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生物实验范文1
关键词：生物技术；生物安全；生物废弃物；实验室管理；防护措施
随着生物、医疗、卫生事业的迅速发展以及生物技术的应用，在基因工程、生物技术开发、病毒研究等方面，对于实验室生物安全提出更高的要求。最近十年，新的生物安全问题不断的出现，如SARS、禽流感、疯牛病、艾滋病、禽流感疫情等疾病，甚至炭疽病毒等生物恐怖事件，使到实验室的生物安全问题成为全球关注的问题，也已引起各国政府的高度重视。实验室生物安全不仅是实验室的局部问题，而且是涉及到环境安全和社会安全的问题。
1 生物安全及实验室生物安全的概念
生物安全的概念有狭义和广义之分。狭义生物安全是指防范由现代生物技术的开发和应用（主要指转基因技术）所产生的负面影响，即对生物多样性、生态环境及人体健康可能构成的危险或潜在风险。广义生物安全不仅针对现代生物技术的开发和应用，它涵盖了狭义生物安全的概念并且包括了更广泛的内容。大致分为3个方面：①指人类的健康安全；②指人类赖以生存的农业生物安全；③指与人类生存有关的环境生物安全。
2实验室生物安全存在的问题与现状
2.1生物安全意识和自觉性有待强化，执行安全制度及安全标准不严格
由于生物安全工作涉及的相关部门多、涉及面广，而且生物安全管理工作只是从近十年里才引起重视，所以有关人员的生物安全意识淡薄、自觉性不强，生物安全管理工作还有待加强，管理制度和措施有待进一步落实和完善，有关专业人员的安全防护知识和专业操作技能的培训有待加强，安全设施需待完备。另外，自从新的生物安全问题不断的出现后，各相关部门加快了生物安全实验室的建设（尤其是三级实验室的建设），但是长期以来由于我国对生物安全实验室的建设缺乏统一的监督与管理，所以缺少建设与验收的标准，执行安全制度及安全标准不严格。
2.2.法律法规及规章制度不完善，基础设施建设不完善
我国目前虽然已经制定了部分有关生物安全的法规、政策、标准文件及规章制度，包括专门性的生物安全立法文件和相关性的生物安全立法文件。但与生物安全立法较完善的国家相比，我国生物安全立法的法规级别较低，立法体系不够健全，远不能适应我国面临的相当严峻的生物安全问题。此外，基础设施建设不完善，如除菌系统等，缺少生物废弃物的安全处理装置等，缺少完善的实验室生物安全管理的规章制度，存在实验室生物安全隐患。
3 实验室生物安全管理的主要措施
3.1成立生物安全管理组织
实验室所在单位法定代表人是实验室生物安全管理的最高管理者，他要确保实验室生物安全工作应有的资源（人、财、物等），并根据情况制定实现生物安全目标、持续改进的措施，同时制定激励措施，保证管理体系运行的有效性和效率。实验室生物安全管理实行分级负责制，成立生物安全委员会，具体负责实验室生物安全的组织管理与监督实施工作。由于生物安全管理环节多，部门职能交叉，还应明确各部门职责，实验室主任应为实施生物安全具体管理工作的第一负责人，另设实验室生物安全专门负责人，负责监督检查实验室技术规范和操作规程的落实情况。成立生物安全管理机构的目的是加强实验室生物安全管理。
3.2 制定安全标准并健全法规和实验室管理制度
实验者往往忽略实验室的生物安全管理，因此制定安全标准并健全法规和实验室管理制度并严格执行是非常必要的，应制定安全标准和健全生物安全法、生物安全管理办法等法规。明确规定生物安全管理的原则目标、基本管理制度和措施实施程序监督管理体制违法责任损害赔偿等条款等。制定和完善各类与生物安全有关的实验室相应的规章制度，如生物安全操作程序及防护措施等。
3.3 提高工作人员的安全防范意识
