糟糕的科学/安慰剂/教师

安慰剂效应：你相信你的老师吗？

教师笔记

虽然安慰剂效应在课堂上没有得到太多提及，但它是一个令人着迷的课题，深入研究了人类思维。它也让学生了解到在进行科学研究工作时需要考虑的因素……甚至在临床试验中也是如此！

本课将向学生介绍安慰剂效应，以及它如何影响科学实验。实验将涉及测量对照组、相信自己服用过兴奋剂的组和服用过兴奋剂的组的反应时间。活动可以持续 30-60 分钟，具体取决于进行的实验数量。

你可能不想一开始就提到“安慰剂”这个词，以免一开始就泄露答案。

目标

在你的课堂上揭示安慰剂效应

学习目标

了解药物的物理作用的测量会受到心理因素的影响。
科学家在收集关于药物有效性的证据时需要考虑到这一点。
了解收集准确测量值、分析数据并以图形形式呈现数据以及识别模式的必要性。
描述安慰剂效应。
考虑可能限制结果可靠性的其他因素。
有效地作为团队工作。
模拟医学研究人员的工作。
评估实验并提出改进建议。

学习成果

所有学生将了解到像咖啡因这样的兴奋剂可以加速反应。
所有学生都能准确地测量脉搏率。
所有学生都能进行模拟双盲试验的实验。
所有学生都能很好地作为团队合作。
所有学生都能绘制图表。
大多数学生会相信服用药物会影响你的身体。
大多数学生能够识别因变量和自变量。
大多数学生应该能够识别结果中的模式，并确定这些结果何时不符合科学结果的预期模式。
大多数学生会知道研究人员如何最大限度地减少安慰剂效应。
一些学生会看到课堂实验与现实世界中的医学研究之间的联系。

资源

橙汁/柠檬水/水（对照）
脱咖啡因可乐*
含咖啡因可乐*
干净的饮水杯
1 米尺
秒表

(*可以使用饮料的无糖版本，以免促进不健康的生活方式！)

根据在本主题上进行的课程数量，可能需要为学生提供从上一课收集的结果、关于安慰剂效应的资源以及用于记录结果的表格（或访问计算机以直接将结果输入电子表格）。本活动提供了学生表格的示例。

监测咖啡因对学生影响的测试

简单的测试（见“待做测试”表）包括反应测试（米尺下降）和记忆测试，或者通过向班级展示一系列物体（如金氏游戏）。学生有固定时间（一分钟或更短）来记忆尽可能多的物体。一分钟后，他们必须回忆起尽可能多的物体。

其他测试是以下在线测试，完全取决于你选择进行哪些测试，以及如何监控结果（在喝含咖啡因饮料之前和之后！）

反应时间测试

http://www.exploratorium.edu/baseball/reactiontime.html : 一个以棒球为主题的反应测试器。根据你挥棒的速度，你会得到以毫秒为单位的反应时间。
http://faculty.washington.edu/chudler/java/dottime.html : 在点在网格中移动时点击它，在 30 秒内点击尽可能多的次数。击中次数可以用来衡量反应速度。这只是一个简单的“打地鼠”游戏的版本。
http://www.sciencenetlinks.com/interactives/zap.html : “消灭”苍蝇，非常适合低能力/特殊教育学生群体测试反应速度。
http://www.bbc.co.uk/science/humanbody/sleep/sheep/ ... 以及最有趣的：向试图逃跑的绵羊发射镇静剂飞镖！不，我们真的没有那么狠心，但这确实会上瘾。

记忆测试

http://faculty.washington.edu/chudler/stm0.html : 一个基本的短期记忆测试，其中六组字母闪现以供记忆（这适合中低能力的群体）。需要投影仪/白板。
http://www.jcu.edu.au/studying/services/studyskills/studysmart/memory.html : 一个记忆测试，它会显示要记忆的单词，学生将它们输入提供的空间。这个需要一个信息与通信技术实验室，以便每个学生都可以访问计算机。
http://www.bbc.co.uk/science/humanbody/mind/interactives/intelligenceandmemory/memorytest/ : 记住屏幕上出现的单词的顺序，然后拖放到正确的位置。需要投影仪/白板。
http://www.bbc.co.uk/science/humanbody/sleep/tmt/ : 此测试测试面部识别能力。显示 48 张面孔，分为两组，让学生记忆。然后要求学生判断显示的面孔是在第一组、第二组还是都不在。此测试需要 ICT 实验室，并且需要一些时间（每张面孔之间有几秒钟的延迟！）
http://www.funbrain.com/match/ 和 http://www.oddtodd.com/concentration/memory.htm 是两个类似于“SNAP”的游戏，你需要选择两张卡片或图片，直到配对成功。谁说游戏没有教育意义？

