生物统计学-第12章-试验设计课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《生物统计学-第12章-试验设计课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生物 统计学 12 试验 设计 课件
- 资源描述:
-
1、第十二章第十二章 试验设计试验设计1 试验设计概述 一、试验设计的基本概念 指试验研究课题设计,也就是整个试验计划的拟定(广义)。指试验单位(如动物试验的畜、禽)的选取、重复数目的确定及试验单位的分组(狭义)。试验设计的目的:1.避免系统误差,2.控制、降低试验误差,无偏估计处理效应,3.从而对样本所在总体作出可靠、正确的推断。二、动物试验的特点与要求(一)动物试验的特点 1.试验干扰因素多 动物本身存在差异;自然环境存在差异;饲养管理条件存在差异;试验人员操作技术上存在差异;2.试验具有复杂性 3.试验周期长(二)动物试验的基本要求 由于动物试验具有上述特点,为了保证试验的质量,在试验中应尽
2、可能地控制和排除非试验因素的干扰,合理地进行试验设计、准确地进行试验,从而提高试验的可靠程度,使试验结果在生产实际中真正发挥作用。为此,对动物试验有以下几点要求:1.试验要有代表性 动物试验的代表性包括生物学和环境条件两个方面的代表性:1)生物学和2)环境条件。2.试验要有正确性 试验的正确性包括试验的准确性和精确性3.试验要有重演性 重演性是指在相同条件下,重复进行同一试验,能够获得与原试验相类似的结果,即试验结果必须经受得起再试验的检验。2 动物试验计划 一、试验计划的内容及要求进行任何一项科学试验,在试验前必须制定一个科学的、全面的试验计划,以便使该项研究工作能够顺利开展,从而保证试验任
3、务的完成。试验计划的内容一般应包括以下几个方面:(一)课题选择与试验目的 n科研课题的选择是整个研究工作的第一步。课题选择正确,此项研究工作就有了很好的开端。n一般来说,试验课题通常来自两个方面:一是国家或企业指定的试验课题。二是研究人员自己选定的试验课题。选题时应注意以下几点:1.实用性 要着眼于科研和生产中急需解决的问题,同时从发展的观点出发,适当照顾到长远或不久将来可能出现的问题。2.先进性 在了解国内外该研究领域的进展、水平等基础上,选择前人未解决或未完全解决的问题,以求在理论、观点及方法等方面有所突破。3.创新性 研究课题要有自己的新颖之处。4.可行性 就是完成科研课题的可能性,无论
4、是从主观条件方面,还是客观条件方面,都要能保证研究课题的顺利进行。(二)研究依据、内容及预期达到的经济技术指标 课题确定后,通过查阅国内外有关文献资料,明确项目的研究意义和应用前景,国内外在该领域的研究概况、水平和发展趋势,理论依据、特色与创新之处;明确项目 的具体研究内容 和重点解决的问题,以及取得成果后的应用推广计划,预期达到的经济技术指标及预期的技术水平等。(三)试验方案和试验设计方法 试验方案是全部试验工作的核心部分,主要包括研究的因素、水平的确定等。方案确定后,结合试验条件选择合适的试验设计方法。(四)供试动物的数量及要求 试验动物或试验对象选择正确与否,直接关系到试验结果的正确性。
5、因此,试验动物应力求比较均匀一致,尽量避免不同品种、不同年龄、不同胎次、不同性别等差异对试验的影响。新引进的动物应有一个适应和习惯过程。试验动物的数量,可根据本章第十节介绍的方法来计算。(五)试验记录的项目与要求 为了收集分析结果需要的各个方面资料,应事先以表格的形式列出需观测的指标与要求,例如,饲养试验中的定期称重,定 期 为1周、10 天或半月称重,称 重 一般在清晨空腹或喂前进行等。(六)试验结果分析与效益估算 试验结束后 ,对 各阶段取得的资料要进行整理与分析,所以应明确采用统计分析的方法,如t检验,方差分析、回归与相关分析等。如果试验效果显著,同时应计算经济效益。(七)已具备的条件和
