隨機區(qū)組實驗設計

1、第三節(jié)第三節(jié) 單因素隨機區(qū)組設計單因素隨機區(qū)組設計n一一 、隨機區(qū)組設計的基本原理、隨機區(qū)組設計的基本原理n二、單因素區(qū)組設計的步驟二、單因素區(qū)組設計的步驟n三、單因素隨機區(qū)組設計的基本模型三、單因素隨機區(qū)組設計的基本模型n四、單因素區(qū)組設計的數(shù)據分析四、單因素區(qū)組設計的數(shù)據分析n五、研究實例五、研究實例隨機區(qū)組設計的來由隨機區(qū)組設計的來由: 農業(yè)試驗農業(yè)試驗n 源于農業(yè)田間研究中按土地特點，把實驗區(qū)域劃分為不同的源于農業(yè)田間研究中按土地特點，把實驗區(qū)域劃分為不同的“區(qū)域區(qū)域”或或“區(qū)區(qū)塊塊”n三塊地三塊地: (1) : (1) 河邊河邊, (2), (2)房后房后, (3), (3)山上山上

2、n三種種子三種種子: A, B, C: A, B, Cn哪一種種子產量高哪一種種子產量高? ? 怎樣設計怎樣設計? ?n 第一方案第一方案 n 河邊河邊: A, : A, 房后房后: B, : B, 山上山上 : C: Cn 第二方案：第二方案：n 每塊地一分為每塊地一分為3: 3: 左、中、右；左左、中、右；左: A, : A, 中中: B, : B, 右右: C : C n 第三方案：第三方案：n 每塊地一分為每塊地一分為3: 3: 左、中、右左、中、右n河邊：隨機分配河邊：隨機分配 左左: : 中中: : 右右: :n房后：隨機分配房后：隨機分配 左左: : 中中: : 右右: :n山上

3、：隨機分配山上：隨機分配 左左: : 中中:, :, 右右: :n隨機區(qū)組設計：每塊地為一個區(qū)組；區(qū)組內隨機分配隨機區(qū)組設計：每塊地為一個區(qū)組；區(qū)組內隨機分配一、隨機區(qū)組實驗的基本原理一、隨機區(qū)組實驗的基本原理n 根據局部控制的原理，將試驗的所有供試單元劃分成條件相對一致的若干單根據局部控制的原理，將試驗的所有供試單元劃分成條件相對一致的若干單元組，亦即區(qū)組元組，亦即區(qū)組( (block)block)。n 區(qū)組根據實驗要求劃分，使區(qū)組區(qū)組根據實驗要求劃分，使區(qū)組內內的被試差異盡量縮的被試差異盡量縮小，小，區(qū)組間差異根據設區(qū)組間差異根據設計要求計要求n 區(qū)組因素可以是單一的因素，也可以是復合因素

4、區(qū)組因素可以是單一的因素，也可以是復合因素n 如僅以如僅以“窩別窩別”為區(qū)組因素，它就是單一非試驗因素為區(qū)組因素，它就是單一非試驗因素n 若規(guī)定：來自同一窩且性別相同、體重接近、健康狀況相同的若干只動物組成一若規(guī)定：來自同一窩且性別相同、體重接近、健康狀況相同的若干只動物組成一個區(qū)組，并按此要求構造出許多個區(qū)組，這時的區(qū)組因素就是復合非試驗因素個區(qū)組，并按此要求構造出許多個區(qū)組，這時的區(qū)組因素就是復合非試驗因素n 各區(qū)組內用隨機的方法將各個處理逐個安排于各供試單元中。各區(qū)組內用隨機的方法將各個處理逐個安排于各供試單元中。n 由于同一區(qū)組內的各由于同一區(qū)組內的各處理單元處理單元的的排列順序排列順

5、序是是隨機隨機而定的，故這樣的區(qū)組叫做而定的，故這樣的區(qū)組叫做隨機區(qū)組隨機區(qū)組( (randomized blockrandomized block。二二 隨機區(qū)組設計的步驟隨機區(qū)組設計的步驟n 1.1.把試驗單位分組，區(qū)組內的試驗單位與區(qū)組間的試驗單位一致把試驗單位分組，區(qū)組內的試驗單位與區(qū)組間的試驗單位一致n 2.2.把因素組合隨機分配到區(qū)組內的試驗單位。每個區(qū)組要用不同的隨把因素組合隨機分配到區(qū)組內的試驗單位。每個區(qū)組要用不同的隨機機三三 單因素隨機區(qū)組設計的基本模型單因素隨機區(qū)組設計的基本模型n 只有一個自變量，自變量有兩個或多個水平，研究中還有一個無關變只有一個自變量，自變量有兩個或

