研究生试验设计方法PPT课件
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研究生实验设计PPT课件
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3
一、实验设计意义
实验设计： 在实验前对实验所作出的计划和安排
专业设计：选题，建立实验方法等 先进性，实用性
统计设计：数据的收集整理和分析方法 科学性，
经济性，可重复性
意义：
用经济的人力、物力和时间得到可靠的结果
减少实验误差，对误差大小作出估计
.
4
实验性研究与观察性研究
实验（Experiment）在特定条件下施于人为干预 观察（Observation）: 在自然状态下不施加人为
变。
（1）该研究实质应为何种研究方法？作者在设计方面有无 问题？
（2）统计分析方法是否正确，结论是否恰当？
（3）你认为该课题应该如何设计和分析？
.
30
案例13-3 某研究者研究某药物治疗铅中毒疗效时，采用治
疗前后血铅和尿铅值为观察指标，共治疗铅中毒患者50名，
测得结果为：治疗前血铅、尿铅分别为（0.19±0.028）
.
39
分层抽样
抽样方法： 在抽样过程中，将总体按某种特征划分为若干 个组别、层次，从每层内独立抽取随机样本。 每层具体抽样方法可用单纯随机抽样或系统抽 样法。分层的原则是分层后层内变异尽可能小， 而层间变异尽可能大。
.
40
nni
nn
NNNiNiii
1.Design: 严密设计研究的总体方案；明确定义研究对 象，正确划分观察范围；正确选择观察指标； 选择 恰当的观察方式；预研究；
2.Data collection：研究人员的选择与培训；盲法观察 结果；定期检查研究记录；检查研究对象的依从性情 况。
单盲和双盲：结果更可靠。
3.Data analysis：分层分析以及多因素分析
实验设计方法-PPT
2、设计要求:(1);各组观察对象要同质,满足 均衡性、 (2);采用随机化分组、 (3)合理设置 对照组、 (4);各组例数相等或相近、
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
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
研究生试验设计方法 ppt课件
研究生试验设计方法
1.试验设计的定义和意义
具体实施研究之前，对各种实验要 素进行合理的安排与周密的计划。
用较少的人力、物力和时间，获得 较为可靠的结果，使误差减少到最低限 度，以达到研究高效。
研究生试验设计方法
Fisher在他的著作中多次强调， 统计学家与科学研究者的合作应该在 试验设计阶段，而不是在需要数据处 理的时候。他精辟地指出：
目的是使各组非实验因素的条件均衡一致， 以消除对实验结果的影响。
研究生试验设计方法
随机化分组方法
1. 抽签等（简单，如拉丁方） 2. 随机数字表(附表） 3. 计算器或计算机
研究生试验设计方法
随机数字表分组(1)
【例】 现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的 健康绵羊18只，试用随机数字表的方法分成甲、乙 两组。
研究生试验设计方法
试验因素个数与试验因素水平数
研究中，如果只有一个试验因素，则称为单因 素，两个以上称为多因素。
为了分析试验因素产生的作用，常要将试验因 素分为不同的水平下进行。 如药物的不同剂量数，不同时间点数等。
试验因素个数和水平数常要根据专业而定。 建议 ”少而精“。
研究生试验设计方法
试验因素与非试验因素
若余数为0则调整最后一只
研究生试验设计方法
随机数字表分组(2)
【例】设有15个试验单元，要将它们随机地分为3组。
研究生试验设计方法
1）将15个试验单元从依次1到15编号。
2）从随机数字表中随意确定一个起点和走向，假 设起点为第10行第20列，走向向下，向下连续读出 15个3位数，它们是：118 701 789 965 638 901
试验设计
研究生试验设计方法
试验设计：本章主要内容
1.试验设计的定义和意义
具体实施研究之前，对各种实验要 素进行合理的安排与周密的计划。
用较少的人力、物力和时间，获得 较为可靠的结果，使误差减少到最低限 度，以达到研究高效。
研究生试验设计方法
Fisher在他的著作中多次强调， 统计学家与科学研究者的合作应该在 试验设计阶段，而不是在需要数据处 理的时候。他精辟地指出：
目的是使各组非实验因素的条件均衡一致， 以消除对实验结果的影响。
研究生试验设计方法
随机化分组方法
1. 抽签等（简单，如拉丁方） 2. 随机数字表(附表） 3. 计算器或计算机
研究生试验设计方法
随机数字表分组(1)
【例】 现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的 健康绵羊18只，试用随机数字表的方法分成甲、乙 两组。
研究生试验设计方法
试验因素个数与试验因素水平数
研究中，如果只有一个试验因素，则称为单因 素，两个以上称为多因素。
为了分析试验因素产生的作用，常要将试验因 素分为不同的水平下进行。 如药物的不同剂量数，不同时间点数等。
试验因素个数和水平数常要根据专业而定。 建议 ”少而精“。
研究生试验设计方法
试验因素与非试验因素
若余数为0则调整最后一只
研究生试验设计方法
随机数字表分组(2)
