编者按： 

     做科学研究，首先要学习做研究工作的方法。所谓 “工欲善，必先利其器”，这句话就是讲改进和完善自己工作方法的重要性。

      作者蒋百川博士后期间，因教授Flom “世界上有多少事没人做过，你做得过来吗？这不能成为你要做这个研究的理由”的反问，开始认识到学习 “研究方法” 的重要性。之后蒋百川进行了相关课程的学习，并在实践中不断改进，逐步掌握了这方面的知识。2013年他退休后开始陆续撰文分享积累的经验、心得体会，并汇聚成一本《科学研究的方法》。《知识分子》获作者授权，将陆续为大家分享书中内容，此为该系列的第三篇。

撰文 | 蒋百川（美国诺瓦东南大学教授）

    在这一部分，要讲述实验的设计方法。由于研究领域的不同，做实验的方法也不一样，所以不像阅读文献、综述写作一样有比较共通的方法和规律可循，也不象在学术会议作报告及写作科技论文那样有比较刻板的模式。基于我本人专业的关系，这里介绍的方法主要用于医学研究。对于其他领域，或许有参考价值，或许没有，取决于你的具体问题。

    1.研究设计的含义和作用

    在知道了想研究什么（what）以后，下一步是如何来（how）得到研究问题的答案。

    传统的研究设计是一份详细的工作计划：选择可以测量的变量，决定所需的样本大小，数据的收集（实验设计）、统计分析，以及结论。研究设计是为了保证研究程序是妥适的，可以得到确实的（valid）、客观的（objective）、精确的（accurate）关于所研究的问题的答案。

    2.在研究设计中对外部变量的考虑

    一般的医学研究（或某些其他研究）都是为了寻找一个原因。例如某种疾病的原因，某种药物的疗效。在上述第一种情况，产生疾病的原因就是自变量，而疾病则是因变量；在第二种情况，某药物是自变量，而疗效则是因变量。但是研究工作不会是那样地简单，因为在寻找这种自变量与因变量的关系时，还参杂着许多外部变量 （如下图的一个例子所示）。所以设计实验时，首先必须清醒意识到有哪些外部变量，再采取如下的措施，或者排除、或者控制、或者包括进测量中。

    措施一：保证外部变量对于对照组和实验组有相同的影响。

    这里先提到一下对照组，下面还会详细讲。

    （1）随机化－保证两组在各项外部变量方面是有可比性的。

    （2）匹配－这是另一种保证两组有可比性的方式。

    措施二：减少外部变量。

    有时候可将外部变量作为一个因素考虑在实验条件内，或者消除这个外部变量对结果的影响。

    （1）将外部变量包括在实验设计中。例如，要研究儿童健康服务对儿童死亡率的影响，由于儿童营养供给对婴儿死亡率也有很大影响，所以设计了2X2 因子的研究。在这样设计中，既可以研究外部变量单独的，以及与自变量联合的对因変量的影响。

    （2）消除外部变量。例如文化背景可能对健康（因变量）有很大影响，可选择有相同文化背景的受试者，使问题简化。