糟糕的科學/安慰劑/教師

安慰劑效應：你相信你的老師嗎？

教師筆記

雖然安慰劑效應在課堂上沒有得到太多提及，但它是一個令人著迷的課題，深入研究了人類思維。它也讓學生了解到在進行科學研究工作時需要考慮的因素……甚至在臨床試驗中也是如此！

本課將向學生介紹安慰劑效應，以及它如何影響科學實驗。實驗將涉及測量對照組、相信自己服用過興奮劑的組和服用過興奮劑的組的反應時間。活動可以持續 30-60 分鐘，具體取決於進行的實驗數量。

你可能不想一開始就提到“安慰劑”這個詞，以免一開始就洩露答案。

目標

在你的課堂上揭示安慰劑效應

學習目標

• 瞭解藥物的物理作用的測量會受到心理因素的影響。
• 科學家在收集關於藥物有效性的證據時需要考慮到這一點。
• 瞭解收集準確測量值、分析資料並以圖形形式呈現資料以及識別模式的必要性。
• 描述安慰劑效應。
• 考慮可能限制結果可靠性的其他因素。
• 有效地作為團隊工作。
• 模擬醫學研究人員的工作。
• 評估實驗並提出改進建議。

學習成果

• 所有學生將瞭解到像咖啡因這樣的興奮劑可以加速反應。
• 所有學生都能準確地測量脈搏率。
• 所有學生都能進行模擬雙盲試驗的實驗。
• 所有學生都能很好地作為團隊合作。
• 所有學生都能繪製圖表。
• 大多數學生會相信服用藥物會影響你的身體。
• 大多數學生能夠識別因變數和自變數。
• 大多數學生應該能夠識別結果中的模式，並確定這些結果何時不符合科學結果的預期模式。
• 大多數學生會知道研究人員如何最大限度地減少安慰劑效應。
• 一些學生會看到課堂實驗與現實世界中的醫學研究之間的聯絡。

資源

• 橙汁/檸檬水/水（對照）
• 脫咖啡因可樂*
• 含咖啡因可樂*
• 乾淨的飲水杯
• 1 米尺
• 秒錶

(*可以使用飲料的無糖版本，以免促進不健康的生活方式！)

根據在本主題上進行的課程數量，可能需要為學生提供從上一課收集的結果、關於安慰劑效應的資源以及用於記錄結果的表格（或訪問計算機以直接將結果輸入電子表格）。本活動提供了學生表格的示例。

監測咖啡因對學生影響的測試

簡單的測試（見“待做測試”表）包括反應測試（米尺下降）和記憶測試，或者透過向班級展示一系列物體（如金氏遊戲）。學生有固定時間（一分鐘或更短）來記憶儘可能多的物體。一分鐘後，他們必須回憶起儘可能多的物體。

其他測試是以下線上測試，完全取決於你選擇進行哪些測試，以及如何監控結果（在喝含咖啡因飲料之前和之後！）

反應時間測試

• http://www.exploratorium.edu/baseball/reactiontime.html : 一個以棒球為主題的反應測試器。根據你揮棒的速度，你會得到以毫秒為單位的反應時間。
• http://faculty.washington.edu/chudler/java/dottime.html : 在點在網格中移動時點選它，在 30 秒內點選儘可能多的次數。擊中次數可以用來衡量反應速度。這只是一個簡單的“打地鼠”遊戲的版本。
• http://www.sciencenetlinks.com/interactives/zap.html : “消滅”蒼蠅，非常適合低能力/特殊教育學生群體測試反應速度。
• http://www.bbc.co.uk/science/humanbody/sleep/sheep/ ... 以及最有趣的：向試圖逃跑的綿羊發射鎮靜劑飛鏢！不，我們真的沒有那麼狠心，但這確實會上癮。

記憶測試

• http://faculty.washington.edu/chudler/stm0.html : 一個基本的短期記憶測試，其中六組字母閃現以供記憶（這適合中低能力的群體）。需要投影儀/白板。
• http://www.jcu.edu.au/studying/services/studyskills/studysmart/memory.html : 一個記憶測試，它會顯示要記憶的單詞，學生將它們輸入提供的空間。這個需要一個資訊與通訊技術實驗室，以便每個學生都可以訪問計算機。
• http://www.bbc.co.uk/science/humanbody/mind/interactives/intelligenceandmemory/memorytest/ : 記住螢幕上出現的單詞的順序，然後拖放到正確的位置。需要投影儀/白板。
• http://www.bbc.co.uk/science/humanbody/sleep/tmt/ : 此測試測試面部識別能力。顯示 48 張面孔，分為兩組，讓學生記憶。然後要求學生判斷顯示的面孔是在第一組、第二組還是都不在。此測試需要 ICT 實驗室，並且需要一些時間（每張面孔之間有幾秒鐘的延遲！）
• http://www.funbrain.com/match/ 和 http://www.oddtodd.com/concentration/memory.htm 是兩個類似於“SNAP”的遊戲，你需要選擇兩張卡片或圖片，直到配對成功。誰說遊戲沒有教育意義？

