常用实验设计方案类型与分析方法共85页
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45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
常用实验设计方案类型与分析方法
1、纪律是管理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
常用试验设计类型和方法
例 若 将 20 个 实 验 单 位 随 机 等 分 为 四 组 。 对 2 位 随 机 数 字 规 定 ， 00~24 为 甲 组 ， 25~49 为 乙 组 ， 50~74为丙组，75~99为丁组，分组结果如下：(3\4\6)
检验效能
检验效能（power of a test），又称把握度（power）， 记作1-β，指当两个（或几个）总体存在差异时，经假 设检验能够发现该差异的可能性大小。 ● 1 与 、 、 、N 有关。
● 假设检验为“阴性”结论（P>0.05)时, 不能
简单地下“处理无效”的结论，而应该检查一下 是否是检验效能不足。
实验设计的作用主要是减小误差、提高实验的 效率。因此，从统计方面说，根据误差的来源， 在设计时必需遵守三个基本统计学原则，即对 照（control）原则、随机化（randomization） 原则及重复（ replication ）原则。重复和对照 也是观察性研究必须遵循的原则，唯有随机化 分组是实验性研究的显著特征。
简单随机化分组方法不能保证分组后各组例数相等， 但当受试对象总例数较多时（如N>200），两组例数相
差悬殊的概率较小。尽管如此，在正式试验前最好先检
查一下随机分配表（即分组过程及结果表）中各组例数 是否大致相当。如果发现相差悬殊（如100例分两组，A 组15例，B组85例），可以重新制定随机化分配表。 有些研究希望各组例数相同。当各组例数不相等时， 可从例数较多的组中随机抽取一部分受试者补充到例数 较少的组，使各组例数相等。
方法又有许多不同的类型。实验设计是关于数据采集、统计
方法应用和得出结论的关键步骤。如实验设计出现错误，不 论用什么统计方法进行数据处理也无法得到正确的结论。因 此，在医学科研中只要条件允许，应尽量在良好的实验设计 的基础上采集数据。医学研究中常用的实验设计类型和方法
课件：常见的实验设计方法
表3 各组对小鼠小肠运动的影响
组别
（1）空白组 （2）模型组 （3）口服液低剂量组 （4）口服液中剂量组 （5）口服液高剂量组 （6）丸剂组 （7）儿康宁组
剂量 ( g/kg)
0 0 2.34 7.02 21.06 2.34 2.34
鼠数 (只) 10 10 10 10 10 10 10
推进率 (%)
表5资料所对应的实验设计类型为单因素4水平设 计，统计分析方法可采用单因素方差分析或秩和 检验。
表6 在两个阶段用丹皮酚诱发鼠后左右耳厚度差值比较
致敏阶段 诱发阶段 丹皮酚用否 丹皮酚用否
用 不用
用 不用
用 不用
厚度（10-5m）
左耳
右耳
差值
33.2±5.0 37.3±5.6 31.1±3.1 38.8±5.2
耳肿重量 (mg)
21.2±2.7 22.3±3.5 18.8±3.1 16.5±2.4 11.2±1.5 14.3±2.9 18.6±3.6 19.2±3.4
P值 与对照比 与Cy 比
>0.05 >0.05 <0.01
<0.01 <0.01 <0.01
注：补肾药全称为补肾益寿胶囊
表2 不同中药对小鼠迟发超敏反应的影响结果耳肿重量（mg）
多因素实验设计类型的辨析
• 例3 某为了研究丹皮酚治疗湿疹的作用，某人取 60只小鼠。体重20~25g，分为6组，每组10只， 将其全部致敏，左耳诱发皮炎，右耳作对照。Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ组致敏和诱发阶段均用药，剂量分别为 2mg/kg、1mg/kg、 0.5mg/kg。Ⅳ组为生理盐水 对照。Ⅴ组仅在致敏阶段用药，Ⅵ组仅在诱发阶 段用药，剂量均为1mg/kg。诱发24h后处死小鼠， 测耳中部厚度。统计学处理：用t检验处理资料， 实验设计和资料如表4：
实验设计方案都有哪些
实验设计方案都有哪些实验设计方案是科学研究中十分重要的一部分，它涉及到实验的目的、实验设计、实验步骤、数据分析等方面。
合理的实验设计方案能够确保实验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些常见的实验设计方案，帮助读者更好地理解和应用实验设计。