6、研究进度安排 已具备的条件主要包括过去的研究工作基础或预试情况,现有的主要仪器设备,研究技术人员及协作条件,从其他渠道已得到的经费情况等。研究进度安排可根据试验的不同内容按日期、分阶段进行安排,定期写出总结报告。(八)试验所需的条件 除已具备的条件外,本试验尚需的条件,如经费、饲料、仪器设备的数量和要求等。(九)研究人员分工 一般分为主持人、主研人、参加人。在有条件的情况下,应以学历、职称较高并有丰富专业知识和实践经验的人员担任主持人或主研人,高、中、初级专业人员相结合,老、中、青相结合,使年限较长的研究项目能够后继有人,保持试验的连续性、稳定性和完整性。(十)试验的时间,地点和工作人员 试验
7、的时间,地点要安排合适,工作人员要固定,并参加一定培训,以保证试验正常进行。(十一)成果鉴定及撰写学术论文 这是整个研究工作的最后阶段,凡属国家课题应召开鉴定会议,由同行专家作出评价。个人选择课题可以撰写学术论文发表自己的研究成果,根据试验结果作出理论分析,阐明事物在内在规律,并提出自己的见解和新的学术观点。一些重要的个人研究成果,也可以申请相关部门鉴定和国家专利。二、试验方案的拟定(一)试验方案的基本概念 试验方案(experimental scheme)是指根据试验目的与要求而拟定的进行比较的一组试验处理的总称。试验方案是整个试验工作的核心部分,因此,须周密考虑,慎重拟定。试验方案按供试因
8、素的多少可区分为单因素试验方案、多因素试验方案。1.单因素试验方案单因素试验(single-factor experiment)是指整个试验中只比较一个试验因素的不同水平的试验。2.多因素试验方案 多因素试验是指在同一试验中同时研究两个或两个以上试验因素的试验。(1)完全方案在列出因素水平组合(即处理)时,要求每一个因素的每个水平都要碰见一次,这时,水平组合(即处理)数等于各个因素水平数的乘积。9根据完全试验方案进行的试验称为全面试验。试验因素对试验指标的影响,因素间的交互作用;选出最优水平组合。效率高,不足-当因素个数和水平数较多时,水平组合(处理)数太多,以至于在试验时,人力、物力、财力、
9、场地等都难以承受,试验误差也不易控制。因而全面试验宜在因素个数和水平数都较少时应用。(2)不完全方案 研究部分水平组合,目的在于探讨某些水平组合的综合作用,而不考察试验因素对试验指标的影响和交互作用。这种在全部水平组合中挑选部分水平组合获得的方案称为不完全方案。根据不完全方案进行的试验称为部分试验。动物试验的综合性试验、正交试验都属于部分试验。综合性试验是针对起主导作用且相互关系已基本清楚的因素设置的试验,它的水平组合就是一系列经过实践初步证实的优良水平的配套。正交试验是在全部水平组合中选出有代表性的部分水平组合设置的试验。(二)拟定试验方案的要点 1.根据试验的目的、任务和条件挑选试验因素
10、要挑选对试验指标影响较大的关键因素。若只考察一个因素,则可采用单因素试验。若是考察两个以上因素,则应采用多因素试验。应该注意,一个试验中研究的因素不宜过多,否则处理数太多,干扰因素难以控制。2.根据各试验因素的性质分清水平间差异 各因素水平可根据不同课题、因素的特点及动物的反应能力来确定,以使处理的效应容易表现出来。(1)水平的数目要适当 水平数目过多,不仅难以反映出各水平间的差异,而且加大了处理数;水平数太少又容易漏掉一些好的信息,至使结果分析不全面。(2)水平间的差异要合理 有些因素在数量等级上只需少量的差异就反映出不同处理的效应。如饲料中微量元素的添加等。而有些则需较大的差异才能反应出不
11、同处理效应来,如饲料用量等。(3)试验方案中各因素水平的排列要灵活掌握 一般可采用等差法(即等间距法)、等比法和随机法3种。我们结合肉牛埋植玉米赤霉醇为例说明。等差法 是指各相邻两个水平数量之差相等。等比法 是指各相邻两个水平的数量比值相同。随机法 是指因素各水平随机排列。3.试验方案中必须设立作为比较标准的对照 动物试验 的目的就是通过比较来鉴别处理效应大小、好坏等。为了达到这一目的,试验方案应当包括各试验处理,以及作为比较的对照。任何试验都不能缺少对照,否则就不能显示出试验的处理效果。根据研究的目的与内容,可选择不同的对照形式。1.进行添加微量元素的饲养试验,添加微量元素为处理,不添加添加