由於您將選擇不同的測試來與班級一起進行，因此您可能需要更改記錄結果的方式。

安全

咖啡因過敏是一種公認的醫療現象。應該徵求學生的意見。如果任何學生患有這種疾病或不想攝入咖啡因，他們可以加入對照組。不要在實驗室裡飲用。最好在教室裡飲用。杯子應該乾淨，學生應該被告知他們將要喝可樂。正常的實驗室安全程式適用。

改編和其他想法

• 對於那些想要製作“抖動手測試器”（MadLab 的 Wonky Wire 活動）來研究手的穩定性的人，請參見：http://www.madlab.org/kits/wonky.html（這將為課程增加一些物理和電子知識！）
• BBC 新聞報道：咖啡會導致健忘：http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/3909085.stm
• 咖啡因是一種利尿劑，因此學生可能想多上廁所。想記錄一下有多少次上廁所的請求嗎？
• 反應測試與常識相結合：嘗試一個“誰想成為百萬富翁”型別的“最快手指先”問答遊戲（最好使用互動式鍵盤或 ICT 實驗室）。
• 可以用測力計測試肌肉力量（攝入咖啡因後會變弱）。
• 咖啡因還會引起支氣管擴張。嘗試使用手持峰值流量計（用於哮喘患者，這些流量計很便宜，可以從藥店購買）來測量氣道的阻力。

ICT

線上反應或記憶測試，檢視關於安慰劑效應、其他研究的網站資訊，使用電子表格計算值並排序資料。

關鍵詞：安慰劑效應、雙盲試驗、倫理學、心率、脈搏率、咖啡因、研究。

公民身份

工作相關的學習，學習團隊合作，做出明智的選擇，與媒體互動，瞭解媒體在社會中的重要性，瞭解醫學研究的世界。

評估機會

計劃調查，正確識別變數，準確收集和記錄結果，檢驗假設並考慮其他因素，分析資料以發現規律，計劃技能，記錄觀察結果，測量，ICT 技能（可選），繪圖技能和得出結論。

課程連結

考慮觀察或測量中的異常現象並嘗試解釋它們；飲食、運動、吸菸和藥物對健康的影響方式（與 PSHE 計劃一致）；證據是否與預測相符？藥物對身體在生理和心理方面如何運作有什麼影響？

第一課

起始活動

介紹咖啡因（參見背景說明表）。展示用顯微鏡拍攝的蚤類水蚤的影片。讓學生在新增少量咖啡因前後計算水蚤的心跳次數。學生應該注意到心跳次數會增加。學生可以討論造成這種現象的原因。（共 8 分鐘）。

核心水平主要活動

1. 學生然後計劃如何在他們自己身上進行相同的實驗。學生應該考慮自變數、因變數、讀數的準確度以及合適的咖啡因來源。可以使用計劃表來節省時間，學生需要幫助來學習如何測量他們的脈搏。他們還應該特別注意在實驗期間可能影響他們脈搏並影響結果的其他外部因素。（10-15 分鐘）。

2. 學生靜止心跳 15 秒，然後乘以 4。這些結果然後輸入電子表格（在計算機或準備好的幻燈片上）。學生可能選擇進行第二次讀數，以確保他們的結果準確。（3 分鐘）。

3. 要求學生喝可樂（注意安全資訊）。他們不應該知道一半的杯子裡含有咖啡因飲料，而另一半則沒有。學生應該記下他們喝的杯子的編號。老師將在本課的後面揭示飲料的真實性質。（5 分鐘）。

4. 在學生等待（大約 10-15 分鐘）咖啡因生效期間，他們應該考慮可靠性。需要多少學生的測試結果才能確保咖啡因有效果？（10 分鐘）。5. 然後學生再次測量他們的脈搏。結果與之前一樣收集到電子表格中。

