常用试验设计
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
9-常见的试验设计方法
1.抽签法：
本试验中，因素有3个，重复5次所 以共进行15次试验，这15次试验按完 全随机顺序进行。
随机化可采用抽签的方式，即准 备15张纸签，A1，A2，A3各写5个， 充分混匀后，抽签决定试验顺序。
5
2.随机数字表法：
从随机数字表上随机地抽取一个 数字，如：第11行第25、26列的 86，从此开始依次往下（也可往上、 往左、往右，方向是随机的）读15 个2位数（如出现相同的两位数就把 它跳过去，向后多读一个2位数）按 从小到大的顺序把这15个数依次编 号，这个编号即为试验的顺序号。
6
3.随机函数： 应用计算机语言，编程获得随机数字。
7
2.随机数字表法：
1 两个处理比较的分组 例如：有同品种、重量相近的红富士苹果，
试用完全随机的方法分成甲乙两组
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
随机数 16 07 44 99 83 11 46 32 24 20 14 85 88 45 10 93 72 88 字
11
例如：75℃，85℃，95℃，105℃ 不同温度培养细菌实验，每处理重复 四次。则需要16个培养皿。
将其按顺序1~16标签。经过抽签，可 以得到一组随机排列的数列：
12，4，10，7，2，11，8，5，3，16， 14，1，6，15，13，9
12
如图：
12 4 10 7
2 11 8
5
3 16 14 1
35
2、计算各项平方和与自由度 矫正数
C=x2../rk=202.72/5×4=2054.3645 总平方和
SST=∑x2ij-C=（11.72+11.12+…+13.02） - 2054.3645 =59.9255
四种常用的实验设计方法
四种常用的实验设计方法
一、完全随机化实验设计
完全随机化实验设计是指在实验过程中，采用完全随机方式将试验对象分配到对照组和试验组，从而对比实验效果的设计。
它包含完全随机化设计和均衡化设计，它们之间的主要区别是完全随机化设计有可能使得对照组和试验组的成员分布存在较大的不平衡，而均衡化设计将对照组和试验组的成员分布使尽可能保持平衡。
完全随机化实验设计有几个主要优点：其一，它可以有效消除实验过程中可能产生的变量因素的影响；其二，它可以更加有效的控制实验中潜在的变量因素；其三，它可以有效地消除可能存在的样本间的差异，以确保实验结果的准确度；其四，它可以使实验组的样本在实验结果中尽可能近似，从而提高实验结果的有效性。
完全随机化实验设计也有一些缺点，其一，它可能在实验过程中造成实验组和对照组的成员分布有较大的不平衡；其二，它可能在实验过程中出现实验组中一些变量的较大差异，从而影响实验结果的准确性。
二、分层实验设计
分层实验设计是使用层次实验设计技术，在实验中将试验对象分成若干层次，每个层次的对象具有较平均的特征，以控制实验结果的设计。
临床试验设计实例
临床试验设计实例在医学领域中，临床试验是一种重要的方法，用于评估新药物、治疗方法或医疗器械的疗效和安全性。
临床试验设计的合理与否直接影响到结果的可靠性和可解释性。
本文将通过几个实例，探讨一些典型的临床试验设计方式及其优劣势。
实例一：平行对照试验设计平行对照试验是最常见的临床试验设计之一，其基本原理是将患者随机分配到实验组和对照组，分别接受新药物和对照药物的治疗，并比较两组的结果。
这种设计方式具有简单易行、结果解释性强的优势。
例如，在一项针对高血压患者的临床试验中，研究者随机将200名患者分为实验组和对照组，实验组服用新药物A，对照组服用传统治疗药物B。
两组患者在一段时间内进行治疗后，统计血压的变化情况。
通过比较两组患者的治疗效果，可以评估出新药物A与传统药物B的疗效差异。
虽然平行对照试验设计简单易操作，但也存在一些局限性。
首先，由于人体存在个体差异，可能会影响结果的可比性。
其次，患者违规服药、丢失随访等情况都可能影响试验结果的准确性。
因此，研究者需要在试验设计和数据分析中充分考虑这些因素。
实例二：交叉试验设计交叉试验设计是另一种常见的临床试验设计方式。
其基本原理是将患者随机分配到不同的实验组，每个实验组先接受一种治疗，然后再交叉到另一种治疗，最后比较两种治疗方式的效果。
