第12章 实验设计
物理九年级全册第12章欧姆定律
振
亚
教学课件
物理 九年级全一册 北师大版
第十二章 欧姆定律
二、根据欧姆定律测量导体的电阻
问题与思考
老师给同学们提供了几个没有做标记的电阻，其中有 一个是12 Ω，你能通过实验找出这个12 Ω的电阻吗？
1.知道用电压表和电流表测量电阻的实验原理。 2.会根据实验原理设计实验方案，知道通过多次测量可以减小实验误差。 3.知道滑动变阻器在本实验中的作用。
3、一把电烙铁正常工作时的电阻是720Ω，通过的电流 是0.1A，问必须给它串联一个多大的电阻才能把它接到 220V的电源上。
解：如图，设R1=720Ω，I=0.1A，U=220V U1=I·R1=0.1A×720Ω=72V U2=U-U1=220V-72V=148V R2=U2/I=148V/0.1A=1480Ω
教学课件
物理 九年级全一册 北师大版
第十二章 欧姆定律
一、学生实验：探究——电流跟、电压电阻 的关系
怎样才能使灯泡发光 程度变暗呢?
U
I R
U
I与
有什么关系？
R
如何探究电流与电 压和电阻的关系？
实验设计
1、保持__R__不变，研究 I 随 U
的变化关系
A R =10Ω
I U
V 滑动变阻器的作用
解：由于1/R=1/R1+1/R2 所以1/R=1/3Ω+1/6Ω=3/6Ω=1/2Ω R=2Ω，根据欧姆定律I=U/R=3V/2Ω=1.5A 答：它们并联的等效电阻是2Ω，电路中的总电流为 1.5A。
应用提高
1、(多选)在“测量小灯泡电阻”的实验中，滑动变阻器能起 到的作用是( ABD ) A．改变电路中的电流 B．保护电路 C．改变被测小灯泡的电阻 D．改变被测小灯泡两端的电压
实验设计方法-PPT
3、优缺点;
(1)优点;设计方法简单易行,统计分析也简单; 适用面广,不论两组或多组、不管组间样本含 量相等或不等,均可采用这种设计。
(2)缺点;要求实验设计,故实 验所需样本含量相对较多。
变异来源 总变异 组间变异
01 组内变异
表 方差分析结果 SS υ MS F P 281、65 31 141、17 3 47、057 9、38 <0、
140、465 28 5、017
二、配对设计与分析▲
①、概念---就是将受试对象按一定条件配成对 子,再随机分配每对中得两个受试对象到不同得 处理组、
予以注射、以上剂量、种系与笼子三个 因素得分组如下表,试分析不同因素间 有无差别。
表白兔注射不同剂量甲状腺素后得甲状腺体重量(mg)
种系
笼
号
种系 种系
1
2 3 4 5 小计 均数
甲
C65 E85 A57 B49 D79 335 67、0
乙
E82 B63 D77 C70 A46 338 67、6
(k-1)(b-1)
MS区组 MS误差
四、 拉丁方设计与方差分析(110)
一、拉丁方设计▲
1、概念;用r个拉丁字母排成r行r列得方阵,使每行、每列中每个 字母都出现一次,这样得方阵叫r阶拉丁方。按拉丁方得字母、 行与列安排处理及影响因素得试验称为拉丁方试验。
拉丁方设计就是随机单位组设计得进一步扩展,可以考虑3个 处理因素。(也可以1个、2个)
4、方法 :完全随机分组设计方案 示意图
预选对象
按纳入 标准
《机械能》教学设计
《机械能》本节课取自教科版八年级下《第十二章第1节 机械能》。
一、教材分析及学情分析教材分析：机械能是八年级物理下册第十二章的第一节内容。
它包括动能、势能的概念，以及动能、势能大小的决定因素。
是在机械运动，功的基础上展开的，是前面知识的延伸，又为后面《机械能及其转化》的学习奠定基础。
教材用生活实例引出动能、势能的概念，通过探究让学生明白其决定因素。
实例引出动能、势能的概念，通过探究让学生明白其决定因素。
学情分析：本节课有关流体的运动以及速度变化情况，与生活实际联系紧密，不易观察，学习起来较为抽象，学生只对表面现象感兴趣，缺乏理性思考，由于八年级的学生已经初步具备了一定的观察、分析、解决问题的能力，本节课我把教学重点放在了实验探究上，用实验来逐步的引导学生思考和实践，激发他们的学习兴趣，激发学生对科学的热爱。
习兴趣，激发学生对科学的热爱。
二、教学目标根据课程标准的要求和对教材的理解，结合学生的实际情况，确定本课的三维目标如下：维目标如下：1、知识与技能：（1）知道动能、势能的概念。
（2）在探究实验中理解影响动能势能的因素。
（3）用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。