不提高工作人员的安全防范意识，就是要严格遵守国家相关规定，严格进行生物安全管理，加强宣传教育，定期对实验室工作人员进行严格的生物安全培训。要学习国家有关生物安全的法律法规以及实验室生物安全方面的知识。还要加强对外来人员如进修人员实习的学生的管理， 全面掌握防止生物危害的知识在工作前工作中工作后都能自觉遵守实验室有关生物安全的各项规定，通过教育培训使相关人员养成高度重视和认真对待实验室生物安全问题的习惯。
3.4 加强生物废弃物的管理
（1）完善安全管理制度，加强执行力度；（2）由于废弃物种类不同、性质各异，为减少交叉与重叠污染以及可能的直接机械伤害，不同废弃物应该分类储存，及时回收处理；（3）建立专门的机构进行监督和管理；（4）提高认识，加强宣传力度，强化岗位培训。
3.5建立安全预警机制
由于实验室的生物安全问题常常是隐性的，为防患于未然，一项很重要的工作就是建立有效的预警预报系统。 如对相关人员定期体检实行实验室准入制度，采取有针对性的免疫预防措施等，使安全隐患或生物安全事故能够被及时发现、及时报告、 快速反应、及时采取纠正措施给予解决和控制，避免事故的发生或将事故造成的损失降到最低。同时政府职能部门要加强监管力度 全面掌握生物实验室的名称 地点等级项目安全操作程序及防护措施等各项工作并就有关数据信息进行全面的统计汇总以便更好地协助专家做好各项指导工作。
5小结
鉴于上述文献复习所分析的实验室生物安全存在的问题与现状，建议从成立管理实验室生物安全的组织、制定安全标准并健全法规和实验室管理制度、提高工作人员的安全防范意识、加强生物废弃物的管理、建立安全预警机制、加强生物材料的检疫工作等几方面加强实验室生物安全管理。
参考文献
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2．学生要认真听讲，在教师的指导下按步骤操作实验。
3．学生要认真观察实验现象，细心解剖，做好记录，填好实验报告。
4．注意实验室卫生，对解剖实验的物品，不能乱扔，要放在指定位置。
5．做完全实验后要把仪器、标本放回原处，防止损坏。
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1.传统的教学方式致使学生的学习
主动性不高。虽然我国实施素质教育已有多年，但受现行教育体制的影响，初中生物教学仍然延续的是教师在课堂上讲解知识，学生被动地听讲、记忆的模式。这样被动的学习方式不利于调动学生学习的积极性，致使学习成果不佳。
2.师生间缺乏有效的交流与沟通。
应试教育下的课堂教学往往墨守成规，课堂的大部分时间都被教师所控制，师生间缺乏有效的沟通和交流，即使有交流也仅限于短暂的上课时间，这样不利于教师全面掌握学生的学习情况，也就无法针对学生的实际情况设计相应的教学方案。同时，学生即使有疑难问题，也没有足够的时间在课堂上请教教师，长期积累会导致学习效率下降。
二、改进初中生物教学的措施
1.加强对生物实验的重视，使学生真正认识到实验的本质。
学生之所以对生物实验课感兴趣，是因为学生有好奇心理，出于好玩才热衷于生物实验课。在实践中，学生关心的只是实验中看到的实验表象，却不注重探究实验中所包含的本质原理。因此作为生物教师，在实验课上要引导学生对实验过程进行仔细观察，对实验结果进行认真分析，让学生更多地关注实验过程中所产生的问题及实验的本质，培养学生严谨的学习态度，而不仅仅只是看到实验的表面现象。同时在实验过程中，教师要结合教学实际创设问题，培养学生对生物知识的探索意识，引导学生主动思考，以便让学生更好地理解和把握教学内容和教材知识。
2.激发学生的学习兴趣。