由于您将选择不同的测试来与班级一起进行，因此您可能需要更改记录结果的方式。

安全

咖啡因过敏是一种公认的医疗现象。应该征求学生的意见。如果任何学生患有这种疾病或不想摄入咖啡因，他们可以加入对照组。不要在实验室里饮用。最好在教室里饮用。杯子应该干净，学生应该被告知他们将要喝可乐。正常的实验室安全程序适用。

改编和其他想法

对于那些想要制作“抖动手测试器”（MadLab 的 Wonky Wire 活动）来研究手的稳定性的人，请参见：http://www.madlab.org/kits/wonky.html（这将为课程增加一些物理和电子知识！）
BBC 新闻报道：咖啡会导致健忘：http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/3909085.stm
咖啡因是一种利尿剂，因此学生可能想多上厕所。想记录一下有多少次上厕所的请求吗？
反应测试与常识相结合：尝试一个“谁想成为百万富翁”类型的“最快手指先”问答游戏（最好使用互动式键盘或 ICT 实验室）。
可以用测力计测试肌肉力量（摄入咖啡因后会变弱）。
咖啡因还会引起支气管扩张。尝试使用手持峰值流量计（用于哮喘患者，这些流量计很便宜，可以从药店购买）来测量气道的阻力。

ICT

在线反应或记忆测试，查看关于安慰剂效应、其他研究的网站信息，使用电子表格计算值并排序数据。

关键词：安慰剂效应、双盲试验、伦理学、心率、脉搏率、咖啡因、研究。

公民身份

工作相关的学习，学习团队合作，做出明智的选择，与媒体互动，了解媒体在社会中的重要性，了解医学研究的世界。

评估机会

计划调查，正确识别变量，准确收集和记录结果，检验假设并考虑其他因素，分析数据以发现规律，计划技能，记录观察结果，测量，ICT 技能（可选），绘图技能和得出结论。

课程链接

考虑观察或测量中的异常现象并尝试解释它们；饮食、运动、吸烟和药物对健康的影响方式（与 PSHE 计划一致）；证据是否与预测相符？药物对身体在生理和心理方面如何运作有什么影响？

第一课

起始活动

介绍咖啡因（参见背景说明表）。展示用显微镜拍摄的蚤类水蚤的视频。让学生在添加少量咖啡因前后计算水蚤的心跳次数。学生应该注意到心跳次数会增加。学生可以讨论造成这种现象的原因。（共 8 分钟）。

核心水平主要活动

1. 学生然后计划如何在他们自己身上进行相同的实验。学生应该考虑自变量、因变量、读数的准确度以及合适的咖啡因来源。可以使用计划表来节省时间，学生需要帮助来学习如何测量他们的脉搏。他们还应该特别注意在实验期间可能影响他们脉搏并影响结果的其他外部因素。（10-15 分钟）。

2. 学生静止心跳 15 秒，然后乘以 4。这些结果然后输入电子表格（在计算机或准备好的幻灯片上）。学生可能选择进行第二次读数，以确保他们的结果准确。（3 分钟）。

3. 要求学生喝可乐（注意安全信息）。他们不应该知道一半的杯子里含有咖啡因饮料，而另一半则没有。学生应该记下他们喝的杯子的编号。老师将在本课的后面揭示饮料的真实性质。（5 分钟）。

4. 在学生等待（大约 10-15 分钟）咖啡因生效期间，他们应该考虑可靠性。需要多少学生的测试结果才能确保咖啡因有效果？（10 分钟）。5. 然后学生再次测量他们的脉搏。结果与之前一样收集到电子表格中。