【例】设有15个试验单元，要将它们随机地分为3组。
研究生试验设计方法
1）将15个试验单元从依次1到15编号。
2）从随机数字表中随意确定一个起点和走向，假 设起点为第10行第20列，走向向下，向下连续读出 15个3位数，它们是：118 701 789 965 638 901
试验设计
研究生试验设计方法
试验设计：本章主要内容
研究生试验设计方法PPT课件
病动物与正常个体的某生理、生化指标是否相同）。
（4）自身对照：实验在同一受试对象上进行（试验前后变化）。 （5）相互对照 ：几个实验组互相对照（比较几种药物治疗同一疾病的疗效）
第29页/共137页
三、常用的试验设计类型
（一）完全随机设计 （二）配对设计 （三）随机区组设计 （四）交叉设计 （五）析因设计 （六）拉丁方设计 （七）正交设计
第21页/共137页
计算(器)机随机化分组
例 用电脑产生随机数将 10 头动物随机分到甲、 乙两组 （1） 动物编号 （2） 产生随机数 （3） 事先规定随机数者小为甲组，大者为乙组 （4） 按随机数排序，分组
第22页/共137页
Ⅱ.重复的原则 重复(replication)是指各处理组与对照组要
第16页/共137页
首先将18只绵羊依次编为1，2，……，18号， 然后从随机数字表中任意一个随机数字开始 ， 向任一方向（左、右、上、下）连续抄下18个 （两位）数字，分别代表18只绵羊。令随机数字 中的单数为甲组，双数为乙组 。如从随机数字 表（附表）第9行第10列的22开始向下连续抄下 18个随机数字填入表第二行。
第8页/共137页
试验因素个数与试验因素水平数
• 研究中，如果只有一个试验因素，则称为单因 素，两个以上称为多因素。
• 为了分析试验因素产生的作用，常要将试验 因素分为不同的水平下进行。
• 如药物的不同剂量数，不同时间点数等。
• 试验因素个数和水平数常要根据专业而定。 建议 ”少而精“。
第9页/共137页
试验设计的效果
第2页/共137页
试验设计是应用统计手法进行解决问题的方法，它在19 世纪产生于英国. 最早是在农地进行试验。如“最佳肥料”的依据。 逐步应用到畜牧业。
（4）自身对照：实验在同一受试对象上进行（试验前后变化）。 （5）相互对照 ：几个实验组互相对照（比较几种药物治疗同一疾病的疗效）
第29页/共137页
三、常用的试验设计类型
（一）完全随机设计 （二）配对设计 （三）随机区组设计 （四）交叉设计 （五）析因设计 （六）拉丁方设计 （七）正交设计
第21页/共137页
计算(器)机随机化分组
例 用电脑产生随机数将 10 头动物随机分到甲、 乙两组 （1） 动物编号 （2） 产生随机数 （3） 事先规定随机数者小为甲组，大者为乙组 （4） 按随机数排序，分组
第22页/共137页
Ⅱ.重复的原则 重复(replication)是指各处理组与对照组要
第16页/共137页
首先将18只绵羊依次编为1，2，……，18号， 然后从随机数字表中任意一个随机数字开始 ， 向任一方向（左、右、上、下）连续抄下18个 （两位）数字，分别代表18只绵羊。令随机数字 中的单数为甲组，双数为乙组 。如从随机数字 表（附表）第9行第10列的22开始向下连续抄下 18个随机数字填入表第二行。
第8页/共137页
试验因素个数与试验因素水平数
• 研究中，如果只有一个试验因素，则称为单因 素，两个以上称为多因素。
• 为了分析试验因素产生的作用，常要将试验 因素分为不同的水平下进行。
• 如药物的不同剂量数，不同时间点数等。
• 试验因素个数和水平数常要根据专业而定。 建议 ”少而精“。
第9页/共137页
试验设计的效果
第2页/共137页
试验设计是应用统计手法进行解决问题的方法，它在19 世纪产生于英国. 最早是在农地进行试验。如“最佳肥料”的依据。 逐步应用到畜牧业。
研究生试验设计方法PPT
便”, 指每个受试对象 以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组 。
目的是使各组非实验因素的条件均衡一致， 以消除对实验结果的影响。
随机化分组方法
1. 抽签等（简单，如拉丁方） 2. 随机数字表(附表） 3. 计算器或计算机
随机数字表分组(1)
【例】 现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的 健康绵羊18只，试用随机数字表的方法分成甲、乙 两组。
首先将18只绵羊依次编为1，2，……，18号， 然后从随机数字表中任意一个随机数字开始 ，向 任一方向（左、右、上、下）连续抄下18个（两位 ）数字，分别代表18只绵羊。令随机数字中的单数 为甲组，双数为乙组 。如从随机数字表（附表） 第9行第10列的22开始向下连续抄下18个随机数字 填入表第二行。
用较少的人力、物力和时间，获得 较为可靠的结果，使误差减少到最低限 度，以达到研究高效。
Fisher在他的著作中多次强调， 统计学家与科学研究者的合作应该在 试验设计阶段，而不是在需要数据处 理的时候。他精辟地指出：
To call in the statistician after the experiment is done may be no more than asking him to perform a postmortem examination: he may be able to say what the experiment died of.