兴趣是最好的教师，如果学生对生物课有浓厚的兴趣，那么他就会主动地探求知识。相反，如果学生对生物课没有足够的兴趣，就不会主动学习，甚至会对教师的讲解产生抵触情绪，那么学生就不会掌握更多的知识。在这种情况下，教师无论如何努力提高教学质量也无济于事。因此，初中生物教师要积极培养学生的学习兴趣。一是充分运用生物实验激发学生的兴趣。教师单纯的理论讲解会使学生感到生物枯燥乏味，甚至会产生厌学情绪，因此在进行理论讲解的同时，可以适当地穿插一些学生感兴趣的实验，通过实验来激发学生的学习兴趣。二是增加师生的互动环节。传统的教学中教师在课堂上讲授知识、学生在下面被动地接受，不利于激发学生的学习兴趣，不利于提高教学效果。而如果在教学过程中增加师生间的互动，如小组合作学习、探究式学习等，就可以营造轻松和谐的课堂氛围，使学生积极地投入到课堂教学中，有效地调动起学生的学习热情。三是适时地对学生进行评价和鼓励。在教学过程中，当学生通过自己的努力取得了一些成绩时，如正确回答了教师的提问、成功地操作了实验或考试成绩有所进步时，教师都要给学生以鼓励和赞赏，使学生产生学习的自信心，从而激发他们学习生物的兴趣。
3.让学生走出课堂，通过亲身实践掌握理论知识。
新课程标准要求，初中生物教学不仅要使学生掌握课本上的基本内容，还要使学生学会把学到的理论知识应用到实践中，通过切身实践更好地运用所学知识。因此，在保证课堂教学的前提下，要让学生走出课堂、走向实践，让学生观察和了解生物知识在实际生活中的应用，让学生通过切身实践来感受学习生物的乐趣。比如，在学习种子发芽的过程时，教师可以带领学生进行课外实验，每日观察并记录种子萌发过程中的不同状态，等实验结束后通过分析实验数据得出结论，然后和课本上的内容做对比，从而掌握课本上的知识。通过实践，不仅培养了学生的动手操作能力，而且使学生了解到了生物知识在实际中的应用，有利于学生更好地理解和把握生物知识。
三、结语
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关键词：新课程理念；自主探究；创新
实验教学是生物教学必不可少的重要组成部分，是以认识生命活动的本质和规律为目标的实践活动。它不是盲目的行为，而是在理性指导下变革现实的实践活动。在每一个实践过程中，从实验意念的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验报告的完成，每一步都有思维活动，每一步都是思维的结果。所以，在生物学实验活动和过程中，要把学生带入发现问题的情境，使学生在分析实验问题和解决问题中锻炼思维能力。思维能力、观察能力是和实验能力密切相连的，实验过程中必须手脑并用，如果缺乏一定的思维能力，也将会制约其实验能力。
生物实验按操作分为探究实验、演示实验和学生实验三类，七年级探究实验有18个，八年级探究实验有10个；七年级演示实验有6个，八年级演示实验有1个；七年级学生实验有12个，八年级学生实验有2个。初中生物演示实验主要有种子萌发时放出了CO2气体、萌发的种子吸收氧，种子萌发的过程中伴随着能量变化，胆汁对食物的消化作用，模拟膈肌的运动，发酵现象，光合作用产生O2，探究二氧化碳是光合作用必需的原料，教师的演示实验在生物实验教学中起着重要的作用。通过教师演示，学生可以初步了解和掌握生物学科学实验的基本思路、基本技能和基本方法，为学生今后从事生物科学事业奠定一定的基础。教师在进行演示实验教学中，应注意实验操作的规范性、实验结果的准确性和实验的全局性。为此，教师应备好每一个演示实验，操作上不可忽略每一细节，力争做到实验准确无误，授予学生科学的知识和实验技能。
教师演示实验，现象明显，形象直观，有利突破教学重点、难点，利于学生理解、掌握知识，强化实验操作的规范化，节省教学实验时间，提高课堂教学的有效性，调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲。但也存在一些不足，学生没有亲自动手规范操作训练，只能形成一种表象，不是每个学生都能观察清楚，特别是坐在后面的学生，只是听老师的讲解，被动的接受。如：演示种子在萌发过程中释放的气体，实验现象明显时，坐在前面的学生可以观察到释放的气体能使澄清的石灰水变浑浊。如果现象不明显，后面的学生就无法看清楚，只能听老师的讲解和前面同学的描述，没有观察、思考的过程。这样演示实验就是教师的表演，学生是被动的观众，观看表演者的实验操作和实验产生的现象，时间一长，操作步骤、实验现象逐渐淡忘。