6. 向学生透露，只有半数学生真正喝了咖啡因。他们能从结果中推断出哪些学生喝了咖啡因吗？在电子表格上突出显示喝了咖啡因的学生。这会对结果产生什么影响？

7. 讨论这样一个事实：没有喝咖啡因的学生的脉搏率仍然升高。为什么会出现这种情况？是因为他们相信老师吗？

总结

总结一下发现了什么，或者没有发现什么。医生在试图找出一种药物是否有效时，会遇到什么问题？解释安慰剂效应。

运行本课的另一种方式

另一个选择是将杯子分成三批。A 批含有不含咖啡因的饮料，例如橙汁或柠檬水（检查成分），将用作对照组。B 批和 C 批应分别包含脱咖啡因可乐和含咖啡因可乐。学生应该被告知两者都含有咖啡因。并且应该从一开始就明确告诉他们，喝咖啡因的影响包括：脉搏/心率加快、反应时间加快、警觉性提高、记忆力下降和手抖！

向学生解释，他们将测试咖啡因对反应速度的影响，测试反射的方法，并进行演示。主要有两种方法，使用在线反应速度测试或捕捉掉落的米尺（有关每个实验的详细信息，请参阅附件的工作表或在线说明）。学生此时可以提出假设并练习实验，直到喝饮料后 10-15 分钟。尝试鼓励学生考虑为什么等待这段时间很重要。

当学生完成反应时间测试，并重复数次后，每个小组应该聚在一起记录所有时间。然后将这些时间记录在电子表格或白板上，供全班同学参考。当所有结果都显示在白板上后，可以告诉大家，B组喝的是无咖啡因可乐，而C组喝的是含咖啡因可乐。强调由于相信自己摄入了兴奋剂而导致反应时间加快是“安慰剂效应”。安慰剂效应指的是，某种实际上没有任何效果的物质，却产生了与被测试药物或实验相同或相似的效果。这通常是因为被测试者相信自己正在接受药物。

讨论不同结果之间的差异。希望A组的反应时间略长于B组和C组。询问为什么A组和B组之间存在任何差异，因为两者都没有摄入咖啡因。

家庭作业

研究安慰剂效应。
练习测量他人的脉搏。
你相信顺势疗法/草药的功效吗？为什么？
为一款拥有神奇健康益处的虚构产品制作广告。你认为你能成功地推销它吗？

第二课

起始活动

观察糖丸缓解疼痛的结果，以及安慰剂手术（假手术）的奇妙效果。学生可能从他们的家庭作业中找到了其他显示安慰剂效应的数据。（5到10分钟）。

核心水平主要活动

1. 学生得到一张表格，上面记录着他们在上节课收集的结果。这些结果被分成含咖啡因可乐饮用者和无咖啡因可乐饮用者。表格展示了喝可乐前后脉搏速率（或反应时间）的差异。学生可以作为全班或以小组的形式讨论，看看是否有足够的证据证明安慰剂效应。然后学生应该总结他们的发现，并用科学理论解释他们的发现。（10分钟）。

2. 然后学生可以评估他们使用的方法的有效性。他们被欺骗相信自己喝的是含咖啡因可乐，这是正确的吗？他们的实验中是否有对照组？他们如何添加对照组（如果之前没有使用） - 课堂讨论？（10分钟）。

3. 对另一个班级进行实验的计划。有了新获得的知识，他们现在可以对一个甚至两个班级进行实验。班级可以分成两组，对另外两个班级进行实验。他们需要制定一个共同的方法。建议他们将受试者分成三类：含咖啡因、无咖啡因和水（建议的对照组）。学生需要模拟双盲模型，以便倒可乐的人与提供可乐的人分开。老师可以讨论提供者如果知道饮料中有什么，可能会发出哪些潜意识信号。让学生写一份知情同意书也是一个有用的练习（示例提供），这样受试者就会允许使用和发布他们的结果（嗯，在课堂上展示！）。建议将大型研究小组分成以下角色（20分钟）

a. 研究负责人：协调团队并展示结果。

b. 解释者：两名学生将准备一份声明，并在实验对象面前宣读。这将邀请学生参与实验，告知他们正在研究的理论，并解释将对他们进行的操作。他们必须确保不会泄露太多信息。

