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1、,生物学是一门实验性科学。,收集资料，确定课题,制订方案，可行性分析,进行实验，得出结论,物质条件，技术方法,仪器设备的精度要求,制订方案,数据分析,实验技术,1,2,3,第九章-实验设计,试验方案设计合理,精心组织操作,统计方法进行分析,客观 理想的结果,第九章-实验设计,试验设计及其原理,第九章,第九章-实验设计,一、试验设计的意义,二、生物学试验的基本要求,三、试验设计的基本要素,四、试验误差及其控制途径,试验设计(experimental design),五、试验设计的基本原理,第九章-实验设计,一 试验设计的意义,课题的名称,试验目的,研究依据、内容,试验方案,试验单位的选取,试验记
2、录项目和要求,试验结果的分析方法,经济或社会效益分析,已备条件,尚缺少的条件,参加研究人员,试验时间、地点,成果形式,学术论文撰写,试验单位的重复数,进度安排、经费预算,研究的预期效果,试验单位的分组,试验单位的选取,试验单位的重复数,试验单位的分组,广 义,狭 义,第九章-实验设计,一 试验设计的意义,避免系统误差，控制、降低试验误差，无偏估计处理效应，从而对样本所在总体作出可靠、正确的推断。,第九章-实验设计,一 试验设计的意义,在研究工作进行之前，根据研究项目的需要，应用数理原理，作出周密安排，力求用较少的人力、物力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料，通过分析得出正确的结论，明确回答
3、研究项目所提出的问题。,如果设计不合理，不仅达不到试验的目的，甚至导致整个试验的失败。,能否合理地进行试验设计，关系到科研工作的成败。,第九章-实验设计,一 试验设计的意义,节省人力、物力、财力和时间,减少试验误差，提高试验的精确度，取得真实的试验资料，为统计分析得出正确的判断和结构打下基础。,1,2,第九章-实验设计,试验目的明确,试验条件要有代表性,试验结果可靠,试验结果可重演,二 生物学试验的基本要求,第九章-实验设计,准确度,精确度,试验中同一性状的重复观测值彼此接近的程度，即试验误差的大小。,试验中某一性状的观测值与其相应真值的接近程度，不易确定。,试 验 结 果 可 靠,第九章-实
4、验设计,严格要求试验的正确执行和试验条件的代表性；,注意试验的环节，全面掌握试验的条件，详实的试验记载,考虑季节变异的特点，克服年份、地点环境条件的差异,在相同的条件下，再进行试验或实践，应能重复获得与原试验结果相类似的结果。,1,2,3,试 验 结 果 重 演,重演性,第九章-实验设计,三、试验设计的基本要素,基本 要素,处理因素,受试对象,处理效应,第九章-实验设计,处理（因素）,概念 对受试对象给予的 某种外部干预（或措施）,特点 人为设置,单因素处理,多因素处理,三、试验设计的基本要素,第九章-实验设计,处 理 因 素,实验中注意主要因素,控制非处理因素,处理因素标准化,1,2,3,第
5、九章-实验设计,受试对象,处理因素的客体，即根据研究目的而确定的观测总体。,必须对其具体条件做出严格规定，保证其同质性。,三、试验设计的基本要素,第九章-实验设计,处理效应,处理因素作用于受试对象的反应,误差效应,试验效应,？,研究结果的最终体现,1,2,三、试验设计的基本要素,第九章-实验设计,试验误差的概念,来源,控制途径,表示方法,四、试验误差及其控制途径,第九章-实验设计,（一）概念,处理的真实效应,不能完全一致的其他因素的偶然影响,四、试验误差及其控制途径,处理效应,误差效应,试验效应,观测值,使观测值偏离试验处理真值的偶然影响称为试验误差或误差(error)。,第九章-实验设计,（