这种设计方式可以消除个体差异的影响，并提高结果的可靠性。
举个例子，一项针对哮喘患者的临床试验中，研究者将60名患者随机分为两组。
第一组在治疗A的同时接受治疗B的安慰剂，第二组则相反。
治疗一段时间后，两组患者进行交叉治疗，并分别统计哮喘发作的次数。
通过比较两组交叉治疗后的哮喘发作次数，可以评估出治疗A和治疗B的相对效果。
交叉试验设计可以减少个体差异的干扰，但也存在一些限制。
首先，交叉试验需要一定的治疗间隔，以确保药物效果的消退。
其次，治疗次序可能会对结果产生影响，比如第一个治疗可能会影响第二个治疗的效果。
因此，在进行交叉试验时，研究者需要对治疗间隔和次序进行合理的安排。
常用试验设计
根据研究目的和研究问题 选择适合的受试者。
将受试者随机分配到不同 的处理顺序组。
按照随机分配的处理顺序 对受试者进行实验处理。
收集实验数据，并进行统 计分析，以评估处理顺序 对实验结果的影响。
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常用试验设计
contents
目录
• 完全随机设计 • 随机区组设计 • 拉丁方设计 • 正交设计 • 交叉设计
01 完全随机设计
定义
完全随机设计是一种试验设计方法， 其中每个试验单位被随机分配到不同 的处理组，且每个试验单位被选中的 概率相等。
在完全随机设计中，试验单位之间没 有差异，仅处理组之间存在差异，因 此可以比较不同处理组之间的效果。
分析数据
对观测值进行分析，计算各因 素对试验结果的影响程度，并 得出结论。
04 正交设计
定义
正交试验设计是一种通过合理安排试验因素和水平，以最小 试验次数获得最优试验结果的方法。
它利用正交表来安排多因素、多水平的试验，通过控制试验 因素和水平，减少试验次数，提高试验效率。
适用范围
适用于多因素、多水平的试验设计，特别是当试验因素和水平数量较大时。
适用范围
适用于样本量较小、试验单位之间差 异较小的试验，例如农业、医学、生 物学等领域的研究。
当试验单位之间存在较大差异时，完 全随机设计可能会导致误差增大，此 时需要考虑其他试验设计方法。
实施步骤
选择试验单位和样本量
选择适合研究的试验单位，如动 物、植物、人等，并确定样本量。
随机化分组
将试验单位随机分配到不同的处 理组，确保每个处理组中的试验 单位数量相等。
实施步骤
排列拉丁方阵
临床试验常见设计类型有哪些
引言概述：临床试验是评估新药、治疗方法或医疗器械在人体中的安全性和有效性的关键步骤。
在临床试验的设计过程中，选择适当的试验设计类型是确保试验结果可靠和有意义的关键因素之一。
本文将介绍临床试验常见的设计类型，包括平行设计、交叉设计、因子设计、递增剂量设计和自控设计。
正文内容：一、平行设计1. 配对设计：将被试者按一定特征（如年龄、性别等）配对，使得每一对中的两个被试者都接受相同的治疗，以减小外界因素的干扰。
2. 随机分组设计：将被试者随机分为试验组和对照组，试验组接受新药或治疗方法，对照组接受常规治疗或安慰剂，以确保两组被试者的基线特征相似。
3. 并行组设计：将被试者随机分为多个组，各组接受不同的药物或治疗方法，以比较不同组的效果。
二、交叉设计1. 交叉设计：同一组被试者先接受一种治疗，经一定的洗脱期后再接受另一种治疗，以比较两种治疗方法的效果。
2. 多周期交叉设计：被试者在一段时间内接受多个周期的治疗，以减小周期之间的不确定性对结果的影响。
3. 平行交叉设计：被试者在同一时间段内同时接受不同治疗，以减小时间因素对结果的干扰。
三、因子设计1. 单因素设计：只考虑一个因素对结果的影响，通过控制其他因素，研究该因素的效果。
2. 双因素设计：考虑两个因素对结果的影响，通过控制其他因素，研究两个因素对结果的交互作用。
3. 多因素设计：考虑多个因素对结果的影响，通过控制其他因素，综合研究多个因素对结果的综合影响。
四、递增剂量设计1. 递增剂量设计：试验药物或治疗方法的剂量从低到高逐渐增加，以寻找最佳剂量和剂量-效应关系。
2. 反向递增剂量设计：试验药物或治疗方法的剂量从高到低逐渐减少，以寻找最佳剂量和剂量-效应关系。
3. 阶梯剂量设计：将被试者分为多个剂量组，每一组接受不同剂量的药物或治疗方法，以确定最佳剂量和剂量-效应关系。
五、自控设计1. 单纯自控设计：同一被试者在不同时间点接受不同治疗，以比较不同治疗方法的效果。
临床医学研究常用设计方案