12、微量元素为对照,这样的对照为空白对照。2.进行几微量元素添加量的比较试 验,各个处理可互为对照。3.在对某种动物作生理生化指标检验时,所得数据是否异常应与动物的正常值作比较,动物的正常值就是所谓的标准对照。4.在杂交试验中,要确定杂交优势的大小,必须以亲本作对照,这就是试验对照。5.处理与对照在同一动物上进行,如病畜用药前与用药后生理指标的比较等,自身对照。4.试验处理(包括对照)之间应遵循唯一差异原则 在进行处理间比较时,除了试验处理不同外,其它所有条件应当尽量一致或相同,使其具有可比性,才能使处理间的比较结果可靠。5.有的试验要设置预试期 所谓预试就是正式试验开始之前根据试验设计进行的过渡
13、试验,为正式试验做好准备工作。通过预饲,使供试的动物适应新的环境,对不合适的试验动物进行调整和淘汰,同时也使试验人员熟悉操作方法和程序。预试期的长短,可根据具体情况决定,一般以10-20天为宜。预试期间供试动物的数量应适当多于正式试验所需的数量。3 试验设计的基本原则 一、试验误差的来源 (一)试验误差 在诸多研究中,试验处理常常受到各种非处理因素的影响,使试验处理的效应不能真实地反映出来,即试验所得到的观测值,有处理效应和其它因素效应。造成了实测值与真值的差异,这种差异在数值上的表现称为试验误差。试验误差可分为系统误差(片面误差)、随机误差(抽样误差)。(二)动物试验中误差的来源 系统误差影
14、响试验的准确性,随机误差影响试验的精确性。动物试验误差的主要来源有:1.供试动物固有的差异2.饲养管理不一致所引起的差异3.环境条件的差异4.由一些随机因素引起的偶然差异二、试验设计的基本原则在动物试验中,误差主要是由于供试动物个体之间的差异和饲养管理不一致所造成。统计学上通过合理的试验设计既能获得试验处理效应与试验误差的无偏估计,也能控制和降低随机误差,提高试验的精确性。在试验设计时必须遵循以下基本原则。(一)重复 重复是指试验中同一处理实施在两个或两个以上的试验单位上。设置重复的主要作用在于估计试验误差和降低试验误差。xSSn 即平均数抽样误差的大小与重复次数的平方根成反比,故重复次数多可
15、以降低试验误差。但在实际应用时,重复数太多,试验动物的初始条件不易控制一致,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。如果供试动物个体间差异较大,重复数应多些;差 异 较小,重复数可少些。(二)随机化 随机化是指在对试验动物进行分组时必须使用随机的方法,使供试动物进入各试验组的机会相等,以避免试验动物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,目的是为了获得无偏的误差估计量。(三)局部控制 试验条件的局部一致性若重复和随机化依然无效时,可将整个试验环境或试验单位分成若干个小环境或小组,在小环境或小组内使非处理因素尽量一致,这就是局部控制。每个比较一
16、致的小环境或小组,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出来,所以局部控制能较好地降低试验误差。重复、随机化、局部控制称为Fisher三原则,是试验设计中必须遵循的原则。试验设计三原则的关系和作用重复随机化局部控制无偏估计误差估计误差降低误差统计推断提高精确性三原则作用4 完全随机设计 完全随机设计是根据试验处理数将全部供试动物随机地分成若干组,然后再按组实施不同处理的设计。这种设计保证每头供试验动物都有相同机会接受任何一种处理,而不受试验人员主观倾向的影响。当试验条件特别是试验动物的初始条件比较一致时,可采用完全随机设计。这种设计应用了重复和随机两个原则。随
