抽樣調(diào)查與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

抽樣調(diào)查與試驗(yàn)設(shè)計(jì)第1頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

科研設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響著實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性、嚴(yán)密性和代表性，是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提，決定著科學(xué)研究的成敗。一個(gè)完整的科研設(shè)計(jì)包括專業(yè)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)。二者相互結(jié)合，缺一不可。第2頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五專業(yè)設(shè)計(jì)：指研究者對(duì)專業(yè)知識(shí)的把握能力，直接影響著實(shí)驗(yàn)的深度和水平。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)：指研究者對(duì)統(tǒng)計(jì)知識(shí)的正確應(yīng)用，直接影響著科學(xué)實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是從研究的部署、實(shí)施、直到研究結(jié)果的解釋，進(jìn)行系統(tǒng)的安排，要做到以最少的人力和物力來獲得可靠的結(jié)論與信息。第3頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五根據(jù)搜集資料的方法，可將科學(xué)研究分為兩大類：調(diào)查研究：研究者只是“被動(dòng)”地觀察客觀實(shí)際情況，不對(duì)研究對(duì)象施加任何干預(yù)措施。

----調(diào)查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究：研究者給研究對(duì)象人為地施加干預(yù)因素，然后觀察這種干預(yù)因素產(chǎn)生的效應(yīng)。

----實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第4頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)調(diào)查設(shè)計(jì)的基本含義及意義一、抽樣調(diào)查的基本概念普查（masssurvey）抽樣調(diào)查（samplingsurvey）調(diào)查是對(duì)所要研究的總體中的每個(gè)個(gè)體都作為調(diào)查對(duì)象，普查得到的結(jié)果真實(shí)全面。就是指從某一總體抽取若干個(gè)體組成樣本，通過對(duì)樣本的統(tǒng)計(jì)分析來對(duì)總體進(jìn)行估計(jì)、推斷。第5頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)調(diào)查設(shè)計(jì)的基本含義及意義

進(jìn)行抽樣調(diào)查就面臨著抽樣的問題。

抽樣（sampling）指從總體中抽取樣本的過程。無論是在調(diào)查研究中，還是在試驗(yàn)研究中，抽樣問題都存在，其目的都是用樣本來推測(cè)總體，用樣本的統(tǒng)計(jì)量來估計(jì)總體參數(shù)。樣本的好壞，即抽樣的質(zhì)量是調(diào)查的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此我們必須重視抽樣工作。第6頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)調(diào)查設(shè)計(jì)的基本含義及意義抽樣必須遵循以下兩個(gè)原則：1．樣本必須來自于被研究的總體在被調(diào)查畜種的分布范圍內(nèi)進(jìn)行抽樣，所得的資料僅用來估測(cè)、推斷該地區(qū)該畜種的基本情況，而不能作跨地區(qū)、跨畜種的估測(cè)和推斷。2．樣本必須具有很強(qiáng)的代表性在抽樣前，—般要對(duì)總體有一個(gè)大致的、全面的了解，以便抽樣時(shí)有針對(duì)性，以免由于代表性不強(qiáng)而得出錯(cuò)誤的結(jié)論，產(chǎn)生誤導(dǎo)作用。第7頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)調(diào)查設(shè)計(jì)的基本含義及意義二、抽樣調(diào)查的意義（1）節(jié)省人力、財(cái)力和物力。（2）當(dāng)所調(diào)查的總體是破壞性性狀時(shí)，抽樣調(diào)查就是唯一的調(diào)查辦法。（3）當(dāng)總體是無限的或是抽象的，我們無法對(duì)總體進(jìn)行調(diào)查，因此此時(shí)抽樣調(diào)查就是唯一的調(diào)查方法。（4）由于抽樣調(diào)查的樣本含量比總體要小得多，因此對(duì)樣本進(jìn)行調(diào)查研究，可以獲得更高的質(zhì)量和更好的效果。第8頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)抽樣方案的制訂

