干货 | 国外大牛谈把科研做好的那些细枝末节

编译：解螺旋.子非鱼

如需转载请注明来源：解螺旋·医生科研助手

导语

如果你想通过一个科学研究项目向科学界贡献一份力量，那么以下科研的几个基本步骤是你必须要知道的。看国外大牛手把手教你如何完成一项科学研究。

Part 1： 规划一个研究项目

1.选择一个感兴趣的课题

首先，你必须先确定一个你想要研究的领域。对学生而言，要么你被导师指派去做某个课题，要么基于你实验室的平台，选择一个让你感兴趣的领域。

2.提出一个科学问题

提出科学问题是你做学术研究的关键所在。一旦你确定了一个你感兴趣的课题，就应该认真研究在这一领域里还有哪些悬而未决的问题。而后，基于你所熟悉的领域，提出一个切实可行的科学假说。

 

• 做一个简单的文献搜索，了解该领域的基本信息以及一些悬而未决的问题。

• 确保你实验室有相应的资金和实验设备可提供给你解决科学问题。

• 也可与导师或其他研究人员进行交流沟通，并让他们帮你提出一个科研假说。

• 许多文献讨论部分都会说明一些有待解决的问题，并推测未来的发展方向或一些在未来可能会使用的实验方法等，可利用这些信息作为你研究想法的一个跳板。

3.进行全面的文献检索

你可能已经做了一个简单的文献搜索来帮助你提出一个科学问题，但是现在你需要对你所提出的问题进行深入研究，就必须认真做好准备工作。查找并阅读与你研究问题相关的文献，同时也需要查找一些该研究领域中一些开创性的文献。

 

• 尽管你不可能详细阅读每一篇文献，但是当你进行课题研究，肯定是希望自己能成为这个领域的专家，毕竟你也不想重复别人已经做过的课题。

• 文献检索将有助于你进行实验设计，并能确定实验中所必需的实验试剂和实验条件。

• 当你阅读经典文献时，可做些详细的笔记。因为在你完成实验书写论文时，在引言部分会对研究领域里的一些基本知识和前沿进展做一个详细介绍，此时，你的这份笔记就会成为一份非常宝贵资料。

4.修正科学假说

一个好的科学假说是具体的、明确的。当你对研究领域有了一个全面的了解后，可依据该研究领域的最新进展及待解决的问题来修改你自己的科学问题，使其更加专业化。

5.列出你的研究计划

这个研究计划就是你的课题研究路线图。制定实验研究计划就是在为你后续写论文打下坚实的基础。因为在这个阶段，你可以将实验计划书按照论文的格式，将框架搭好；然后当实验完成后将实验结果及讨论补上即可形成一篇论文。

Part 2： 实验设计

1.确定样品数量大小

为了保证你的实验是有意义的，你需要有足够大实验样本量进行统计分析。因此，你需要了解你的实验对象的基本信息，同时进行统计检验分析。

 

• 你需要评估实验效果，实验数据的变化范围（标准偏差）、P值大小和假阴性率。

• 提前进行预实验可以为你估计样品量收集必要的信息。

• 如果现有的实验条件使你没办法进行试点实验研究，那么你可依据从文献中收集的信息做一些粗略的估计。

2.确定实验所必须的试剂和设备

在设计实验时，你需要知道实验过程中所需要使用的全部试剂和可能要用到的实验设备，进而可提前做好万全的准备。如果你实验室没有必要的实验设备，可以借助高校的重点实验平台的核心设施进行实验。

 

• 在你开始实验之前，你可能需要对某些实验设施进行专业知识的培训，比如流式仪器的操作方法培训等。

• 如果你的实验室缺少必需的实验设备，可考虑和具有该实验设备及相应专业知识的研究者进行合作。

3.记录所有的实验条件

一个好的实验设计方案就是要对实验条件的数量进行有效的控制。假如你正在进行一项药物研究，你可能只需要对该药物的某一范围内的不同剂量进行检测，而不可能把所有剂量的药物效果进行检测。此时，你可以通过预实验来摸索即将用于最终实验的最佳实验条件；也可通过文献来确定某一实验所需要的时间节点、药物剂量和实验条件。

4.设置必要的对照组

如果没有适当的对照组进行对比，那么所获得的实验数据是没有任何意义的。所谓对照组，就是对恒定量的进行控制，并用来衡量变化的实验条件对实验结果的影响。一般，一个合适的实验只有一个变量和多个可控条件来确保这个实验结果的任何变化都是由变量的变化而导致的。

5.实验结果的预估

在科研研究中，你必须确定实验过程中可能会得到的结果及该实验结果是否符合预期期望。例如，你正在研究某种生物过程，实验结果的变化很有可能是由一个特定的蛋白质引起的。

 