）用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。
2、过程与方法：知道动能、重力势能、弹性势能的定义；掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。
势能、弹性势能大小的因素。
3、情感、态度和价值观：有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
三、教学重点和难点从功的角度认识动能和势能，并能用实例说明什么是动能、重力势能和弹性势能。
势能。
四、教学内容设计：情景导入：我们在八年级上册中已经学习过能量的相关知识，日常生活中经常提到能，诸如热能、电能、能源开发等等。
“能”是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。
我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能。
自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式——机械能。
自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式——机械能。
九年级物理全册 第12章 第2节《通电螺线管的磁场》教学设计 北京课改版-北京课改版初中九年级全册物
通电螺线管的磁场
【问题一】通电螺线管的磁场是什么样子呢？用什么方法可以简便的观察到磁场的分布情况？
通过观察铁屑分布，你发现通电螺线管外部的磁场与什么磁体相似？
【问题二】从通电螺线管的磁场分布来看，他与条形磁体一样，也有两个磁极，到底哪一端是N极呢？我们可以借助什么来的确定它的磁极呢？
【问题三】通电螺线管的磁场方向跟螺线管中的电流方向是否有关？怎么验证？
改变谁、怎么改变？
比较谁？用什么比较？
根据实验记录可得到什么结论方法在螺线管一端放一个小磁针，观
察小磁针静止时N极的指向，从而判
断出通电螺线管的磁极
小组带着问题讨论，设计实验方案：
进行实验并记录在活动卡上
分析得结论：
通电螺线管的磁场方向与电流方向有
关
总结通电螺线管的磁场特点
看动画，总结握法
培养学生与他
人合作、设计实
验的能力
培养学生操作
能力和分析得
结论能力
培养学生随时
总结的习惯。
12-5-1牛顿第一定律1
以
物体
实验方案
实验设计目的：物体的运动是否需要力维持 摩擦 实验设计目的：物体的运动是否需要力维持(摩擦 力对物体运动的影响) 力对物体运动的影响 实验设计思路：以小车为例， 实验设计思路：以小车为例，尽量减小阻力对小 车运动的影响，看小车运动的情况。（ 。（怎样使小 车运动的影响，看小车运动的情况。（怎样使小 车运动得更远？） 车运动得更远？） 相同条件：相同的小车、 相同条件：相同的小车、小车开始的运动速度相 同一斜面、 同（即:同一斜面、从同一高度静止开始下滑） 同一斜面 从同一高度静止开始下滑） 不同条件：表面不同（ 阻力不同） 不同条件：表面不同（即: 阻力不同） 实验器材：木板、小车、棉布、毛巾、 实验器材：木板、小车、棉布、毛巾、斜面 实验方法：控制变量法、 实验方法：控制变量法、理想实验法
（错误结论）这种认识一直延续了两千多年! 错误结论）这种认识一直延续了两千多年
商务与经济统计学习笔记整理安德森第13版
商务与经济统计学习笔记整理安德森第13版2018/12/11开始阅读，2019/1⽉14⽇完成
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学习笔记⼤纲：
第20章指数
第19章质量管理的统计⽅法
第18章⾮参数⽅法
第17章时间序列分析及预测
第16章回归分析：建⽴模型
第15章多元回归
第14章简单线性回归
第13章实验设计与⽅差分析
第12章多个⽐率的⽐较、独⽴性及拟合优度检验
第11章总体⽅差的统计推断
第10章两总体均值和⽐例的推断
第9章假设检验
第8章区间估计
第7章抽样和抽样分布
第6章连续型概率分布
第5章离散型概率分布。
人教版新课标高中化学实验目录
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（选修6）
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（必修1）
