《实验设计基本方法》PPT课件

三、数据分析应注意的几个问题


1.要注意每种统计分析方法的适用范围。 许多分析方法对数据的要求很高，如果样本的 分布不符合要求，样本量数量不足，或者存在 大量的伪样本，都会造成最后结果的偏差甚至 是完全错误。 比如，我们经常要使用的因子分析、聚类分析， 如果样本量不足，虽然也能够通过SPSS获得分 析结果，但实际上这样的分析结果没有意义;
三、数据分析应注意的几个问题



2.在选择一种分析方法的同时，要按照方法的要求整 理数据库。 错误的数据库格式对于研究有时是灾难性的。 我们在使用任何研究模型之前，都要考虑数据的适用 性。 同样，数据的合理转换也很重要。 比如，我们经常会提问被访者的出生年份而不是周岁 年龄，这样将会较少回答的偏差。 我们把收集到的数据进行简单的转换，得到被访者的 年龄。 出于计算的需要，我们还经常把几个变量合并（或整 理）成一个或者另外几个变量;
■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。
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：


（二）确定实验对象及数量 这里指的是实验所用的动物或活体组织标本等。 在实验设计中，要根据实验观察的目的与内容，明 确规定采用什么样的实验对象，实验对象中的每个 实验单位必须具备的条件与要求，以保证受试对象 的一致性。 实验对象需要有一定的数量，例数不能太少，也不 宜过多。如何估计例数，详见后面章节内容。
■随后，
F.Yates,R.C.Bose,O.Kempthome,W.G.Cochran,D. R.Cox和G.E.P.Box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。
《试验设计与数据处理》 研究生课程教学
第七讲 实验设计基本方法
绪言


本将进一步明确课程的性质： 试验设计方法是一项通用技术，是当代科技和 工程技术人员必须掌握的技术方法。 课程的任务： 让学生熟悉并掌握近代最常用、最有效的几种 优化试验设计方法的基本原理及其应用。
绪言

什么叫做（优化）试验设计方法？ 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、处理试验结果的方法。 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，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。

实验因素取不同水平时在实验单位上所产生 的反应称为实验效应。一般是通过某些观测 指标数值的大小来体现。指标应具有特异性 强、灵敏度高、准确可靠等特点。

研究者应当对欲研究的问题有较为全面的了 解，在实验设计中千万不要遗漏了某些重要 的实验因素和观测指标，以免实验研究的结 果对事先提出的问题给出错误的回答。
二、实验设计的基本内容


（一）拟定相互比较的处理 所谓处理，指的是在实验研究中欲施加给受试对象 的某些因素。 如营养实验的各种饲料，治疗某病的几种疗法或药 物，药理研究中某药的各种剂量等。在实验的全过 程中，处理因素要始终如一保持不变，按一个标准 进行实验。 如果实验的处理因素是药物，那么药物的成份、含 量、出厂批号等必须保持不变。 如果实验的处理因素是实验操作措施，那么就不能 开始时不熟练，而应该在实验之前使熟练程度稳定 一致。

来自百度文库


所有影响实验结果的条件都称为影响因素，并有客观与主观，主 要与次要因素之分。 研究者希望通过研究设计进行有计划的安排，从而能够科学地考 察其作用大小的因素称为实验因素（如药物的种类、剂量、浓度、 作用时间等）； 对评价实验因素作用大小有一定干扰性且研究者并不想考察的因 素称为区组因素或称重要的非实验因素（如动物的窝别、体重 等）； 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。




（五）拟定对资料整理分析的预案 这就是对将获得的数据资料准备如何进行整理？ 要计算哪些统计指标？ 用什么统计分析方法？ 事先必须有个初步的设想。 例如对计数资料，是计算率还是百分比？若计算率， 分子是什么？分母是什么？各组同一项目的某个率或 百分比如何进行比较？ 又如对计量资料，是计算算术均数、几何均数还是中 位数？ 同一项目各均数间应采用什么方法作比较？ 切忌实验设计时不认真考虑，实验过后拿数字去找统 计方法。



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。
提高产量 ■减少质量的波动，提高产品质量水准 ■大大缩短新产品试验周期 ■降低成本 ■延长产品寿命
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除用于在科学研究的实验项目中，还 用在化工、电子、材料、建工、建材、 石油、冶金、机械、交通、电力……
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。


（三）确定将各实验单位分配到各种处理中 去的原则 这主要是随机分配或随机化问题。将在后面 着重介绍常用的随机分组方法。





（四）拟定观察项目和登记表 要根据研究目的和任务，选择对说明实验结论最有意义，并具 有一定特异性、灵敏性、客观性的观察项目。 必要的项目不可遗漏，数据资料应当完整无缺； 而无关紧要的项目就不必设立，以免耗费人力物力，拖延整个 实验的时间， 要按照观察项目之间的逻辑关系与顺序，编制成便于填写和统 计的登记表，以便随时记录实验过程中获得的数据资料。 同一项目的度量衡单位必须统一符号（如+、++、+++等），应 有明确的定义。