科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究者為獲得預(yù)定的研究目標(biāo)，在人工控制的條件下，通過(guò)于預(yù)和控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象而觀察和探索實(shí)驗(yàn)對(duì)象有關(guān)規(guī)律和機(jī)制的一種研究方法，它是人類獲得知識(shí)、檢驗(yàn)知識(shí)的一種實(shí)踐形式?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)觀察是科研工作者搜集科學(xué)事實(shí)、獲得感性材料的基本方法，同時(shí)也是檢驗(yàn)科學(xué)假說(shuō)，形成科學(xué)理論的實(shí)踐基礎(chǔ)。理工類科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文怎么寫？具體如下：
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的要素進(jìn)行改變并觀測(cè)其變化結(jié)果的過(guò)程。廣義的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指自然科學(xué)研究的全部過(guò)程，即從問(wèn)題的提出、假說(shuō)的形成，到實(shí)驗(yàn)變量的選擇、具體操作實(shí)驗(yàn)，再到對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，最終形成論文的全部過(guò)程。狹義的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)僅僅指根據(jù)研究目的制定一定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和方法策略，具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。
實(shí)驗(yàn)研究主要關(guān)注如何高效而經(jīng)濟(jì)地獲取數(shù)據(jù)信息，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析處理，得出正確的結(jié)論?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于撰寫理工醫(yī)科論文而言具有至關(guān)重要的作用。
對(duì)于相同的研究方向、類似的研究課題，較好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠快速地得出準(zhǔn)確的結(jié)論，也能直接體現(xiàn)出科研工作者的學(xué)術(shù)水平。要開展有效的科學(xué)研究，就必須用科學(xué)的方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
?。ㄒ唬┛茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的類型劃分
科學(xué)實(shí)驗(yàn)按照不同的分類方法，可以分為不同的種類。按照實(shí)驗(yàn)對(duì)象的不同，可以分為物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生命實(shí)驗(yàn)、人體實(shí)驗(yàn)等。
按照實(shí)驗(yàn)因素的多少，可以分為單因素實(shí)驗(yàn)和多因素實(shí)驗(yàn)。單因素實(shí)驗(yàn)是指在實(shí)驗(yàn)中只對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)因素進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)，這是最基本、最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案。多因素實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)因素。
按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?，可以分為定性?shí)驗(yàn)、定量實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)、測(cè)量實(shí)驗(yàn)、對(duì)照實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、判定性實(shí)驗(yàn)和中間實(shí)驗(yàn)等。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)手段是否直接作用于被研究對(duì)象，可以分為直接實(shí)驗(yàn)和模型實(shí)驗(yàn)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的透明度，可以分為黑箱實(shí)驗(yàn)、灰箱實(shí)驗(yàn)和白箱實(shí)驗(yàn)等。
（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本程序
一是實(shí)驗(yàn)變量的選擇。在開始實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之前，必須選擇實(shí)驗(yàn)的若干觀測(cè)變量。在選擇實(shí)驗(yàn)變量時(shí)，科研工作者要通過(guò)理論計(jì)算或邏輯推理得知此變量會(huì)為研究提供哪些有用的信息。通常是選取測(cè)量特性的平均值或標(biāo)準(zhǔn)差作為應(yīng)變量。
二是實(shí)驗(yàn)因素的考量。研究者必須確定實(shí)驗(yàn)中所要涉及的相關(guān)因素，并規(guī)定這些因素的水平值，同時(shí)要考慮在包含實(shí)驗(yàn)因素在內(nèi)的各類條件下能否獲得所希望的實(shí)驗(yàn)數(shù)值。在影響實(shí)驗(yàn)的各類因素考量過(guò)程中，要重點(diǎn)研究那些重要的影響因素，并盡量避免受到過(guò)去經(jīng)驗(yàn)的干擾。特別是實(shí)驗(yàn)測(cè)試中儀表儀器性能是一個(gè)需要特別考慮的因素，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確與否具有重大的影響。
三是實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的提出。這一步驟看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但如何將選定的課題題目轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)中的研究問(wèn)題是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，需要理順研究課題的主旨方向，熟悉有關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法，要對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的有深刻理解。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要考慮實(shí)驗(yàn)中的樣本量，選擇合適的試驗(yàn)次序，確定是否劃分區(qū)域組、對(duì)比組，或是否設(shè)計(jì)其他隨機(jī)化約束條件。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程以確保實(shí)驗(yàn)按照事先規(guī)劃好的方式進(jìn)行，其中一些微小的失誤都會(huì)破壞實(shí)驗(yàn)的有效性。要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中及時(shí)地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