临床医学研究常用设计方案
1.随机对照试验：将患者按照一定的随机方法分为两组，一组接受新
的治疗方法，另一组接受常规治疗方法，比较两组的疗效和安全性。
2.前瞻性队列研究：选择一组患者进行观察，收集他们的暴露信息和
结果信息，然后分析暴露因素与结果之间的关系。
3.病例对照研究：选择一组已经发病的患者作为病例组，再选择一组
没有发病的患者作为对照组，比较两组暴露因素的分布情况，以及暴露因
素与发病风险之间的关系。
4.横断面研究：在一定的时间点上，选择一组患者进行观察，收集他
们的暴露信息和结果信息，然后分析暴露因素与结果之间的关系。
5.回顾性队列研究：选择一组已经存在的队列，通过回顾性的方式收
集队列成员的暴露信息和结果信息，然后分析暴露因素与结果之间的关系。
6.资料库研究：利用已经存在的医疗资料库进行研究，通过检索和分
析已有的医疗记录来寻找暴露因素和结果之间的关系。
7.交叉研究：在一段时间内，将患者分为两组，一组先接受新的治疗
方法，然后再接受常规治疗方法，另一组则相反，比较两种治疗方法的疗
效和安全性。
8.综合研究：将多种研究方法结合起来，比如将随机对照试验与前瞻
性队列研究相结合，以获得更准确和全面的研究结果。
除了以上常见的设计方案，临床医学研究还可以根据具体研究目的和
研究对象的特点，采用更为复杂和灵活的设计方案，以满足研究的需要。
无论采用何种设计方案，都需要严格遵循科学的研究方法和伦理原则，以
确保研究的可靠性和可信度。
临床医学研究设计方案的选择应根据具体研究问题的特点和需要，结合实际情况进行灵活调整。
临床研究中常用的研究设计有哪些？
临床研究中常用的研究设计有哪些？一、随机对照试验随机对照试验是临床研究中常用的最重要的研究设计之一。
在随机对照试验中，研究组将被随机分为对照组和实验组，对照组接受标准治疗或安慰剂，而实验组接受新的药物或治疗方法。
通过比较两组的疗效差异，可以评估新的药物或治疗方法的疗效。
随机对照试验具有较高的可信度和可靠性，因为通过随机分组，可以减少因个体差异而引起的偏倚。
此外，研究者可以使用盲法，即使参与者不知道自己属于哪个组，以减少主观因素的影响。
二、队列研究设计队列研究设计是临床研究中常用的一种观察性研究设计。
队列研究设计通过对一组人员进行观察，并在一段时间后比较其发生疾病的情况，来评估某一因素与疾病发生之间的关系。
队列研究设计有两种类型：前瞻性队列研究和回顾性队列研究。
前瞻性队列研究通过在开始时记录参与者的特征，并随访一段时间，收集其发生疾病的情况。
回顾性队列研究则是先选择患者，并回顾他们的暴露史和发病情况。
三、交叉研究设计交叉研究设计是临床研究中另一种常用的研究设计。
在交叉研究设计中，每个参与者将接受不同的处理或暴露于不同的条件，然后比较其在不同条件下的反应或效果。
交叉研究设计适用于评估药物的副作用、不同治疗方法的疗效比较等。
它可以减少参与者间的个体差异对结果的影响，并消除了可能存在的混杂因素。
四、病例对照研究病例对照研究是临床研究中常用的一种观察性研究设计。
病例对照研究通过选择一组已患疾病的个体（病例组）和一组未患疾病的个体（对照组），比较两者在暴露于可能的危险因素上是否存在差异，从而评估危险因素与疾病的关联性。
病例对照研究的优势在于可以研究罕见病或疾病发生较慢的关联性，并且可以通过回顾性收集数据，减少研究时间和成本。
五、实验研究设计实验研究设计是临床研究中常用的一种研究设计。
在实验研究设计中，研究者通过对照组和实验组进行比较，评估某个干预措施对结果的影响。
实验研究设计的优势在于可以控制可能干扰结果的混杂因素，并且可以观察到因果关系。
四种常用的实验设计方法
四种常用的实验设计方法在科学研究中，实验设计是一种重要的方法，它可以帮助研究人员确定变量之间的关系，并找出因果关系。
下面将介绍四种常用的实验设计方法。
1.随机控制实验设计随机控制实验设计是一种常见且基本的实验设计方法。
在这种设计中，研究人员随机将实验参与者分为实验组和对照组。
实验组接受研究人员的处理，而对照组不接受处理，作为参照。
两组之间只有实验因素不同，其他条件保持一致。
这种设计的目的是通过比较实验组和对照组的结果，来确定处理是否对实验结果产生影响。
例如，假设你想研究其中一种药物对疾病治疗的有效性。
你可以将患有该疾病的患者随机分为两组，一组接受药物治疗，另一组接受安慰剂。