在進(jìn)行抽樣調(diào)查前，為了確保調(diào)查任務(wù)的順利完成、調(diào)查結(jié)果的真實(shí)可靠，我們必須先制訂一個(gè)切實(shí)可行的抽樣方案。萬事，預(yù)則立，不預(yù)則廢第9頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)抽樣方案的制訂

制訂一個(gè)合理的抽樣調(diào)查方案必須從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。1、抽樣調(diào)查的目的在制訂抽樣方案前，首先應(yīng)弄清抽樣調(diào)查的目的及要解決的問題。2、抽樣調(diào)查的對(duì)象在明確抽樣調(diào)查的目的后，要?jiǎng)澏ㄒ粋€(gè)調(diào)查總體的范圍作為調(diào)查研究的對(duì)象。抽樣單位的大小應(yīng)根據(jù)抽樣調(diào)查的具體目的、研究的對(duì)象、問題的性質(zhì)以及可支配的經(jīng)費(fèi)等來確定。第10頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)抽樣方案的制訂3、抽樣調(diào)查的指標(biāo)對(duì)調(diào)查總體的了解要通過一些具體指標(biāo)的量化、統(tǒng)計(jì)和分析來實(shí)現(xiàn)。例如在進(jìn)行傳染病的流行病學(xué)調(diào)查時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)發(fā)病動(dòng)物數(shù)、死亡動(dòng)物數(shù)和預(yù)防接種動(dòng)物數(shù)等，然后計(jì)算感染率、發(fā)病率、患病率、死亡率和淘汰率等指標(biāo)。抽樣調(diào)查指標(biāo)的確定一定要具體、合理、容易度量。第11頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)抽樣方案的制訂4、抽樣調(diào)查的方法抽樣調(diào)查方法的選擇應(yīng)根據(jù)具體調(diào)查的目的、研究的對(duì)象和問題的性質(zhì)，結(jié)合各種抽樣方法的特點(diǎn)，并考慮抽樣費(fèi)用、工作難易和估計(jì)值的精確度等綜合因素作出決定。另外，抽樣調(diào)查方法的選擇還要考慮到人力、物力、時(shí)間及其他因素，確保抽樣調(diào)查工作如期按質(zhì)完成。第12頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)抽樣方案的制訂5、抽樣調(diào)查的規(guī)模

樣本含量與調(diào)查結(jié)果的精確度密切相關(guān)，樣本含量越大，抽樣誤差越小，結(jié)果的精確度越高，統(tǒng)計(jì)推斷的可靠性越高，但隨著樣本含量的增加，調(diào)查研究的成本也會(huì)迅速增加，勢(shì)必將造成人力、財(cái)力、物力的耗費(fèi)和時(shí)間的浪費(fèi)。樣本含量與置信度也有關(guān)，置信度要求較低時(shí)樣本含量可適當(dāng)小些，否則樣本應(yīng)適當(dāng)大些。第13頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)抽樣方案的制訂6、抽樣調(diào)查的表格為了確保抽樣調(diào)查的規(guī)范進(jìn)行、原始數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，在抽樣調(diào)查前，要根據(jù)調(diào)查內(nèi)容、調(diào)查的指標(biāo)編制各種表格，以便調(diào)查時(shí)記錄各種原始數(shù)據(jù)。7、抽樣調(diào)查的組織抽樣調(diào)查的組織主要包括抽樣調(diào)查工作的領(lǐng)導(dǎo)、時(shí)間與進(jìn)度、人員分工、經(jīng)費(fèi)核算、統(tǒng)計(jì)分析等。第14頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法一、隨機(jī)抽樣

隨機(jī)抽樣（randomsampling），又稱簡單抽樣（simplesampling）根據(jù)隨機(jī)的原則，從一個(gè)總體中抽得若干個(gè)個(gè)體進(jìn)行觀測(cè)。在隨機(jī)抽樣中每個(gè)個(gè)體都有同等的機(jī)會(huì)或相等的概率被抽中。第15頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法隨機(jī)抽樣的特點(diǎn)是：不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)抽樣誤差，統(tǒng)計(jì)分析簡單，但不能利用任何事先所了解的總體分布特征的信息。隨機(jī)抽樣適用于個(gè)體變異小、群體比較均勻的總體，它是最簡單也是最常用的一種抽樣調(diào)查方法。第16頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法二、整群抽樣