6、一）概念,四、试验误差及其控制途径,（试验）误差,影响试验的精确度和准确度。,试验误差是衡量试验精确度的依据，误差小表示精确度高，误差差，则比较的可靠性较差，而要使处理间的差异达到指定的显著水平就很困难。,第九章-实验设计,系统误差（片面误差）：由于试验处理以外的其他条件明显不一致所产生的带有倾向性的或定向性的偏差。,随机误差（偶然误差）：由于试验中许多无法控制的偶然因素所造成的试验结果与真实结果之间产生的误差。,人为误差,四、试验误差及其控制途径,试 验 误 差,可以避免,不可避免,第九章-实验设计,试验材料固有的差异,试验条件不一致,操作技术不一致,偶然性因素的影响,疏忽大意造成,（二）试
7、验误差的来源,四、试验误差及其控制途径,第九章-实验设计,绝对误差 观测值与真值之差,相对误差 绝对误差与真值之比,平均值标准差,（三）试验误差的表示,四、试验误差及其控制途径,第九章-实验设计,保证实验材料的均一性及实验环境的稳定性,改进操作管理制度，使之标准化,消除系统误差,精心选择试验单位,采用合理的试验设计,（四）试验误差的控制,四、试验误差及其控制途径,第九章-实验设计,重 复,估计试验误差,五 试验设计的基本原理,重复：试验中同一处理实施在两个或两个以上的试验单位上。,如果同一处理只实施在一个试验单位上，那么只能得到一 个观测值，则无从看出差异，因而无法估计试验误差的大小 。,只有
8、当同一处理实施在两个或两个以上的试验单位上，获得两个或两个以上的观测值时，才能估计出试验误差。,第九章-实验设计,重 复,降低试验误差,五 试验设计的基本原理,平均数抽样误差的大小与重复次数n的平方根成反比，所以n增加，可以降低试验误差。,但在实际应用时，重复数太多，试验材料的初始条件不易控制，也不一定能降低误差。,重复数的多少可根据试验的要求和条件而定。,第九章-实验设计,随 机,无偏的估计试验误差,五 试验设计的基本原理,随机化是指在对试验材料分组时必须使用随机的方法，使供试材料进入各试验组的机会是相等，以避免试验材料分组时试验人员主观倾向的影响。,这是在试验中排除非试验因素干扰的重要手段
9、，目的是为了获得无偏的误差估计量。,第九章-实验设计,局部控制,五 试验设计的基本原理,局部控制是指在试验时采取一定的技术措施或方法来控制或降低非试验因素对试验结果的影响。,在试验中，当试验环境或试验单位差异较大时，仅根据重复和随机化两原则进行设计，不能将试验环境或试验误差所引起的变异从试验误差中分离出来，因而误差较大，试验的精确性与检验的灵敏度降低。,第九章-实验设计,局部控制,降低试验误差,五 试验设计的基本原理,在试验环境或试验单位差异较大的情况下，根据局部控制原则，可将整个试验环境或试验单位分成若干小环境或小组，称为单位组（或区组）。,因为单位组之间的差异可在方差分析时从试验误差中分离
10、出来，所以局部控制原则能较好地降低试验误差。,第九章-实验设计,五 试验设计的基本原理,重复、随机、局部控制三个基本原则是试验设计中必须遵循的原则，再采用相应的统计分析方法，就能最大程度地降低并无偏估计试验误差，无偏估计处理效应，从而对于各处理间的比较作出可靠的结论。,第九章-实验设计,随 机,重 复,局部控制,无偏估计误差,降低误差,五 试验设计的基本原理,估计误差,统计推断,提高精确性,三 原 则,作 用,第九章-实验设计,样本容量的确定,第九章-实验设计,即为置信区间宽度的一半（置信半径）,第九章-实验设计,南阳黄母牛的体高,以的可靠性进行估计，并要求估计的误差不超过0.5cm，求n值。,第九章-实验设计,对比法：一种最简单的试验设计方法,适用于单因素试验。,简单对比设计,邻比设计,只有一个CK,每一个处理相邻都有一个CK,第九章-实验设计,