试验设计
试验设计：本章主要内容
1、了解试验设计的概念及其作用 2、掌握试验设计常用的几种方法 3、了解基本试验设计等方法法的概念和基本原理
本章主要要求
如何安排试验，有一个方法问题
不好的试验设计方法，即使做了大量的试验，也 未必能达到预期的目的； 一个好的试验设计方法，既可以减少实验次数，缩短试验时间和避免盲 目性，又能迅速得到有效的结果。
目的是使各组非实验因素的条件均衡一致， 以消除对实验结果的影响。
随机化分组方法
1. 抽签等（简单，如拉丁方） 2. 随机数字表(附表） 3. 计算器或计算机
随机数字表分组(1)
【例】 现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的 健康绵羊18只，试用随机数字表的方法分成甲、乙 两组。
首先将18只绵羊依次编为1，2，……，18号， 然后从随机数字表中任意一个随机数字开始 ，向 任一方向（左、右、上、下）连续抄下18个（两位 ）数字，分别代表18只绵羊。令随机数字中的单数 为甲组，双数为乙组 。如从随机数字表（附表） 第9行第10列的22开始向下连续抄下18个随机数字 填入表第二行。
用较少的人力、物力和时间，获得 较为可靠的结果，使误差减少到最低限 度，以达到研究高效。
Fisher在他的著作中多次强调， 统计学家与科学研究者的合作应该在 试验设计阶段，而不是在需要数据处 理的时候。他精辟地指出：
To call in the statistician after the experiment is done may be no more than asking him to perform a postmortem examination: he may be able to say what the experiment died of.
试验设计
试验设计：本章主要内容
1、了解试验设计的概念及其作用 2、掌握试验设计常用的几种方法 3、了解基本试验设计等方法法的概念和基本原理
本章主要要求
如何安排试验，有一个方法问题
不好的试验设计方法，即使做了大量的试验，也 未必能达到预期的目的； 一个好的试验设计方法，既可以减少实验次数，缩短试验时间和避免盲 目性，又能迅速得到有效的结果。
研究生实验设计方法
实验设计应充分考虑实验过程的安全 性，采取必要的安全措施，避免意外 事故的发生。
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详细描述
在随机区组设计中，受试者按照一定的特征或背景进行分组 ，每组内受试者之间的差异较小，而组间的差异较大。这种 方法能够更好地控制非处理因素的影响，提高实验的精度。
拉丁方设计
总结词
拉丁方设计是一种用于平衡实验处理的顺序和时间效应的实验设计方法。
详细描述
在拉丁方设计中，受试者被分为若干组，每组有一定的数量。实验处理以拉丁方阵的形式排列，确保 每个处理在每个时间点只对一个受试者进行。这种方法能够平衡处理顺序和时间效应对实验结果的影 响。
系统实验设计案例
要点一
总结词
系统实验设计是一种更为复杂的实验设计方法，它通过系 统地改变多个因素来研究它们对实验结果的综合影响。
要点二
详细描述
在系统实验设计中，研究者不仅改变多个实验因素，而且 这些因素的改变是相互关联的，形成一个完整的系统。例 如，在研究不同肥料和灌溉方式对农作物产量的影响时， 研究者可以综合考虑肥料种类、施肥量、灌溉方式等多个 因素，以探究它们对农作物产量的综合影响。
实验设计旨在确保实验的公正性、准 确性和可靠性，从而得出可靠的结论 。
实验设计的基本原则
随机性
实验对象应随机分配到不同的处理组，以确保各组之 间的可比性。
对照
设立对照组以消除非实验因素对实验结果的影响，并 突出实验处理的效果。
重复
实验结果应具有可重复性，以确保实验结论的可靠性 。
实验设计的常见类型
02
实验设计方法
完全随机设计
总结词
完全随机设计是一种简单、常用的实验设计方法，适用于处理两个或多个独立 组的情况。
《实验设计基本方法》PPT课件
绪言
我国优化试验设计方法
■60末期代,华罗庚教授在我国倡导与普 及的"优选法",如黄金分割法、分数法和斐波 那契数列法等.
■数理统计学者在工业部门中普及 "正交 设计"法 .
■70年代中期,优选法在全国各行各业取 得明显成效.
■1978年,七机部由于导弹设计的要求,提出了一个五因素的试验, 希望每个因素的水平数要多于10,而试验总数又不超过50,显然 优选法和正交设计都不能用,随后,方开泰教授〔中国科学院应 用数学研究所〕和王元院士提出 "均匀设计"法,这一方法在导 弹设计中取得了成效.
■上世纪40年代,在二次世界大战期间,美 国军方大量应用试验设计方法.
■随后,和对试验设计都作出了杰出的贡献,使该分支在理论上日趋 完善,在应用上日趋广泛.
■50年代,日本统计学家田口玄一将试验设计中应用最广的正交设 计表格化,在方法解说方面深入浅出为试验设计的更广泛使用作 出了众所周知的贡献.
绪言
试验设计在工业生产和工程设计及科 学研究中能发挥重要的作用,例如：
■提高产量
■减少质量的波动,提
高产品质量水准
验周期
■大大缩短新产品试
■降低成本
■延长产品寿命
一、实验设计的3个要素
实验因素、实验单位、实验效应是实验设计 的3个要素.
它们在实验中是不可缺少的,在实验设计时 必须认真予以考虑.
其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差.
最好通过一些预实验,初步筛选实验因素并确定取哪些水平较合适, 以免实验设计过于复杂,实验难以完成.