整群抽樣（clustersampling）

將總體分成若干個(gè)單位群（畜群），直接抽取單位群，然后對(duì)每一抽得的單位群作全面的調(diào)查。第17頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法與隨機(jī)抽樣法相比較，整群抽樣法可以提供更為精確的總體估計(jì)值，如每一單位群內(nèi)的個(gè)體數(shù)相等時(shí)，整群抽樣可以無偏地估計(jì)總體平均值、百分率及群體的變異情況。整群抽樣的特點(diǎn)是：組織調(diào)查比較方便，但抽取群數(shù)過少易產(chǎn)生偏性。整群抽樣適用于群間差異較小的總體。第18頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法關(guān)于整群抽樣的幾種情況★

如果抽取的單位群是家系或是有血緣關(guān)系的親屬，則可以對(duì)遺傳性疾病、血型、某些基因型作更詳細(xì)的調(diào)查和分析。由于具有血緣關(guān)系的個(gè)體間可具有概率較大的相同基因型或蛋白型，因而試驗(yàn)結(jié)果會(huì)更有說服力?！锂?dāng)以地區(qū)為單位群進(jìn)行抽樣調(diào)查時(shí)，應(yīng)注意被抽取地區(qū)的代表性，因而在作整群抽樣時(shí)應(yīng)作預(yù)初調(diào)查，在掌握了全面、初步的情況后再抽取具有代表性的地區(qū)作為被調(diào)查的單位群，以保證結(jié)果的正確性和無偏性。第19頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法關(guān)于整群抽樣的幾種情況★就抽樣單位數(shù)而言，整群抽樣法抽取的單位數(shù)要比隨機(jī)抽樣法少得多，但被調(diào)查個(gè)體數(shù)或投入試驗(yàn)的個(gè)體數(shù)則應(yīng)當(dāng)是相等的?！锂?dāng)整群抽樣所得到的每一單位群很大，因而無法對(duì)抽樣單位群進(jìn)行全面調(diào)查或研究時(shí)，可以在抽得的單位群內(nèi)再進(jìn)行一次抽樣，對(duì)抽得的樣本進(jìn)行調(diào)查研究；在抽得的樣本單位群內(nèi)進(jìn)行再抽樣，成為二次抽樣。必要的時(shí)候還可以進(jìn)行三次、四次抽樣。第20頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法三、分層抽樣

分層抽樣（stratifiedsampling）就是將研究的總體分成若干個(gè)不同的層次，然后根據(jù)需要對(duì)每個(gè)層次進(jìn)行完全隨機(jī)抽樣，再整合到一起構(gòu)成樣本。分層抽樣的特點(diǎn)是：能有效地降低抽樣誤差，樣本代表性好，各層次間也可進(jìn)行分析比較。分層抽樣適用于總體內(nèi)個(gè)體差異較大的情況。第21頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法

