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2010-01-25
  第1 试验设计的意义、要素、原则和原理
  1.试验设计的意义
  在进行具体的试验之前, 先对与所要研究的问题有关的各个重要方面作一全面地了解和调查,从而制定出切实可行的试验方案。一个设计优良的试验方案的意义就在于它能用比较经济的人力、物力和时间,得到较为可靠的结果,准确地控制和估计误差的大小, 还可使多种试验因素包括在尽可能少的试验中,达到高效的目的。
  一般来说,在试验设计中就应该明确写出以下内容:重点要考察哪些试验因素;选用什么样的设计方案控制重要的非试验因素的影响,以便有效地控制和估计试验误差;选用什么作为受试对象;试验效应应通过观测哪些指标来体现;如何根据指标的性质合理地收集试验数据; 将来处理这些数据可能需要运用哪些统计分析方法; 对于自己还不熟悉的统计方法应尽早与内行取得联系,求得帮助。在这些问题中,试验因素、受试对象和试验效应是试验设计中不可回避的问题,应当给予更多地关注。
  2.试验设计的三要素
  在统计学中,常把试验因素、受试对象和试验效应称为试验设计的三要素,之所以这样称呼它们,因为它们是任何一项试验研究所不可缺少的。现扼要分述如下:
  所谓试验因素,就是在试验中,研究者希望着重考察的某些试验条件。如在某项化学试验中,温度是1个重要的试验条件,在不同的温度下做试验,其反应和最终的产物可能很不相同。在统计学上,习惯把温度称为此项试验的试验因素,而把温度在各次试验中的具体取值(如:20℃、40℃、60℃等)称为温度这个因素的不同水平。
  为了尽可能减少各组受试对象的自身条件(称为非处理因素)对试验结果的影响, 在试验设计时,常对重要的非试验因素(如体重或动物窝别等)作有计划地安排,便于在进行统计分析时将其作用排除,以便更准确地评介试验因素分别取不同水平时对试验结果的影响大小,这样的因素称为区组因素,如选窝作为区组因素,则不同窝就是其不同的水平。由于对试验因素和区组因素的安排和控制的方法不同,便产生了各 种不同的试验设计类型。
  试验因素的性质、强度和施加方法等必须标准化, 在试验全过程中不应随便改变。试验因素的性质可分为物理的(如针刺、射线、理疗等)、 化学的(如药物、毒物等)和生物的(如细菌、病毒等)。
  试验因素必须作用于受试对象,还需要结合专业知识确定选用什么作为本次试验的受试对象。至于本次试验应当用多少受试对象,仍需结合专业知识和估计样本大小方面的统计知识来确定(这个问题留到本节末尾再讨论)。
  受试对象的同质性必须予以重视。用动物作为受试对象时, 要注意种属、品系、年龄、性别、窝别、体重、营养和健康状况等因素的影响;用样品作为受试对象时,要注意品种、批号、有效期、用量等因素的影响;用人作为受试对象时,若选的是某病病人, 则应注意正确诊断、正确分期和病情的正确判断;若选的是正常人,他们至少应该没有与所研究的问题有关的疾病。
  试验效应是通过试验中所选用的指标来体现的。所选用的指标与要反映的问题之间应具有较高的关联性, 判断指标取值大小时应具有较高的客观性、特异性、灵敏性和精确性。因此,在选用指标时,应尽量多选定量指标或少数量化起来较为方便的定性指标。
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2010-1-25 17:01:34
  3.误差及其分类
  误差:一般把试验中的原始数据与真实值之差,样本统计量与相应参数之差通称为误差。误差产生的主要原因是由于观测指标的变异性、个体差异的存在和对试验设计的4个基本原则遵守得不严。误差包括随机误差和非随机误差。
  ①随机误差
  在同一条件下对同一对象反复进行观测,在没有过失误差又极力消除系统误差之后,每次测量结果仍会出现一些无倾向性的随机变化,这些变化称为随机误差。
  ②非随机误差 包括系统误差(或偏差)和非系统误差(或过失误差)。
  系统误差 在相同的条件下, 测量的结果或算得的统计量比真实值或参数一致地偏高或偏低,即误差的大小具有明显的倾向性,这种误差称为系统误差,也称偏性或偏倚。
