗的操作方法。一般，不同的實驗失敗的原因也是不一樣的。此時，你可採取以下措施：

如果你使用的是某個公司的試劑盒，此時聯繫該公司的技術支持來尋找實驗失敗的原因。

確定實驗中所使用的試劑並沒有過保質期。

確保實驗中儀器是在正常運轉的。

檢查所有的計算公式，確保實驗中量的準確性。

5.重複實驗

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一旦實驗中遇到的問題被解決了，可通過重複實驗來獲取實驗設計時預期的正確結果。然後，在收集了所有實驗數據後，對數據進行分析，並開始擬寫論文的草稿。同時，在不同批次實驗中，為了減少誤差，應使用相同的所有試劑和儀器。

Part 4：結果分析及論文撰寫

1.分析原始實驗數據

實驗完成後，你應獲得了大量的原始數據，而後你可將這些數據處理為表格或圖形的形式來比較不同實驗組之間的差異變化。在處理原始數據時，要確保數據的真實性，不能為了獲取符合預期期望的結果而擅改數據。

2.選擇合適的統計方法

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在實驗設計階段，你就應該決定好用於數據統計和分析的方法。一旦完成實驗數據的收集，便可用相應的統計方法來判定實驗數據的差異性變化。同時，在數據分析過程中，你還需記錄下實驗表格和（或）圖表所指示的意義。通常，研究者用以下統計學軟體來處理數據：Graphpad Prism，R，SAS等。

3.組合數據結果

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通常可用excel，SPSS等軟體製作符合雜誌出版的圖片或表格，而後將處理好的數據結果進行組合，即將證明同一個實驗目的數據所形成的表格或圖片組合起來，並使其符合雜誌出版的標準要求。

4.寫文章

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當將所有的實驗結果都被收集起來時，就可依據你所要投遞的雜誌對文章格式的要求，開始撰寫論文。寫文章時，可先從材料和方法部分開始，因為這是最簡單的。接著需要在結果部分對實驗數據進行描述、並通過討論獲得一定的結論。最後完成引言（introduction）、摘要（abstract）和題目（title）。而後一篇文章就此出爐。

5.向雜誌投稿

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