6、多個水平，研究中還有一個無關變量，也有兩個或多個水平，且自變量水平和無關變量水平之間沒有交量，也有兩個或多個水平，且自變量水平和無關變量水平之間沒有交互作用互作用n 無關變量為被試變量：將被試在這個無關變量上進行匹配，隨后分配無關變量為被試變量：將被試在這個無關變量上進行匹配，隨后分配到不同實驗條件中到不同實驗條件中單單因素隨機區(qū)組設計因素隨機區(qū)組設計的基本模型的基本模型區(qū)組區(qū)組實驗處理實驗處理區(qū)組平均區(qū)組平均n132 mO11O12O22O13O21O31O32O23O33Om1Om2Om3O1nO2nO3nOmnO1O2O3Om實驗處理平均實驗處理平均O.1O.2O.3O.nO.區(qū)組變量實

7、驗變量四四 單因素隨機區(qū)組設計的數(shù)據分析單因素隨機區(qū)組設計的數(shù)據分析n 采用多因素方差分析。采用多因素方差分析。n 分析分析實驗變量和區(qū)組變量實驗變量和區(qū)組變量的主效應，重點的主效應，重點關注關注實驗變量實驗變量的主效應。的主效應。n 分析時將單位組也看成一個因素，連同試驗因素一起，按兩因素單獨分析時將單位組也看成一個因素，連同試驗因素一起，按兩因素單獨觀測值的方差分析法進行。觀測值的方差分析法進行。有一小麥品比試驗，共有有一小麥品比試驗，共有8 8個品種，用個品種，用A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G、H H作為品種代號，其中作為品種代號，其中A A為標準品種，實驗采用隨

8、機區(qū)組設計，為標準品種，實驗采用隨機區(qū)組設計，設置三次重復，田間排列及小區(qū)產量結果如下圖設置三次重復，田間排列及小區(qū)產量結果如下圖研究實例一研究實例一小麥品比試驗（隨機區(qū)組）的產量結果小麥品比試驗（隨機區(qū)組）的產量結果（kg/40mkg/40m2 2）例二：生物蛋白粉、血漿蛋白粉和普通飼料飼養(yǎng)仔豬增重量（例二：生物蛋白粉、血漿蛋白粉和普通飼料飼養(yǎng)仔豬增重量（kg）n 三種飼料增重效果的比較。三種飼料增重效果的比較。n (1) (1) 分組：將斷奶仔豬配成分組：將斷奶仔豬配成1010個區(qū)組（個區(qū)組（blockblock）n每個區(qū)組每個區(qū)組3 3只，同窩別、性別、日齡、體重接近只，同窩別、性別、日

9、齡、體重接近n每個區(qū)組內每個區(qū)組內3 3只仔豬隨機分配到只仔豬隨機分配到3 3個實驗組個實驗組n (2) (2) 指標：指標：1010天后各組平均體重的增加量天后各組平均體重的增加量(kg) (kg) n (3) (3) 目的目的: : 比較比較3 3組平均增重量組平均增重量n隨機區(qū)組實驗設計（隨機區(qū)組實驗設計（randomized block design）:將被試按某種標準分為不同的組將被試按某種標準分為不同的組（區(qū)組），每個區(qū)組的被試接受全部實驗處理。（區(qū)組），每個區(qū)組的被試接受全部實驗處理。n 隨機化區(qū)組設計，亦即重復測量設計，也稱組內設計（張厚粲，徐建平，隨機化區(qū)組設計，亦即重復測量設計，也稱組內設計（張厚粲，徐建平，20042004）n 被試內涉及也稱重復測量設計（舒華，張亞旭，被試內涉及也稱重復測量設計（舒華，張亞旭，20082008），（肯尼斯），（肯尼斯.S.S.博博登斯，布魯斯等，登斯，布魯斯等，20082008）一一 隨機區(qū)組設計的基本原理隨機區(qū)組設計的基本原理ABCDBLOCKn對于能夠控制的變量，利用區(qū)組來控制；對于能夠控制的變量，利用區(qū)組來控制；n對于不能控制的變量，利用隨機化來降低誤差。對于不能控制的變量，利用隨機化來降低誤差。nBlock what you can,Block what you can,n randomiz