進(jìn)行抽樣時(shí)，可能會(huì)減小樣本的精確性的原因：①由于偶然的原因，使得樣本偏于總體的某一隅。例如個(gè)體編號(hào)問題②是當(dāng)總體不是均質(zhì)時(shí)，某一部分與其他部分有明顯的不同，或總體本身就可分為若干不同的部分，如果我們對(duì)總體進(jìn)行隨機(jī)抽樣，所得樣本往往受各種因素影響而少有代表性，甚至某些部分不被抽到，即使抽得也會(huì)由于樣本內(nèi)各部分的比例與總體內(nèi)各部分的比例不相同而使樣本所得調(diào)查結(jié)果不能用來很好地說明問題而失去準(zhǔn)確性。第22頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五分層的原則：每一層區(qū)內(nèi)所調(diào)查研究的性狀，應(yīng)盡可能地均勻同質(zhì)，所抽樣本的含量，應(yīng)根據(jù)各層區(qū)的大小及總體內(nèi)所占大致比例來設(shè)定，每一層區(qū)內(nèi)的抽樣則應(yīng)是完全隨機(jī)的。應(yīng)根據(jù)總體分布的實(shí)際情況進(jìn)行分層。層區(qū)可適當(dāng)多一些，每一層區(qū)的抽樣單位數(shù)最少不得低于2個(gè)，在具體的試驗(yàn)或調(diào)查中，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w條件而決定分層的形式和層區(qū)數(shù)，當(dāng)分層還牽涉到經(jīng)費(fèi)、人力時(shí)，則應(yīng)以既恰到好處地分層、又能節(jié)省經(jīng)費(fèi)、人力為分層原則。第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法第23頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法四、順序抽樣順序抽樣（ordersampling），又叫等距抽樣法，是將總體中全部抽樣單位按某種規(guī)律（例如按和目標(biāo)性狀有關(guān)的或無關(guān)的某一標(biāo)志的大小等）排列順序，依次編號(hào)，再根據(jù)總體容量N和樣本容量n確定一個(gè)抽樣距m（N/n），先從中取出一個(gè)抽樣單位

（d稱為隨機(jī)起點(diǎn)），然后按抽樣距m等距地抽取樣本

，i=0,1,2,…。第24頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五順序抽樣法的特點(diǎn)是：抽樣比較簡單，事先不需作隨機(jī)的準(zhǔn)備工作。在有限總體內(nèi)，順序抽樣可以使樣本分布得更均勻、廣泛，因而具有更好的代表性和較高的精確度。當(dāng)總體內(nèi)出現(xiàn)周期性交替且抽樣順序（即抽樣距）與之相合或近似時(shí)，容易產(chǎn)生“共振”現(xiàn)象，即抽取的樣本反而易失去代表性。順序抽樣法所得數(shù)據(jù)不能得出一個(gè)正確的抽樣誤差，即無法估計(jì)其置信區(qū)間。第三節(jié)抽樣調(diào)查的方法第25頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定一、樣本含量的確定原則樣本含量的確定應(yīng)遵循以下原則：

（1）當(dāng)總體有限且很大時(shí)，只要注意代表性，樣本大小可占總體的1/1000～1/100；總體不是很大時(shí)，以5％為宜。第26頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定一、樣本含量的確定原則（2）當(dāng)調(diào)查性狀為質(zhì)量性狀，所估計(jì)的往往是百分?jǐn)?shù)、率或某一比例，樣本含量一般要求大一些。家畜某傳染病或寄生蟲病的流行病學(xué)調(diào)查、散發(fā)性疾病調(diào)查（散發(fā)性疾病的分布往往呈泊松分布），遺傳病調(diào)查（估測(cè)基因頻率）等等，樣本含量應(yīng)大于500甚至上千才能較好地對(duì)總體進(jìn)行估計(jì)。第27頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五一、樣本含量的確定原則（3）當(dāng)調(diào)查性狀為數(shù)量性狀時(shí)，則樣本含量可小一些，數(shù)量性狀資料也有計(jì)算百分率的，但這一類百分率與前面所述質(zhì)量性狀的百分率（率或構(gòu)成比）不是同一概念，因此，這一類資料的取樣可少取一些。第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第28頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五一、樣本含量的確定原則（4）當(dāng)抽樣調(diào)查不會(huì)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生明顯的不利影響時(shí)，可適當(dāng)加大樣本含量，甚至可對(duì)整群動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查。（5）試驗(yàn)樣本規(guī)模的確定是在滿足試驗(yàn)準(zhǔn)確性的前提下，盡量減少樣本含量，使試驗(yàn)造成的損失達(dá)到最小。第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第29頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五二、樣本含量的確定方法1．平均數(shù)抽樣調(diào)查的樣本含量確定方法