6. 向學生透露，只有半數學生真正喝了咖啡因。他們能從結果中推斷出哪些學生喝了咖啡因嗎？在電子表格上突出顯示喝了咖啡因的學生。這會對結果產生什麼影響？

7. 討論這樣一個事實：沒有喝咖啡因的學生的脈搏率仍然升高。為什麼會出現這種情況？是因為他們相信老師嗎？

總結

總結一下發現了什麼，或者沒有發現什麼。醫生在試圖找出一種藥物是否有效時，會遇到什麼問題？解釋安慰劑效應。

執行本課的另一種方式

另一個選擇是將杯子分成三批。A 批含有不含咖啡因的飲料，例如橙汁或檸檬水（檢查成分），將用作對照組。B 批和 C 批應分別包含脫咖啡因可樂和含咖啡因可樂。學生應該被告知兩者都含有咖啡因。並且應該從一開始就明確告訴他們，喝咖啡因的影響包括：脈搏/心率加快、反應時間加快、警覺性提高、記憶力下降和手抖！

向學生解釋，他們將測試咖啡因對反應速度的影響，測試反射的方法，並進行演示。主要有兩種方法，使用線上反應速度測試或捕捉掉落的米尺（有關每個實驗的詳細資訊，請參閱附件的工作表或線上說明）。學生此時可以提出假設並練習實驗，直到喝飲料後 10-15 分鐘。嘗試鼓勵學生考慮為什麼等待這段時間很重要。

當學生完成反應時間測試，並重複數次後，每個小組應該聚在一起記錄所有時間。然後將這些時間記錄在電子表格或白板上，供全班同學參考。當所有結果都顯示在白板上後，可以告訴大家，B組喝的是無咖啡因可樂，而C組喝的是含咖啡因可樂。強調由於相信自己攝入了興奮劑而導致反應時間加快是“安慰劑效應”。安慰劑效應指的是，某種實際上沒有任何效果的物質，卻產生了與被測試藥物或實驗相同或相似的效果。這通常是因為被測試者相信自己正在接受藥物。

討論不同結果之間的差異。希望A組的反應時間略長於B組和C組。詢問為什麼A組和B組之間存在任何差異，因為兩者都沒有攝入咖啡因。

家庭作業

• 研究安慰劑效應。
• 練習測量他人的脈搏。
• 你相信順勢療法/草藥的功效嗎？為什麼？
• 為一款擁有神奇健康益處的虛構產品製作廣告。你認為你能成功地推銷它嗎？

第二課

起始活動

觀察糖丸緩解疼痛的結果，以及安慰劑手術（假手術）的奇妙效果。學生可能從他們的家庭作業中找到了其他顯示安慰劑效應的資料。（5到10分鐘）。

核心水平主要活動

1. 學生得到一張表格，上面記錄著他們在上節課收集的結果。這些結果被分成含咖啡因可樂飲用者和無咖啡因可樂飲用者。表格展示了喝可樂前後脈搏速率（或反應時間）的差異。學生可以作為全班或以小組的形式討論，看看是否有足夠的證據證明安慰劑效應。然後學生應該總結他們的發現，並用科學理論解釋他們的發現。（10分鐘）。

2. 然後學生可以評估他們使用的方法的有效性。他們被欺騙相信自己喝的是含咖啡因可樂，這是正確的嗎？他們的實驗中是否有對照組？他們如何新增對照組（如果之前沒有使用） - 課堂討論？（10分鐘）。

3. 對另一個班級進行實驗的計劃。有了新獲得的知識，他們現在可以對一個甚至兩個班級進行實驗。班級可以分成兩組，對另外兩個班級進行實驗。他們需要制定一個共同的方法。建議他們將受試者分成三類：含咖啡因、無咖啡因和水（建議的對照組）。學生需要模擬雙盲模型，以便倒可樂的人與提供可樂的人分開。老師可以討論提供者如果知道飲料中有什麼，可能會發出哪些潛意識訊號。讓學生寫一份知情同意書也是一個有用的練習（示例提供），這樣受試者就會允許使用和釋出他們的結果（嗯，在課堂上展示！）。建議將大型研究小組分成以下角色（20分鐘）

a. 研究負責人：協調團隊並展示結果。

b. 解釋者：兩名學生將準備一份宣告，並在實驗物件面前宣讀。這將邀請學生參與實驗，告知他們正在研究的理論，並解釋將對他們進行的操作。他們必須確保不會洩露太多資訊。

