实验设计的意义、原则与基本内容
实验设计的意义、原则与基本内容
实验设计的意义、原则与基本内容
实验设计的意义、原则与基本内容
2006-11-26
基础医学论文
实验设计是科学研究计划内关于研究方法与步骤的一项内容。在医学科研工作中，无论实验室研究、临床疗效观察或现场调查，在制订研究计划时，都应根据实验的目的和条例，结合统计学的要求，针对实验的全过程，认真考虑实验设计问题。一个周密而完善的实验设计，能合理地安排各种实验因素，严格地控制实验误差，从而用较少的人力、物力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料。反之，如果实验设计存在着缺点，就可能造成不应有的浪费，且足以减损研究结果的价值。总之，实验设计是实验过程的依据，是实验数据处理的前提，也是提高科研成果质量的一个重要保证。
实验设计有属于专业方面的，有属于统计方面的。从统计方面说，主要应当考虑对照、重复、随机化等问题，这就是所谓实验设计的三原则。其具体内容我们将在第二、三、四节介绍。
（一）拟定相互比较的处理所谓处理，指的是在实验研究中欲施加给受试对象的某些因素。如营养实验的各种饲料，治疗某病的几种疗法或药物，药理研究中某药的各种剂量等。在实验的全过程中，处理因素要始终如一保持不变，按一个标准进行实验。如果实验的.处理因素是药物，那么药物的成份、含量、出厂批号等必须保持不变。如果实验的处理因素是手术，那么就不能开始时不熟练，而应该在实验之前使熟练程度稳定一致。
（二）确定实验对象及数量这里指的是实验所用的动物或活体组织标本等。在实验设计中，要根据实验观察的目的与内容，明确规定采用什么样的实验对象，实验对象中的每个实验单位必须具备的条件与要求，以保证受试对象的一致性。实验对象需要有一定的数量，例数不能太少，也不宜过多。如何估计例数，详见第四节。
（三）确定将各实验单位分配到各种处理中去的原则这主要是随机分配或随机化问题。第三节将介绍几种常用的随机分组方法。
（四）拟定观察项目和登记表要根据研究目的和任务，选择对说明实验结论最有意义，并具有一定特异性、灵敏性、客观性的观察项目。必要的项目不可遗漏，数据资料应当完整无缺；而无关紧要的项目就不必设立，以免耗费人力物力，拖延整个实验的时间，尔后，要按照观察项目之间的逻辑关系与顺序，编制成便于填写和统计的登记表，以便随时记录实验过程中获得的数据资料。同一项目的度量衡单位必须统一符号（如+、++、+++等），应有明确的定义。
（五）拟定对资料整理分析的预案这就是对将获得的数据资料准备如何进行整理？要计算哪些统计指标？用什么统计分析方法？事先必须有个初步的设想。例如对计数资料，是计算率还是百分比？若计算率，分子是什么？分母是什么？各组同一项目的某个率或百分比如何进行比较？又如对计量资料，是计算算术均数、几何均数还是中位数？同一项目各均数间应采用什么方法作比较？切忌实验设计时不认真考虑，实验过后拿数字去找统计方法。
高中生物实验设计的基本原则
(2017·全国Ⅰ，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒①两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基②之间的相互转换。请利用放射性同位素标记③的方法，以体外培养的宿主细胞④等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组⑤) 审题关键 信息①：病毒营寄生生活，由蛋白质和核酸组成，核酸是DNA或RNA，只含有二者中的一种，DNA和RNA在化学组成上的区别如下： 信息②：强调了碱基，二者碱基的区别：DNA特有T，RNA特有U。 信息③：放射性同位素标记法是指用放射性同位素替代某化合物中的特殊元素，来追踪该化合物的运行和变化规律。回忆相关内容： 信息④：联想T2噬菌体遗传物质的探究实验和病毒的寄生特点，标记病毒需要先用含有放射性元素的培养基培养宿主细胞，再让病毒去侵染标记的细胞，子代病毒就会被标记。 信息⑤：甲、乙两组要形成对比，结合信息①、②、③、④可判断出，应分别用放射性同位素标记DNA成分中的T和RNA成分中的U。 参考答案 (1)实验思路 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。错解例析 错例：用含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养病毒。一段时间后收集病毒并检测其放射性。 错因分析：没有分成甲、乙两组，而是用同时含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基来培养，不能形成对照。病毒不能直接用培养基培养，这样设计不科学。 实验设计遵循的四大基本原则 1．单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。 2．对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便消除无关变量对实验结果的干扰，增强实验结果的可信度。 3．平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 4．科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。 1．已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色，请你根据给出的实验材料设计一个验证唾液中含有蛋白质的实验，要求写出(1)基本的实验步骤，(2)预期实验结果和结论。 