实验因素所作用的对象称为实验单位. 如用小鼠做实验,小鼠就是本次实验的实验单位,或
称为受试对象；若用小鼠肝细胞做实验,其表现形 式叫样品〔有时一个样品由若干只鼠的肝细胞混合 而成〕. 一个样品就是一个实验单位.不同性质的实验研究 需要选取不同种类的实验单位,一个完整的实验设 计中所需实验单位的总数称为样本含量. 最好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量. 样本过大或过小都有弊端.
实验性研究设计(实验设计) ppt课件
机会被分到实验组和对照组，保证各组间非处理因素均衡一致。 1．随机化目的与内容： ①保证处理组和对照组实验单位各种已知或未知
的基本特征(如年龄、性别、病情、病程等)均衡可比性； ②避免人的主 观因素影响； ③保证统计分析进行统计推断的前提——随机变量。 2．随机化的内容：随机分组、随机抽样、随机实验顺序。 3．随机化方法：随机数字表法、随机排列表法、及抓阄、摸球、掷币、 抽签等半随机方法。
…
…
X n2
…
X ng
T2
…
Tg
区组小计
B1 B2
…
Bn X
（二）应用范围：
不论是在动物实验还是临床研究中，若仅考虑一个具有k 水平的研究因素，
且实验单位可以按照某个或某些重要的非研究因素分组时，均可采用随机区组
两只动物。
PPT课件
16
（二）应用实例 例，有20只小鼠，按窝别、性别相同，月龄、体重相同或接近的条件配成 10对，试用随机数字表将其分配到甲组和乙组中去。
——随机数字表法 （1）编号：将10对小鼠顺序编为1-10号； （2）取随机数字：从随机数字表中的任一行任一列开始，如第7行第5列开
始，依次读取一位数抄写于配对号下，见表3-7第2行； （3）事先规定：若随机数字为奇数，则对子中的第一只小鼠分配甲组，另
个动物（即第12号动物）调至C组，使三组动物数相等。最终分组如下，A组：
1,3,9,13,15号，B组：4,5,7,8,10号，PPCT课组件：2,6,11,14,12号。
9
（三）重复原则 重复(Replication)：指在相同实验条件下，进行多次实验或观察，
重复程度表现为样本含量的大小和重复次数的多少。 1. 重复的意义：估计实验误差和降低实验误差。
的基本特征(如年龄、性别、病情、病程等)均衡可比性； ②避免人的主 观因素影响； ③保证统计分析进行统计推断的前提——随机变量。 2．随机化的内容：随机分组、随机抽样、随机实验顺序。 3．随机化方法：随机数字表法、随机排列表法、及抓阄、摸球、掷币、 抽签等半随机方法。
…
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X n2
…
X ng
T2
…
Tg
区组小计
B1 B2
…
Bn X
（二）应用范围：
不论是在动物实验还是临床研究中，若仅考虑一个具有k 水平的研究因素，
且实验单位可以按照某个或某些重要的非研究因素分组时，均可采用随机区组
两只动物。
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（二）应用实例 例，有20只小鼠，按窝别、性别相同，月龄、体重相同或接近的条件配成 10对，试用随机数字表将其分配到甲组和乙组中去。
——随机数字表法 （1）编号：将10对小鼠顺序编为1-10号； （2）取随机数字：从随机数字表中的任一行任一列开始，如第7行第5列开
始，依次读取一位数抄写于配对号下，见表3-7第2行； （3）事先规定：若随机数字为奇数，则对子中的第一只小鼠分配甲组，另
个动物（即第12号动物）调至C组，使三组动物数相等。最终分组如下，A组：
1,3,9,13,15号，B组：4,5,7,8,10号，PPCT课组件：2,6,11,14,12号。
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（三）重复原则 重复(Replication)：指在相同实验条件下，进行多次实验或观察，
重复程度表现为样本含量的大小和重复次数的多少。 1. 重复的意义：估计实验误差和降低实验误差。
实验性研究设计(实验设计)PPT课件
05
实验性研究设计的注意 事项
注意伦理和法律问题
尊重受试者权利
确保受试者在实验过程中的人身安全和隐私权得到保护，遵循伦理原则，避免任何形式的伤害和侵犯。
遵守法律法规
在进行实验性研究时，应遵守相关法律法规，如药品管理法、医疗器械管理法等，确保实验的合法性和合规性。
注意实验的可靠性和有效性
保证实验方法的科学性
评估实验成本和效益
在实验设计时，应对实验成本和效益 进行评估，确保实验的可行性和经济 性，避免不必要的浪费和损失。
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实验性研究设计(实验设计)PPT课 件
目录
• 实验性研究设计概述 • 实验性研究设计的基本原则 • 实验性研究设计的基本类型 • 实验性研究设计的步骤 • 实验性研究设计的注意事项
01
实验性研究设计概述
实验性研究的定义
01
实验性研究是一种科学的研究方 法，通过实验操作来检验假设或 探索变量之间的关系。
总结词
在实验性研究中，应多次重复实验以获取可靠的结论。
详细描述
重复原则是实验性研究设计的重要原则之一。通过多次重复实验，可以减少实验误差和偶然因素的影响，提高实 验结果的稳定性和可靠性。同时，重复实验还可以提供更多的数据支持结论，增强说服力。在实验设计时，应根 据实际情况确定合适的重复次数，以达到良好的统计效果和实际意义。
03
实验性研究设计的基本 类型
单组实验设计
总结词