c. 研究人员：在“候诊室”组织受试者，确保环境平静，避免心跳加速。

d. 行政人员：收集许可签名，并询问学生之前摄入了什么。

e. 脉搏记录员：他们可能希望在家中准备，或者可以使用脉搏计。

f. 可乐提供者：记录提供给学生的杯子编号，并保管可乐。

g. 可乐倒入者：这名学生需要独自待在房间的角落。

4. 在这节课中，学生只需要计划操作并组织后勤工作，他们将在课末展示他们的计划和员工名单。（5分钟）。

对于可能需要帮助的人，提供关于双盲试验的详细信息可能会有所帮助：有时医生和科学家不知道治疗患者的最佳方法，因此会对不同的治疗方法进行比较。患者被分成几组，每组接受不同的治疗，然后比较结果。为了确保各组的初始条件相同，他们被随机分配到不同组。因此，这被称为随机试验。在盲法试验中，患者不知道自己属于哪个治疗组。在双盲试验中，患者和医生都不知道患者属于哪个组（但如果他们需要知道，他们有方法可以查阅！）。这样做的原因是为了防止科学研究中的任何偏见。

总结

通过讨论学生对下一节课的期待来总结这节课。讨论职业道德和伦理，并可能制定一套规则，让他们在下一节课之前都遵守。

第三课

起始活动

列出一系列实验，让学生识别哪些实验可能会受到安慰剂效应的影响。（或者播放一段有关这个话题的视频片段，例如一段医生在与患者谈论安慰剂效应及其影响的视频简介 - 2分钟）。

核心水平主要活动

1. 回顾上节课制定的计划。（5分钟）。

2. 学生“进入角色” - 按照上节课的安排。（5分钟）。

3. 整理教室家具，以便进行一系列活动，例如：阅读信息单、签署知情同意书、测量脉搏、喝可乐、等待、再次测量脉搏。（5分钟）。

4. 进行实验（40分钟）。学生还应在共享电子表格上收集结果，或将所有结果收集起来，交回给老师。

5. 总结课堂讨论，谈谈实验的进展。哪些方面很成功？哪些方面进展顺利？

根据时间限制，下一部分可以在下一节课进行

1. 学生得到一张表格，上面记录着他们在上节课收集的结果。应该可以比较两组收集的结果。哪些结果是可靠的？结果之间是否存在任何差异？他们应该如何处理结果才能看到安慰剂效应是否出现？（15分钟）。

2. 然后学生可以分析结果，并以图形形式呈现。（15分钟）。

3. 学生应该对整个实验得出总体结论。（15分钟）。

总结

这节课如何影响他们对服用药物和接受医生建议的看法？

扩展

讨论安慰剂效应的强大之处。某些药物声称可以“让你兴奋起来”，使你更专注，而另一些药物则声称可以“让你平静下来”，使你更专注？这可能吗？但有了安慰剂效应，谁知道呢…

对于那些对运动科学感兴趣的人

咖啡因在训练中从未被禁止，但在比赛中受到控制，尿液浓度必须低于12 ng/ml。世界反兴奋剂机构 (WADA; http://www.ada-ama.org/en/) 制定运动禁药清单，咖啡因在2004年从清单中删除，但现在列入了监测清单，即他们会查看浓度，但不会采取任何行动。所以如果你在去健身房的路上喝了一杯咖啡，不用担心！

安慰剂效应：参与实验设计和试验的老师的反馈

安慰剂实验在八年级顶尖班级进行了试验。大多数学生（除两人外）都听说过“安慰剂效应”这个词，但只有少数学生知道它的意思，并能准确地描述它。只有一名学生理解了双盲试验的概念。

最好在开始时少说点，在结果方面多进行一些讨论。在第一次实验中，我发现我讲得太多了，学生们试图将这种效应强加于结果上。

在第一次实验中，我们收集了大量结果。之后，大量的讨论都集中在结果的统计显著性上，而这对于大多数八年级班级来说需要谨慎处理。

同一个班级对另外两个八年级班级进行了实验，他们自己设计了实验。他们还测量了其他学生的脉搏速率。这引发了更多讨论，因为他们质疑彼此测量脉搏准确性的方法。我们模仿了真正的临床试验过程，甚至让学生签署书面知情同意书。学生特别喜欢这部分课，并特别关注活动的物流安排。

这些活动是在显微镜下对咖啡因和阿司匹林对水蚤心脏跳动影响进行广泛调查后进行的。学生们完全意识到咖啡因确实会加快心跳速度。