一、完全随机设计完全随机设计是一种简单而常见的实验设计方案。
该方案要求实验对象随机分配到实验组和对照组，以确保两组的实验对象具备相似的特征和实验条件。
完全随机设计能有效降低实验中个体差异对结果的影响，增加实验结果的可靠性。
例如，对于一个药物疗效的实验研究，研究人员可以将实验对象按照一定比例随机分配到接受药物治疗和接受安慰剂治疗的两组中。
通过比较两组实验对象的疗效指标，可以得出药物的疗效评价。
二、分组设计分组设计是一种常见的实验设计方案，它要求将实验对象分为多个具有相似特征的小组，以便比较不同处理对实验结果的影响。
每个小组中的实验对象接受不同的处理，例如不同浓度的药物给予、不同养殖方式等。
例如，对于一个农业实验，研究人员可以将一片田地分为几个区域，每个区域使用不同的施肥方式进行种植。
通过比较各个区域的作物生长情况和产量，可以找到最适合的施肥方式。
三、时间序列设计时间序列设计是一种特殊的实验设计方案，它涉及到实验对象在时间上的变化。
通过观察和记录实验对象在一段时间内的状态变化，可以得出实验处理对实验对象的影响。
例如，对于一个心理学实验，研究人员可以跟踪一组被试者的心情变化。
在实验过程中，被试者每天记录自己的心情，并接受特定的干预措施。
通过分析每个被试者在时间上的心情变化，可以评估干预措施的效果。
四、因子水平设计因子水平设计是一种常用的实验设计方案，它涉及到实验中的处理因素及其不同水平。
通过设置不同的处理因素水平，可以研究不同处理因素对实验结果的影响。
例如，对于一个工程实验，研究人员可以研究不同温度和湿度对材料强度的影响。
他们可以设置不同的温度和湿度水平，并测试不同处理下材料的强度变化。
实验设计方案有哪些类型的方案
实验设计方案有哪些类型的方案实验设计方案有哪些类型的方案摘要：实验设计是科学研究中至关重要的一环，它决定了实验的有效性和可靠性。
本文将介绍实验设计方案的几种常见类型，包括完全随机设计、随机区组设计、因素水平设计、回合设计、区组设计和阶段设计，并对每种类型进行详细阐述。
关键词：实验设计方案、类型、完全随机设计、随机区组设计、因素水平设计、回合设计、区组设计、阶段设计引言：实验设计是科学研究中非常重要的一步，它可以帮助研究者消除干扰因素，确保实验结果的准确性和可靠性。
不同类型的实验设计方案可以根据研究目的和需求灵活选择，本文将详细介绍六种常见的实验设计方案类型。
一、完全随机设计完全随机设计是最简单的实验设计方案之一。
它的基本原理是将实验对象随机分配到不同的处理组中，使得每个处理组中的实验对象之间没有任何系统性差异。
完全随机设计适用于实验对象之间差异较小，或对差异因素的影响不感兴趣的情况。
在实施完全随机设计时，需要充分考虑随机分组的方法，如随机数表、随机数字生成器等。
二、随机区组设计随机区组设计是一种常见的实验设计方案，它适用于实验对象之间存在差异的情况。
随机区组设计的基本原理是将实验对象根据某种特定因素分成若干个区组，然后在每个区组内进行随机分组。
这样可以保证每个区组内的差异尽可能小，从而增加实验的准确性和可靠性。
随机区组设计可以降低实验结果的误差，提高实验的可重复性。
三、因素水平设计因素水平设计是一种常用的实验设计方案，它通过设置不同因素的水平来研究它们对结果的影响。
在因素水平设计中，研究者需要确定研究因素的水平范围，并选择适当的实验方法和分析方法。
通过改变因素的水平，可以研究其对实验结果的影响程度和方向，进而优化实验过程和提高实验结果的准确性。
四、回合设计回合设计是一种常见的实验设计方案，它适用于需要进行多次实验观测的情况。
在回合设计中，实验对象经历多个回合，每个回合都会进行相同的实验观测。
回合设计可以帮助研究者了解实验结果的稳定性和一致性，从而减少实验误差和提高实验结果的可靠性。
常用实验设计类型和方法推荐课件
2021/8/22
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• 常用随机化分组方法
简单随机化 分段随机化 分层随机化
简单随机化：设A和B分别代表处理组和对照组。分组 步骤是先将受试对象（如动物、患者）按体重大小 （或就诊顺序）编号，然后给每个受试者一位随机数， 并规定0-4者分配到A组，5-9者分配到B组。
2021/8/22
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例 将一批受试对象随机分为两组。