材料用具：双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清稀释液(含有丰富蛋白质)、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。 答案(1)步骤： ①用清水漱口后取适量唾液到小烧杯中，备用； ②取2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙两支试管中； ③分别向两支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL，振荡后加入双缩脲试剂B液4滴，振荡均匀后静置； ④观察并对照两支试管的颜色。 (2)预期结果和结论：甲、乙两支试管都呈现紫色，说明唾液中含有蛋白质。 解析要验证唾液中含有蛋白质，可采取设置对照实验的方法。取两支相同的试管，在其中一支试管中加入唾液，在另一支试管中加入蛋清稀释液作为对照，经过相同的处理后，根据
实验设计的要素与原则
实验设计的要素与原则
第一节实验设计的基本要素 一个良好的科学实验设计是顺利进行科学研究和数据统计分析的前提，同时也是或得预期结果的重要保证。一个完善的统计学研究设计包括三个基本要素：受试对象、处理因素和试验效应。例如，研究某降压药对原发性高血压患者的降压效果，其中高血压患者即为受试对象，这种降压药为处理因素，血压的变化便是试验效应。科研工作者在进行医药方面的科学研究之前，必须要制定完善的统计研究设计方案，如何选择这三个要素，是实验成败的关键。因此，任何实验研究在设计时，必须明确这三个要素。 一、受试对象 受试对象是处理因素作用的客体，应该根据研究目的来确定。受试对象的选择一般有以下几种情形：l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象；2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象；3．新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期，在1期临床试验阶段，通常用健康志愿者作为受试对象；而在其他各期临床试验阶段，常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者，应有严格的规定。 选择受试对象应有明确的纳入标准和排除标准。首先，受试对象应满足两个基本条件：一是对处理因素敏感；二是反应必须稳定。其次是为是研究结果普遍性和推广价值，需保证受试对象的同质性和代表性。
二、处理因素 处理因素是研究者根据研究目的而施加的特定的实验因素，例如给予的某种降压药。实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多，就必须结合专业知识，对众多的因素做全面分析，必要时做一些预实验，区分哪些是重要的实验因素，哪些是非重要的实验因素，以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集，实验次数就会增多，许多相邻的水平对结果的影响十分接近，不仅不利于研究目的的实现，而且将会浪费人力、物力和时间；反之，该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来，易于得出错误的结论。除此以外，处理因素应当标准化，在实验过程中同一处理组的处理因素应始终保持不变，包括处理因素的施加方法、强度、频率和持续时间等。在缺乏经验的前提下，应进行必要的预实验或借助他人的经验，选取较为合适的若干个水平，如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件，选取质最因素的水平，千万不能不顾客观条件而盲目选取。 三、实验效应 实验效应是反映在处理因素的作用下，受试对象的反应或结局，它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观（如读取病理切片或X片上所获得的结果）或主观指标（如给某些定性实验结果人为打分或赋
实验设计的三要素与四原则
实验设计的三要素与四原则 众所周知，科研工作者在进行医药方面的科学研究之前，需要制定完善的统计研究设计方案，那么什么样的设计方案才称得上是完善的呢? 完善的设计方案需具备六个条件 一般来说，应具备以下条件：人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏，并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内，并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”，无疑是其设计方案科学严谨的象征。 实验设计的“三要素” 实验设计三要素应着重考虑： 一、受试对象的种类问题。这里面包含以下几种情形：l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期，在1期临床试验阶段，通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段，常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者，应有严格的规定。 二、实验因素。