Experimental Design for Biologists pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cold Spring Harbor Laboratory Pr

作者:Glass, David

出品人:

页数:206

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 41.81

装帧:HRD

isbn号码:9780879697358

丛书系列:

图书标签:

学术
生物
方法论
写作
实验设计
生物学
统计学
研究方法
数据分析
科学研究
生物统计
实验规划
生物医学
方法论

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具体描述

The effective design of scientific experiments is critical to success, yet graduate students receive very little formal training in how to do it. Based on a well-received course taught by the author, Experimental Design for Biologists fills this gap. Experimental Design for Biologists explains how to establish the framework for an experimental project, how to set up a system, design experiments within that system, and how to determine and use the correct set of controls. Separate chapters are devoted to negative controls, positive controls, and other categories of controls that are perhaps less recognized, such as assumption controls and experimentalist controls . Furthermore, there are sections on establishing the experimental system, which include performing critical system controls . Should all experimental plans be hypothesis-driven? Is a question/answer approach more appropriate? What was the hypothesis behind the Human Genome Project? What color is the sky? How does one get to Carnegie Hall? The answers to these kinds of questions can be found in Experimental Design for Biologists. Written in an engaging manner, the book provides compelling lessons in framing an experimental question, establishing a validated system to answer the question, and deriving verifiable models from experimental data. Experimental Design for Biologists is an essential source of theory and practical guidance in designing a research plan.

基础生物学研究方法与数据分析入门指南内容简介本书旨在为初入生物学研究领域的学生、研究助理以及希望系统梳理基础知识的科研人员提供一个全面、实用的入门指南。我们专注于构建坚实的理论基础，并将其无缝衔接到实际的实验设计、数据采集与初步分析过程中。全书摒弃了对高级统计模型和复杂实验范式的深入探讨，而是将重点放在确保基础研究的可靠性和可重复性上，这是任何严谨科学探究的基石。第一部分：科研思维与实验基础本部分致力于培养读者严谨的科学思维模式，理解生物学研究的本质流程。第一章：科学方法论的生物学应用本章深入剖析了科学方法的五个核心步骤——观察、提问、假设、预测与检验——在生物学研究中的具体体现。我们将详细讨论“可证伪性”在生物学假设构建中的重要性，并区分描述性研究、相关性研究与因果性研究的根本区别。重点案例分析将展示如何将一个模糊的生物学现象转化为一个清晰、可操作的研究问题。此外，我们还会探讨研究伦理的初步要求，尤其是在处理生物材料和动物模型时必须遵守的基本规范。第二章：文献检索与批判性阅读成功的实验建立在扎实的知识积累之上。本章指导读者如何高效地利用PubMed、Web of Science等核心数据库进行精准检索。我们不仅教授关键词组合技巧，更强调对已发表文献的批判性评估。读者将学习如何识别研究设计的弱点、评估数据支持的强度，以及区分同行评议的黄金标准与预印本的初步探索之间的差异。章节末尾提供了构建有效文献综述笔记的实用框架。第三章：实验环境的控制与生物安全生物实验的外部条件对结果的准确性至关重要。本章详述了无菌操作的基本原则和无菌室（如超净工作台）的正确使用与维护。我们将详细介绍不同级别的生物安全防护（BSL-1到BSL-3）的要求、个人防护装备（PPE）的选择，以及常见生物废弃物的安全处置流程。培养读者对污染源的敏感性是本章的核心目标。第二部分：基础实验设计要素本部分是全书的核心，重点讲解如何构建一个在逻辑上无懈可击的实验框架。第四章：变量的识别与操作一个有效的实验必须清晰界定变量。本章详细区分了自变量（Independent Variables）、因变量（Dependent Variables）和控制变量（Controlled Variables）。读者将学习如何根据研究问题，将抽象的生物学概念（如“压力”或“营养状态”）转化为可量化、可操作的指标。本章提供大量案例说明，例如，如何确保温度、pH值、试剂批次等非实验因素的稳定性。第五章：重复、对照与样本量的初步考量本章强调生物学实验中“重复”的两种含义：技术重复（Replication）和生物学重复（Biological Repetition），并阐述为何生物学重复是得出可靠结论的关键。对照组的设置是本章的重中之重。我们将系统介绍阳性对照、阴性对照和安慰剂对照的适用场景及其设计陷阱，例如，如何避免“假阴性”或“假阳性”结果。关于样本量，本章侧重于定性而非定量的考量，引导读者思考样本量不足对统计功效的潜在影响，而非直接引入复杂的功效分析公式。第六章：批次效应与随机化策略研究结果的可重复性常受实验批次的影响。本章深入探讨“批次效应”（Batch Effects）的来源——通常与试剂新旧、人员操作变化或仪器校准周期相关。为了减轻批次效应，本章详细介绍了随机化（Randomization）技术的应用，包括样本分配的随机化、实验流程的随机化以及数据采集顺序的随机化。我们将展示如何通过简单的随机数表或软件工具来执行这些基础的分配策略。第三部分：数据采集与初步质量控制本部分将读者的注意力从设计转移到实际的数据产出和初步的质量检查上。第七章：数据记录与实验室信息管理（LIMS）的雏形高质量的数据始于高质量的记录。本章强调即时、详细、完整的记录原则。我们将指导读者设计结构化的实验室记录本（纸质或电子版），明确记录以下关键信息：实验目的、所用试剂的批号和浓度、精确的时间点、操作人员、环境参数，以及任何偏离标准操作程序的（SOPs）的异常情况。本章将避免介绍复杂的LIMS软件，而是侧重于建立一个读者可以立即在自己的实验室中实施的、基于电子表格的初步数据管理系统。第八章：数据的可视化与初步异常值检测在进行正式统计分析前，可视化是发现问题最快的方式。本章专注于使用基础图表（如散点图、箱线图和直方图）来直观展示数据的分布和趋势。重点讲解如何通过目视检查来识别潜在的离群值（Outliers）和数据录入错误。本章会介绍“三西格玛法则”（Three-Sigma Rule）在初步筛选异常数据中的保守应用，并强调在排除任何数据点之前，必须有明确的、基于实验过程的理由，而非仅仅基于统计学考量。第九章：描述性统计学的力量本章系统介绍生物学数据描述的核心指标：集中趋势的度量（均值、中位数、众数）和离散程度的度量（标准差、标准误、极差）。我们将详细解释标准差（Standard Deviation, SD）和标准误（Standard Error of the Mean, SEM）在生物学报告中的不同用途和适用情境。通过实例演示，读者将学会如何恰当地选择和报告这些描述性统计量，为后续更复杂的推断性统计打下坚实的基础。本书的宗旨是让每一位初级研究人员能够设计出清晰、可重复、逻辑严密的生物学实验，从而产出可信赖的原始数据。