第九章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。收集資料，確定課題制訂方案，可行性分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論

物質(zhì)條件，技術(shù)方法

儀器設(shè)備的精度要求

制訂方案數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)技術(shù)123試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理精心組織操作統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析客觀理想的結(jié)果試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其原理第九章一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義二、生物學(xué)試驗(yàn)的基本要求三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑試驗(yàn)設(shè)計(jì)(experimentaldesign)五、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理一試驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義(一）概念課題的名稱試驗(yàn)?zāi)康难芯恳罁?jù)、內(nèi)容試驗(yàn)方案試驗(yàn)單位的選取試驗(yàn)記錄項(xiàng)目和要求試驗(yàn)結(jié)果的分析方法經(jīng)濟(jì)或社會(huì)效益分析已備條件尚缺少的條件參加研究人員試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)成果形式學(xué)術(shù)論文撰寫試驗(yàn)單位的重復(fù)數(shù)進(jìn)度安排、經(jīng)費(fèi)預(yù)算研究的預(yù)期效果試驗(yàn)單位的分組試驗(yàn)單位的選取試驗(yàn)單位的重復(fù)數(shù)試驗(yàn)單位的分組廣義狹義一試驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義(二）目的避免系統(tǒng)誤差，控制、降低試驗(yàn)誤差，無偏估計(jì)處理效應(yīng)，從而對(duì)樣本所在總體作出可靠、正確的推斷。一試驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義(三）任務(wù)在研究工作進(jìn)行之前，根據(jù)研究項(xiàng)目的需要，應(yīng)用數(shù)理原理，作出周密安排，力求用較少的人力、物力和時(shí)間，最大限度地獲得豐富而可靠的資料，通過分析得出正確的結(jié)論，明確回答研究項(xiàng)目所提出的問題。如果設(shè)計(jì)不合理，不僅達(dá)不到試驗(yàn)的目的，甚至導(dǎo)致整個(gè)試驗(yàn)的失敗。能否合理地進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，關(guān)系到科研工作的成敗。一試驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義(四）意義節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時(shí)間減少試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)的精確度，取得真實(shí)的試驗(yàn)資料，為統(tǒng)計(jì)分析得出正確的判斷和結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。12試驗(yàn)?zāi)康拿鞔_試驗(yàn)條件要有代表性試驗(yàn)結(jié)果可靠試驗(yàn)結(jié)果可重演二生物學(xué)試驗(yàn)的基本要求準(zhǔn)確度精確度試驗(yàn)中同一性狀的重復(fù)觀測(cè)值彼此接近的程度，即試驗(yàn)誤差的大小。試驗(yàn)中某一性狀的觀測(cè)值與其相應(yīng)真值的接近程度，不易確定。試驗(yàn)結(jié)果可靠嚴(yán)格要求試驗(yàn)的正確執(zhí)行和試驗(yàn)條件的代表性；注意試驗(yàn)的環(huán)節(jié)，全面掌握試驗(yàn)的條件，詳實(shí)的試驗(yàn)記載考慮季節(jié)變異的特點(diǎn)，克服年份、地點(diǎn)環(huán)境條件的差異在相同的條件下，再進(jìn)行試驗(yàn)或?qū)嵺`，應(yīng)能重復(fù)獲得與原試驗(yàn)結(jié)果相類似的結(jié)果。123試驗(yàn)結(jié)果重演重演性三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素基本要素處理因素受試對(duì)象處理效應(yīng)處理（因素）概念對(duì)受試對(duì)象給予的某種外部干預(yù)（或措施）特點(diǎn)人為設(shè)置單因素處理多因素處理三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素處理因素實(shí)驗(yàn)中注意主要因素控制非處理因素處理因素標(biāo)準(zhǔn)化123受試對(duì)象處理因素的客體，即根據(jù)研究目的而確定的觀測(cè)總體。必須對(duì)其具體條件做出嚴(yán)格規(guī)定，保證其同質(zhì)性。三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素處理效應(yīng)處理因素作用于受試對(duì)象的反應(yīng)誤差效應(yīng)試驗(yàn)效應(yīng)？研究結(jié)果的最終體現(xiàn)12三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素