亦称配伍组设计或随机区组设计，实际上是配对设计 （将多方面条件近似的受试对象配成对子）的扩大，也是 对完全随机设计的改进（即加强了均衡可比性）。而这种 设计是将多方面条件相同或相近的受试对象组成单位组 （ block，亦称区组或配伍组），适用于三组或三组以上 的实验。每个随机单位组的受试对象数目取决于处理的数 目。如果一个实验安排了四种不同处理，那么每个单位组 就应有四个受试对象。有多少个单位组，则每种处理就可 以分配到多少个受试对象。
填入UNIFORM(50) 0~X -------->OK Transform -------->Rank Cases… ---->Variable 填入ran --------> OK (自动产生序号rran, 完成分组,
group) 18
统计分析
数据表：16行2列( dependent + factor )
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简单随机化分组方法不能保证分组后各组例数相等， 但当受试对象总例数较多时（如N>200），两组例数相 差悬殊的概率较小。尽管如此，在正式试验前最好先检 查一下随机分配表（即分组过程及结果表）中各组例数 是否大致相当。如果发现相差悬殊（如100例分两组，A 组15例，B组85例），可以重新制定随机化分配表。
常用实验设计方法
5.0
0.2
4.1
1.8
4.6
0.2
4.4
0.1
5.2
0.2
5.1
1.1
r=0.382, t配对=2.676,P<0.05; t完全随机=2.123,p>0.05。 配对成功
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Today: 17 January 2019
配对设计(paired design)—概念
将受试对象按某些特征或条件配成对子，然 后分别把每对中的两个受试对象随机分配到试验 组和对照组，再给予每对中的个体以不同处理， 连续试验若干对，观察对子间的差别有无意义。
完全随机设计—随机分组 Today: 17 January 2019
例1 将12头动物随机分配到A、B两组。 1、先将12头动物编号为1、2……12号。然后 在随机数字表内任意确定一个起始点和方向 连续取12个随机数字，并依次抄录于动物编 号下。 2、本例从随机数字表第6行第19、20列起向下 读取12个随机数字，取两位随机数字。 3、将随机数字从小到大顺序排列后得序号R， 并规定R=1～6者为A组，R=7～12者为B组。
17
Today: 17 January 2019
种类：
实验前后配对 （自身对照试验 ）
异体配对设计
18
Today: 17 January 2019
实验前后配对
• 比较受试者实验前后的变量值改变情况 • 比较同一标本接受两种不同测定方法的检查结果
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Today: 17 January 2019
优点: 能有效的控制个体间的差异，使得抽样误差控制 在最小的程度
Today: 17 January 2019
一般来说，配对设计的效率高于完全随机设计，前提是 正确选择与控制配对的条件，保证对子数呈正方向变化 ，否则，完全随机设计的效率则不一定高 例：
关于常用实验设计方法课件
配对设计（paired design） ：
自身配对：试验前后比较；左右侧比较；……
异体配对：同窝动物；病情、年龄等Fra bibliotek同的病人，……
步骤：配对；同一对的两个体随机分到两组中。
受试者号 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2
随机数字
8
7
6
2
5
处 理 乙甲
甲乙
乙甲
完全随机设计是根据试验处理数将全部受试对象随机地分成若干组，然 后再按组实施不同处理的设计。这种设计保证每个受试对象都有相同机 会接受任何一种处理，而不受试验人员主观倾向的影响。 在医学研究等试验中，当试验条件特别是受试对象的初始条件比较一致 时，可采用完全随机设计。这种设计应用了重复和随机两个原则，因此 能使试验结果受非处理因素的影响基本一致，真实反映出试验的处理效 应。
1、设计容易 处理数与重复数都不受限制，适用于试验条件、环境、 试验动物差异较小的试验。
常用实验设计方法
完全随机设计（completely random design） ：
2、统计分析简单 无论所获得的试验资料各处理重复数相同与否，都 可采用 t 检验或方差分析法进行统计分析。
（二）完全随机设计的主要缺点 1、由于未考虑非试验因素的影响，将其归入试验误差，试验误差较大，