當(dāng)樣本含量還較小時(shí)，隨著樣本量的增大，標(biāo)準(zhǔn)誤即抽樣誤差將迅速趨??；但當(dāng)樣本含量增大到一定程度后，抽樣誤差的縮減速度就很緩慢了，即此時(shí)再增大樣本含量，一方面會(huì)迅速增大經(jīng)費(fèi)開支，另一方面對(duì)提高抽樣的精確性已起不到多大的作用。第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第30頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

根據(jù)以往的研究或經(jīng)驗(yàn)人為地定出一個(gè)樣本平均值與總體平均值的離差，即允許誤差L，同時(shí)選定一個(gè)大致的標(biāo)準(zhǔn)差s，一般情況下，我們?nèi)?5%的置信度，即α=0.05，則第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第31頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五【例】

某品種豬6月齡平均血紅蛋白的含量為12g/100mL，標(biāo)準(zhǔn)差為1g/100mL，希望允許抽樣誤差在0.2g/100mL以內(nèi)，確定α=0.05，求抽樣調(diào)查所需的樣本含量。這里，已知s＝1，允許誤差L＝0.2，則所需樣本含量為

即在95％的置信度下，需至少調(diào)查100個(gè)個(gè)體才能較好地說明問題。第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第32頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

當(dāng)所得的n值較小時(shí)，要用和n進(jìn)行多次試求，直至得到一穩(wěn)定的n值為止，一般試求l～2次即可完成；當(dāng)所得n≤5時(shí)，說明所設(shè)L值太大，或s值太小，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整L和s。第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第33頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五【例】標(biāo)準(zhǔn)差為s=15.9，允許抽樣誤差為L=10，確定α=0.05，求抽樣調(diào)查所需的樣本含量。這里，已知s=15.9，

L＝10，α=0.05，根據(jù)公式,可得樣本含量：

顯然這一樣本含量太小，故應(yīng)重求n值。我們?cè)賹⒆杂啥萪f＝10時(shí)的值直接代人公式第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第34頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五，則，則此時(shí)樣本含量已穩(wěn)定在n＝12，說明這次抽樣調(diào)查的最佳樣本含量約為12。第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定，則第35頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五2．百分率抽樣調(diào)查的樣本含量確定方法百分率數(shù)據(jù)與平均值數(shù)據(jù)的算法基本一樣。百分率的標(biāo)準(zhǔn)誤為允許誤差故當(dāng)置信度為95%時(shí)的樣本含量為：第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第36頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

【例】樣本百分率p＝0.7，規(guī)定允許誤差L＝0.04，α=0.05，求抽樣調(diào)查所需的樣本含量。根據(jù)公式，可得

說明至少需要調(diào)查525個(gè)個(gè)體。百分率抽樣時(shí)，樣本含量一般不能太小，否則所得結(jié)果不具或少具代表性，所得百分率越小，所需樣本含量就應(yīng)越大，以保證樣本百分率能很好地估計(jì)總體百分率，應(yīng)注意縮小允許誤差L值。第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第37頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五【例】抽樣調(diào)查豬的某一罕見疾病，該疾病根據(jù)以往的調(diào)查在豬群中的比例為0.1%，如果規(guī)定允許誤差為0.001，則所需樣本大小為：但是這樣不大合適，因?yàn)樵试S誤差一般應(yīng)小于發(fā)病率，故取L＝0.0005，則：第四節(jié)抽樣規(guī)模的確定第38頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是科研計(jì)劃的具體實(shí)施方案，是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析的依據(jù)，是科學(xué)研究順利進(jìn)行以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的重要保障。一個(gè)科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：根據(jù)研究目的確定研究內(nèi)容、技術(shù)路線和研究方法，特別是如何用較少的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，最大限度地減少誤差來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、獲得可靠的結(jié)果。第39頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述1、

實(shí)驗(yàn)研究的特點(diǎn)：（1）處理因素是研究者人為設(shè)置的；（2）受試對(duì)象接受何種處理因素或水平是由隨機(jī)分配而定的，因此各組的非處理因素均衡性好，組間具有可比性。（3）能使多個(gè)實(shí)驗(yàn)因素包含在較少次數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，能有效地控制誤差。第40頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述2、實(shí)驗(yàn)研究的分類：