对单一受试者或一组受试者在实验处理前后的变化进行测量。
详细描述
单组实验设计是指对单一受试者或一组受试者在实验处理前后的变化进行测量的实验设计。这种设计 方法简单易行，适用于探索性实验和初步实验，但无法排除非处理因素的影响，因此结果的可信度较 低。
研究生实验设计方法ppt课件
10
3.实验效应（ Experimental effect ）：
是实验因素作用于受试对象的作用（response）和结 局（outcome），通过观察指标来体现的。
指标选择：包括客观、主观指标；关键是选择好的指标。
客观性 准确性（accuracy）
指标的选择： 四 精密性（precision） 性 特异性（specificity） 灵敏性（sensitivity） 指标的观察：单盲、双盲、三盲
程中，实验组与对照组始终处于同时同地。
基线比较（baseline）：对照组设置后，应检验两
组开始时的状态是否均衡。
15
常用的对照形式：
⑴ 安慰剂对照（Placebo control）
其它因素
实验组：处理因素
对象 I
其它因素
处理效应 其它效应
对照组： 安慰剂
对象 II
效应 其它效应
16
安慰剂（Placebo ）
7
实验设计的三要素：
受试对象（object） 实验因素（Treatment） 实验效应（Experimental effect）
举例：研究某药对2型糖尿病患者的降糖效果
其它因素
处理因素
受试对象
实验效应
其它效应
8
1.受试对象（Object）：
可是生物体和非生物体，前者可是人或动物。实验可根 据对象不同分动物实验、 临床实验、现场实验三大类。
无药理作用的“假药”或“伪药”(dummy medication) 外观（剂型、大小、顔色）、重量、气味及口味等与
试验药物一致。
目的： 克服研究者、受试对象、评价者等由于心理因素所
造成的偏倚；
消除疾病自然进程的影响，分离出由于试验药物引
3.实验效应（ Experimental effect ）：
是实验因素作用于受试对象的作用（response）和结 局（outcome），通过观察指标来体现的。
指标选择：包括客观、主观指标；关键是选择好的指标。
客观性 准确性（accuracy）
指标的选择： 四 精密性（precision） 性 特异性（specificity） 灵敏性（sensitivity） 指标的观察：单盲、双盲、三盲
程中，实验组与对照组始终处于同时同地。
基线比较（baseline）：对照组设置后，应检验两
组开始时的状态是否均衡。
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常用的对照形式：
⑴ 安慰剂对照（Placebo control）
其它因素
实验组：处理因素
对象 I
其它因素
处理效应 其它效应
对照组： 安慰剂
对象 II
效应 其它效应
16
安慰剂（Placebo ）
7
实验设计的三要素：
受试对象（object） 实验因素（Treatment） 实验效应（Experimental effect）
举例：研究某药对2型糖尿病患者的降糖效果
其它因素
处理因素
受试对象
实验效应
其它效应
8
1.受试对象（Object）：
可是生物体和非生物体，前者可是人或动物。实验可根 据对象不同分动物实验、 临床实验、现场实验三大类。
无药理作用的“假药”或“伪药”(dummy medication) 外观（剂型、大小、顔色）、重量、气味及口味等与
试验药物一致。
目的： 克服研究者、受试对象、评价者等由于心理因素所
造成的偏倚；
消除疾病自然进程的影响，分离出由于试验药物引
实验设计(硕士)ppt课件
10
2. 具体步骤和注意事项
（1） 明确观察指标
了解课题研究的整体设计 关键是明确要解决的问题 明确研究内容 根据研究内容确定观察指标
11
（2） 选择合适的技术方法 简单、创新、可行
基因检测技术
PCR：扩增
杂交：膜杂交：Southern Blot
Northern Blot
原位杂交
基因芯片：集成化
28
五、计算机在科学研究中的应用
1. 查阅资料（internet)
2. 实验设计(words)
3. 实验记录（Excel, origin)
4. 建数据库（FoxPro, Access)
5. 统计分析(SPSS, SAS, origin)
6. 图表、投影和幻灯制作(PowerPoint)
7. 写文章(words)
④ 溶液： 水（最常用） 甲醇和乙醇等
18
⑤ 消毒、灭菌问题
是否要求无菌操作 高压灭菌
应用于能耐高温试剂，如盐溶液 过滤除菌
应用于不耐高温试剂，如蛋白制剂
19
⑥ 试剂储存问题 避免蛋白制剂的反复冻融 温度：室温，４℃，-20 ℃ -80 ℃，-180 ℃ 时间：有效期，半衰期
⑦ 过滤
20
（５）操作流程
2
（二）重要性和意义 良好的设计是成功的一半 能否达到研究目标的关键所在 设计—按设计操作—结果—目标 蛋白检测技术：ELISA
Western Blot 免疫组化 放免检测 抗体芯片 免疫共沉淀
3
二、实验设计原则
1. 为目标服务
2. 简捷化的原则
用简单的方法能解决的问题不要用复杂的方法
以节省二）重要性及意义
二、实验设计原则
2. 具体步骤和注意事项
（1） 明确观察指标
了解课题研究的整体设计 关键是明确要解决的问题 明确研究内容 根据研究内容确定观察指标
11
（2） 选择合适的技术方法 简单、创新、可行
基因检测技术
PCR：扩增
杂交：膜杂交：Southern Blot
Northern Blot
原位杂交
基因芯片：集成化
28
五、计算机在科学研究中的应用
1. 查阅资料（internet)