四是數(shù)據(jù)分析的方法。在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)要用統(tǒng)計(jì)學(xué)的若干方法，確保得到的結(jié)果和結(jié)論都是客觀的，不是主觀臆斷。理工醫(yī)科類研究在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，可以適當(dāng)使用相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件和有關(guān)圖解法。
?。ㄈ?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則
理工醫(yī)科類研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循局部控制性原則、重復(fù)性原則、隨機(jī)化原則等原則方法。
局部控制性原則是指在實(shí)驗(yàn)時(shí)采取一定的技術(shù)措施或方法來(lái)減少非實(shí)驗(yàn)因素給實(shí)驗(yàn)造成的影響。當(dāng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)單位差別較大時(shí)，僅僅用控制變量的方法不能夠消除環(huán)境變化給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的影響，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要遵循局部控制原則，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)單位分成若干個(gè)小組，在同一個(gè)小組內(nèi)確保非實(shí)驗(yàn)處理因素盡量保持一致，這樣就能夠較好地降低實(shí)驗(yàn)誤差。
重復(fù)性原則是指科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須在同一環(huán)境條件下反復(fù)進(jìn)行、多次實(shí)驗(yàn)，這也是理工醫(yī)科類研究具有科學(xué)性的基本標(biāo)志。重復(fù)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)某一基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重復(fù)而不是簡(jiǎn)單地對(duì)一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，這樣可以避免由于實(shí)驗(yàn)操作失誤帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差。一般認(rèn)為，能重復(fù)五次以上的實(shí)驗(yàn)才具有較高的可信度。重復(fù)性實(shí)驗(yàn)具有兩種重要性質(zhì)：一是允許實(shí)驗(yàn)有一定誤差，但誤差必須是在可以接受的范圍內(nèi)；二是如果經(jīng)過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)得出了一個(gè)平均樣本值，則可以再次經(jīng)過(guò)重復(fù)讓實(shí)驗(yàn)者得出這一實(shí)驗(yàn)更為精確的估量值。
隨機(jī)化原則是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和進(jìn)行過(guò)程中使用統(tǒng)計(jì)方法的基礎(chǔ)。統(tǒng)計(jì)學(xué)是建立在獨(dú)立隨機(jī)變量的基礎(chǔ)之上的，研究對(duì)象是隨機(jī)變量。因此在做統(tǒng)計(jì)推斷時(shí)，所獲得的樣本必須是隨機(jī)樣本，否則就不能用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來(lái)推斷。理工醫(yī)科類學(xué)術(shù)論文研究的隨機(jī)化原則就是指實(shí)驗(yàn)材料的分配和實(shí)驗(yàn)處理的順序，都是隨機(jī)確定的。在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際操作過(guò)程中，可以運(yùn)用隨機(jī)數(shù)字表、隨機(jī)排練表來(lái)盡量確保實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)性。
另外，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需要遵循對(duì)照原則、（四）擬定實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案是根據(jù)課題研究的目的與要求，闡述實(shí)驗(yàn)的知識(shí)背景、理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，具體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和步驟（包括統(tǒng)計(jì)學(xué)考慮、試驗(yàn)執(zhí)行和完成的條件）。實(shí)驗(yàn)方案是整個(gè)實(shí)驗(yàn)工作的核心部分，需要周密考慮，慎重決定。實(shí)驗(yàn)方案必須由課題研究的主要責(zé)任人制定和執(zhí)行。
要擬定一個(gè)正確、可行的實(shí)驗(yàn)方案，首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，了解?shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目標(biāo)，根據(jù)任務(wù)和條件來(lái)考慮實(shí)驗(yàn)因素。要認(rèn)真考慮實(shí)驗(yàn)的因素和水平對(duì)實(shí)驗(yàn)可能造成的影響，并選擇合理的范圍。要在實(shí)驗(yàn)中設(shè)立作為比照標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)然，還有一點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)畢竟只是科學(xué)研究的重要手段和丁具，科學(xué)實(shí)驗(yàn)不能完全代替理論研究。
任何實(shí)驗(yàn)方法都是有其局限性的，因?yàn)槿魏螌?shí)驗(yàn)都是在一定的特殊環(huán)境條件下和有限的范圍內(nèi)開展的，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與普遍的理論之間總是存在距離的，許多科學(xué)問(wèn)題是無(wú)法完全通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決的?！?/p>
