统计学-实验设计ppt课件.ppt

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1、第4章试验设计DesigningExperimentsSection4.1ConceptsAboutDesigningExperiments试验设计的基本概念一、试验对被观察个体，人、动物或对象，施以处理后，测量有兴趣的变量的反应。试验进行程序为：试验单位处理反应控制试验环境只允许有不同处理水平，以避免混合效应的情况。例:冷冻法对胃溃疡减轻疼痛的效应胃溃疡病人，施以冷冻法(一般相信可降低胃酸的产生)，观察疼痛症状减轻的情况。冷冻法确实有症状减轻的效应。二、试验指标(experimentalindex)在试验中具体测定的性状或观测的项目称为试验指标。株高、千粒

2、重、亩产量、日增重、产奶量、产蛋率、瘦肉率单指标试验与多指标试验三、试验因素(experimentalfactor)试验中所研究的影响试验指标的因素叫试验因素，简称因素如品种、施肥量、灌溉方式单因素试验与多因素试验试验因素常用大写字母A、B、C、…等表示四、因素水平(leveloffactor)试验因素所处的某种特定状态或数量等级称为因素水平，简称水平如比较3个品种亩产量的高低，这3个品种就是品种这个因素的3个水平因素水平用代表该因素的字母加添足标1，2，…，来表示，如A1、A2、…，B1、B2、…，等五、试验处理(treatment)事先设计好的实施在试验单位

3、上的具体项目叫试验处理，简称处理单因素试验，试验因素的一个水平就是一个处理在多因素试验时，试验因素的一个水平组合就是一个处理试验因素不同水平的组合六、试验单位(experimentalunit)在试验中能接受不同试验处理的独立的试验载体叫试验单位如一只家禽、一头家畜、一只小白鼠、一尾鱼试验单位往往也是观测数据的单位七、重复(repetition)在试验中，将一个处理实施在两个或两个以上的试验单位上，称为处理有重复一处理实施的试验单位数称为处理的重复数用某种饲料喂4头猪，就说这个处理(饲料)有4次重复八、实例棉花灌溉试验因素水平A施肥种类B喷水时间C土壤含水量下限

4、1水平N早652水平N+P中553水平N+P+K晚50Section4.2BasicPrinciplesforDesigningExperiments试验设计的基本原则测量值=真实值+随机误差+非随机误差xi=+i1．随机误差（随机抽样误差）：影响因素众多，变化无方向性，不可避免，但可用统计方法进行分析。2．系统误差受确定因素影响，大小变化有方向性。3．非系统误差（过失误差）研究者偶然失误而造成的误差。一、试验误差偏差bias二、准确度与可靠性准确度(accuracy)或真实性（validity）：观察值与真值的接近程度，受系统误差的影响(常用指标：如灵

5、敏度、特异度)。可靠度（reliabiliy），也称精密度(precision)或重复性（repeatability）：重复观察时观察值与其均值的接近程度，受随机误差的影响（常用指标：一致百分率、Kappa值）。三、试验设计原则与统计显著性试验设计基本原则：控制(Control)隐藏变量对反应的效应。随机化(Randomization)安排试验单位接受指定的处理。重复(Replication)试验于许多试验单位，以降低结果的机会变异(chancevariation)。统计显著性(StatisticalSignificance)。若观察的效果太大，在概率分布上极不

6、可能发生，称为该效应统计显著。试验设计三原则的关系及作用重复随机化控制无偏误差估计估计误差降低误差统计推断提高精确性三原则作用Section4.3MethodsofExperimentDesign常用试验设计方法一、完全随机设计所有的试验单位，随机指定到所有处理的试验设计，称为完全随机设计(CompletelyRandomizedDesign)。例节约能源方案研究：安装用电量显示表，是否有警示节约用电的效果？分组一处理一随机分组二处理二用电量分组三处理三20户20户20户装显示表张贴图表一般宣传完全随机设计的逻辑依据完全随机试验可提供确实的证据，显示不同处理

7、是造成不同效应的原因。试验进行之前的随机分组，各组成员背景应该在各方面都类似。试验进行之中，各组的试验环境除了处理外应该都相同。各组的平均反应差异，必然来自于不同的处理或是各组的随机差异。相同处理的两组也可能有不同平均反应差异。一、完全随机设计二、配对设计与区组设计配对设计(matchedpairsdesign)：两种处理分别(随机的)施行在一对特性相同或类似的试验单位上。例如：双胞胎区组设计(blockdesign)：特性相同或类似的的试验单位组成区组(block)，在各区组内随机安排试验单位接受指定的处理，称为区组设计。分组一处理一男性随机分组二处理二反应分

8、组三处理三分组一处理一女