实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多，就必须结合专业知识，对众多的因素做全面分析，必要时做一些预实验，区分哪些是重要的实验因素，哪些是重要的非重要的实验因素，以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集，实验次数就会增多，许多相邻的水平对结果的影响十分接近，不仅不利于研究目的的实现，而且将会浪费人力、物力和时间;反之，该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来，易于得出错误的结论。在缺乏经验的前提下，应进行必要的预实验或借助他人的经验，选取较为合适的若干个水平。所谓质量因素，就是因素水平的取值是定性的，如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件，选取质最因素的水平，千万不能不顾客观条件而盲目选取。 三、实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志，它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值)，一定要事先规定读取数值的严格标准，必要时还应进行统一的技术培训。 实验设计的“四原则” 实验设计四原则的实施主要包括：
实验设计的意义、原则与基本内容
实验设计的意义、原则与基本内容[关键词] 健康网讯: 一、实验设计的意义实验设计是科学研究计划内关于研究方法与步骤的一项内容。在医学科研工作中，无论实验室研究、临床疗效观察或现场调查，在制订研究计划时，都应根据实验的目的和条例，结合统计学的要求，针对实验的全过程，认真考虑实验设计问题。一个周密而完善的实验设计，能合理地安排各种实验因素，严格地控制实验误差，从而用较少的人力、物力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料。反之，如果实验设计存在着缺点，就可能造成不应有的浪费，且足以减损研究结果的价值。总之，实验设计是实验过程的依据，是实验数据处理的前提，也是提高科研成果质量的一个重要保证。二、实验设计的原则实验设计有属于专业方面的，有属于统计方面的。从统计方面说，主要应当考虑对照、重复、随机化等问题，这就是所谓实验设计的三原则。其具体内容我们将在第二、三、四节介绍。三、实验设计的基本内容（一）拟定相互比较的处理所谓处理，指的是在实验研究中欲施加给受试对象的某些因素。如营养实验的各种饲料，治疗某病的几种疗法或药物，药理研究中某药的各种剂量等。在实验的全过程中，处理因素要始终如一保持不变，按一个标准进行实验。如果实验的处理因素是药物，那么药物的成份、含量、出厂批号等必须保持不变。如果实验的处理因素是手术，那么就不能开始时不熟练，而应该在实验之前使熟练程度稳定一致。（二）确定实验对象及数量这里指的是实验所用的动物或活体组织标本等。在实验设计中，要根据实验观察的目的与内容，明确规定采用什么样的实验对象，实验对象中的每个实验单位必须具备的条件与要求，以保证受试对象的一致性。实验对象需要有一定的数量，例数不能太少，也不宜过多。如何估计例数，详见第四节。（三）确定将各实验单位分配到各种处理中去的原则这主要是随机分配或随机化问题。第三节将介绍几种常用的随机分组方法。（四）拟定观察项目和登记表要根据研究目的和任务，选择对说明实验结论最有意义，并具有一定特异性、灵敏性、客观性的观察项目。必要的项目不可遗漏，数据资料应当完整无缺；而无关紧要的项目就不必设立，以免耗费人力物力，拖延整个实验的时间，尔后，要按照观察项目之间的逻辑关系与顺序，编制成便于填写和统计的登记表，以便随时记录实验过程中获得的数据资料。同一项目的度量衡单位必须统一符号（如+、++、+++等），应有明确的定义。（五）拟定对资料整理分析的预案这就是对将获得的数据资料准备如何进行整理？要计算哪些统计指标？用什么统计分析方法？事先必须有个初步的设想。例如对计数资料，是计算率还是百分比？若计算率，分子是什么？分母是什么？各组同一项目的某个率或百分比如何进行比较？又如对计量资料，是计算算术均数、几何均数还是中位数？同一项目各均数间应采用什么方法作比较？切忌实验设计时不认真考虑，实验过后拿数字去找统计方法。
试验设计复习重点答案
问答题 1．什么是实验设计，试验设计的类型有哪些，实验设计的三要素是什么，实验设计的原则是什么？ 实验设计也称为试验设计，就是对实验进行科学合理的安排，以达到最好的实验效果。 类型：1、演示实验；2、验证实验；3、比较实验；4、优化实验；5、探索实验。 “三要素”：实验单元、实验因素、实验效应。 原则：重复原则、随机化原则、局部控制原则、对照原则、平衡原则、弹性原则、最经济原则。 2．什么是比较实验，举例说明在什么情况下采用比较实验及其方法，比较实验的结果分析方法有哪几种？ 比较实验一般是通过大量的实验而得出理想的结果，是科学实验的一种基本类型。 比较两个处理之间的水平比较用t检验，多个处理之间的水平对比用方差分析。 比较实验的结果分析一般可以使用u检验、t检验、f检验。 3．什么是正交实验，解释L9(34) 。解释U9（95） 正交实验设计就是使用正交表来安排实验的方法。 L9(34)表示正交表要进行9次实验，每次实验有4个因素，每个因素有3个水平数。 U9（95）表示均匀设计表要进行9次实验，每次实验有6个因素，每个因素有9个水平数。 4．多因素实验优化实验方法有哪些？请解释，如何筛选实验因素以简化实验 正交设计、均匀设计、稳健性设计、可靠性设计、析因设计。 实验因素的数目要适中、实验因素的水平范围应该尽可能大、实验指标要计量。 5．比较均匀设计与正交设计的异同点？两者各自的适用条件是什么？ 相同点： 两种实验设计都可以考察多个实验因素对观测结果的影响。两者均可以通过较少的实验次数来考察各因素的主效应及部分因素间的交互作用。