• 实验结果必须用一致性的标准进行衡量，否则实验数据就是没有意义的。

• 用于数据分析的统计学方法应在收集数据前建立好。

6.设计实验的protocol

在完成实验的总体设计后，应把详细实验protocol记录下来，其中自然也包括实验的每一个条件的变化和每个实验所必需的计算公式。自然，protocol越详细，同样的实验结果也就越容易重复出来。当你完成了所有的实验设计后再进行实验时，就会觉得一切都变得非常简单，做实验是一件水到渠成的事。 

Part 3： 实施实验

1.合理安排实验日程

为了在一个合理的时间段里完成你的科学研究，在你做每一个实验前，可先制定一个较为松散的时间表。因为很多实验并不是一次成功的，很多时候你都需要对实验进行多次重复，以确保实验数据的一致性。

 

• 用一周或一个月的日历来安排实验时间，其中也要包括实验数据的分析和处理的时间。

• 当你进行某些实验时，一些实验条件的改变可能会导致你获得完全不同的实验结果，这是很正常的，此时，只需要灵活对你的实验日程进行安排即可。

2.准备好研究中必须的实验材料

在实验设计阶段，你应该将详细的实验Protocol记录下来。而后，依据这份protocol去准备你实验过程中需要的一切材料。同时，如果需要使用某种共享的实验仪器时，请务必提前进行注册预约，以保证你的实验不会被其他人耽搁。

 

• 尽可能在实验前一天处理完实验中琐碎事情，比如给试管贴标签和配制常规试剂。

3.执行实验

实验执行的过程中，要时刻紧跟实验protocol。如果你完全采用了实验方法有些偏离protocol，实验中变动的地方一定要记录下来，以确保实验记录与你的实验进程和实验结果是一致的。

 

• 第一次进行实验操作时，难免会犯错而且可能会得到不好的实验结果。这是很正常的现象，此时，即便是错误的实验结果也要记录下来，并从中汲取经验，为下次实验的成功做好准备。

• 无论实验结果好坏，都在实验记录本上记录下来。

4.排除实验中遇到难题

如果从一个实验中获得的数据表明实验失败了，那么你就需要找到实验出错的地方，进而改进实验的操作方法。一般，不同的实验失败的原因也是不一样的。此时，你可采取以下措施：

 

• 如果你使用的是某个公司的试剂盒，此时联系该公司的技术支持来寻找实验失败的原因。

• 确定实验中所使用的试剂并没有过保质期。

• 确保实验中仪器是在正常运转的。

• 检查所有的计算公式，确保实验中量的准确性。

5.重复实验

一旦实验中遇到的问题被解决了，可通过重复实验来获取实验设计时预期的正确结果。然后，在收集了所有实验数据后，对数据进行分析，并开始拟写论文的草稿。同时，在不同批次实验中，为了减少误差，应使用相同的所有试剂和仪器。

Part 4： 结果分析及论文撰写

1.分析原始实验数据

实验完成后，你应获得了大量的原始数据，而后你可将这些数据处理为表格或图形的形式来比较不同实验组之间的差异变化。在处理原始数据时，要确保数据的真实性，不能为了获取符合预期期望的结果而擅改数据。

2.选择合适的统计方法

在实验设计阶段，你就应该决定好用于数据统计和分析的方法。一旦完成实验数据的收集，便可用相应的统计方法来判定实验数据的差异性变化。同时，在数据分析过程中，你还需记录下实验表格和（或）图表所指示的意义。通常，研究者用以下统计学软件来处理数据：Graphpad Prism，R，SAS等。

3.组合数据结果

通常可用excel，SPSS等软件制作符合杂志出版的图片或表格，而后将处理好的数据结果进行组合，即将证明同一个实验目的数据所形成的表格或图片组合起来，并使其符合杂志出版的标准要求。

4.写文章

当将所有的实验结果都被收集起来时，就可依据你所要投递的杂志对文章格式的要求，开始撰写论文。写文章时，可先从材料和方法部分开始，因为这是最简单的。接着需要在结果部分对实验数据进行描述、并通过讨论获得一定的结论。最后完成引言（introduction）、摘要（abstract）和题目（title）。而后一篇文章就此出炉。

 

5.向杂志投稿

一般杂志会期望作者本人能推荐几个审稿人，而后在一定时间内将有关你文章寄给相关专家进行阅读和评审。此后，当你的文章由该领域中的专家进行评审后，杂志社将会在一定时间内把他们的评审意见反馈给你，并要求你依据意见对文章进行修改。

6.论文修稿

当你收到修稿意见时，需要以此对文章进行修改。你可能需要对你的论文提供更多细节，或者你需要补一些简单的实验来论证你的科学假说。然后在修改的稿件中，还需要注明针对评审专家的意见，你是如何进行处理及修改的。

7.论文发表

经过修饰后的文章仍需递交给杂志社进行再次审核。通常情况，这是文章发表前的最后一步，但也有可能，你仍需要对文章做另一轮的修订。而你的文章一旦被杂志接收了，那么离发表的日子也就不远了。

 

参考文献：How to Conduct Scientific Research