(1)實(shí)驗(yàn)室研究（experimentinlaboratory）

(2)臨床試驗(yàn)（clinicaltrial）

(3)社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)(communityinterveningtrial)

以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或某些標(biāo)本為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，容易隨機(jī)化，研究者可以主動(dòng)地施加任何干預(yù)措施。通常為一些探索性研究，例如毒物的致畸、致癌、致突變實(shí)驗(yàn)，一些藥理實(shí)驗(yàn)等。

以臨床上的病畜為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。目的多為研究某種藥物或某項(xiàng)療法的療效，且多為證實(shí)性研究。以社區(qū)中的健康人群為研究對(duì)象，目的往往是觀察某項(xiàng)保護(hù)性措施對(duì)疾病的防治效果。由于社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)難以對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行良好的隨機(jī)分配，因此又稱半實(shí)驗(yàn)研究（quasi-experiment）。第41頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第42頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第43頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則：（一）重復(fù)(replication)的原則重復(fù)是指試驗(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。重復(fù)的主要作用有四個(gè)：一是試驗(yàn)中如沒有系統(tǒng)誤差只有隨機(jī)誤差，則可用同一處理內(nèi)多次重復(fù)間的參差不齊程度來估計(jì)隨機(jī)誤差，如果只有一次觀測(cè)，則無法估計(jì)隨機(jī)誤差；二是同一處理的多次觀測(cè)值的平均值可以作為真值的估計(jì)值，但由于隨機(jī)誤差的存在，每次試驗(yàn)的平均值都有所不同，設(shè)置重復(fù)可以估計(jì)出試驗(yàn)結(jié)論的可靠性；三是增加重復(fù)次數(shù)可以縮小隨機(jī)誤差，提高試驗(yàn)的精確度，沒有重復(fù)，沒有誤差作相對(duì)的參照，就不會(huì)得出可靠的結(jié)論；四是為隨機(jī)化和局部控制的原則創(chuàng)造條件。第44頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述（二）隨機(jī)化(randomization)原則隨機(jī)化（randomization）指試驗(yàn)單元在各處理中的分配和各個(gè)試驗(yàn)處理進(jìn)行的次序都是隨機(jī)的。隨機(jī)的意義是使研究對(duì)象具有相同的機(jī)會(huì)進(jìn)入任何一個(gè)處理。隨機(jī)不是隨意。隨機(jī)化是正確使用統(tǒng)計(jì)方法的前提。在試驗(yàn)規(guī)模較小的情況下，隨機(jī)化也有可能造成偏差，為了更好的消除系統(tǒng)誤差，必須考慮采用局部控制的方法。

第45頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五（三）局部控制（localcontrol）原則試驗(yàn)時(shí)為控制或降低非試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響采取一定的技術(shù)措施或方法稱為局部控制（localcontrol）。由于試驗(yàn)規(guī)模和試驗(yàn)條件的限制，不可能做到所有試驗(yàn)單元完全一致，試驗(yàn)環(huán)境也不可能完全統(tǒng)一。在此情況下，將試驗(yàn)空間（試驗(yàn)單元或試驗(yàn)環(huán)境）或時(shí)間分成若干個(gè)各自相對(duì)均勻的局部，每一個(gè)局部構(gòu)成一個(gè)區(qū)組，在區(qū)組間可存在較大差異，而區(qū)組內(nèi)各單元?jiǎng)t應(yīng)盡可能一致。第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第46頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第47頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五(四)對(duì)照的原則醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是能夠得到處理因素(treatment,T)的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)(effect,E)，即TE。但在實(shí)驗(yàn)中，不可能是單純的處理因素在起作用，非處理因素(S)也會(huì)起作用，即T+Se+s。如何得到T產(chǎn)生的效應(yīng)e，就要有一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要手段是通過設(shè)立對(duì)照組對(duì)S加以控制和抵銷，從而顯示出處理因素的作用。第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第48頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五處理組