在与特定实验对应的实验设计安排表（正交表或均匀表）选择合适且在相同实验条件下观测指标测定结果稳定性较好的情况下，两种实验设计均可以不做独立重复实验。 不同点： a、所需实验次数不同。在相同的条件下，均匀设计所需的实验次数较正交设计少。 b、作用和角色不同。均匀设计更适合于具有多水平的多因素的筛选实验。 c、统计分析方法不同。正交设计定量资料可采用与其设计相应的定量资料方差分析来处理，而均匀设 计定量资料则需要运用多重线性回归分析来处理。 适用条件： 正交设计是根据正交性准则来挑选代表点，使点能反映实验范围内各因素和实验指标的关系。具有均匀分散性和整齐可比性。只能用于实验因素比较少的实验，以最少的实验次数找出实验因素水平的最佳搭配。并且正交表可以允许空白列，同时正交表唯一。 均匀设计使用均匀设计表，均匀表不唯一。可以接受较多的实验因素，选择的实验点具有代表性。为保持整齐可比性，需要进行的实验次数比较多。是考虑实验点在实验范围内的均匀分散性而去掉整齐可比性的实验设计方法。当因素数目较多时所需要的实验次数不多。 6．实验设计的随机化与均匀性是否矛盾。 不矛盾。 所谓实验设计的随机化，是指试验材料的分配和试验的各个试验进行的次序，都是随机地确定的。 随机化的原则是为了所做的部分实验具有代表性，把实验进行适当的随机化亦有助于“均匀”可能出现的外来因素的效应。均匀性是把随机化和区组原则相结合，能够更好地保护实验点的代表性。 7．比较实验的假设检验，容易发生的两类错误是指什么错误？ 两类错误在假设检验中由于做出判定的依据是一个样本当实际上H0为真实仍可能做出拒绝H0的判断这种错误称为弃真错误；又当H0实际上不真时我们也有可能接受H0这类错误称为取伪错误。
医学科研实验设计的三大要素
医学科研实验设计的三大要素[关键词] 医学科研要素健康网讯: 熊国强(湖南医科大学卫生统计学教研室长沙410078)贺石林(湖南医科大学生理学教研室长沙410078)科研的基本要素包括处理因素、受试对象和实验效应。如用某种传统西药或中成药治疗缺铁性贫血病人，观察比较两组病人血红蛋白的上升趋势，该研究中所用的两种药物称为处理因素，缺铁性贫血病人称为受试对象，血红蛋白称为实验效应。如何正确选择三大要素是科研中专业设计的关键问题。处理因素(受试因素) 通常指由外界施加于受试对象的因素，包括生物的、化学的、物理的或内外环境的。但是生物本身的某些特征(如性别、年龄、民族、遗传特性、心理因素等)也可作为处理因素来进行观察。因此，研究者应正确、恰当地确定处理因素。一般应注意以下几点：①抓住实验研究中的主要因素。研究中的主要因素是按以往研究基础上(本人或他人)提出的某些假设和要求来决定的。一次实验涉及的处理因素不宜太多，否则会使分组增多，受试对象的例数增多，在实施中难以控制误差。然而，处理因素过少，又难以提高实验的广度和深度。因此，需根据研究目的的需要与实施的可能来确定带有关键性的因素。②找出非处理因素。除了确定的处理因素以外，凡是影响实验结果的其他因素都称为非处理因素，所产生的混杂效应也影响了处理因素产生的效应对比和分析，这些非处理因素又称混杂因素。例如上述两种不同药物治疗缺铁性贫血病人的试验，非处理因素可能有年龄、性别、营养状况等。如果两组病人的年龄、性别、营养等构成不一，则可能影响药物疗效的比较。因此设计时便设法控制这些非处理因素，只有这样才能消除它们的干扰作用，减小实验误差。③处理因素必须标准化。处理因素的强度、频率、持续时间与施加方法等，都要通过查阅文献和预备试验找出各自的最适条件，然后订出有关规定和制度，并使之相对固定，否则会影响试验结果的评价。如处理因素是药物，必须正确选择批号，给药途径和时间也应标准化和相对固定化。受试对象(研究对象) 受试对象的选择十分重要，对实验结果有着极为重要的影响。大多数医学科研的受试对象是动物和人，也可以是器官、细胞或分子。但中药种植中培育品系的研究则将药用植物列为受试对象。在医学科研中，作为受试对象的前提是所选对象必须同时满足两个基本条件：①必须对处理因素敏感；②反应必须稳定。因此，在观察新药的临床疗效试验中，应当选择中等程度中青年患者，只有这样才能显示疗效率高低的差别。受试对象的疾病应诊断明确(依照国内或国际统一的诊断标准)，且表现具有典型性。研究者必须深知病人的心理状况、情绪起落、病情程度、病程长短、生活习惯、个人嗜好、家庭经济收入、食品种类等都不同程度地影响疗效，这些影响因素必须很好地加以控制，使组间均衡化。根据研究目的不同，对实验动物的选择要求也不同。动物的选择应有针对性地注意种类、品系、年龄(月龄)、性别、体重、窝别和营养状况等。为保证实验效应的精确性，某些动物的生活环境还有严格要求。 [!--empirenews.page--] 试验效应试验效应内容包括试验指标的选择和观察方法两个部分。指标的选择有以下要求：①指标的关联性，选用的指标必须与所研究的题目具有本质性联系，且能确切反映被试因素的效应。所选指标是否具有关联性，充分反映了研究者的专业知识与技术水平。②指标的客观性，指标数据来源决定它的主、客观性质。主观性指标来自观察者或受试对象，易受心理状态与暗示作用的影响，在科研中一般尽量少用。客观性指标是指通过精密设备或仪器测定的数据，能真实显示试验效应的大小或性质；排除了人为因素的干扰。③指标的灵敏度，通常是由该指标所能正确反映的最小数量级或水平来确定。如溶液中物质含量的测定，除测出下限值以外，还可测出最低改变浓度来反映灵敏度。一般要求其灵敏度能正确反映处理因素对受试对象所引起的反应就够了，并非灵敏度越高越好。④测定值的精确性，精确性具有指标的精密度与准确度双重含义。准确度是测定值与真实值接近的程度。精密度是重复测定值的集中程度。从设计角度来分析，第一强调准确，第二要求精密。既准确又精密最好，准确但精密度不理想尚可，而精密度高但准确度低则不行。应当强调指标的精确性除与检测指标的方法、仪器、试剂及试验条件有关外，还取决于研究者的技术水平及操作情况。⑤指标的
