试验设计课件.ppt

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1、试验设计与数据处理ExperimentDesign&DataProcessing授课教师：程江峰课程教学平台推荐参考书课堂教学上机实习推荐参考书徐秉玖编著.药物统计学.北京：北京医科大学出版社，1999.杨德编著.试验设计与分析.北京：中国农业出版社，2002.袁志发周静芋主编.试验设计与分析.北京：高等教育出版社，2000.李云雁胡传荣编著.试验设计与数据处理.北京：化学工业出版社，2005.课堂教学目录第一章概述第二章试验设计的概念及原理第三章试验统计基础及EXCEL简介第四章简单试验设计与统计分析第五章方

2、差分析第六章回归与相关分析第七章正交试验设计与分析第一章概述试验设计在科研中的地位与意义科学研究是人类对物质世界和社会现象的一种认识活动。其方法可分为三个层次，即哲学方法；一般研究方法（如科学试验、科学抽象、数学方法等）；各门科学中的一些专门化的特殊研究方法。试验设计是属于一般研究方法中的科学试验方法的范畴，它是由试验方法与数学方法，特别是统计方法相互交叉而形成的一门科学。它是研究如何计划安排试验并对结果进行分析的一门科学。科技人员掌握应用各种先进试验设计与结果分析方法，可提高自身的素质及科学试验水平，将加快所

3、从事科学研究的进程。科学研究中不同阶段的试验设计研究初期阶段的探索试验简单设计试验目的是明确某因素的作用。如对照试验、比较试验等。筛选试验目的是在众多因素中明确关键因素或优良水平。如单因素多水平试验（格子设计等）；少量水平的多因素试验（如混杂设计、不完全区组设计、均匀设计、正交设计等）。研究中期阶段的析因试验多因素的析因试验，以深入分析主要因素的作用及其相互关系。如拉丁方设计、交替设计、裂区设计、正交设计等。研究后期阶段的优化试验目的是深入研究少数关键因子及相互作用关系并进行优化设计。如回归设计、配方设计、稳健

4、设计等。第二章试验设计的概念及原理2.1试验的基本概念2.1.1总体与样本总体(Population)定义：由具有共同性质的全部个体(Individual)组成。而个体是研究对象中可以单独观测和研究的一个物体或一定量的材料。例如：一个药厂的某一种产品中有效药物含量值；全国采集的某种中药材中总甙含量。样本(Sample)定义：按一定程序从总体中抽取的，数量相对较少的一组个体，称为该总体的一个样本。例如：所选出样品分析后得到的有效药物含量值；选出一定数量的中药材测得的总甙含量。样本容量(Samplesize)样本中

5、所包含的个体（或抽样单元）的数目。一般样本容量在30个以上为大样本。2.1.2试验因子、水平、处理试验因子(Factor)试验中安排的因子，或称试验因素。其实影响科学试验结果的因子往往很多，但进行试验时，仅能挑选少数几个。水平(Level)在安排试验中，每个因子的某种具体措施称为该因子的某种水平。处理(Treatment)多因子试验中，不同因子的不同水平的组合称为处理；而在单因子试验中，该因子的不同水平亦可称为处理。2.1.3试验单元、重复、区组试验单元(Unit)试验中实施试验处理的基本对象。如医药学试验中的

6、小白鼠、医院病人等。重复(Replication)在试验中，每一种处理往往进行一次以上试验，称为处理的重复。区组(Block)某一批处理排列时集中在某一区域（时期、空间等）称为区组。2.1.4试验误差及来源、分类试验误差(Error)在科学试验中，由于受到许多非处理因子的干扰和影响，所观察到的每个处理的测量结果与该处理的真值会产生一定的偏差，这个偏差就是试验误差。试验误差的来源试验单元间的固有差异试验单元上操作方法间的差异试验单元间环境的差异试验误差的分类随机误差(Randomerror)系统误差(System

7、aticerror)粗大误差（过失误差）(Grosserror)2.1.5精密度、正确度、精确度精密度(Precision)表示试验结果中随机误差大小的程度。它是在试验规定条件下，对处理进行多次相互独立测量所得结果之间符合的程度。精确度(Accuracy)又称准确度。它表示试验处理测量结果与被测量处理真值之间的接近程度。它反映了试验测量结果中系统误差与随机误差的综合。正确度(Correctness)表示试验测量结果中系统误差大小的程度。它反映了试验规定条件下，试验测量中所有系统误差的综合。2.1.6提高试验精确

8、度的主要途径选择试验处理注意试验材料改进试验技术统计方法控制2.2试验设计的原理2.2.1唯一差异原则进行两处理平均值比较时，它们两者之间仅有此两种处理不同而引起的唯一差异，而其它各种试验条件都应保持在同等的背景上。2.2.2试验设计的基本原理为控制干扰因子引起的差异，降低试验误差，在试验设计中要遵循如下三条基本原理：重复随机化区域控制第三章试验统计基础及EXCEL简介3.1试验统计基