福泉中学高中化学实验目录（必修2）
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（选修4）
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（选修2）。
生物统计学(第3版)杜荣骞 课后习题答案 第十二章 实验设计
第十二章实验设计12.1一项关于在干旱地区生长的一种杨树（Populus euphratica），在土壤中的水分逐渐丧失后，其基因表达、蛋白谱、生态生理学及生长性能等方面产生可逆性改变的研究。
作者在本实验的5个时间点上（H5为对照），用qPCR方法度量了该杨树叶子中的三个基因的转录丰度比[83]，表中给出的为阵列数据：GenBank ID 基因H1H2H3H4H5AJ 780 423 半胱氨酸蛋白酶0.7 1.0 2.3 13.1 1.9AJ 780 698 环核苷酸和钙调节的离子通道 1.5 1.2 3.0 4.3 1.5AJ 777 362 核糖体蛋白 1.1 1.1 1.0 0.9 1.2借用上述数据，以三个基因作为三个区组，计算在5个时间点上转录丰度比差异是否显著？答：随机化完全区组实验设计方差分析的程序，类似于两因素交叉分组实验设计。
以下是本题的程序和结果：options linesize=76 nodate;data poplar;do block=1 to 3;do time=1 to 5;input trans @@;output;end;end;cards;0.7 1.0 2.3 13.1 1.91.5 1.2 3.0 4.3 1.51.1 1.1 1.0 0.9 1.2;proc anova;class block time;model trans=block time;run;The SAS SystemThe ANOVA ProcedureClass Level InformationClass Levels Valuesblock 3 1 2 3time 5 1 2 3 4 5Number of observations 15The SAS SystemThe ANOVA ProcedureDependent Variable: transSum ofSource DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 72.5560000 12.0926667 1.53 0.2809Error 8 63.1013333 7.8876667Corrected Total 14 135.6573333R-Square Coeff Var Root MSE trans Mean0.534848 117.6745 2.808499 2.386667Source DF Anova SS Mean Square F Value Pr > F block 2 18.82533333 9.41266667 1.19 0.3519 time 4 53.73066667 13.43266667 1.70 0.2416从上表中的结果可以看出，如果按随机化完全区组设计进行分析，不同时间点之间的差异不显著。
生物统计第十二章 实验设计2
在某些情况下，我们不仅需要排除假阳性， 还需要排除假阴性。此时就需要设置阳性 对照了。这主要用于我们对实验材料是否 会产生我们所希望的变化并无十分把握的 情况。例如在遗传毒理实验中，常以靶细 胞染色体是否受到损害为指标。如果我们 选用了一类新的靶细胞，那对它是否会出 可观察到的明显的染色体损害就不是非常 肯定。此时则不仅需要阴性对照，也需要 阳性对照，即留出部分实验材料采用一些 已知的强诱变剂，
注意适当设置对照， 四 ． 注意适当设置对照 ， 包括阴性 对照与阳性对照
在生命科学的研究中，常常很难事先根据理 论或经验确定一个标准值，然后再检验样 本是否与它相同。常用的方法是设置一个 对照，通过与对照的比较来检验是否达到 了目的。这种对照又可分为阴性对照与阳 性对照。所谓阴性对照常常是留出一定量 实验材料不加特殊处理，让它们保持自然 状态；而另一部分材料则按预定程序加以 特定处理，然后对处理和不处理的结果加 以比较，看它们是否有差异，从而判断处 理是否有效。
2. 双样本：当两总体标准差σ1，σ2已知时， 其平均值之差的标准差为：
σ 12
n1
2 σ 12。因此有： σ2
n1
L = u 0 . 975 +
+
n2
σ
2 2