17、机分组的方法有抽签法和用随机数字表随机分组的方法有抽签法和用随机数字表法。下面举例说明用随机数字表将试验动物分组的法。下面举例说明用随机数字表将试验动物分组的方法。方法。一、完全随机的分组方法 (一)两个处理比较的分组 【例1】现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的健康绵羊18只,试用完全随机的方法分成甲、乙两组。随机分组结果:随机分组结果:甲组:甲组:2 4 5 6 12 14 16 乙组:乙组:1 3 7 8 9 10 11 13 15 17 18 将动物编号(n)从随机表任意位置开始,连续数=n令双数为甲组,单数为乙组,分组IF 数量不等,调整!在刚才的随机数后面继续写a(2)个数字分别
18、除以动物数量多的组的只数(n1)及(n1-1)余数为需要调出的动物位置的号码 (二)三个以上处理比较的分组 【例2】设有同品种、同性别、体重相近的健康仔猪18头,试用完全随机的方法,把它们等分成甲、乙、丙三组。二、试验结果的统计分析 对于完全随机试验的统计分析,由于试验处理数不同,统计分析方法也不同。1)处理数为2:非配对(成组)t 检验进行统计分析。2)处理数大于2:单因素方差分析三、完全随机设计的优缺点 完全随机设计是一种最简单的设计方法,主要优缺点如下:(一)完全随机设计的主要优点1.设计容易:处理数与重复数都不受限制,适用于试验条件、环境、试验动物差异较小的试验。2.统计分析简单:t检
19、验或方差分析(二)完全随机设计的主要缺点 1.由于未应用试验设计三原则中的局部控制原则,非试验因素的影响被归入试验误差,试验误差较大,试验的精确性较低。2.在试验条件、环境、试验动物差异较大时,不宜采用此种设计方法。5 随机单位组设计 随机单位组设计(randomized block design)也称为随机区组(或窝组)设计。它是根据局部控制的原则,如将同窝、同性别、体重基本相同的动物划归一个单位组,每一单位组内的动物数等于处理数,并将各单位组的试验动物随机分配到各处理组,这种设计称为随机单位组设计。一、随机单位组设计方法 (一)随机单位组设计的分组方法 【例3】前面提到的5种中草药饲料添加
20、剂分别以A1、A2、A3、A4、A5表示,供试4窝仔猪分别按体重依次编号为:1-5号为第组,6-10号为第组,11-15号为第组,16-20为第组。试按随机单位组设计将试验仔猪分组。表2 5种饲料添加剂试验随机单位组设计试验动物分组表 (二)配对设计分组方法 配对设计是处理数为2的随机单位组设计。在进行配对设计时,配成对子的两个试验单位必须符合配对要求:配成对子的两个试验单位的初始条件尽量一致,每一个对子就是试验处理的一个重复,然后将配成对子的两个试验单位随机地分配到两个处理组中。例如,现有同一品种的供试家畜18头,分别将性别、年龄相同,体重相似的两头家畜配成对子,共9对,编号为1-9号。试用
21、随机方法将每个对子中的两头家畜分到甲、乙两个处理组中。由随机数字表()(附表13)的第16行、第8列20开始,向右依次抄下9个随机数字,将单数组中配对的第一头家畜归入甲组,第二头家畜归入乙组;双数组中配对的第一头家畜归入乙组,第二头家畜归入甲组,则9对家畜分组如下:二、试验结果的统计分析 (一)随机单位组试验结果的统计分析 随机单位组试验结果的统计分析采用方差分析法。分析时将单位组也看成一个因素,连同试验因素一起,按两因素单独观测值的方差分析法进行。这里需要说明的是,假定单位组因素与试验因素不存在交互作用。对于【例3】,通过按表12-3试验动物分组结果进行试验后,各号仔猪增重结果列于表3。1.
22、计算各项平方和与自由度 矫正数 C=x2./ab=46892/54=1099336.05 总平方和 SST=x2ij-C=(2052+1682+2822)-1099336.05=35890.95 处理间平方和 SSA=x 2i./b-C=(8252+9252+11372)/4 -1099336.05=27267.2单位组间平方和 SSB=x 2.j/a-C =(11522+10472+12232)/5 -1099336.05=5530.15误差平方和 SSe=SST-SSA-SSB=35890.95 -27267.2-5530.15=3093.6 总自由度 dfT=ab-1=54-1=19 处
展开阅读全文