试验设计习题及答案
【西北农林科技大学试验设计与分析复习题】员海燕版 一、名词解释(15分) 1．重复：一个条件值的每一个实现。或因素某水平值的多次实现。 2．因素：试验中要考虑的可能会对试验结果产生影响的条件。常用大写字母表示。 3．水平：因素所处的不同状态或数值。 4．处理：试验中各个因素的每一水平所形成的组合 5．响应：试验的结果称为响应； 响应函数：试验指标与因素之间的定量关系用模型 ε+=),,(1n x x f y Λ表示，其中 ),,(1n x x f y Λ=是因素的值n x x ,,1Λ的函数，称为响应函数。 6．正交表：是根据均衡分散的思想，运用组合数学理论在拉丁方和正交拉丁方的基础上构造的一种表格。 7．试验指标：衡量试验结果好坏的指标 8．随机误差：在试验中总存在一些不可控制的因素，它们的综合作用称为～ 9．交互作用：一般地说，如果一个因素对试验指标的影响与另一个因素所取的水平有关，就称这两个因素有交互作用。 10．试验设计：是研究如何合理地安排试验，取得数据，然后进行综合的科学分析，从而达到尽快获得最优方案的目的。 11．试验单元：在试验中能施以不同处理的材料单元。 12．拉丁方格：用拉丁字母排列起来的方格，要求每个字母不论在方格的行内还是列内都只出现一次。 13．综合平衡法：先对各项指标进行分析，找出其较优生产条件，然后将各项指标的较优生产条件综合平衡，找出兼顾各项指标都尽可能好的生产条件的方法。 14．综合评分法：是用评分的方法，将多个指标综合成单一的指标---得分，用每次试验的得分来代表试验的结果，用各号试验的分数作为数据进行分析的方法。 15．信噪比：信号功率与噪声功率之比。 16．并列法：是由相同水平正交表构造水平数不同的正交表的一种方法。 17．拟水平法：是对水平数较少的因素虚拟一些水平使之能排在正交表的多水平列上 的一种方法。 18．直和法：是先把一部分因素和水平放在第一张正交表上进行试验，如果试验结果 达不到要求，再利用第一阶段试验结果提供的信息，在第二张正交表上安排下一 阶段的试验，最后再对两张正交表上的结果进行统一分析的方法。 19．直积法: 在某些试验设计中，试验因素常可分为几类，为了考察其中某两类因素 间的交互作用，常采用的把两类因素所用的两张正交表垂直叠在一起进行设计和 分析的一种方法。 20．稳健设计：为了减少质量波动,寻找使得质量波动达到最小的可控因素的水平组合 二、简答题(10分) 1．试验设计的基本原则是什么？ 答：一是重复，即一个条件值的每一个实现。作用是提高估计和检验的精度 二是随机化，是通过试验材料的随机分配及试验顺序的随机决定来实现的 三是区组化，也就是局部控制。 2．试验设计的基本流程是什么？ 1明确试验目的 2选择试验的指标，因素，水平 3设计试验方案 4实施试验 5对获得的数据进行分析和推断。 3．试验设计的相关分析有哪几种？ 一是相关系数，即用数理统计中的两个量之间的相关程度来分析的一种方法。 二是等级相关，是把数量标志和品质标志的具体体现用等级次序排序，再测定标志等级和标志等级相关程度的一种方法。有斯皮尔曼等级差相关系数和肯德尔一致相关系数） 4．为什么要进行方差分析？ 方差分析可检验有关因素对指标的影响是否显著，从而可确定要进行试验的因素； 另外，方差分析的观点认为，只需对显著因素选水平就行了，不显著的因素原则上可在试验范围内取任一水平，或由其它指标确定。 5．均匀设计表与正交表，拉丁方设计的关系 6．产品的三次设计是什么？ 产品的三次设计是系统设计，参数设计，容差设计。 三、(15分) 1．写出所有3阶拉丁方格，并指出其中的标准拉丁方格和正交拉丁方格
化学实验方案设计的基本要求
化学实验方案设计的基本要求
【同步教育信息】 一. 本周教学内容： 化学实验方案设计的基本要求 二. 重点、难点： 1. 了解化学实验方案设计的基本要求。 2. 培养学生分析、概括、总结、综合和归纳的能力，提高学生的思维能力。 三. 具体内容： 所谓实验设计，是用多种装置和仪器按某种目的进行串联组合完成某项实验，其类型较多，考查形式多样。解答这类题目，要求学生对所学过的物质的性质、制备和净化，常用仪器和装置的作用及使用时应注意的问题等知识融会贯通，要善于吸收新信息并且能加以灵活运用。 化学实验方案设计题具有较强的综合性，但一个化学实验，必须依据一定的实验原理，使用一定的仪器组装成一套实验装置，按一定顺序进行实验操作，才能顺利完成。据此，一道综合实验方案设计题，可以把它化解成几个相互独立又相互关联的小实验、小操作来解答。
由各个小实验确定各步操作方法，又由各个小实验之间的关联确定操作的先后顺序。 （一）化学实验设计的类型 根据不同的标准，可以将中学化学教学中的实验设计划分成不同的类型。 （1）根据实验在化学教学认识过程中的作用来划分。 ①启发性（或探索性）实验设计。由于这类实验是在课堂教学中配合其他化学知识的教授进行的，采取的又多是边讲边做实验或演示实验的形式，因此，在设计这类实验时，要注意效果明显、易操作、时间短、安全可靠。 ②验证性实验设计。由于这类实验的目的主要是验证化学假说和理论，又多采取学生实验课或边讲边做实验的形式，因此，在设计这类实验时，除了上述要求外，还要注意说服力要强。 ③运用性实验设计。这类实验的目的是综合运用所学的化学知识和技能，解决一些化学实验习题或实验问题。因此，在引导学生进行实验设计时，要注意灵活性和综合性，尽可能设计多种方案，并加以比较，进而进行优选。从课内、课外的角度来分，运用性实验设计又包括课内的实验习题设计和课外的生产、生活小实验设