新课程标准提出，提高生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系。在实验中要求学生在“做中学”，只有让学生充分体验探究过程的苦与乐，才能体验到成功的喜悦，体验到科学发现的真实过程。学生掌握知识的过程，实际上是一种探究的过程、选择的过程、创造的过程，也是学生科学精神、创造精神乃至正确世界观逐步形成的过程。所以，学生的学习应以自主探究为核心。探究性学习是一种在好奇心驱使下的，以问题为导向的，学生的高度智力投入，内容和形式十分丰富的学习活动。与接受性学习相比，探究性学习具有更强的问题性、实践性、参与性和开放性，使的学习过程更多地成为学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。经历探究性学习，可以使学生获得智力的发展和深层次的情感体验，可以使学生有意识地构建知识，可以使学生掌握解决问题的办法。
为了强化学生的实验操作，探究创新能力，在仪器设备允许的条件下，教师的演示实验也可以改为学生的分组实验，全员参与，提高实验教学的有效性。由于课时少，器材不齐等因素，为了节约教学时间，教材中的一些分组实验、演示实验都是教师在演示。这样学生动手机会少，不利于技能提高和对实验的理解。因此教师应客服种种原因，创造条件，尽量让学生操作演示每个实验，学生演示时教师要指导，实验结束后，教师要及时点评。一些实验可以改为随堂分组实验，如种子萌发时放出了CO2气体，吸收氧，在萌发的过程中伴随着能量变化，胆汁对食物的消化作用，模拟膈肌的运动，发酵现象，光合作用产生O2，教师可以边讲解理论，边让学生进行分组实验，这既可以给学生训练技能的机会，又能增加学生对知识的理解。在某些教学中还可增加一些激趣实验，例如：为什么叶片向光的一面颜色较深，背光较浅？为什么大玉莲叶子能支撑一个小孩子？既能激发学生的学习兴趣，活跃课堂，又能帮助学生理解和掌握知识。还可以把生物实验从课内引向课外，从课堂引向广阔的大自然，充分利用校园内外各种资源，在自然界和社会的大环境中学习生物知识，利用益于学生的一切因素，巧妙创设问题情境，激发学生的兴趣，使学生具有独立思考、勇于探究的精神。培养学生的观察、思维、自主探究、合作创新能力。利用所学生物知识和技能，解决生活中的问题。鼓励学生参与生物学实验，拓展学生的思维，培养学生的能力。把主动权交给学生，为学生创造探究实验活动时间和空间。
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【关键词】病原生物学;实验室;生物安全教育
病原生物学实验室的生物安全是指避免危险生物因子造成实验室人员暴露，向实验室外扩散并导致危险的综合因素，以防止实验室人员感染和防止危险因子外泄而污染环境［1］。病原生物学实验室是开展科研、教学、疾病预防控制等活动的重要场所，要经常与各种病原微生物打交道，由于学生实验室生物安全意识淡薄或实验操作不当等可能会导致操作人员自身感染，甚至造成传染性物质外泄，污染环境。因此把生物安全教育纳入医学院校实验室日常管理和教学工作中，是十分必要的。
1.常存在于病原生物实验中的生物安全问题。
1.1学生生物安全意识淡薄:
1.1.1学生初次接触到病原微生物，如菌种、血液、体液、粪便、分泌物标本等，对其致病性和危险性认识不足。
