实验设计的基本要素
处理因素、受试对象和实验效应是实验设计的三个基本要素，它们贯穿于整个实验研究过程，从不同侧面影响着实验研究的结果，在实验设计中必须予以足够重视。

例如，用两种药物治疗糖尿病病人，观察比较两组病人血糖、尿糖的下降情况，这里所用的药物为处理因素、糖尿病病人为受试对象，血糖值、尿糖值为实验效应。

1、处理因素（treatment factor）
在实验过程中，影响实验结果的因素是多方面的，根据研究目的可分为处理因素和非处理因素二类。

处理因素是指研究者通过统计研究设计有计划的安排实验，从而科学地考察其作用大小的因素，例如药物的种类、剂量、浓度、作用时间等；非处理因素是指对评价处理因素作用有一定干扰但研究者并不想通过实验考察其作用大小的因素，例如，病人的病情、病程等。

选择处理因素应遵循以下基本原则：
1）要抓住实验中的主要因素实验效应是多种因素作用的结果，由于研究目的不同，以及人力、物力和时间所限，研究者不可能通过一次或几次实验中把已知的所有因素都进行处理与分析，只能抓主要的，例如我们要改进某种细胞的培养方法，与其有关的因素很多，如温度、PH值、培养液、培养时间等。

其中每个因素又分若干水平（或等级），如温度从34℃至38℃，每1℃为一个水平，则有5个水平；PH值从6.5至7.4，每0.1为一个水平，则有10个水平。

培养液有两个水平；培养时间有3个水平时，须做种条件的实验，若每种条件的实验重复10次的话，就需要做3000次实验，不可能在一次或几次实验中完成。

可根据专业知识和研究目的在众多因素与水平中抓住主要的因素，且因素的水平数不
宜过多医`学教育网搜集整理。

2）要分清处理因素和非处理因素例如，研究综合治疗糖尿病的效果，处理因素为药物治疗加饮食疗法；合理调配作息时间和其它辅助治疗措施也能缓解症状，有助于康复，但不是本次研究的处理因素，而是非处理因素。

研究者应采取各种措施，尽可能使非处理因素在所比较的各组中基本相同，以便充分显示处理因素的作用。

3）处理因素必须标准化处理因素标准化就是如何保证处理因素在整个实验过程中始终如一，保持不变。

如在进行药物疗效的试验观察中，在整个试验过程中，所使用药物的生产厂家、批号、药品标准等必须一致。

所以，在实验设计时，必须制定处理因素标准化的具体措施和方法。

2、受试对象（subject）
受试对象选择的合适与否，也是一项实验是否成功的关键。

医学研究受试对象有人和动物，一般先做动物实验后再做人体观察，如新药疗效的观察一般是先做动物实验，初步观察其疗效和副作用后，再进一步在患者身上做临床试验，以确定其疗效和副作用。

有些实验则可直接在人体进行观察，如生理、生化正常值的测定等。

根据受试对象是动物还是人，选择受试对象应遵循以下基本原则医`学教育网搜集整理。

1）动物的选择实验研究中，动物的选择比较灵活，但要紧紧围绕着实验目的选择动物。

其具体选择方法详见第十章动物实验设计。

2）病例的选择临床试验中，病例的选择不象动物选择那样灵活，由于受试对象是人，在选择时必须遵循医德要求，同时还必须明确病例的纳入和排除标准。

3、实验效应（experiment effect）
一般是通过某些观察指标，定量或定性地反映实验效应。

研究者应当对欲研究的问题有较为全面的了解，在实验设计中千万不要遗漏了某些重要的观察指标，以免实验结果不可靠。

1）选择观察指标的基本原则
（1）客观性尽可能选择客观指标，避免一些笼统的、不确切的指标。

有时，客观指标还具有判断的主观性问题，如X线胸片是客观的，但判断时存在主观性问题，所以，对于这种情况，须制定明确的判断标准。

（2）精确性选用的指标应尽量精确。

指标的精确性包括准确性和精确性，准确性是指所观察结果的真实程度，即观测值与真值的接近程度，属系统误差；精确性是指所观察结果的深度，即重复观测时，观测值与平均值的接近程度，属随机误差。

实验效应指标既要准确又要精密，而首先是准确可靠医`学教育网搜集整理。

（3）灵敏性应尽量选择高灵敏性的指标，即选择能够显著提高灵敏性的仪器对观察指标进行测量。

但也要考虑实验经费问题，灵敏度高的仪器，往往费用昂贵，应根据实验经费，选择既相对廉价，灵敏度又高的测量方法。

（4）特异性为了更好地揭示研究问题的本质，观察指标还应具备一定的特异性。

例如，在诊断糖尿病时，测定血糖的特异性就比测定尿糖的特异性要高。

实验效应指标应当同时兼顾其灵敏性和特异性，尽量使灵敏性和特异性都高。