乙甲
甲乙
受试者号 6.1 6.2 7.1 7.2 8.1 8.2 9.1 9.2 10.1 10.2
随机数字
9
0
1
4
3
处 理 甲乙
乙甲
甲乙
乙甲
甲乙
优点：减少了个体差异对比较的影响；样本量可以少一些。 缺点：有时配对有困难 （配对 t 检验，符号秩和检验）
常用实验设计方案类型与分析方法共87页PPT
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
谢谢！
常用实验设计方案类型 与分析方法
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
经典：14-常用实验设计方法
各组平均血清胆固醇含量，mg%
group
1
0
88.36
实验时间
5
10
15
Total
324.00 484.90 750.50 404.05
2
79.45 323.00 252.55 140.90 200.33
3
90.09 140.09 94.27 108.00 108.11
4
75.55 88.09 77.90 73.50 78.90
5
实例分析1
四种饲料喂养大白鼠后的肝重比值(%)
X
n
均数 标准差
SS
A
2.62 2.23 2.36 2.40
4
2.4025 0.1621 0.078875
B
2.82 2.76 2.43 2.73
4
2.6850 0.1741 0.090900
C
2.91 3.02 3.28 3.18
4
3.0975 0.1646 0.081275
随机区组设计 双向区组控制 拉丁方设计 交叉设计(重复拉丁方) 三向区组控制 希腊-拉丁方设计
不完全设计 正交设计 平衡不完全区组设计 不完全交叉设计 不完全拉丁方设计 均匀设计
3
基本概念
完全随机设计(completely randomized design) 又称成组设计。 单向分组，单因素，多水平
将同一个总体(同质)的实验对象随机分配 到不同的处理组，观察不同处理的效应。
从不同总体中随机抽样，通过对样本的分 析，比较不同总体的特征。
4
分析方法的选择
定量资料
t检验、t’检验 方差分析、q检验、q’检验、变量变换、非
参数检验
常用实验设计类型及其资料分析方法.doc
常用实验设计类型及其资料分析方法常用实验设计类型及其资料分析方法山东大学公共卫生学院卫生统计教研室常用的实验设计类型：单因素实验设计：完全随机设计、配对设计、配伍组设计、交叉设计、拉丁方设计、多因素实验设计：析因设计、正交设计、均匀设计、裂区设计、序贯实验设计、不同的研究目的应采用不同的设计方法安排实验。
2 山东大学公卫学院单因素设计，不考虑个体差异的影响，仅涉及一个处理因素，但可以有两个或多个水平。
设计时，将受试对象按随机化原则分配到不同的处理组中（或从不同总体中随机抽样进行对比研究），各组样本例数可以相等，也可以不等，但在总体样本含量不变情况下，各组例数相等时效率最高。
3 一、完全随机设计 (completely random design) 山东大学公卫学院( 一) 设计步骤确定研究因素与水平数；确定研究对象和实验效应指标；根据专业和研究目的选定研究对象，要求有较好的同质性。
随机化分组；随机数字表，随机排列表，计算机软件产生随机数试验；数据统计分析。
4 完全随机设计山东大学公卫学院例例1. 按完全随机设计方法将10 只小鼠随机分配到甲、乙两组。
随机分组：先将实验对象编号，按预先规定，利用随机排列表（或随机数字表）的随机数字将实验对象随机分配到各组中去。
5 山东大学公卫学院用随机排列表进行分组时，各组例数相等；用随机数字表进行分组时，各组例数常不相等。
完全随机设计随机化分组用随机数字表分组先将小鼠按体重由小到大编号；再从随机数字表中任意指定某行某列，如从第 31 行 13 列开始，向右抄录 10 个两位数的随机数字，依次录于小鼠编号下；按预先规定，将随机数字为奇数者分到甲组，偶数者分到乙组。
6 山东大学公卫学院完全随机设计动物编号 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 随机数字 18 04 52 35 56 27 09 24 86 61 组别乙乙乙甲乙甲甲乙乙甲 85 53 用随机数字表分组先将小鼠按体重由小到大编号；再从随机数字表中任意指定某行某列，如从第 31 行 13 列开始，向右抄录 10 个两位数的随机数字，依次录于小鼠编号下；按预先规定，将随机数字为奇数者分到甲组，偶数者分到乙组。