实验设计方法（统计性实验设计包含哪些方法）

本文目录

• 统计性实验设计包含哪些方法
• 试验设计的方法
• 正交试验设计方法的设计思路和步骤
• 如何设计实验
• 实验设计类型有哪几种
• 教育实验设计的方法
• 试验设计方法
• 医学实验设计的方法
• 如何设计一个实验
• 物理实验设计的方法

统计性实验设计包含哪些方法

统计性实验设计包含哪些方法介绍如下：

实验设计要遵循的三个基本原则：

（1）重复性原则：即允许在相同条件下重复多次实验。好处是：其一可以获得更加精确的有效估计量；其二，可以获得实验误差的估计量。这些都是提高估计精度或缩小误差范围所需要的。

（2）随机化原则：是指在实验设计中，对实验对象的分配和实验次序都是随机安排的。是实验设计的重要原则。

（3）区组化原则：即利用类型分组技术，对实验对象按有关标志顺序排除，然后依次将各单位随机地分配到各处理组，使各处理组组内标志值的差异相对扩大，而处理组组间的差异相对缩小，这种实验设计安排称为随机区组设计。

大量观察法

大量观察法是统计学所特有的方法。所谓大量观察法，是指对所研究的事物的全部或足够数量进行观察的方法。统计描述

统计描述是指对由实验或调查而得到的数据进行登记、审核、整理、归类、计算出各种能反映总体数量特征的综合指标，并加以分析，从中抽出有用的信息，用表格或图像把它表示出来。是统计研究的基础。它通过对分散无序的原始资料的整理归纳，运用分组法和综合指标法得到现象总体的数量特征，揭露客观事物内在数量规律性，达到认识的目的。

试验设计的方法

常见的试验设计方法，可分为二类，一类是正交试验设计法，另一类是析因法。 正交试验设计法① 定义正交试验设计法是研究与处理多因素试验的一种科学方法。它利用一种规格化的表格——正交表，挑选试验条件，安排试验计划和进行试验，并通过较少次数的试验，找出较好的生产条件，即最优或较优的试验方案。② 用途正交试验设计主要用于调查复杂系统（产品、过程）的某些特性或多个因素对系统（产品、过程）某些特性的影响，识别系统中更有影响的因素、其影响的大小，以及因素间可能存在的相互关系，以促进产品的设计开发和过程的优化、控制或改进现有的产品（或系统）。③ 表格形式 析因法① 定义析因法又称析因试验设计、析因试验等。它是研究变动着的两个或多个因素效应的有效方法。许多试验要求考察两个或多个变动因素的效应。例如，若干因素：对产品质量的效应；对某种机器的效应；对某种材料的性能的效应；对某一过程燃烧消耗的效应等等。将所研究的因素按全部因素的所有水平（位级）的一切组合逐次进行试验，称为析因试验，或称完全析因试验，简称析因法。② 用途用于新产品开发、产品或过程的改进、以及安装服务，通过较少次数的试验，找到优质、高产、低耗的因素组合，达到改进的目的。③ 表格形式

正交试验设计方法的设计思路和步骤

3因素3水平的正交试验设计过程如下：

若从27次试验中选取一部分试验，常将A和B分别固定在A1和B1水平上，与C的三个水平进行搭配，A1B1C1,A1B1C2,A1B1C3。作完这3次试验后，若A1B1C3最优，则取定C3这个水平，让A1和C3固定，再分别与B因素的三个水平搭配，A1B2C3，A1B3C3。

这2次试验作完以后，若A1B2C3最优，取定B2,C3这两个水平，再作两次试验A2B2C3,A3B2C3,然后与一起比较，若A3B2C3最优，则可断言A3B2C3是欲选取的最佳水平组合。这样仅作了7次试验就选出了最佳水平组合。

扩展资料

如果进行正交试验设计，则使用正交表安排试验。三因素三水平实验需要做9个实验。实验用“X”表示，并在图中标出。如果每个平面代表一个平面，有九个平面，可以看到每个平面上有三个“点”和立方体的每一条直线上有一个“X”点，这些“X”点是均匀分布的。

因此，这九个实验具有代表性，能够更全面地反映综合实验的结果。因此，这就是正交实验设计的平衡色散特性。利用这一特点，合理地设计和安排实验，通过尽可能少的次数找出最佳水平组合。

正交试验的优点在于能够在较少的实验次数中，对多个因素和它们之间的相互作用进行有效的分析，从而提高试验效率和准确性。同时，正交试验的设计具有严密的数学基础和统计学原理支撑，使得试验结果具有较高的科学性和可靠性。