通过比较两组患者的治疗结果，你可以评估药物的效果。
2.实验和对照组设计实验和对照组设计是一种常见的实验设计方法，尤其适用于需要进行长期监测的实验研究。
在这种设计中，研究人员将实验参与者分为实验组和对照组，两组在实验前进行基线测量，在实验期间进行干预和操作，最后再次进行测量。
例如，你想研究一种新的减肥方法。
你可以将参与者随机分为实验组和对照组，两组在实验前进行身高、体重、体脂率等测量。
实验组接受新的减肥方法，对照组则保持原有的生活方式。
在实验期间，你可以记录两组参与者的日常饮食和运动情况。
最后，在实验结束后，你可以再次测量两组参与者的身体参数，比较实验组和对照组的减肥效果。
3.因子设计因子设计是一种实验设计方法，用于研究多个因素对结果的影响。
在这种设计中，研究人员根据预测因素的影响程度和重要程度，选择和调整不同因素的组合。
通过系统地改变不同因素的水平，研究人员可以确定不同因素对结果的影响。
例如，假设你想研究环境因素对植物生长的影响。
你可以选择光照强度、温度和水分等因素作为独立变量，通过在不同水平设置这些因素，观察植物的生长情况。
通过统计分析，你可以确定不同因素对植物生长的作用效果以及它们之间的相互作用。
4.配对设计配对设计是一种实验设计方法，用于降低由于个体差异引起的误差。
常用的实验设计方法
2）用随机数字表分组
例13.14 按完全随机设计方法将10只小鼠随机分配到甲、乙两组。
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。分组情况如下：
2
12
6
4
11
1
10
13
9
处理组别
丙
乙
甲
甲
乙
丙
甲
丙
乙
甲
丙
甲
乙
丙
乙
注意：①随机数字的位数不应小于n的位数，遇有相同的随机数字应舍去。②如果设计上需要各组例数不相等时，可利用R调整各组例数。如, 若要求例13.15中甲组8例、乙组4例、丙组3例时，可规定R：1～8者为甲组， 9～12者为乙组， 13～15者为丙组。③当n较大时（如n>100），可用计算机排列出随机数字的序号R。例如，将120个实验单位随机分为甲（50例）、乙（50例）、丙（20例）三组时，利用计算机给出随机数字的排列序号R，并规定R：1～50者为甲组，51～100者为乙组，101～120者为丙组。
15
2
12
6
4
11
1
10
13
9
处理组别
丙
乙
甲
甲
乙
丙
甲
丙
乙
甲
丙
甲
乙
丙
乙
注意：①随机数字的位数不应小于n的位数，遇有相同的随机数字应舍去。②如果设计上需要各组例数不相等时，可利用R调整各组例数。如, 若要求例13.15中甲组8例、乙组4例、丙组3例时，可规定R：1～8者为甲组， 9～12者为乙组， 13～15者为丙组。③当n较大时（如n>100），可用计算机排列出随机数字的序号R。例如，将120个实验单位随机分为甲（50例）、乙（50例）、丙（20例）三组时，利用计算机给出随机数字的排列序号R，并规定R：1～50者为甲组，51～100者为乙组，101～120者为丙组。
常用实验设计方法
缺乏维生素E 0 .74 配对差值 0 .72 t=4.208， 0 .54 0. 96 SE=0.0582 0. 98 0. 81 两均数t =2.735， 0. 75 SE=0.0896 0. 53 0.7538 差值=0.2450
1.配对比较样本例数是两组比较的1/2
n1 n2 2[ n [
随机 分组
分组 实验组（T+S1） 对照组（C+S2）
处理因素
实验效应 （E+S1） （0+S2）
• 实验设计理论上组间随机误差S1= S2， • 两组结果：（E+S1）（S2）=差（E）即实 验效应。
• 设计的基本原则：对照、随机、重复、均衡
常用的实验（试验）统计设计方法：
• 单因素实验设计方法： • 1.完全随机分组 • 2.随机配对或区组设计 • 3.拉丁方设计
• 定义：受试对象完全按随机原则分配 到试验组和对照组，对他们的效应进 行平行观察，最后对结果进行成组比 较的统计分析。 • 统计分析方法：两组或多组的 t 检验 或方差分析、χ2等。
完全随机分组同期研究的设计模式
•
• • • •
研究对象 纳入符合标准的研究对象 随机化分组 试验组
试验 措施
对照组
实验因素
• 单因素实验：指实验中研究对象被干预的 因素只有一个，因素包括g（g≥2）个水平， 目的：分析不同水平实验结果是否有差别。