令
n n
1
n2
= =
σ σ σ
1
（12.2）
2
σ
1
2
+ σ
2
N ,
2
则有：N = n1 + n2, 且
从统计学角度看，我们更关心第三步，即从数 据处理与分析的角度作好实验设计。一个好 的实验设计，应当是既不丢掉有用信息，又 不浪费人力物力去收集无用数据，并保证以 最小的工作量获取能满足使用需求精度的数 据。从前边的一些课程中也可看到实验设计 的重要性。例如二因素方差分析，有交互作 用，但实验未设重复；或本应进行协方差分 析，却未记录协变量的数据，等等。
河南省教师原创2015届新课标高考化学总复习课件：第12章+第4节化学实验方案的设计与评价
(3)测定同温同浓度的 NaCl 和 NaF 溶液的 pH，确定 F、Cl 元素非金属性的强弱(
服/务/教/师 免/费/馈/赠
)
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化学
(4)H2 还原 CuO 实验中，实验结束时，应先停止通氢气， 再停止加热( ) )
(5) 将 CuSO4·5H2O 加入浓硫酸中，蓝色晶体变为白色，
说明浓硫酸具有很强的脱水性( 【答案】 (2)× (1)× 高锰酸钾会氧化浓盐酸为氯气
第①个方案会产生污染环境的有毒气体SO2
服/务/教/师
免/费/馈/赠
返回菜单
化学
(3)×
测定 NaF 和 NaCl 的溶液 pH ，能够说明 HF 的酸比
HCl酸弱，但判断非金属性强弱应利用最高价氧化物的水化物 (即最高价含氧酸)的酸性 (4)× (5)× 酸的吸水性 若先停止氢气，高温下的铜会与空气中的氧气反 浓硫酸使 CuSO4·5H2O 变成白色粉末，体现浓硫
服/务/教/师
免/费/馈/赠
返ห้องสมุดไป่ตู้菜单
化学
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因： __________________________________________________
____________________。
【解析】 (1)①因为Cl2能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，可 利用湿润的 KI淀粉试纸检验有无 Cl2，同时也为后面产生的白 色AgCl沉淀排除Cl2的干扰。②白雾中混有SO2，SO2也可与酸 化的AgNO3反应产生白色沉淀，故不能证明白雾中含有HCl。 (2) 要证明现象 ⅱ 中的黄绿色是溶液酸性增强引起的，可以在 原漂粉精滤液中滴加稀H2SO4，观察溶液的颜色变化。
先用惰性气体排出装置中的空气，再进行有关实验，最后再用
C程序设计实验指导
《C++程序设计》实验指导目录实验0 认识开发环境........................................错误!未定义书签。
实验1 数据类型与输入输出............................错误!未定义书签。
实验2 分支语句 ................................................错误!未定义书签。
实验3 循环语句 ................................................错误!未定义书签。
实验4 函数和程序结构....................................错误!未定义书签。
实验5 数组 ........................................................错误!未定义书签。
实验6 指针和引用 ............................................错误!未定义书签。
实验7 类和对象 ................................................错误!未定义书签。
实验8 继承和派生 ............................................错误!未定义书签。
实验9 多态 ........................................................错误!未定义书签。
实验10 输入/输出流.........................................错误!未定义书签。
实验0 认识开发环境实验目的●了解和使用集成开发环境。