2. 实验设计(words)
3. 实验记录（Excel, origin)
4. 建数据库（FoxPro, Access)
5. 统计分析(SPSS, SAS, origin)
6. 图表、投影和幻灯制作(PowerPoint)
7. 写文章(words)
④ 溶液： 水（最常用） 甲醇和乙醇等
18
⑤ 消毒、灭菌问题
是否要求无菌操作 高压灭菌
应用于能耐高温试剂，如盐溶液 过滤除菌
应用于不耐高温试剂，如蛋白制剂
19
⑥ 试剂储存问题 避免蛋白制剂的反复冻融 温度：室温，４℃，-20 ℃ -80 ℃，-180 ℃ 时间：有效期，半衰期
⑦ 过滤
20
（５）操作流程
2
（二）重要性和意义 良好的设计是成功的一半 能否达到研究目标的关键所在 设计—按设计操作—结果—目标 蛋白检测技术：ELISA
Western Blot 免疫组化 放免检测 抗体芯片 免疫共沉淀
3
二、实验设计原则
1. 为目标服务
2. 简捷化的原则
用简单的方法能解决的问题不要用复杂的方法
以节省二）重要性及意义
二、实验设计原则
实验研究与设计ppt课件共30页文档
➢ 对照原则（control） ➢ 随机原则（randomization） ➢ 均衡原则（balance） ➢ 重复原则（replication）
对照 control
➢ 对照原则：有对照，对照充分，均衡 ➢ 对照形式：
➢ 空白对照（blank control） ➢ 安慰剂对照（placebo control） ➢ 实验对照（experimental control） ➢ 自身对照（self control） ➢ 标准对照（standard control）
受试对象（subject）
➢ 选择标准
➢ 反应灵敏、稳定 ➢ 诊断标准 ➢ 纳入标准（inclusion criteria） ➢ 排除标准（exclusion criteria）
实验效应 （effects，outcome）
➢ 指标选择
➢ 灵敏度、精确性、客观性、特异性 ➢ 提高指标的特异性 ➢ 主观指标的应用：QOL
实验研究的分类
➢ 实验室试验 ➢ 动物试验（animal experiment） ➢ 临床试验（clinical trail） ➢ 社区干预试验（community intervention trail）
类实验研究（Quasi－experimental study） 半实验研究（semi－ experimental study）
➢ 指标测定
➢ 仪器 ➢ 受试者回答或试验者判断
指标观察中可能产生的偏性
➢ 来自于受试者或观察者的性：
➢医生的倾向： ➢病人的倾向： ➢病人的遵从性（compliance） ➢ 解决办法：盲法（blind method）
➢ 系统误差：仪器、设备、试剂、药物、 测定者等
➢ 非系统误差：
实验设计的基本原则
对照 control
➢ 对照原则：有对照，对照充分，均衡 ➢ 对照形式：
➢ 空白对照（blank control） ➢ 安慰剂对照（placebo control） ➢ 实验对照（experimental control） ➢ 自身对照（self control） ➢ 标准对照（standard control）
受试对象（subject）
➢ 选择标准
➢ 反应灵敏、稳定 ➢ 诊断标准 ➢ 纳入标准（inclusion criteria） ➢ 排除标准（exclusion criteria）
实验效应 （effects，outcome）
➢ 指标选择
➢ 灵敏度、精确性、客观性、特异性 ➢ 提高指标的特异性 ➢ 主观指标的应用：QOL
实验研究的分类
➢ 实验室试验 ➢ 动物试验（animal experiment） ➢ 临床试验（clinical trail） ➢ 社区干预试验（community intervention trail）
类实验研究（Quasi－experimental study） 半实验研究（semi－ experimental study）
➢ 指标测定
➢ 仪器 ➢ 受试者回答或试验者判断
指标观察中可能产生的偏性
➢ 来自于受试者或观察者的性：
➢医生的倾向： ➢病人的倾向： ➢病人的遵从性（compliance） ➢ 解决办法：盲法（blind method）
➢ 系统误差：仪器、设备、试剂、药物、 测定者等
➢ 非系统误差：
实验设计的基本原则
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试验因素是研究者希望着重考察的某些条件或 方法，而对实验结果有一定影响的因子，其他 因素则称为非实验因素，又称干扰因素或混杂 因素。
如 研究3种饲料的营养效果的试验中， 老鼠的窝别，进食量等为非试验因素。 在新药的临床试验中， 患者年龄、病历 等为非试验因素。
CHENLI
11
试验单位(experiment unit)
12
试验效应(experimental effects)
试验效应是处理因素作用于受试对象的反 应或结果。一般通过实验指标(即变量)来表达。 观察指标有主观指标与客观指标之分。
客观指标是借助仪器等进行测量来反映研究对象
的客观状态或观察结果，
主观指标是由受试者回答或研究者定性判断来描
述观察结果，
CHENLI
To call in the statistician after the experiment is done may be no more than asking him to perform a postmortem examination: he may be able to say what the experiment died of.