1.1.2对操作的认识不足。在实验操作中对生物安全考虑较少，对其重要性及危险性认识不足。据统计，病原生物学实验室的伤害和感染主要是人为失误，如实验操作不当和仪器使用不当造成的［2］。在实验操作中常存在以下生物安全隐患:例如，无菌意识淡薄，作细菌接种等操作时没有严格遵守无菌操作，没有严格戴口罩、正确洗手、戴手套、工作服不按要求清洁消毒等;没有将随身物品存放在指定位置，甚至有时将食物、饮料、衣物等摆放在实验台上与实验材料混在一起;在实验操作过程中，带着粘有病菌的实验手套在电脑上查资料或者打电话、擦汗、摸脸或弄头发;实验物品的分类使用和存放混乱，不注重环境卫生，乱倒实验垃圾，将污染的与没污染的用品混放，在实验前后不注重实验台的卫生和手的消毒，不知道被污染的物品要如何消毒灭菌等。
1.2实验指导教师和实验室管理人员对生物安全知识的宣传及教育没有足够重视，实验室很多操作规程或动作没有明确生物安全性，对于学生在生物安全方面的要求不严格。
2.加强医学实验室生物安全教育和防护策略
医学生作为初学者，是进行实验室生物安全教育的最佳时期，实验室生物安全教育要贯穿医学教育的始终，对学生进行生物安全意识和标准实验操作的培训，养成良好职业素养，杜绝安全事故的发生。
2.1强化生物安全重要性的思想意识教育
2.1.1首先要从教师队伍入手，提高教师对生物安全性的重视。教师的安全实验意识及科学操作的良好习惯，才能更好地对学生进行言传身教，提高学生的生物安全意识和自我防护能力。
2.1.2激发学生重视实验室生物安全的问题，树立牢固的安全意识。在实验教学中，可有意识地通过课件、专题讲座、印发资料等形式举一些生物安全事件实例，比如说"炭疽粉末邮件"事件、2003我国SARS病毒的爆发流行以及一些医学院的生物安全事件等，让学生把其作为一个新的课题关注，理解实验室生物安全的重要性。
2.2建立健全实验室的生物安全规章制度，加强实验室生物安全管理可以在《实验室生物安全通用要求》的基础上，根据学科特点和实验室现状制定相关的生物安全管理规章制度和生物安全操作规程及注意事项，并在醒目位置悬挂。让学生时刻警醒自己规范行为习惯。学生进入实验室，要先介绍实验室环境及存在病原生物体及以上规章制度。例如，进入该实验室应如何着装，限制带入实验室的物品和实验过程中禁止的行为有哪些，实验过程中应遵守哪些原则，若因操作不慎让病菌污染了环境或自身以及衣物时应如何紧急处理等。
2.3规范学生实验技术操作，加强对学生进行督导在病原生物学实验基本操作中，从细菌培养物或标本的挑取到染色观察、分离培养、生化反应、血清学检查等每个步骤都会因操作不当而引起实验室污染［3］。教师要给学生讲解实验所用病原菌的致病性、感染途径、易感人群及如何采取适当的防护措施及实验操作中的注意事项，接着才开始做实验示教。示教语言应简明清晰，动作缓慢，适当重复，尽量让学生观察到操作细节，掌握操作要领。要求并强调学生牢固树立无菌操作观念，养成良好的无菌操作习惯。使用接种环刮琼脂平板、吸带菌液体、制作细菌涂片、打开培养物等每个步骤都要做好无菌操作。在学生的操作过程中应加强巡查，提高警惕，强调注意事项，及时制止不规范动作、危险操作。
2.4加强实验室生物安全防护及环保教育。学生作为实验室的使用者，应对实验室的生物安全防护和环保知识有所了解。大部分同学对实验室生物安全管理、生物危害的等级分类、消毒灭菌器材、生物安全柜等知识的了解程度有限，应利用部分时间对生物安全设备使用进行培训教学。此外，还应指导学生如何进行实验室的清洁、消毒和废弃物处理。实验室的清洁和消毒要符合生物安全防护的要求，遵循"先消毒后清洁"的原则［4］。课后要对仪器、设备、桌面、地面及空气等消毒，消毒不同物品要掌握不同的消毒方法。实验室的废弃物要与生活垃圾区别对待，凡具有传染性的培养物、材料及小动物等需按合理的处理方法消毒灭菌。
参考文献：
［1］杨华明，易滨.现代医院消毒学［M］.北京:人民军医出版社，2002:193－207.