c. 研究人員：在“候診室”組織受試者，確保環境平靜，避免心跳加速。

d. 行政人員：收集許可簽名，並詢問學生之前攝入了什麼。

e. 脈搏記錄員：他們可能希望在家中準備，或者可以使用脈搏計。

f. 可樂提供者：記錄提供給學生的杯子編號，並保管可樂。

g. 可樂倒入者：這名學生需要獨自待在房間的角落。

4. 在這節課中，學生只需要計劃操作並組織後勤工作，他們將在課末展示他們的計劃和員工名單。（5分鐘）。

對於可能需要幫助的人，提供關於雙盲試驗的詳細資訊可能會有所幫助：有時醫生和科學家不知道治療患者的最佳方法，因此會對不同的治療方法進行比較。患者被分成幾組，每組接受不同的治療，然後比較結果。為了確保各組的初始條件相同，他們被隨機分配到不同組。因此，這被稱為隨機試驗。在盲法試驗中，患者不知道自己屬於哪個治療組。在雙盲試驗中，患者和醫生都不知道患者屬於哪個組（但如果他們需要知道，他們有方法可以查閱！）。這樣做的原因是為了防止科學研究中的任何偏見。

總結

透過討論學生對下一節課的期待來總結這節課。討論職業道德和倫理，並可能制定一套規則，讓他們在下一節課之前都遵守。

第三課

起始活動

列出一系列實驗，讓學生識別哪些實驗可能會受到安慰劑效應的影響。（或者播放一段有關這個話題的影片片段，例如一段醫生在與患者談論安慰劑效應及其影響的影片簡介 - 2分鐘）。

核心水平主要活動

1. 回顧上節課制定的計劃。（5分鐘）。

2. 學生“進入角色” - 按照上節課的安排。（5分鐘）。

3. 整理教室傢俱，以便進行一系列活動，例如：閱讀資訊單、簽署知情同意書、測量脈搏、喝可樂、等待、再次測量脈搏。（5分鐘）。

4. 進行實驗（40分鐘）。學生還應在共享電子表格上收集結果，或將所有結果收集起來，交回給老師。

5. 總結課堂討論，談談實驗的進展。哪些方面很成功？哪些方面進展順利？

根據時間限制，下一部分可以在下一節課進行

1. 學生得到一張表格，上面記錄著他們在上節課收集的結果。應該可以比較兩組收集的結果。哪些結果是可靠的？結果之間是否存在任何差異？他們應該如何處理結果才能看到安慰劑效應是否出現？（15分鐘）。

2. 然後學生可以分析結果，並以圖形形式呈現。（15分鐘）。

3. 學生應該對整個實驗得出總體結論。（15分鐘）。

總結

這節課如何影響他們對服用藥物和接受醫生建議的看法？

擴充套件

討論安慰劑效應的強大之處。某些藥物聲稱可以“讓你興奮起來”，使你更專注，而另一些藥物則聲稱可以“讓你平靜下來”，使你更專注？這可能嗎？但有了安慰劑效應，誰知道呢…

對於那些對運動科學感興趣的人

咖啡因在訓練中從未被禁止，但在比賽中受到控制，尿液濃度必須低於12 ng/ml。世界反興奮劑機構 (WADA; http://www.ada-ama.org/en/) 制定運動禁藥清單，咖啡因在2004年從清單中刪除，但現在列入了監測清單，即他們會檢視濃度，但不會採取任何行動。所以如果你在去健身房的路上喝了一杯咖啡，不用擔心！

安慰劑效應：參與實驗設計和試驗的老師的反饋

安慰劑實驗在八年級頂尖班級進行了試驗。大多數學生（除兩人外）都聽說過“安慰劑效應”這個詞，但只有少數學生知道它的意思，並能準確地描述它。只有一名學生理解了雙盲試驗的概念。

最好在開始時少說點，在結果方面多進行一些討論。在第一次實驗中，我發現我講得太多了，學生們試圖將這種效應強加於結果上。

在第一次實驗中，我們收集了大量結果。之後，大量的討論都集中在結果的統計顯著性上，而這對於大多數八年級班級來說需要謹慎處理。

同一個班級對另外兩個八年級班級進行了實驗，他們自己設計了實驗。他們還測量了其他學生的脈搏速率。這引發了更多討論，因為他們質疑彼此測量脈搏準確性的方法。我們模仿了真正的臨床試驗過程，甚至讓學生簽署書面知情同意書。學生特別喜歡這部分課，並特別關注活動的物流安排。

這些活動是在顯微鏡下對咖啡因和阿司匹林對水蚤心臟跳動影響進行廣泛調查後進行的。學生們完全意識到咖啡因確實會加快心跳速度。