●熟悉集成开发环境的基本编辑命令及功能键，学会常规窗口操作，熟悉常用的菜单命令。
●学习完整的C++程序开发过程（编辑、编译、连接、调试、运行及查看结果）。
南开大学生物统计学课件第12章 实验设计
第12章 实验设计:四、单因素实验设计
3、拉丁方设计(Latin square design) 在现实中，同一区组内的条件未必完全一致，为
A D 了克服之，采用拉丁方设计。 B E C
❖ 具体做法是：安排每一处理在每一行上出现一次，
同时在每一列上出现D一次，A且每行C和每B列只能E出现一
计划书格式：实验方法的确定
❖实验仪器和设备： 列出仪器和设备种类、数量、规
格和型号。 ❖实验材料的来源：
列出所需材料的种类、数量、生 产厂家、等级。 ❖实验流程：每一步干什么。 ❖经费核算：
第12章 实验设计:二、实验计划书的格式
计划书格式：田间规划
❖ 实验地点的选择： ❖ 土壤肥力勘测： ❖ 隔离区的设置： ❖ 保护行的设置：实验地周围种3-5行其他作物。 ❖ 水源：漫灌、喷灌或滴灌。 ❖ 田间规划：绘制田间规划图，标明实验地的
❖ 随机化：是指实验材料（个体）的配置和实验处理 的顺序都是随机确定的。
第12章 实验设计:二、实验计划书的格式
二、实验计划书的格式
➢ 封面：实验名称、计划书编制者名称
➢ 国内外研究动态 ➢ 实验目的
立项项目前人是否已经做过？ 现在是否有人在做？已经得 到那些结论？存在的问题？
见 ➢ 预期结果 后 ➢ 实验设计的选择
坐落位置以及小区的划分和小区编号。 ❖ 小区划分：确定小区面积，划章 实验设计:三、简单实验设计
三、简单实验设计
把只有一个因素、两个处理（水平）的实验设 计称为简单实验设计。
我们学过：把检验两个不相关的样本是否来自 具有相同均值的总体的t检验称为独立样本t检验； 把检验两个相关的样本是否来自具有相同均值的总 体的t检验称为配对t检验。
实验设计的基本原理
实验设计的基本原理实验设计是科学研究中不可或缺的一环。
它是一个系统的过程，用于规划和组织实验，以解决科学问题。
实验设计的基本原理包括以下几个方面：确定目标、制定假设、选择实验设计和方法、数据收集和分析、结果解释和结论。
首先，确定目标是实验设计的基本原理之一、确定明确的目标非常重要，因为目标将指导实验的设计和方法的选择。
科学家必须清楚自己希望在实验中回答的问题是什么，并建立目标参数。
目标可以是一个具体的量化问题，例如“影响气温变化的因素是什么？”或者“药物是否能够治疗特定的疾病？”。
目标的明确性有助于指导实验的设计和结果的解释。
其次，制定假设是实验设计的基本原理之一、假设是科学研究的基础。
它是对研究问题的一种猜想，可以用来进行实验验证。
在制定假设时，科学家需要根据已有的科学知识和观察到的现象，提出一个可测试的猜想。
例如，假设其中一种肥料可以提高作物的产量。
制定好假设后，科学家可以设计实验来验证假设的有效性。
选择实验设计和方法是实验设计的基本原理之一、根据目标和假设，科学家需要选择适合的实验设计和方法。
实验设计可以有多种类型，包括前后实验设计、随机实验设计和对照实验设计等。
在选择实验设计和方法时，科学家需要考虑实验的可行性、可重复性和操作性。
同时，还需考虑实验的样本大小、条件设置和变量控制等因素。
数据收集和分析是实验设计的基本原理之一、实验的科学可靠性很大程度上依赖于数据的准确性和分析的合理性。
科学家需要设计数据收集的程序和方法，确保数据的可靠性和完整性。
数据分析是实验中对数据进行整理、统计和解释的过程。
科学家可以使用统计学方法来分析数据，以验证假设是否有效。
结果解释和结论是实验设计的基本原理之一、在实验设计中，科学家需要对实验结果进行解释，并得出结论。
结论应该基于实验数据和分析结果，并回答原始研究问题。
科学家应该清楚地描述实验结果的限制和不确定性，并讨论可能的解释和未来的研究方向。
总之，实验设计的基本原理是确定目标、制定假设、选择实验设计和方法、数据收集和分析、结果解释和结论。
人民大2024社会调查教程(第八版)作者PPT第12章 实验调查法
组别 实验组 控制组
前测 前测
实验过程 实验激发 ×
后测 后测
计算公式： 实验效应＝实验组 （后检测－前检测）－控制组 （后检测－前检测）
➢实验组控制组设计的具体步骤：
具体步骤 （1）选择实验对象 （２）选择实验环境 （３）前检测 （４）给予实验激发 （５）后检测 （６）得出实验结论
实验组 √ √ √ √ √ √