设计对照实验的基本原则
设计对照实验的基本原则 许红星江苏省海门市包场中学（226151） 实验设计是培养学生理解能力、分析能力、综合能力、创新能力的重要途径，是近年高考的热点。对照实验的设计是实验设计的常见题型。本文就对照实验的设计谈一下自己的体会，供参考。 1对照常用的方法 a. 空白对照不给对照组任何处理因素。如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发 育”的实验中，可用含甲状腺制剂的饲料喂蝌蚪，另一组不作任何处理作为对照。 b.条件对照虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。但 这种处理是有对照意义的。如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中，可用甲状腺抑制剂饲喂蝌蚪，这就是作为条件对照的。 c.自身对照对照和实验都在同一研究对象上进行。有的是同一研究对象在实验 前后对照，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验；有的是在同一研究对象的不同部位进行对照，如利用银边天竺葵（叶片边缘无绿色）证明光合作用需要叶绿素。 d.相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“证明温度对酶活性的 影响”的实验中，用不同的温度分别处理得出结论是作为相互对照的。 2对照实验设计的技巧 a.明确实验目的明确实验要解决什么问题，探索哪方面的生物学规律，从而预 期实验结果。如“证明猪肝中含有大量的过氧化氢酶”时，若设计为：在两支洁净的试管中分别加H218O2、H2O2各2ml，再加入猪肝研磨液各1ml，检测产生的氧气情况。显然这是在证明产生的氧气是来自于过氧化氢中的氧，偏离目的，又无实际意义。 b.弄清实验原理实验原理是实验的根据和思路。如已知淀粉遇碘显蓝色，蛋白 质遇碘显黄色，现有浆糊、蛋清液、唾液、碘液等材料，设计实验验证酶的专一性。验证酶的专一性可利用淀粉酶只催化淀粉水解，不催化蛋白质水解来证明，也可利用淀粉酶、蛋白酶去作用淀粉或蛋白质来证明。根据题给条件，此题是利用前一种原理来设计实验。若设计为：先取试管2个，往其中各注入2ml浆糊，再分别加入淀粉酶、蛋清液各2ml，……。这是由于不理解实验原理导致的。 c.合理选取材料选取材料时，要考虑材料的相似性、可重复性和一致性；使用 性和可控性；易行性和经济性；可靠性。如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中，首先要选择幼体，而且能体现出发育的，则首选材料为蝌蚪，而不选小鼠、小狗等，而且对照组和实验组使用的蝌蚪最好是同时孵化出的、大小相似的同种蝌蚪。另外若题中已给出材料，注意不要更换。如已知未萌发的种
实验设计的统计学基本原则
第十一章实验设计的统计学基本原则 实验（Experiment）：指由研究者主动地决定给予部分实验对象某种处理，给予另部分对象某种对照处理的研究设计形式，这种处理的分配常常是随机的。 实验设计（Experimental design）：是通过良好地计划对象的选择、处理因素的分配、结果指标的测量和资料分析来保证比较组间对象和实验条件是均衡的，实验结果有较好的可比性，并且较好地控制误差以能用较小的样本获取可靠的结论。 一．实验设计的三要素：受试对象、处理因素和实验效应。 1．处理因素（treatment）：根据研究目的，对受试对象施加的某种措施，称为处理因素。 注意：①抓住主要因素。 ②控制混杂因素（“非处理因素”在各组中应尽可能相同）。 ③标准化（处理因素应该标准化，即研究过程中处理应该自始至
终保持一致，不能因任何原因中途改变。） 2．受试对象（subject）：动物——种类，品系，窝别 人——诊断，依从性 注意受试对象的同质性(homogeneity) 3．实验效应（effect）： 指标选择：有效，客观，灵敏，精确。（头痛，发烧） 指标观察：对人的观察应注意避免偏性，提倡盲法。 主观指标的量化：如划记评分。 完全不满意完全满意 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二．实验研究的分类：根据实验的对象不同，实验分成三类。 1. 动物实验（animal experiment） 2. 临床试验（Clinical trial）
3. 现场干预试验（Intervention trial） 三．实验中的变异及其来源： 在实验中，由于实验对象自身特点、实验条件的变化和实验结果测量的不确定性造成实验结果与真值的差别称实验误差，根据统计分析上的处理不同，实验误差分成两类： 1. 随机误差：由大量、微小的、偶然的因素的共同作用引起的不易控制的误差称随机误差。如在实验中，温度、湿度、风向、振动、试剂、仪器、操作员等都可能造成结果的偏差。 随机变异是没有倾向性的，在大量观察条件下，随机误差的分布呈标准N。随机误差的规律可以用统计方法分析。 正态分布()1,0 2.系统误差（systematic error）：由于在对象选择、处理因素分配的不随机、测量结果的不准确造成实验结果有倾向性地偏离真值称系统误差，或称偏倚
科研设计的基本要素与原则