• 多因素实验：指实验中研究对象被干预的 因素不只一个，各因素的水平为≥2，分析 某因素不同水平的结果有无差别，分析多 因素对实验结果有无交互作用。
例4-2：表4-3 研究一种降血脂新药的临 床疗效
• 用20只家兔用采用完全随机分组方法分为4组， 分别给予4种处理，结果见表12-3
第三章常用的几种实验设计方法
基本类型
1.完全随机设计 2.配对设计 3.配伍组设计 （随机区组设计） 4.自身比较设计 5.交叉设计 6.拉丁方设计
试验设计的步骤
1.根据试验的目的选择试验方案。 2.确定处理因素和处理水平。 3.确定试验类型。 4.根据实验效应的类型和处理因素的
情况选择统计方法。 5.确定样本量。 6.确定分组方案。
配伍组设计是先将若干个受试对 象按一定条件划分成若干个区组。每 一配伍组包含的受试对象，随机地分 别接受不同处理，每个配伍组的例数 等于处理组个数。
配伍的条件是影响实验效应的主要非 处理因素。可以按单一非处理因素分配伍 组，也可以按几个非处理因素的组合分配 伍组。
例如实验动物的种属、窝别、性别。年 龄、体重相同和相近的划人一个配伍组或 区组；临床试验根据具体要求可将性别、 体重、年龄、职业、病情和病程等条件相 同和相近的列入一个配伍组。分别将同一 配伍组内的受试对象随机地分别分配到各 处理组中去。
•2．双向误差控制，可以减少实验误差，比 配伍组设计优越。
(6) 缺点
• 1．要求各因素的水平数相等且无交互作 用，在实际应用中有一定的局限性；
• 2.重复数少，对差别的估计往往不够精 确，为了提高精确度，可将处理数相 同的几个拉丁方结合起来进行实验设 计。
例1.研究蛇毒的抑瘤作用，拟将四种瘤株匀浆接种小白 鼠；一天后分别用四种不同的蛇毒成份，各取四种不同 的剂量腹腔注射，每日一次．连续10天，停药一天，解 剖测瘤重。
交叉实验设计进行的实验所得数 据的统计处理可用方差分析，如果资 料的性质不适宜用方差分析则可用秩 和检验。
方差分析步骤：
秩和检验
1．处理间的比较(本例即A、B两种参数电针刺激 间的比较)
试验设计方法
A2
A2
A2
对区组的要求是： 区组内的供试单位（或供试动物）其各项条件应当
基本一致，而区组之间应有适度的间距或差异 每一区组应能容纳一整套试验 同一区组内如何安排试验单位，应随机化 如果一个区组内仅安排一个处理、一个对照，这样
的区组就是配对试验设计 因此区组试验设计可以看作是配对试验设计的扩展 配对试验设计：对子内的两个动物应尽可能一致 区组试验设计：区组内的一套动物应尽可能一致
2、随机化 一定要遵守完全随机化的原则，不应当作任何人为
的干预
3、群饲的处理 以群为供试单位时，应注意不能以群内个体间的差
异作为误差来源，而应当以群间的差异作为误差 来源
比较理想的设计方法是：同一处理内设置多个小群 体（即独立供试单位），以每一小群体的平均值 作为原始数据进行统计分析
特别是个体间易相互干扰的试验：
或者是每一试验动物一个单独的圈舍，或者是几个 试验动物一个圈舍但仅作为一个独立单位来对待
第二节 随机区组设计
一、方法
当试验规模达到一定程度后，完全随机设计就不容 易做到试验条件完全一致
因此可以将整个试验分成若干个相对独立、比较均 匀的单元（局部）、每一单元内设置一整套完整 的试验，这一个单元就称为区组
因子方差分析法 质量性状的资料可采用卡方检验法
四、采用完全随机设计方法时应注意的事项 1、对照的设置 不管使用什么样的试验设计，都应当设置对照组，
但完全随机设计尤应注意这一点 对照组的设置应与处理组同等对待，在动物学科试
验中，应当是先分组，然后在其中任取一组作为 对照，而不应当先设置对照或最后设置对照 即在整个试验中，对照的设置应当也是随机的
一个区组可以是一个独立的空间，如：一个地区、 一个试验区、一个畜牧场、一栋畜舍、一个养殖 单元、一个家系；或是一个独立的时间段，等
第四讲 常用的试验设计方法
配对号 1
2 …
10
5.0 …
5.1
5.2 …
6.2
-0.2 …
-1.1
例3
为比较两种测声计A和B对噪声的测定
结果，某人随机测定了10个场地在同一时间用测 声计A和B对噪声进行测定得下表，问两种测声计 得测定结果是否相同？ 场地 1 2 …. 10 测声计A 87 65 …. 54 测声计B 86 77 ….. 55 差值 1 -3 ….. -1
优点：