  非系统误差 由于研究者偶然的失误(如阅读或抄写)所造成的错误。防止办法: 对数据认真检查、反复核对。
  在进行假设检验(参见第2篇第1章)时,运用样本资料计算所得的统计量必然带有误差,并且依据不同的设计类型算得的统计量, 其误差的大小也是不同的。假设检验中的误差项的均方,就相当于是一把尺子,用它来度量各个试验因素对试验结果的影响大小。
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2010-1-25 17:02:20
  4.试验设计的原则
  随机、重复、对照和均衡是试验设计的4个基本原则。
  (1)随机化原则
  所谓随机化原则就是在抽样或分组时必须做到使总体中任何一个个体都有同等的机会被抽取进入样本以及样本中任何一个个体都有同等机会被分配到任何一个组中去。在受试对象的选取和分组时必须严格按这一原则进行实施。实现随机化的方法有多种, 如抽签、查随机数字表或随机排列表、利用计算机产生的伪随机数。通过随机化,降低系统误差的影响。
  (2)重复的原则
  由于个体差异等影响因素的存在,同一种处理对不同的受试对象所产生的效果不尽相同,其具体指标的取值必然有高低之分,只有在大量重复试验的条件下,该处理的真实效应才会比较确定地显露出来,因此,在试验研究中,必须坚持重复的原则。
  “重复”一词在试验研究中至少有下面3层含意:其一,对某样品进行观测时,为了减少方法和操作等带来的误差,将每一个样品分成k份,测出各份样品单位容积中某指标的观测值,用它们的算术均数作为每分样品单位容积中该指标的直接观测值;其二,在相同的试验条件下, 独立重复地观测m个样品(或受试对象),这就是人们通常所指的“重复试验”, 其目的是为了降低以个体差异为主的各种试验误差;其三,在部分或全部试验条件有规律地变动时, 从同一个样品(或受试对象)上重复测量到k个数值,称为具有重复测量的试验或设计。这种重复最有利于排除个体差异对观测结果的影响。整个试验过程中试验次数的总和称为样本含量或样本大小,样本含量n过大(有时人力不够,工作粗枝大叶, 资料可靠度低)或过小(统计规律无法显露出来)都有弊病,最好针对具体情况,根据专业和统计学知识作出合理的估计。
  (3)对照的原则
  进行试验研究, 必须设立对照组。因为有比较才有鉴别, 缺少对照的研究是没有说服力的。通过对照来鉴别处理因素与非处理因素之间的差异,抵消或减少试验误差。
  (4)均衡的原则
  所谓均衡,就是使对照组与试验组中的非处理因素尽量达到均衡一致,使处理因素的试验效应能更真实地反映出来。
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2010-1-25 17:05:03
  5.试验设计的原理
  在试验设计中坚持上述4个基本原则是试验成功的关键,其原理就在于它能有效地排除非处理因素的干扰和影响,使试验误差的估计降到最低限度,从而可以降低“噪音”, 纯化“信号”,准确地获得处理因素的试验效应,使随机现象的统计规律性更好地显露出来。
  第2节 试验设计原则的实施办法法
  1.受试对象随机分组
  前面已讲过实现随机化的途径有多种,为节省篇幅,此处仅给出随机排列表,以供查阅。
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2010-1-27 06:34:27
不知道楼主想要干什么?
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2010-1-27 06:35:06
《现代统计学与SAS应用》
收藏到我的图书馆  
作者: 胡良平主编
出版日期: 2000年08月第1版
主题词: 系统分析-应用-统计分析
分类:社会科学总论图书馆>统计学>统计方法
图书简介:本书较全面地介绍了现代统计学的理论、方法及其应用技巧。着重介绍各种试验设计方法、统计分析方法及其适用条件;结合具体问题正确选用统计方法的技术以及对计算结果的正确解释和应用。
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