［2］关洪斌，王晓兰.分子生物学实验室安全工作的实践［J］.实验技术与管理，2005，22(10):152－153.
［3］熊灏.加强医学检验实验教学中的生物安全防护［J］.广西医科大学学报，2008，25(S1):211－212.
生物实验范文6
在开展生物医学研究时，研究者通过正确地运用统计学知识，可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施，直到研究结果的解释进行系统的安排，力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则，即在进行两组比较时，两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异，而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而，处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性，即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别，它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚，减少偶然性[2]。
1.1实验的偏倚和控制
偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差，它不是由于抽样造成的，而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释，乃至实验结果的发表，均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚，从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚，事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚，可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计，使混杂因素在组间分布均衡；在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法，以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚，方可减少结果的假阳性或假阴性。
1.2减少偶然性的潜在影响
偶然性因素的作用可以减少，但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中，接受同样处理的动物，其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率，即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小，实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应，有必要减少偶然性的作用，并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。
1.3实验设计的要素
要消除生物医学实验中潜在的偏倚，减少偶然性，就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素，按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。1.3.1实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象，一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面：①动物种属的选择：选择实验动物的种属与品系时，尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化，常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系，但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题，无论是实际问题（寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况）或是理论问题（生化、生理或解剖结构与人的相似性），都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量：虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数（样本含量），但所得出的数值往往很大。因此，虽然样本含量估计是保证结论可靠性（精度和检验效能）的前提，但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑，应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄：为确保实验对象的同质性，实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近；动物体重的标准差不应超出平均值的10%；啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周，大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层：为了准确检测一种处理因素引起的差别，各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时，有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理，包括对两个亚系的结果进行单独分析，然后将结果综合，得出处理效应的总结论；二是将亚系作为实验设计的“区组因素”，这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外，其他的非处理因素，如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制，并据此进行分层随机化分组。1.3.2处理因素设计实验研究时，要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排，从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素；研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应，因此如何控制和排除非处理因素的干扰，正确显示处理的效应，是实验设计的基本任务。1.3.3实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果，是反映实验因素作用强弱的标志，它通过观察指标（统计学常将指标称为变量）来体现。如果指标选择不当，未能准确反映处理因素的作用，获得的研究结果就缺乏科学性，因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚，要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观（如尿液pH试纸读数值）或主观指标（行为测量、病理观察），一定要事先规定读取数值的严格标准，只有这样才能准确地分析实验结果，从而提高实验结果的可信度。
1.4实验设计的原则
为了防止结果的偏倚，保证实验结果的准确性和最大化的表达，在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件：①对等原则，即惟一差别原则，除处理因素外，对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间，除了给予的处理因素不同外，其他方面应与实验组具有一致性，如相同的实验单位来源（动物种属、体重等）和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则，对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则，任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。
1.5生物医学中常用的实验设计类型
如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应，实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。1.5.1完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法，它是一种单因素有k个水平（k≥2）组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理，而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则，因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致，真实反映出实验的处理效应。1.5.2随机区组设计随机化完全区组设计，简称随机区组设计，又称配伍组设计，是配对设计的扩展，它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组，然后再按随机的原则，将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性，比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同，实验结果中若有缺失值，统计分析将损失部分信息。1.5.3拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制，使得横行和直列两向皆成区组，是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中，每一行或每一列都成为一个完全区组，而每一处理在每一行或每一列都只出现一次，也就是说，在拉丁方设计中，实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。1.5.4析因设计析因实验设计又称全因子实验设计，属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异，而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响，包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用，当因素及水平数过多时，所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加，故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。
