生命科学研究方法简析
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2014年11月(66卷6
期)
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多少由于盲目相信所谓的权威因素所导致的失败。
提高实验成功率
又有哪些必要因素呢? 首先, 好奇心永远是最重要的驱动力; 其次, 你知道的“ 旧想法”( 也就是知识) 愈多, 你看出旧想法之间各种关联的可能性就愈大, 也就是说你对于文献一定要十分熟悉。 正如牛顿所说“ 如果说我们看得更远, 那是因为我们站在巨人的肩膀上”; 最后, 对一个问题的持续关注才能剥开真相的“ 果壳”, 因为科学研究本身就是一个不断探求真理、 直至无限接近的过程。
文献阅读是科研人员获取相关领域知识的必要途径。 在纷杂繁复的信息中, 如何去搜索、 管理和积累所需的信息呢? 使用各种专业数据库是一种办法, 比如用Pubmed 或Endnote 进行搜索管理。 但最关键的还是要掌握如何阅读文献。 如果你是按题目、 摘要、 前言、 方法、 结果、 讨论顺序依次字阅读的话, 我称之为被动阅读, 而与其相对的则是主动阅读。
主动阅读就是带着问题阅读, 它特别适用于需要精读的文献。 阅读前先问自己几个问题, 例如, 这篇文章想要解决什么问题? 这些问题为何重要? 如果我是作者, 我该如何解决? 作者的结论是否得到了他实验数据的支持? 文章结论的重要性何在? 在这样的阅读过程中, 就会带着疑问去深入思考文章, 也能发现自己存在的问题。 阅读中尝试推测作者的思路, 在阅读结果时, 不要直接去看图1、 图2 等, 相反, 用一张白纸设计你认为图1 应该解答什么问题, 应该如何设计, 得到什么结果, 画出一个假设图, 并与作者的图做比较。 如果你想不出下一个实验如何进行, 不要马上去看这篇文章的下一个图, 不妨花一二十分钟去思考、 查文献, 或与同学师长讨论, 看看能否设计出下一步实验。 最后再去看作者的实验方法, 并与自己的想法比较。 这种比较式阅读会让我们从全世界最好实验室发表的论文里学到他们的研究思路和实验设计。
阅读文章时很重要的一步是如何将其整理、 转化成自己的有实用价值的知识。 这里介绍一种有助于形成自己专业知识体系及新想法的文献整理方法, 我称之为“ 3孔活页文件薄”( 3-ring binder ) 法。 顾名思义, 这是一种以打孔文件夹保管文件的形式来整理文献的方法, 不同于通常的批注式笔记。 简单地讲, 就是将相关的信息进行分类归纳和联系, 可以随时将阅读或思考中产生的想法在目录的相应类别下补充, 这些信息可能就是以后形成新想法的基础, 正如卡扎尔所言:“ 一个新想法的形成就是把两个没有关联的想法发生关联”。
比如你研究膀胱表皮细胞, 并对以下问题有兴趣: 膀胱表皮细胞的癌症发生; 培养方式对膀胱表皮细胞的影响; 生长因子对表皮细胞的影响; 膜与膀胱表皮细胞的关系。 你可将这四方面作为大项, 其下又细分为中、 小项, 每项下可极简要地标注相关文献的重要观点及自己的
如果你在风险评估后决定这项实验非成功不可, 那怎样才能提高实验成功率? 这种情形下, 你一定要成为一个“ 完美主义者”, 整个实验都要周密设计、 吃透细节, 从头到尾画好一步一步的流程图, 将全过程细化, 充分了解每一步设计的意图、 目的和预期产生的结果。
设立有效对照可降低实验风险。 有些学生对这一问题常有错误的认识, 比如说“ 我上次实验做过对照, 这次可以省略”, 或者“ 我与某人合作完成的实验, 他的对照可用于参考” 等等。 实际上每一次单独的实验都一定要设立对照。 不同实验者、 不同时间、 不同批次的对照都不可混用, 一次对照更不能一劳永逸。
做好实验记录
另一个减少实验风险的方法是做好实验记录。 实验记录不仅仅是实验过程的流水账, 而应包括实验设计、 实验过程中有过改动的地方、 数据和讨论分析, 甚至应该记录实验过程中大脑里闪现的灵感。 在实验前对每一步都应有清楚的认识和了解, 并将繁琐的实验步骤简化为流程图, 加强对整个过程的控制, 减少实验失误。
态度决定一切
人们常说态度决定一切, 做科研也是如此。 当实验进度缓慢或处于停滞期时, 自信心受挫, 有些人会茫然不知所措, 这时一定要有坚持下去的信念。 如何拥有良好的科研态度? 除研究人员主观因素外, 外部环境也很重要。 例如实验室内经常性的圆桌讨论, 畅通的沟通渠道, 对科研态度的影响肯定会是正面的、 积极的。
总之, 正如培根所言:“ 如果一个人以确定的态度开始, 他将收获怀疑; 但如果他抱着怀疑的态度开始, 他将收获确定。” 当开始一个实验, 如果过分相信许多权威因素是绝对正确的, 实验设计往往就流于肤浅, 更易失败, 而且还不知道是什么因素导致的, 往往以疑问结束; 反之, 如果不盲从权威, 尽量预见可能的问题, 实验将会更有效, 最后得到的将是较确定的发现。
思路从何而来
实验科学, 特别是生命科学领域, 研究模式常常是假说导向型研究, 即先提出假说, 后用实验来验证。 但是这个假说或新想法是无源之水、 无本之木吗? 或只是刹那间的灵光乍现? 抑或就像爱因斯坦曾经说过的“ 新想法的产生没有逻辑可循, 只是跟随你的直觉”? 但西班牙神经生物学家、 1906年诺贝尔生理或医学奖获得者卡扎尔( Ramon Y Cajal ) 则坚信, 新想法的产生是有逻辑可循的, 一个新想法的形成就是以前以为没有关联的两个旧想法之间的关联。 那么, 一个新想法形成的背后
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