缩小了误差，又可以分析处理组间与配 伍组间两因素的影响。
缺点：
分组较繁，要求组内单位数与处理组
数相同。试验结果中若有缺失，统计分析 较麻烦。 常用方差分析或Friedman秩和检验方法。
例4
对小白鼠喂以A、B、C三种不同的营养素，
目的是了解不同营养素增重的效果。采用随机 区组设计方法，以窝别作为划分区组的特征， 以消除遗传因素对体重增长的影响。现将同品
效率。它与完全随机设计相比，可缩小受试对象
间的个体差异，同时还可以减少样本含量。
受试对象的特征或条件：
年龄、性别、体重、环境条件等非试验因素，不要 以试验因素作配对条件。动物实验常以种属、品系、性 别相同、年龄、体重相近的两只动物配成对子；临床疗 效观察常将病种、病型、族别、性别、年龄相差不超过
2-3岁，生活习惯、工作环境等相似的病人配成对子。在
第四讲
常用的试验设计方法
一、完全随机设计
完全随机设计是最简单的设计,也称为单因素
设计，应用广泛。设计模式可以为：
（1）将研究对象随机的分配到各个试验组进行
试验观察研究。
（2）从不同的总体中随机抽样进行研究。它适 用于两个或两个以上样本的比较。 各组例数可以相等也可以不等。例数相等时 统计分析效率较高。
临床试验设计的五种类型
临床试验设计的五种类型临床试验是医学领域中非常重要的研究方法，它用于评估新药、新疗法和治疗方法的安全性和有效性。
为了保证试验结果的准确性和可信度，科学家们设计了不同类型的临床试验。
本文将介绍临床试验设计的五种类型，以及它们的特点和应用。
一、随机对照试验随机对照试验是最常用的临床试验设计类型之一。
它通过将患者随机分配到不同的治疗组和对照组，探究新药、新疗法或治疗方法的疗效。
对照组接受标准治疗或安慰剂，而治疗组接受被试药物或新疗法。
通过对比两组患者的治疗效果，可以评估新药或疗法的实际效果。
随机对照试验的特点是能够排除干扰因素的影响，有效对比治疗组和对照组的疗效。
然而，由于随机分组的过程中，会出现样本量不平衡或分组出错的情况，因此试验结果需要进行统计学分析来消除这些影响。
二、盲法试验盲法试验是为了减少心理因素对试验结果的影响而设计的一种临床试验。
在盲法试验中，患者和研究人员不知道他们属于治疗组还是对照组。
这种设计可以避免患者或研究人员的主观意识对结果产生偏见。
盲法试验可以分为单盲、双盲和三盲试验。
单盲试验是指患者不知道自己所接受的治疗，而研究人员知道；双盲试验是指患者和研究人员都不知道治疗组和对照组的情况；而三盲试验是指连数据分析者也不知道试验组别的情况。
盲法试验的目的是尽量减少主观干扰，提高试验结果的客观性和可靠性。
三、开放性试验与盲法试验相反，开放性试验是患者和研究人员都知道所接受的治疗的一种试验设计。
这种设计适用于对药物治疗效果进行初步评估，同时也可以帮助研究人员收集患者的反馈和意见。
开放性试验的优势在于患者和研究人员的知情可以提供更全面和深入的信息，但它的缺点是容易受到主观偏见的影响，因为患者和研究人员都知道所接受的治疗。
四、交叉试验交叉试验是一种特殊的试验设计，患者在试验期间接受不同的治疗，以比较不同治疗对患者的效果差异。
交叉试验有两种形式：顺序交叉试验和随机交叉试验。
顺序交叉试验是指患者按照一定顺序接受不同治疗，例如先接受标准治疗，然后再接受实验治疗。
常用的实验性研究设计方案包括
常用的实验性研究设计方案包括常用的实验性研究设计方案包括1. 随机对照试验设计- 介绍随机对照试验设计的基本概念和原理- 阐述随机对照试验设计的步骤和要求- 分析随机对照试验设计的优势和局限性- 举例说明随机对照试验设计在实际研究中的应用2. 前后对照试验设计- 解释前后对照试验设计的定义和特点- 探讨前后对照试验设计的步骤和要点- 分析前后对照试验设计的优缺点- 提供前后对照试验设计在实际研究中的案例3. 多因素试验设计- 介绍多因素试验设计的概念和原理- 阐述多因素试验设计的基本步骤和要求- 探讨多因素试验设计的优势和局限性- 提供多因素试验设计在实际研究中的实例4. 交叉试验设计- 解释交叉试验设计的定义和特点- 分析交叉试验设计的步骤和要点- 探讨交叉试验设计的优缺点- 举例说明交叉试验设计在实际研究中的应用5. 配对试验设计- 介绍配对试验设计的基本概念和原理- 阐述配对试验设计的步骤和要求- 分析配对试验设计的优势和局限性- 提供配对试验设计在实际研究中的案例6. 因子分析试验设计- 解释因子分析试验设计的定义和特点- 探讨因子分析试验设计的步骤和要点- 分析因子分析试验设计的优缺点- 提供因子分析试验设计在实际研究中的实例【范文】常用的实验性研究设计方案包括随着科技的进步和社会的发展，实验性研究在各个领域的重要性日益凸显。