之间的因果关系，而且这种因果关系——无论是证实还是证伪，都是经过实践检 验了的结论。
调查方法的综合性。实验调查过程，不仅是不断搜集材料的过程，而且
是不断研究材料的过程，它是各种调查方法和研究方法综合使用的过程。
实验效果的可检测性。由实验活动（实验激发）而引起的实验对象的变
化，必须是可以检测、可以量度的。只有如此，才能说明实验激发的效应， 才能做出实验调查的结论。
单组后测实验设计 实验组
实验程序
×
实验激发（自变量）
后测
实例
一位语文老师深感小学生作文言之无物，于 是设计了“情景作文”方法在班上试行，经 一段时间后发现学生作文质量有较普遍的提 高。
2. 单组前后测实验设计
只选择一批实验对象作为实验组，通过实验激发前后测 量实验对象的变化对比来得出实验结论。
（2）多实验组实验设计种类 根据实验者、实验对象、实验环境、实验激发的同与不同，多实验组实 验可做多种多样设计。（如下图）
2. 多控制组设计
不仅前测、实验激发会对实验对象产生某些心理预期，而且前测与实验激发之间 还会产生某些交互效应，它们都会对实验结果产生某种影响。为了离析、排除这 些心理预期、交互效应的影响，可进行实验组、双控制组设计和实验组、三控制 组设计，其特点是对不同控制组的前测和实验激发做出不同安排 。 类型：
七年级生物下册第四单元第十二章人体生命活动的调节教案(新版)苏教版
1.请学生结合本节课所学的神经系统和激素调节的内容，总结人体生命活动的调节机制，并以思维导图的形式展示。
2.设计一个实验，验证神经系统和激素对人体生理活动的调节作用。要求实验设计合理、可行，并能够清晰地展示实验结果。
3.结合生活实例，分析神经系统和激素调节在实际生活中的应用，并撰写一篇短文。
3.互动式教学平台：利用教学互动平台，进行实时问答和讨论，促进师生之间的互动和交流，及时解答学生的疑问，提高教学效果。
4.在线学习资源：提供相关的在线学习资源和课外阅读材料，让学生在课后进行拓展学习和自主学习，提高学生的学习兴趣和主动性。
5.评价与反馈：通过在线评价系统和课堂评价，及时对学生的学习情况进行反馈和指导，帮助学生认识到自己的不足，促进学生的学习进步。
2.引入虚拟实验软件，让学生在模拟环境中进行实验操作，增强学生的实践能力和科学探究精神。
3.采用问题驱动和案例分析的方法，激发学生的思考和探究欲望，培养学生的科学思维和创新能力。
（二）存在主要问题
1.在教学管理方面，课堂纪律需要进一步加强，确保学生的学习效果。
2.在教学组织方面，小组合作和讨论环节的组织和引导需要进一步优化，提高学生的参与度和互动效果。
内容逻辑关系
本文重点知识点：神经系统和激素对人体生理活动的调节方式、神经系统和激素调节相互关系。
本文重点词句：神经系统通过神经冲动和递质的传递，对人体生理活动进行快速、短暂的调节；激素通过血液循环对人体生理活动进行缓慢、持久的调节；神经系统和激素调节相互协调，共同维持人体内环境的稳定。
2.人体稳态的维持及其意义
3.论述题：请论述神经系统和激素调节相互关系及其在维持稳态中的作用。
答案：神经系统和激素调节相互协调，共同维持人体内环境的稳定。神经系统通过快速调节，使身体迅速响应内外环境变化；激素调节则通过缓慢而持久的机制，使身体适应长期的变化。在维持稳态中，神经系统负责快速反应，激素调节则负责长期的适应和调整。
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12 实验设计中山大学公共卫生学院 医学统计学与流行病学系 骆福添★ 前面学过变量的统计分析方法，例如： t S t x S x fxa ± ± 可简称数据分析方法。
数据怎么来的 ？？12.1 实验设计的概念【例】1987 年某产科医师为研究胎次与儿童智力的关系，收集病案资料（考上大学人数） ：第一胎 19 人、第二胎 18 人、第三胎 10人、第四胎 7 人、第五胎 4 人。
由 此得出结论：智力与胎次有关，胎次愈多智力愈差，第一胎智力最好。
？？ 科研设计就是制订科研工作计划科研设计包括专业设计和统计设计两部分 (高血压病因)为制订好统计设计-搜集数据的计划，有必要回顾一下统计学要点（附件） 统计设计类型：· 实验研究 因®果。
动物实验证实病因/效应，如启东肝癌动物实验。
正向推理· 临床试验 因®果。
临床观察验证/探索[n 小或回顾]，如新药"A 脂"降脂。
正向推理 · 调查研究 果®因。
疾病分布探索病因，如中山NPC 病因。