處理因素+非處理因素處理效應(yīng)+非處理效應(yīng)對(duì)照組

(無)非處理因素(無)非處理效應(yīng)比較結(jié)果

處理因素

處理效應(yīng)

排除“非處理因素”的影響，從而襯托出“處理因素”的作用。第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第49頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五常用的對(duì)照形式（1）空白對(duì)照

對(duì)照組不施加任何處理因素（2）實(shí)驗(yàn)對(duì)照

對(duì)照組不施加處理因素，但施加某種實(shí)驗(yàn)因素。（3）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照

不設(shè)立專門的對(duì)照組，而是用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)值/正常值作對(duì)照。實(shí)驗(yàn)研究一般不用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件不一致。第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第50頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五（4）自身對(duì)照對(duì)照與實(shí)驗(yàn)在同一受試者身上進(jìn)行（5）相互對(duì)照各實(shí)驗(yàn)組間互為對(duì)照，如比較新藥與舊藥的療效（6）歷史對(duì)照以本人過去的研究/他人研究結(jié)果與本次研究結(jié)果作對(duì)照常用的對(duì)照形式第五節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第51頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)

完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（completelyrandomizeddesign）是根據(jù)試驗(yàn)處理數(shù)將全部供試動(dòng)物隨機(jī)地分成若干組，然后再按組實(shí)施不同處理的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)保證每頭供試驗(yàn)動(dòng)物都有相同機(jī)會(huì)接受任何一種處理，而不受試驗(yàn)人員主觀傾向的影響。這種設(shè)計(jì)應(yīng)用了重復(fù)和隨機(jī)化兩個(gè)原則，因此能使試驗(yàn)結(jié)果受非處理因素的影響基本一致，真實(shí)反映出試驗(yàn)的處理效應(yīng)。隨機(jī)分組的方法有抽簽法和用隨機(jī)數(shù)字表法

第52頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五一、完全隨機(jī)的分組方法（一）兩個(gè)處理比較的分組【例】

現(xiàn)有同品種、同性別、同年齡、體重相近的健康綿羊18只，試用完全隨機(jī)的方法分成甲、乙兩組。綿羊編號(hào)123456789101112131415161718隨機(jī)數(shù)字組別16乙07甲44乙99甲83甲11甲46乙32乙24乙20乙14乙85甲88乙45甲10乙93甲72乙88乙隨機(jī)數(shù)字表（Ⅰ）第12行第7列的16開始向右連續(xù)抄下18個(gè)隨機(jī)數(shù)字填入表第二行。

甲組：2456121416

乙組：13789101113151718第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)第53頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

甲組比乙組少4只，需要從乙組調(diào)整兩只到甲組。仍用隨機(jī)的方法進(jìn)行調(diào)整。在前面18個(gè)隨機(jī)數(shù)字后再接著抄下兩個(gè)數(shù)字：71、23，分別除以11（調(diào)整時(shí)乙組的綿羊只數(shù)）、10（調(diào)整1只綿羊去甲組后乙組剩余的綿羊只數(shù)），余數(shù)為5、3，則把分配于乙組的第5只綿羊（9號(hào)）和余下10只的第3只綿羊（7號(hào)）分到甲組。甲組245679121416乙組138101113151718第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)綿羊編號(hào)123456789101112131415161718隨機(jī)數(shù)字組別調(diào)整組別16乙07甲44乙99甲83甲11甲46乙甲32乙24乙甲20乙14乙85甲88乙45甲10乙93甲72乙88乙第54頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（二）三個(gè)以上處理比較的分組【例】

設(shè)有同品種、同性別、體重相近的健康仔豬18頭，按體重大小依次編為1、2、3、…、18號(hào)，試用完全隨機(jī)的方法，把它們等分成甲、乙、丙三組。由隨機(jī)數(shù)字表（Ⅱ）第10列第2個(gè)數(shù)94開始，向下依次抄下18個(gè)數(shù)，填入下表第2橫行。第55頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