为了能够准确获取实验数据并得出科学结论，研究者需要选择适合的实验性研究设计方案。
本文将介绍六种常用的实验性研究设计方案，包括随机对照试验设计、前后对照试验设计、多因素试验设计、交叉试验设计、配对试验设计和因子分析试验设计。
一、随机对照试验设计随机对照试验设计是最常用的实验研究设计方案之一。
其基本原理是将研究对象随机分配到实验组和对照组，以消除其他干扰因素对实验结果的影响。
随机对照试验设计的步骤包括制定研究目的和假设、确定实验因素和水平、随机分配实验对象、进行实验操作、收集和分析数据、得出结论。
试验设计方法
试验设计方法试验设计方法是一种科学研究中常用的方法，用于制定实验方案，保证实验结果的可靠性和有效性。
本文将介绍常用的试验设计方法，以及其应用。
1. 随机对照实验设计：该设计方法常用于药物研发和医学实验中。
实验对象被随机分配到两个或多个对照组和实验组中，对照组接受无效处理或安慰剂，实验组接受实际处理。
通过比较两组的实验结果，评估处理的效果。
为了控制其他变量的影响，实验组和对照组应在人口学特征、年龄、性别等方面保持平衡。
2. 区组试验设计：该设计方法常用于农业实验中。
实验地区被划分成几个区域，每个区组内的实验单位接受相同的处理，同时在不同区组之间也会有相同处理的重复。
这样可以消除地区差异的影响，提高实验的可靠性。
3. 因子设计：该设计方法常用于工业实验中。
通过将多个因素或变量引入实验设计中，分析它们对结果的影响，找到最优的组合方案。
常见的因子设计方法有完全随机设计、随机区组设计和拉丁方设计等。
对每个因子设置不同的水平，然后结合实验结果进行数据分析，确定最佳的处理方案。
4. 响应面试验设计：该设计方法是一种多因素试验和数学建模的组合。
通过收集实验数据，建立数学模型，以预测响应变量对多个因素的响应。
然后通过优化数学模型，找到能够使响应变量达到最优的因素水平组合。
5. 反向随机化试验设计：该设计方法用于减少实验中的随机偏差，提高实验的稳定性。
在传统的随机对照实验中，每个实验对象只接受一种处理。
而在反向随机化试验设计中，每个实验对象接受多个处理，以减少随机性对结果的影响。
综上所述，试验设计方法在科学研究中起着至关重要的作用。
通过合理设计和控制实验参数，可以得到可靠且有效的实验结果，为科学研究提供有力支持。
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1、顺序排列的试验设计：着重于方便试验 的实施，常用于处理数量大、精确度要求不 高、不需作统计推断的早期试验、预备试验 或初级试验。
2、随机排列的试验设计：强调要有合理的 试验误差估计，以便通过对试验的表面效应 与试验误差进行比较以后做出推论，用于对 精确度要求较高的试验。
第二节 试验设计的基本原则
一、试验设计 将排除系统误差和控制偶然误差的试验
设置称为试验设计。
二、试验设计三大原则： 重复 局部控制 随机排列
第二节 试验设计的基本原则
1、重复 每个参试的处理占有两个或两个以上 的试验小区。
小区 田间试验中用于观察记录的最小、独 立的单位。
重复的作用： ⑴ 估计误差 没有重复就不能估计误差。
第二节 试验设计的基本原则
⑵ 减少试验误差 统计学已证明：试验误差的大小与重复次
数的平方根成反比。
⑶ 扩大试验的代表性
有了重复，各种处理可以在不同环境下 受到考验，因而增大试验的代表性。
第二节 试验设计的基本原则
2、局部控制 通过对试验小区的合理安排把试验误差 控制在一个局部的范围内。 即使每个参试的品种或处理得到好、坏 的条件的机会一致。
就是一个处理。 复因子试验，各因子的任一水平所组成
的组合为一个处理（组合）。
第一节 田间试验的基本概念
三、田间试验的特点：
田间试验是农业和生物学研究中最常用 的研究手段，比其它研究有很多特殊性。
1、研究对象和材料都是生物体，生物 体本身具有很大的变异性。
2、试验一般是在开放的自然条件下进 行的，试验环境包括土壤、气候，甚至病虫 害等都是多变的。
第一节 田间试验的基本概念
二、基本概念：