逆推理（置信度）【例】某研究所有这样一个研究目的：希望考察“A 脂”的降血脂的疗效。
拟选择 40 只 小鼠作为实验研究对象，考察 A 脂（用 20 只小鼠）与公认有效的降血脂药物“洛伐 他丁”（用 20 只小鼠）降低血脂的疗效之间的差别是否有统计学意义，以 LDL（低 密度脂蛋白）为评价疗效的主要指标。
具体实施方法如下：· 根据预实验和前人的经验，获得关于估计动物只数所需要的基本信息，并估算出每 个药物组所需要的最低小鼠数为 20 只，两个药物组共需要 40 只小鼠；先将小鼠喂 以高脂饮食，使其达到高脂血症状态（称为造模），待造模成功（即指标 LDL 高于 某特定数值）后，采取非人为的方法（即随机化法）将 40 只小鼠均分入 A 脂组和 洛伐他丁组，分别服用相应药物一段时间（药物有规定的剂量和用法），测出每只 小鼠 LDL 值的改变量（即用药前的 LDL 值减去用药后的 LDL 值）。
选用适当的统计 分析方法分析两组小鼠的 LDL 改变值， 从而得出关于两种药物疗效之间差别是否具 有统计学意义的结论。
若两种药物疗效之间的差别无统计学意义，仅从降血脂的疗 效角度看，可以初步认为：能用新药“A 脂”取代现在公认的降血脂药物“洛伐他丁”。
主要内容：（1）选择什么作为受试对象（本例为小鼠）； （2） 如何确定样本含量 （应按已知条件和设计类型估计合适的样本含量， 本例 N=40）； （3）如何设立合适的对照组（本例以洛伐他丁药物为对照药）； （4）确定拟考察的实验因素（本例为药物的种类，即 A 脂与洛伐他丁）； （5）确定实验效应（本例通过测定血脂指标 LDL 的改变值来反映药物的疗效）； （6）采取科学的方法对受试对象分组进行分组，通常是完全随机化方法（即非人为 因素影响的分组方法）；（7）确定合适的实验设计类型（本例将受试对象随机分为两组，称为成组设计）。
· 从这些内容中可以提炼出构建实验设计的三大支柱： 实验设计的三要素 （受试对象、 实验因素、实验效应）、实验设计的四原则（随机、对照、重复、均衡）和实验设 计类型。
12.2 实验设计的三要素·“要素”即关键，缺一便不成为研究Luo Nov08： 【例】黑米皮 对家兔 动脉粥样硬化的抑制作用。
（因素） （对象） （效应）12.2.2 实验因素· 处理因素：根据研究目的确定的欲施加或欲观察的因素，简称处理或因素(factor) · 实验性∕观察性：施加的或客观存在的(如婴儿母乳喂养) · 处理∕协变∕混杂： Luo Nov08： 观察项目 作用类别 统计分类 黑米皮、白米皮、对照 外加因素 研究因素、处理因素（3 水平） 性别、体重 内在因素 混杂因素、协变量 进食量 偶然因素 协变因素、协变量 处理因素：研究的主要因素协变因素：影响处理因素效应的因素（协同效应）混杂因素：一是非研究因素（早有定论，如年龄、性别等）二是确实有作用（不均衡，目测判断∕P<0.05）·要求：(1)分清处理因素和混杂因素 (2)保持处理因素恒定不变(3)尽量用单因素设计（控制／均衡 协变因素）12.2.1 受试对象2010-10-30 羊城晚报：2006 年起,河南省平顶山市将“幸福指数”作为考核官员的指 标。
《河南商报》11 月 29 日报道平顶山市统计局长说“幸福指数高并不代表每个公 民就幸福了，这只是通过统计学来测量一个地方的社会综合发展状况” ，…“把所有 个体感受都加进来，都没法做指数了。
”· 受试对象：或称研究对象是处理因素作用的客体，是根据研究目的确定的研究总体 · 对象选择：（1）个体：动物、个人、器官（眼） （组织、细胞、分子－常忽略误差） （2）标准： （动物模型/人体）适应症：病种、病情、病程 (大范围)纳入标准：同质性，反映平均效应 （年龄、志愿、总分） 排除标准：禁忌症，保证安全性 （孕妇、器质性病变）剔除标准：误纳、新发禁忌症、信息缺乏（年龄虚报、新近怀孕、从未复诊）12.2.2与12.2.1位置对调12.2.3 实验效应· 实验效应：是处理因素作用于受试对象的反应(response)和结局(outcome)· 效应指标：要求(1)客观性：效应指标要观指标，主观指标要数量化(2)精确性：包括准确度和精密度(3)特异性和灵敏性：特异度＝真阴性 (贫血↔HB)灵敏度＝真阳性 (贫血↔HB)(4)指标的观察：要避免偏倚，必须盲法（ “面子疗效” ）12.3 实验设计的四原则·“原则”即规则，违规使研究结果偏性（还算“研究”）· 必须遵循的原则：对照、均衡、随机、重复12.3.1 对照原则· 