2生物医学动物实验的描述统计学
2.1生物医学实验资料的类型
生物医学实验对实验对象（动物）进行干预后测定的观测指标通常有以下类型：①连续性数据：测定结果表现为有数字大小和单位的数据，统计上称定量资料，如生理、生化指标，体重值，器官重量等。②分类数据：测定结果表现为按某属性划分的定性类别，统计上称为定性资料，具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现，死亡或未死亡，有畸形或无畸形；病理损害的严重程度（无、轻度、中度、重度）等。
2.2统计描述指标
描述性统计学（或归纳统计学）是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究，描述性统计的目的在于：①对测量值或观察值进行归纳浓缩，用统计量、统计图或统计表的形式表现；②估计总体分布的参数。2.2.1资料的整理与探索对于某一测量指标，一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础，应重复以大样本测定，绘制样本的频数分布图（理论上样本量要大于100），并经统计学检验拟合其分布。2.2.2数据的描述统计量①连续性数据的频数分布：通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图，以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数，也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量：描述数据分布的集中趋势，常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量：描述数据分布的离散趋势，常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表：统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图，表示数据中心位置和离散程度的点杆图（做图时表示均数和标准差）和盒须图（做图时表示中位数、极差、四分位数间距），描述构成比数据资料的百分条图、饼图，描述经时变化趋势的线图，以及预测和检验分布类型的概率-概率图（P-P图）等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表，表中只有横线，无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚，不宜过于复杂。
3生物医学动物实验的假设检验
生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较，通过统计学中的假设检验，说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。
3.1检验方法的选用依据
3.1.1资料的类型和变量的数目不同类型的资料（定量、定性）的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的统计检验方法也各不相同。3.1.2实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法，以便得到处理组效应的真实结论。3.1.3检验方法的前提条件选用假设检验方法前，应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件，如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性，χ2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。
3.2正态性检验及拟合优度检验
统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布，如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验，其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献，了解实验参数符合何种理论分布。
3.3方差齐性检验
连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言，数值愈大，其固有的变异性也愈大。例如，若某组动物的平均反应值为100，其数值范围可能为80~120；而另一组动物的平均反应值为300，其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比，在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析，据此，不仅数据的变异度与平均值大小无关，同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显，采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐，此时宜采用非参数检验。
3.4单侧检验与双侧检验
检验假设选择单侧检验或双侧检验，应事先根据专业知识做出选择。一般而言，若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时，应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向，实验者仅对某一方面的重要性感兴趣，实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向，则应采用单侧检验。此外，剂量设计预试验中应采用双侧检验，正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。
3.5多重比较及多重性问题
生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应，也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外，其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括：①预先计划进行多重比较；②限制比较的次数；③多重比较时采用更严格的界值标准；④多重比较具有生物学方面的依据。
3.6观察值或实验对象的独立性
许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立，如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是，有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如，生殖和发育研究中就存在窝效应：由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似，与异窝胎仔相比，同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统，即同窝内数据为聚集性数据，这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时，忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险；因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性，其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息；窝内相关性愈大，其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据，因此，若基于观察值独立的统计分析方法，就会增加犯Ⅰ类错误的概率，即假阳性的风险增加，降低实验的有效性。
3.7历史对照数据的应用
某些情况下，尤其是在发生率较低的情况下，单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率，但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义，但值得强调的是，众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件，研究期限，研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此，忽视这些差异，将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较，可能得出严重错误的结果，并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。
3.8假设检验的局限性