試驗(yàn)誤差的概念來源控制途徑表示方法四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑（一）概念處理的真實(shí)效應(yīng)不能完全一致的其他因素的偶然影響四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑處理效應(yīng)誤差效應(yīng)試驗(yàn)效應(yīng)觀測(cè)值使觀測(cè)值偏離試驗(yàn)處理真值的偶然影響稱為試驗(yàn)誤差或誤差(error)。（一）概念四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑（試驗(yàn)）誤差影響試驗(yàn)的精確度和準(zhǔn)確度。試驗(yàn)誤差是衡量試驗(yàn)精確度的依據(jù)，誤差小表示精確度高，誤差差，則比較的可靠性較差，而要使處理間的差異達(dá)到指定的顯著水平就很困難。系統(tǒng)誤差（片面誤差）：由于試驗(yàn)處理以外的其他條件明顯不一致所產(chǎn)生的帶有傾向性的或定向性的偏差。隨機(jī)誤差（偶然誤差）：由于試驗(yàn)中許多無法控制的偶然因素所造成的試驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)結(jié)果之間產(chǎn)生的誤差。人為誤差四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑試驗(yàn)誤差可以避免不可避免試驗(yàn)材料固有的差異試驗(yàn)條件不一致操作技術(shù)不一致偶然性因素的影響疏忽大意造成（二）試驗(yàn)誤差的來源四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑絕對(duì)誤差觀測(cè)值與真值之差相對(duì)誤差絕對(duì)誤差與真值之比平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（三）試驗(yàn)誤差的表示四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑保證實(shí)驗(yàn)材料的均一性及實(shí)驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定性改進(jìn)操作管理制度，使之標(biāo)準(zhǔn)化消除系統(tǒng)誤差精心選擇試驗(yàn)單位采用合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)（四）試驗(yàn)誤差的控制四、試驗(yàn)誤差及其控制途徑重復(fù)估計(jì)試驗(yàn)誤差五試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理重復(fù)：試驗(yàn)中同一處理實(shí)施在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)單位上。如果同一處理只實(shí)施在一個(gè)試驗(yàn)單位上，那么只能得到一個(gè)觀測(cè)值，則無從看出差異，因而無法估計(jì)試驗(yàn)誤差的大小。只有當(dāng)同一處理實(shí)施在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)單位上，獲得兩個(gè)或兩個(gè)以上的觀測(cè)值時(shí)，才能估計(jì)出試驗(yàn)誤差。重復(fù)降低試驗(yàn)誤差五試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理平均數(shù)抽樣誤差的大小與重復(fù)次數(shù)n的平方根成反比，所以n增加，可以降低試驗(yàn)誤差。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，重復(fù)數(shù)太多，試驗(yàn)材料的初始條件不易控制，也不一定能降低誤差。重復(fù)數(shù)的多少可根據(jù)試驗(yàn)的要求和條件而定。隨機(jī)無偏的估計(jì)試驗(yàn)誤差五試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理隨機(jī)化是指在對(duì)試驗(yàn)材料分組時(shí)必須使用隨機(jī)的方法，使供試材料進(jìn)入各試驗(yàn)組的機(jī)會(huì)是相等，以避免試驗(yàn)材料分組時(shí)試驗(yàn)人員主觀傾向的影響。這是在試驗(yàn)中排除非試驗(yàn)因素干擾的重要手段，目的是為了獲得無偏的誤差估計(jì)量。局部控制五試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理局部控制是指在試驗(yàn)時(shí)采取一定的技術(shù)措施或方法來控制或降低非試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。在試驗(yàn)中，當(dāng)試驗(yàn)環(huán)境或試驗(yàn)單位差異較大時(shí)，僅根據(jù)重復(fù)和隨機(jī)化兩原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能將試驗(yàn)環(huán)境或試驗(yàn)誤差所引起的變異從試驗(yàn)誤差中分離出來，因而誤差較大，試驗(yàn)的精確性與檢驗(yàn)的靈敏度降低。局部控制降低試驗(yàn)誤差五試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理在試驗(yàn)環(huán)境或試驗(yàn)單位差異較大的情況下，根據(jù)局部控制原則，可將整個(gè)試驗(yàn)環(huán)境或試驗(yàn)單位分成若干小環(huán)境或小組，稱為單位組（或區(qū)組）。因?yàn)閱挝唤M之間的差異可在方差分析時(shí)從試驗(yàn)誤差中分離出來，所以局部控制原則能較好地降低試驗(yàn)誤差。五試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理重復(fù)、隨機(jī)、局部控制三個(gè)基本原則是試驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須遵循的原則，再采用相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法，就能最大程度地降低并無偏估計(jì)試驗(yàn)誤差，無偏估計(jì)處理效應(yīng)，從而對(duì)于各處理間的比較作出可靠的結(jié)論。隨機(jī)重復(fù)局部控制無偏估計(jì)誤差降低誤差五試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理估計(jì)誤差統(tǒng)計(jì)推斷提高精確性三原則作用樣本容量的