对照作用：分离处理效应（如小鼠毒物实验）· 对照要求：应满足均衡性（后述）· 对照种类：(1)空白对照：对照组无任何处理（非盲）(2)标准对照：常规、参考值(3)自身对照：前后对比、左右对比(4)相互对照：不同处理组之间(5)实验对照：对照组常规处理，实验组附加因素(6)历史对照：历史上同类（同一）研究作为对照12.3.4 均衡原则• 均衡是指各处理组的协变量“齐同”∕一致，使样本有代表性• 设计时：对均衡性提出要求（1）差值限度：如年龄平均差 2 岁，性别构成差 10%（2）检验水准：如规定双侧检验、检验水准 =0.20• 分析时：对均衡性进行核查（1）描述：所有资料，要对组间均衡性作统计描述（2）检验：对于很大的样本，可作假设检验12.3.3 随机原则· 随机：即“公平”，使每个受试对象有同等的机会被抽取或分到不同的组· 随机是手段、均衡和代表性是目的· 随机≠随便，任何随便都不是随机的· 随机方式：(1)随机抽样：每个个体都有相同机会被抽中(2)随机分组：每个受试者被分配到各组的机会相等(3)随机顺序：每个受试者先后接受处理的机会相等· 随机方法，例如 20 只白鼠随机分为 A 组和 B 组(1)编号：将n个受试对象编号。
1～20号(2)取随机数：随机表、计算器或计算机获得。
得20个随机数、排队编秩号(3)确定组别：根据受试对象获得的随机数决定。
秩号单数为A组，双数为B组12.3.2 重复原则· 即样本含量。
重复是指实验组和对照组的实验单位应具有一定的数量· 广义来讲，重复包括三种情形：（1）整个实验的重复：即实验的可重现性（正宗定义）（2）用多个受试对象进行重复：换言之, 要有足够的样本含量（简化）· 为了可重现性好 à 必须误差要小 à 必须样本量足够大。
· 每组：探索性30、有效性100、安全性1000（3）同一受试对象的重复观察：例如测血压 3 次，均数作为最终结果（设计类型）12.4 实验设计类型12.4.1 单因素设计在实验研究中所考察的的实验因素只有一个，其水平数或多或少，视具体情况而 定。
当考察的实验因素的水平数k=1 时，叫做“单组设计（a single group design）”； 当k=2 时， 可分为“配对设计(a paired design)”和“成组设计(a two-group divisible design)”；当 k³3 时，叫做“单因素多水平设计(one-way design with multiple levels)”。
12.4.1.1 单组设计相当于标准对照设计（给定标准值或理论值）例 12-1 已知我国婴儿平均出生体重为 3309 克，现调查某低经济状态地区某医院产 科病房中足期分娩的 100 例活婴的平均体重为 2900 克，问是否该地区上述医院足 期分娩的活婴平均体重低于全国平均水平？（测得的具体数据从略）。
12.4.1.2 配对设计· 主要指自身对照设计（前后对比、左右对比）· 动物：同窝动物可配成对子· 人：一般不宜配成对子 （病例对照研究有不同个体“配对” ，匹配差些不要紧。
不管怎样，其结果都是很初步的、“大海捞针”似的）例 12-2 欲研究某药物在体内抗乳腺癌的作用，选取 10 只已诱发乳腺肿瘤的大鼠皮 下注射该药物，一段时间后观察每只大鼠乳腺肿瘤体积，数据列在下面。
问治疗前 后的乳腺肿瘤体积之间的差别是否有统计学意义。
问该研究属于何种实验设计类 型？大 鼠 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10治疗前体积（cm 3 ） 4.3 5.1 4.9 5.8 6.1 4.5 5.5 4.2 4.9 5.2治疗后体积（cm 3 ） 3.1 4.2 4.5 5.1 4.8 6.1 5.3 3.1 3.5 5.112.4.1.3 成组设计· 相当于相互对照设计，或实验对照设计· 成组设计有两种情况，一是从同一总体中随机抽取两个样本，分别接受两种不同的 处理； 另一是分别从两个总体中各随机抽取一个样本， 接受同一种处理。
例如，……， 只能从男性、女性两个子总体中分别随机抽样（Luo：“总体”改为群体好些，如果 知道“总体”就不用统计检验了）12.4.1.4 单因素多水平设计·“多水平”是个新词，是指按某特征数量等级分组（如高、中、低）· 以往将“多水平”等同于“多组”，忽略了“数量组”特性12.4.2 随机区组设计· 随机区组设计（a randomized blocks design）是配对设计的扩展。