实验设计PPT课件
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我国试验设计方法发展
范福仁《田间试验之统计与分析》0.4 华罗庚推广优选法、统筹法 1978 优选法用于五粮液获成功
华罗庚1910~1985
方开泰 1940~
1978
方开泰、王元创建均匀设计法
王元 1930~ 9
优质
试验设计方法的作用
把数学上优化理论、技术应用于试验设计中， 科学的安排试验、处理试验结果。
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。
12
优质
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.
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
7
优质
试验设计方法起源
1920s
1980s
1980s 美国引进田口方法
1920s Fisher用于田间试验 1920s Tippett将SED用于棉纺
1949 1924~
1935
1935 “Design of Experiments” 试验设计成为应用技术科学 1930~40s 英、美、苏用于工业
15
优质
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“。
16
优质
试验因素与非试验因素
1940s末 美国Deming传播SED至日本 1949 日本Genichi Taguechi(田口玄一)以 SED为基础建立“正交试验设计”法 1952 应用L27(313)于日本东海电报公司 1952~1962 应用100万项，1/3成效明显 1955~1970 日本借此推行全面质量管理
8
优质
试验设计方法主要讨论如何合理地安排试验以 及试验所得的数据如何分析等。
5
优质
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。
试验设计的效果
6
优质
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.
18
优质
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，
19
采用科学的方法去安排试验，处理试验结果， 以最少的人力和物力消费，是在最短的时间 内取得更多、更好的生产和科研成果的最有 效的技术方法。简称为：“多、快、好、 省”。
10
优质
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
11
优质
1.试验设计的定义和意义
试验设计
优质
第一章 绪 论
一、引言 二、试验设计方法起源 三、试验设计方法的作用 四、单因素试验 五、多因素试验
2
优质
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
3
优质
研究工作的必要手段
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。
人 动物 微生物 细胞 分子 基因
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。
17
优质
试验单位(experiment unit)
13
优质
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。
14
优质
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素。
试验
实验和试验
实验
已知某个结论去 验证 已知方法的操作 验证性
试验
未知某个结论去 探索 未知方法的探索 探索性
4
优质
什么是试验设计方法
试验设计（Design of Experiments)是数理 统计学的一个重要的分支。多数数理统计方法 主要用于分析已经得到的数据，而试验设计却 是用于决定数据收集的方法。
优质
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。
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范福仁《田间试验之统计与分析》0.4 华罗庚推广优选法、统筹法 1978 优选法用于五粮液获成功
华罗庚1910~1985
方开泰 1940~
1978
方开泰、王元创建均匀设计法
王元 1930~ 9
优质
试验设计方法的作用
把数学上优化理论、技术应用于试验设计中， 科学的安排试验、处理试验结果。
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。
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优质
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.
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
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优质
试验设计方法起源
1920s
1980s
1980s 美国引进田口方法
1920s Fisher用于田间试验 1920s Tippett将SED用于棉纺
1949 1924~
1935
1935 “Design of Experiments” 试验设计成为应用技术科学 1930~40s 英、美、苏用于工业
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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“。
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优质
试验因素与非试验因素
1940s末 美国Deming传播SED至日本 1949 日本Genichi Taguechi(田口玄一)以 SED为基础建立“正交试验设计”法 1952 应用L27(313)于日本东海电报公司 1952~1962 应用100万项，1/3成效明显 1955~1970 日本借此推行全面质量管理
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试验设计方法主要讨论如何合理地安排试验以 及试验所得的数据如何分析等。
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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。
试验设计的效果
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优质
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.
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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，
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采用科学的方法去安排试验，处理试验结果， 以最少的人力和物力消费，是在最短的时间 内取得更多、更好的生产和科研成果的最有 效的技术方法。简称为：“多、快、好、 省”。
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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
11
优质
1.试验设计的定义和意义
试验设计
优质
第一章 绪 论
一、引言 二、试验设计方法起源 三、试验设计方法的作用 四、单因素试验 五、多因素试验
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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
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研究工作的必要手段
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。
人 动物 微生物 细胞 分子 基因
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。
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优质
试验单位(experiment unit)
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优质
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。
14
优质
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素。
试验
实验和试验
实验
已知某个结论去 验证 已知方法的操作 验证性
试验
未知某个结论去 探索 未知方法的探索 探索性
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优质
什么是试验设计方法
试验设计（Design of Experiments)是数理 统计学的一个重要的分支。多数数理统计方法 主要用于分析已经得到的数据，而试验设计却 是用于决定数据收集的方法。
优质
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。
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