试验单位是指接受一种处理并 作实验观察的基本单位，是处理因 素作用的客体，实质上实验单位所 代表的就是根据研究目的而确定的 研究目标之总体。一般情况下一个 试验单位即为一个受试对象。
在选择受试对象时，应满足两 个基本条件：
①对处理因素敏感 ；
②反应必须稳定。
CHENLI
人 动物 微生物 细胞 分子 基因
素。
CHENLI
9
试验因素个数与试验因素水平数
研究中，如果只有一个试验因素，则称为单因 素，两个以上称为多因素。
为了分析试验因素产生的作用，常要将试验因 素分为不同的水平下进行。 如药物的不同剂量数，不同时间点数等。
试验因素个数和水平数常要根据专业而定。 建议 ”少而精“。
10
试验因素与非试验因素
随机分组结果：
甲组：2 3 5 7 8 10 12 13 15 16 18
乙组：1 4 6 9 11 14 17
CHENLI
18
甲组比乙组多4只，需要从甲组调整两只到乙组。仍用随 机的方法进行调整。在前面18个随机数字后再接着抄下两 个数字：87、31，分别除以11（调整时甲组的绵羊只数）、 10（调整1只绵羊去甲组后甲组剩余的绵羊只数），余数为 10、1，则把分配于甲组的第10只绵羊（16号）和余下10只 的第1只绵羊（2号）分到乙组。调整后的甲、乙两组绵羊 编号为：
1.试验设计的定义和意义
具体实施研究之前，对各种实验要 素进行合理的安排与周密的计划。
用较少的人力、物力和时间，获得 较为可靠的结果，使误差减少到最低限 度，以达到研究高效。
CHENLI
6
Fisher在他的著作中多次强调， 统计学家与科学研究者的合作应该在 试验设计阶段，而不是在需要数据处 理的时候。他精辟地指出：
试验设计
CHENLI
1
试验设计：本章主要内容
1、了解试验设计的概念及其作用 2、掌握试验设计常用的几种方法 3、了解基本试验设计等方法法的概念和基本原理
本章主要要求
CHENLI
2
如何安排试验，有一个方法问题
不好的试验设计方法，即使做了大量的试 验，也未必能达到预期的目的；
一个好的试验设计方法，既可以减少实验次数，缩短试验时间和 避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。
CHENLI
7
2.试验设计的三个基本要素
实验研究的三个基本要素：处 理因素、试验单位和试验效应。
CHENLI
8
处理因素(treatment factor)
研究者根据研究目的欲施加或欲观察的， 能作用于实验单位并引起直接或间接效应的因 素，称为处理因素，又称试验因素。
处理因素可以是主动施加的某种外部干预 (或措施)，如使用或不使用某种药物等；也可 以是客观存在的，如观察培养基在空气中的污 染程度与季节的关系，“不同季节”就是该实 验的“处理因素”而“季节”这个处理不是人 为实施而是客观存在的。另外如不同温度、治 疗方法、用药种类、用药剂量等都称为处理因
CHENLI
17
首先将18只绵羊依次编为1，2，……，18号， 然后从随机数字表中任意一个随机数字开始 ，向 任一方向（左、右、上、下）连续抄下18个（两位） 数字，分别代表18只绵羊。令随机数字中的单数为 甲组，双数为乙组 。如从随机数字表（附表）第9 行第10列的22开始向下连续抄下18个随机数字填入 表第二行。
目的是使各组非实验因素的条件均衡一致， 以消除对实验结果的影响。
CHENLI
15
随机化分组方法
1. 抽签等（简单，如拉丁方） 2. 随机数字表(附表） 3. 计算器或计算机
CHENLI
16
随机数字表分组(1)
【例】 现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的 健康绵羊18只，试用随机数字表的方法分成甲、乙 两组。
13
3.试验设计的基本原则
随机化原则（Randomization) 重复的原则（Replication) 局部控制原则（Local Control)
采用这三个基本原则进行设计，配合适当的分
析，就能从试验结果中提取可靠的结论。
CHENLI
14
Ⅰ.随机化原则
随机化原则：随机≠“随便”, 指每个受试对象 以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组。
试验设计的效果
CHENLI
3
试验设计是应用统计手法进行解决问题的方法，它在19 世纪产生于英国.
最早是在农地进行试验。如“最佳肥料”的依据。
逐步应用到畜牧业。
试验设计的由来
CHENLI
4
一、试验性研究设计
1.试验设计的定义及重要性 2.试验设计的三个基本要素 3.试验设计的基本原则
CHENLI
5
若余数为0则调整最后一只
CHENLI
19
随机数字表分组(2)
【例】设有15个试验单元，要将它们随机地分为3组。
CHENLI
20
1）将15个试验单元从依次1到15编号。
2）从随机数字表中随意确定一个起点和走向，假 设起点为第10行第20列，走向向下，向下连续读出 15个3位数，它们是：118 701 789 965 638 901
841 396 802 687 938 377 392 846 688
如 研究3种饲料的营养效果的试验中， 老鼠的窝别，进食量等为非试验因素。 在新药的临床试验中， 患者年龄、病历 等为非试验因素。
CHENLI
11
试验单位(experiment unit)
12
试验效应(experimental effects)
试验效应是处理因素作用于受试对象的反 应或结果。一般通过实验指标(即变量)来表达。 观察指标有主观指标与客观指标之分。
客观指标是借助仪器等进行测量来反映研究对象
的客观状态或观察结果，
主观指标是由受试者回答或研究者定性判断来描
述观察结果，
CHENLI
To call in the statistician after the experiment is done may be no more than asking him to perform a postmortem examination: he may be able to say what the experiment died of.