1、试验指标 在试验中用来衡量试验效果的量。 试验指标分为定量指标和定性指标。 定量指标 能用数量表示的指标，比如：
小麦的产量、果树的高度、动物的体重等。 定性指标 不能直接用数量表示的指标，
比如：种子发芽与否、花的颜色、风害、寒 害程度、作物的抗性。
第一节 田间试验的基本概念
重复Ⅱ E ck F G ck H A ck B C ck D
重复Ⅲ H ck G F ck E D ck C B ck A
第三节常用的试验设计
一、对比法设计 特点： 任意一个处理区的左侧或右侧必有一个对照区
优点： １.适用于丘陵等环境条件变异较大的地方。 ２.不受处理数的限制，两个以上均可。 ３.田间操作比较方便，为试验工作者所乐于
常用的试验设计方法有：
顺序排列的试验设计：(1) 对比法设计 (2) 间比法设计
随机排列的试验设计：(3) 完全随机设计 (4) 配对法设计 (5) 随机区组设计 (6) 拉丁方设计 (7) 裂区设计 (8) 正交设计 (9) 回归设计
第三节常用的试验设计
一、对比法设计
田间排列说明： １.每个重复区的第一个小区安排处理，
⑶ 试验结果要有可靠性
试验结果的可靠性用准确性和精确性来衡量
准确性(accuracy)是指观察值与其理论 真值之间的符合程度。
精确性(precision)是指重复观察值之间 的符合程度。
第一节 田间试验的基本概念
⑷ 试验结果要能够重演 指在同样的条件下，再次进行试验或
实验，应能获得与原试验相同的结果。
采用，是一种普及性的初级田间试验设计。
第三节常用的试验设计
一、对比法设计
缺点：
１.对照区占地三分之一，比较浪费土地。 ２.未贯彻设计三大原则，重复内不具同质性，
第二个小区安排对照，以后每隔两个处理区安 排一个对照区，一直至排完为止。
.一般重复3-6次，重复内可不具同质性。 .在各重复中，每个处理（不包括对 照），必须顺序排列。 .不同重复区内可排列成阶梯式或逆向 式。
第三节常用的试验设计
一、对比法设计
例1：8个品种(不包对照），三次重复。
重复Ⅰ A ck B C ck D E ck F G ck H
因而，田间试验的误差控制尤为重要。
第一节 田间试验的基本概念
四、田间试验的基本要求 ⑴ 试验目的要明确
试验项目首先应抓住生产实践和科学试验 中当前急需解决的问题；同时又能照顾到将来 可能是突出的问题。
⑵ 试验条件要有代表性 试验的条件应能代表将来准备推广试验结
果的地区的自然条件和工艺条件。
第一节 田间试验的基本概念
随机地排列的试验设计
Ａ８Ｂ ＤＢ７ Ｃ ６ Ａ ＣＤ ５
高
Ａ７Ｄ ＡＢ６ ＣＣ ５ ＢＤ ４
Ａ６Ｃ ＢＢ５ Ｃ ４ Ｄ ＡＤ ３
低
第二节 试验设计的基本原则
综上所述，试验设计三个基本原则的关系和作
用如下图所示： 重复
随机排列
局部控制
估计误差
扩大代表性
减少误差
提高试验精确性
第三节 常用的试验设计
第一节 田间试验的基本概念
一、概述：
试验设计是生物统计学的一个分支，由 英国生物统计学家Fisher(1890～1962)于20 世纪20年代，创立和发展起来，并推动了生 物统计学的的发展。
良好试验设计可以最大限度的排除各种 非试验因素的干扰，提高科学试验的效率和 精确度。
第一节 田间试验的基本概念
2、试验因子 对试验指标有影响，在试验中需要加以
考虑的试验条件。
单因子试验，只包含一个因子的试验。 复因子试验，包含两个及两个以上因子 的试验。
第一节 田间试验的基本概念
3、水平 指试验因子的各种不同状态（包括定量
的和定性的水平）。
4、处理 参与试验对比的具体项目，一个试验包
含着若干处理。 单因子试验，因子一个水平的项目实施
局部控制的原则是：重复内具有同质性， 重复间具有最大的异质性。
局部控制的作用：在于减少试验误差。
第二节 试验设计的基本原则
例如：品种比较试验，四个品种，三次重复。 高 ＡA A DB ＢB D低C C ＣD
这样安排比较合理吗？
第二节 试验设计的基本原则
例如：品种比较试验，四个品种，三次重复。 高 ＡＢＣＤ
ＡＢＣＤ ＡＢＣＤ 低
第二节 试验设计的基本原则
3、随机排列 每个参试的品种或处理（包括对照）的位置 完全随机决定，不掺有人为的主观意见。
随机排列的作用：正确地估计误差。
第二节 试验设计的基本原则
上面的例子中，虽然有了重复和局部控制， 但是小区是顺序排列的。
高
ＡＢＣＤ
ＡＢＣＤ
ＡＢＣＤ 低
第二节 试验设计的基本原则