科研设计的基本要素与原则 作者：本站来源：本站整理发布时间：2006-5-20 3:15:16 减小字体增大字体[关键词] 健康网讯: 科研课题确定以后，能否取得满意的科研成果及达到预期的目标，在很大程度上取决于科研设计。科研设计就是制定课题研究的技术方案和计划实施方案，它是整个研究工作的蓝图，集中体现了课题课题研究人员的设想，构思。要想使科研设计达到直观，明晰，可供操作，便于实施，必须明确科研设计的基本 要素和基本原则。 一科研设计的基本要素 任何一项研究总要包括受试对象，处理因素，观察指标或效应指标三个基本要素。下面对受试对象， 处理因素，效应指标的要领及要求作一简要介绍。 1 受试对象 受试对象是指接受实验的动物或人，亦称实验对象，研究对象或观察对象。受试对象的选择非常重要，它对实验结果有着极为重要的影响，受试对象的选择合适与否，对实验成败是很关键的。如果进行动物实验，对实验动物的基本要求是对拟施加的处理因素反应敏感，反应稳定，尽可能近似与人，并且经济可行，容易获得。特殊要求是健康合格，种属一致，品系相同，年龄，窝别，体重差别不大，性别要求雌雄各半。 2 处理因素 就是为了不同的研究目的，加给研究对象以物理的，化学的或生物的各种条件被称为处理因素。在科学研究中，任何实验效应都是多因素作用的结果，我们要抓住主要的，带有关键性的几个因素。 3 实验效应指标 处理因素作用于受试对象所显示出的结果被称为效应。为了具体的，准确的反映出实验效应，就必然
需要使用效应指标，指标不仅可以用来揭示实验观察对象的某些特征，也可以用来判断某些特定现象或事实的依据与标准。在医学研究中，不论那种类型的研究，要探索的因素必须通过具体的指标反映出来。 二研究设计的基本原则 1 对照的原则 就是确定实验中相互比较的实验组和对照组，对各组给予不同的处理，然后观察其效应。 对照的意义在于通过它消除和减少实验误差。在医学研究中，除了正常解剖生理数据的调查以外，都要有对照。对照基本要求是除了实验因素作有计划的变化外，实验组与对照组的其他条件应尽量保持一致。 2 重复的原则 重复是保证科研成果可靠性的重要措施之一。重复有两层含义，一是指实验过程是多次重复进行的，要做到这一点与实验的样本大小有关，样本大重复的机会多，样本小重复的机会少。二是设计中提出的方 法，别人也能重复进行。 3 随机化的原则 就是被研究的对象样本是从总体中任意抽取的，抽取时每个观察单位都有相等机会被抽取。常用的随机化法有抽签法，抓阄法，扔硬币法，随机数字表等。具体使用那种方法，应根据实际情况来定。 4 均衡的原则 就是要求实验对象，除了要观察某种实验因素外，其他一切条件应该尽可能均衡一致。医学科研设计是整个研究工作的一个极其重要的组成部分，一项科研工作的成败，科研设计的质量，是一个重要因素，它与科学研究的整个过程密切相关，它不仅是研究工作开始的先导，也是整个研究过程的依据和结果处理一个先决条件，因此，任何一个科研项目，一切科研活动都应严格遵循科研工作的基本程序有条不紊的进行，都应明确设计的基本要求，按照设计的基本原则作好科研设计，才能保证设计的科学性，才能获得理 想的科研成果。（陈方远）（山东省立医院报）
pcr实验室设计的基本原则及建设要求
能将微量的DNA大幅增加，是分子生物学研究和实验的常规方法，PCR实验室广泛应用于生物学各个领域，例如：艾滋病检测，乙型肝炎，禽疫病，癌基因的检测和诊断，DNA指纹，个体识别，亲子鉴定及法医物证等等,今天为大家进行详解。 一.PCR实验室布局 PCR实验室原则上为试剂准备区，样品制备区，扩增区和扩增产物分析区四个单独的工作区域，并设有专用走廊，各工作区域应设缓冲间，工作区与缓冲间宜安装连锁装置。不同功能的工作区应是分隔独立的，各工作区有明显的标志，不能直通，如果紧密连接，需安装物品传递窗。前两区为扩增前区，后两区为扩增后区，即从：试剂准备区——样品制备区——PCR扩增室——产物分析室，不得逆向流动。实验室的气流也应从扩增前区流向扩增后区，不得逆向流动。各工作区顶部应该安装紫外灯，紫外灯波长为254mm,每20㎡一支40W的紫外灯。
二.实验室各区功能及主要设备 1. 试剂准备区：主要进行试剂的制备，分装和主反应混合液的制备。试剂盒用于样品制作的材料应直接运送至该区域。试剂原材料必须贮存在本区内，并在本区内制备成所需的试剂。本区主要设备有天平，冰箱，离心机，加样器，振荡器等。对于气流压力的控制，本区并没有严格的要求，一般为+10Pa。 2. 样品制备区：主要进行样品的保存，核酸提取，贮存及其加入至扩增反应管和测定DNA的合成。本区主要设备有冰箱，生物安全柜，离心机，加样器，振荡器等。本区的压力梯度要求为：相对于邻近区域为正压，以避免从邻近区进入本区的气溶胶污染，一般为+10Pa。 3. 扩增区：主要进行DNA扩增。此外，已制备的DNA模板（来自样品制备区）的加入和主反应混合液（来自试剂准备区）制备成反应混合液等也可在本区内进行。本区主要设备有：扩增仪，冰箱，离
实验设计的基本原理
实验设计的基本原则 在实验设计中，应当严格遵守对照、随机、重复和均衡四个基本原则。 1、对照的原则 1）设立对照的意义 设立对照组的的意义在于使实验组和对照组内的非处理因素的基本一致，即均衡可比。对照的意义还可以用以下符号表达： 实验效应是与混在一起的，实验设计的主要任务是如何使能单独显示出来。 设立对照，使实验中两组（或多组）的均衡，即。这样，实验组的效 应就可以显示出来。 ：处理因素；与：相同的非处理因素；：与之差；：实验效应， 与是与的影响结果；：与之差的效应。这样，通过对照就消 除了非处理因素对实验效应的影响。 2）对照的基本形式 对照的形式有多种，可根据研究目的和内容加以选择，常用的有下列几种。 （1）空白对照对照组不施加任何处理因素。例如，观察某种疫苗预防肾综合征出血热的效果，选择人口数量和构成、发病水平、地理环境、主要宿主鼠类基本相似的两个疫区，一个作为试验区，在人群中接种疫苗，另一个作为对照区，不施加任何干预措施，处理因素完全空白。这种对 照只有在处理因素很强，非处理因素很弱的情况下才能使用。在临床试验中，一般不用空白对照。