试验单位是指接受一种处理并 作实验观察的基本单位，是处理因 素作用的客体，实质上实验单位所 代表的就是根据研究目的而确定的 研究目标之总体。一般情况下一个 试验单位即为一个受试对象。
在选择受试对象时，应满足两 个基本条件：
①对处理因素敏感 ；
②反应必须稳定。
CHENLI
人 动物 微生物 细胞 分子 基因
素。
CHENLI
9
试验因素个数与试验因素水平数
研究中，如果只有一个试验因素，则称为单因 素，两个以上称为多因素。
为了分析试验因素产生的作用，常要将试验因 素分为不同的水平下进行。 如药物的不同剂量数，不同时间点数等。
试验因素个数和水平数常要根据专业而定。 建议 ”少而精“。
10
试验因素与非试验因素
随机分组结果：
甲组：2 3 5 7 8 10 12 13 15 16 18
乙组：1 4 6 9 11 14 17
CHENLI
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甲组比乙组多4只，需要从甲组调整两只到乙组。仍用随 机的方法进行调整。在前面18个随机数字后再接着抄下两 个数字：87、31，分别除以11（调整时甲组的绵羊只数）、 10（调整1只绵羊去甲组后甲组剩余的绵羊只数），余数为 10、1，则把分配于甲组的第10只绵羊（16号）和余下10只 的第1只绵羊（2号）分到乙组。调整后的甲、乙两组绵羊 编号为：
1.试验设计的定义和意义
具体实施研究之前，对各种实验要 素进行合理的安排与周密的计划。
用较少的人力、物力和时间，获得 较为可靠的结果，使误差减少到最低限 度，以达到研究高效。
CHENLI
6
Fisher在他的著作中多次强调， 统计学家与科学研究者的合作应该在 试验设计阶段，而不是在需要数据处 理的时候。他精辟地指出：
试验设计
CHENLI
1
试验设计：本章主要内容
1、了解试验设计的概念及其作用 2、掌握试验设计常用的几种方法 3、了解基本试验设计等方法法的概念和基本原理
本章主要要求
CHENLI
2
如何安排试验，有一个方法问题
不好的试验设计方法，即使做了大量的试 验，也未必能达到预期的目的；
一个好的试验设计方法，既可以减少实验次数，缩短试验时间和 避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。
CHENLI
7
2.试验设计的三个基本要素
实验研究的三个基本要素：处 理因素、试验单位和试验效应。
CHENLI
8
处理因素(treatment factor)
研究者根据研究目的欲施加或欲观察的， 能作用于实验单位并引起直接或间接效应的因 素，称为处理因素，又称试验因素。
处理因素可以是主动施加的某种外部干预 (或措施)，如使用或不使用某种药物等；也可 以是客观存在的，如观察培养基在空气中的污 染程度与季节的关系，“不同季节”就是该实 验的“处理因素”而“季节”这个处理不是人 为实施而是客观存在的。另外如不同温度、治 疗方法、用药种类、用药剂量等都称为处理因
CHENLI
17
首先将18只绵羊依次编为1，2，……，18号， 然后从随机数字表中任意一个随机数字开始 ，向 任一方向（左、右、上、下）连续抄下18个（两位） 数字，分别代表18只绵羊。令随机数字中的单数为 甲组，双数为乙组 。如从随机数字表（附表）第9 行第10列的22开始向下连续抄下18个随机数字填入 表第二行。
目的是使各组非实验因素的条件均衡一致， 以消除对实验结果的影响。
CHENLI
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随机化分组方法
1. 抽签等（简单，如拉丁方） 2. 随机数字表(附表） 3. 计算器或计算机
CHENLI
16
随机数字表分组(1)
【例】 现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的 健康绵羊18只，试用随机数字表的方法分成甲、乙 两组。
13
3.试验设计的基本原则
随机化原则（Randomization) 重复的原则（Replication) 局部控制原则（Local Control)
采用这三个基本原则进行设计，配合适当的分
析，就能从试验结果中提取可靠的结论。
CHENLI
14
Ⅰ.随机化原则
随机化原则：随机≠“随便”, 指每个受试对象 以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组。
试验设计的效果
CHENLI
3
试验设计是应用统计手法进行解决问题的方法，它在19 世纪产生于英国.
最早是在农地进行试验。如“最佳肥料”的依据。
逐步应用到畜牧业。
试验设计的由来
CHENLI
4
一、试验性研究设计
1.试验设计的定义及重要性 2.试验设计的三个基本要素 3.试验设计的基本原则
CHENLI
5
若余数为0则调整最后一只
CHENLI
19
随机数字表分组(2)
【例】设有15个试验单元，要将它们随机地分为3组。
CHENLI
20
1）将15个试验单元从依次1到15编号。
2）从随机数字表中随意确定一个起点和走向，假 设起点为第10行第20列，走向向下，向下连续读出 15个3位数，它们是：118 701 789 965 638 901
841 396 802 687 938 377 392 846 688