一律以3（處理數(shù)）除各隨機(jī)數(shù)字，若余數(shù)為1，即將該動(dòng)物歸于甲組；余數(shù)為2，歸入乙組；商為0或余數(shù)為0，歸入丙組。結(jié)果歸入甲組者8頭，乙組5頭，丙組5頭。各組頭數(shù)不等，應(yīng)將甲組多余的2頭調(diào)整1頭給乙組、1頭給丙組。調(diào)整甲組的2頭動(dòng)物仍然采用隨機(jī)的方法。從隨機(jī)數(shù)字25后面接下去抄二個(gè)數(shù)63、62，然后分別以8（甲組原分配8頭）、7除之，得第一個(gè)余數(shù)為7，第二個(gè)余數(shù)為6，則把原分配在甲組的8頭仔豬中第7頭仔豬即14號(hào)仔豬改為乙組；把甲組中余下的7頭仔豬中的第6頭仔豬即12號(hào)仔豬改為丙組。第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)第56頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五調(diào)整后各組的仔豬編號(hào)如下：組別仔豬編號(hào)甲組1234718乙組5910141516丙組6811121317第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)第57頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)（一）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)

1、設(shè)計(jì)容易處理數(shù)與重復(fù)數(shù)都不受限制，適用于試驗(yàn)條件、環(huán)境、試驗(yàn)動(dòng)物差異較小的試驗(yàn)。

2、統(tǒng)計(jì)分析簡單無論所獲得的試驗(yàn)資料各處理重復(fù)數(shù)相同與否，都可采用t檢驗(yàn)或方差分析法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)第58頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五

完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)（二）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的主要缺點(diǎn)

1、由于未應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則中的局部控制原則，非試驗(yàn)因素的影響被歸入試驗(yàn)誤差，試驗(yàn)誤差較大，試驗(yàn)的精確性較低。

2、在試驗(yàn)條件、環(huán)境、試驗(yàn)動(dòng)物差異較大時(shí)，不宜采用此種設(shè)計(jì)方法。第六節(jié)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)第59頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第七節(jié)隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)

隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)（randomizedblockdesign）也稱為隨機(jī)區(qū)組（或窩組）設(shè)計(jì)。它是根據(jù)局部控制的原則，如將同窩、同性別、體重基本相同的動(dòng)物劃歸一個(gè)單位組，每一單位組內(nèi)的動(dòng)物數(shù)等于處理數(shù)，并將各單位組的試驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分配到各處理組，這種設(shè)計(jì)稱為隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)。第60頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第七節(jié)隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)一、隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)方法（一）隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)的分組方法把初始條件相同的動(dòng)物如同窩仔畜劃為同一單位組外，還可根據(jù)實(shí)際情況，把不同試驗(yàn)場、同一場內(nèi)不同畜舍、不同池塘等劃分為單位組。【例】

前面提到的5種中草藥飼料添加劑分別以A1、A2、A3、A4、A5表示，供試4窩仔豬分別按體重依次編號(hào)為：1-5號(hào)為第Ⅰ組，6-10號(hào)為第Ⅱ組，11-15號(hào)為第Ⅲ組，16-20為第Ⅳ組。試按隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)將試驗(yàn)仔豬分組。第61頁，共70頁，2023年，2月20日，星期五第七節(jié)隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)5種飼料添加劑試驗(yàn)隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)表

先從隨機(jī)數(shù)字表（Ⅱ）第15行、第11列15開始，向下依次抄下16個(gè)隨機(jī)數(shù)字（舍棄00），每抄4個(gè)數(shù)字留一空位，見表第2行。再將同一單位組內(nèi)前4個(gè)隨機(jī)數(shù)字依次除以5、4、3、2（最大數(shù)5為處理數(shù)），根據(jù)余數(shù)（余數(shù)為0者，以除數(shù)代之）確定每一單位組內(nèi)各供試仔豬喂給的添加劑種類。第62頁，共70頁，2023年，2月20