（2）实验对照对照组不施加处理因素，但施加某种实验因素。如观察赖氨酸对儿童发育的影响，实验组儿童课间加食含赖氨酸的面包，对照组儿童课间加食不含赖氨酸的面包。处理因素是赖氨酸，非处理因素的面包量两组是相同的。 （3）标准对照不设立专门的对照组，而是用现有标准值或正常值做对照。在临床试验中常以某疗法为标准对照组，这种对照应注意标准组必须是代表当时水平的疗法，切不可用降低标准组的方法使实验效应提高。但实验研究一般不用标准对照，因为实验条件不一致，常常影响对比效果。 （4）自身对照对照与实验在同一受试者身上进行，如用药前后作为对比。一般情况下还要求设立平行对照组。 （5）相互对照这种对照不设立对照组，而是两个或几个试验组相互对照。例如用莫雷西嗪治疗冠心病、高血压、心肌病和失调症引起的室性早搏时，设立冠心病组、高血压组、心肌病组和失调症组四个治疗组，相互比较它们的疗效。 （6）配对对照把研究对象条件相同的两个配成一对，分别给以不同的处理因素，对比两者之间的不同效应。配对对照常用于动物实验，临床试验也可采用，但严格地说，很难找到相同或十分相似的对子。 （7）历史对照以本人过去的研究或他人研究结果与本次研究结果做对照。除了非处理因素影响较小的少数疾病外，一般不宜使用这种对照。用时要特别注意资料的可比性。 2、随机的原则 1）随机的意义 所谓随机，就是每一个受试对象都有同等的机会被分配到任何一个组中去，分组的结果不受人为因素的干扰和影响。实验设计中必须贯彻随机化原则，因为在实验过程中许多非处理因素在设计时研究者并不完全知道，必须采用随机化的办法抵消这些干扰因素的影响。 2）随机化的实施 实验设计中所指的总体不是泛指的无限总体，而是根据研究假设的要求规定的纳入标准，如动物的体重、年龄、病人的病情、经济条件、父母的文化程度等所选择的受试对象（即本次实验的有限总体），再把这些受试对象随机分入实验组和对照组中，以增强可比性，称为随机分配（randomized allocation）。随机化的实施就是如何进行随机分配。随机化的方法有多种，最简单的如抽签。但在实验设计中广泛应用随机数字表和随机排列表。 （1）随机数字表和随机排列表
程序设计基础实验内容
实验指导 实验一 Visual C++6.0开发环境使用 1．实验目的 （1）熟悉Visual C++6.0集成开发环境。 （2）掌握C语言程序的书写格式和Ｃ语言程序的结构。 （3）掌握C语言上机步骤，了解C程序的运行方法。 （4）能够熟练地掌握C语言程序的调试方法和步骤 2. 实验内容 输入如下程序，实现两个数的乘积。 #include (stdio.h); int main() { x=10，y=20 p=prodct(x,t) printf("The product is : ",p) int prodct(int a ,int b ) int c c=a*b return c } （1）在编辑状态下照原样键入上述程序。 （2）编译并运行上述程序，记下所给出的出错信息。 （3）再编译执行纠错后的程序。如还有错误，再编辑改正，直到不出现语法错误为止。3．分析与讨论 （1）记下在调试过程中所发现的错误、系统给出的出错信息和对策。分析讨论成功或失败的原因。 （2）总结Ｃ程序的结构和书写规则。 实验二数据类型、运算符和表达式 1．实验目的 （1）理解常用运行符的功能、优先级和结合性。 （2）熟练掌握算术表达式的求值规则。 （3）熟练使用赋值表达式。 （4）理解自加、自减运算符和逗号运算符 （5）掌握关系表达式和逻辑表达式的求值 2．实验内容
（1）整数相除 #include
实验设计基本要求
北京四中 化学实验方案设计的基本要求 化学实验过程由准备阶段、实施阶段和结果处理阶段组成。在实验的准备阶段，设计一个周密的实验方案是保证实验实施成功的关键。实验方案的主要内容包括：1.实验名称；2.实验目的；3.实验原理；4.实验用品（仪器、药品及规格）；5.实验步骤（包括实验仪器装配和操作）；6.实验现象记录及结果处理；7.问题讨论。 一个实验目的的达到，往往有多个可以选择的方案，但我们总是选择最优的实验方案。实验方案的选择要遵循以下原则：1.科学性；2.安全性；3.可行性；4.简约性。 一、科学性 1．实验原理的科学性。例如检验SO2中是否含有CO2，如果把气体直接通入澄清的石灰水检验，由于SO2也会使石灰水变浑浊，因此无法判断气体中是否含有CO2。正确的实验方案的图示如图： 以上实验中，如果在品红溶液不褪色的情况下，澄清的石灰水变浑浊，可以判断气体中含有CO2，否则没有CO2。 2．操作程序和方法的科学性。请看下列除杂方法： （1）用点燃法除去CO2中混有的少量CO；
（2）用加入乙醇、浓硫酸加热的方法除去乙酸乙酯中的少量乙酸。 如果单从化学原理方面去看，以上两个实验方案是没有问题的，因此许多同学在实验设计上对于这种思路也是乐此不疲，其实这些实验方案是根本无法实施的。方案（1）正确的方法是： 方案（2）正确的实验方法是用饱和Na2CO3溶液洗涤后进行分液操作。 二、安全性 为了杜绝人身伤害和避免实验仪器的损坏，保障实验的顺利进行，安全工作必须做好。实验安全主要包括下列几个方面： 1．防漏气——实验前检查装置的气密性。 2．防爆炸——检验气体的纯度，有可燃性气体的实验，应将装置系统中的空气排净后再进行点燃和加热的操作。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。 3．防倒吸——溶解度很大的气体吸收要加防倒吸装置，对有加热要求的综合实验，在与液体接触的部位前，最好设置“安全瓶”等装置以防止倒吸，实验结束时要注意酒精灯熄灭及导管的处理顺序。