结果显示，保温时间，工件重量会对弹簧弹性产生显著性影响，而温度并不会对弹性产生影响。并且工件重量是影响弹性的最重要因素。如果某因素呈现出显著性，说明该因素会对Y产生显著性差异，具体可以通过单因素方差分析进一步研究。

如何设计实验

实验设计的主要步骤可归纳为：根据研究目的提出假设；拟定验证假设的方法、程序；选择适当的处理、分析实验数据的统计方法。

试验设计，也称为实验设计。数理统计的一个分支。关于如何按照预定目标制订适当的实验方案，以利于对实验结果进行有效的统计分析的数学原理和实施方法。

一个实验的设计，即对实验的一种安排，需要考虑实验所要解决的问题类型、对结论赋予何种程度的普遍性、希望以多大功效作检验、试验单元的齐性、每次试验的耗资耗时等方面，选取适当的因子和相应的水平，从而给出实验实施的具体程序和数据分析的框架。

作用：

试验设计在工业生产和工程设计中能发挥重要的作用，主要有：提高产量；减少质量的波动，提高产品质量水准；大大缩短新产品试验周期；降低成本；试验设计延长产品寿命。

在工农业生产和科学研究中，经常需要做试验，以求达到预期的目的。例如在工农业生产中希望通过试验达到高质、优产、低消耗，特别是新产品试验，未知的东西很多，要通过试验来摸索工艺条件或配方。如何做试验，其中大有学问。试验设计得好，会事半功倍，反之会事倍功半，甚至劳而无功。

实验设计类型有哪几种

实验设计类型如下：

1、完全随机设计：也叫组间设计，被试被分成若干组，每组分别接受一种实验处理，有几种实验处理被试也相应的被分为几组，各实验组的被试之间相互独立，因而又叫“独立组”设计。

2、配对设计：将研究对象按一定的配对条件先配对，然后随机地将每对中的两个对象分配到两组中去，一个试验由若干个配对组成。

3、配伍组设计：即随机区组设计，将受试对象按相同和近似的条件组成配伍组，每个配伍组中，受试对象的个数等于处理的组数。再将每个配伍组内的受试对象随机分配到各处理组中，各个处理组的处理对象相同、生物学特性也基本均衡，这是对完全随机设计的改进。

4、拉丁方实验设计：是指由拉丁字母所组成的正方形排列，这种排列的条件是在同一列与同一行的字母只出现一次。按拉丁字母拉丁方设计的优点是可以得到比随机区组设计更多一个项目的均衡，因而误差更小，效率更高。但灵活性较差，只能安排3个因素，而且要求各因素的水平相等。

5、正交设计：是利用一套规格化的表格，合理安排实验，通过对实验结果的分析，获得有用的信息从中找出各因素对实验观察指标的影响。

6、序贯实验设计：按照实验者事先规定的标准，逐一实验逐一分析，随着实验例数的逐渐增加，不断作显著性检验，一旦得出结论，实验即可停止。

实验设计的步骤

1、明确实验目的：在开始实验方案设计之前，首先需要明确实验的目的为。实验目的应该明确、具体，并与研究的问题或假设紧密相关。只有明确了实验目的，才能有针对性地设计实验步骤和选择适当的实验手段。

2、制定实验假设：实验假设是实验设计的基础，它是一种科学推测，旨在对研究对象进行验证。实验假设应该具备可测量性和可验证性，同时要遵循科学原理和逻辑。

3、选择实验方法：选择适当的实验方法是实验设计的重要环节。根据实验目的和假设，可以选择不同的实验方法，包括实验室实验、野外观察、问卷调查、模拟实验等。在选择实验方法时，要考虑实验材料的可获得性、实验条件的可控性以及实验结果的准确性。

教育实验设计的方法

教育实验设计的方法有确定研究问题和研究目的、设计研究方案和实验设计、实施实验中的操作和步骤等。

1、确定研究问题和研究目的：明确研究问题和研究目的，制定明确的研究方向和目标，为实验设计提供指导和方向。

2、设计研究方案和实验设计：制定清晰、可操作的实验设计，包括选择研究方案、设计实验流程、选择被试者和样本、测量方法等，确保实验设定符合研究目的，并且具有科学性和可行性。

3、实施实验中的操作和步骤：实验的实施需要注意实验时所涉及到的不同变量之间可能的相互影响，设计好被试冠量化及质性数据的收集方法，并对每一项操作进行细致的注明，以保证实验过程的准确性和规范性。

4、提取数据和进行数据分析：实验设计完成后，需要提取数据和进行数据分析来获取统计数据和结果，从而验证实验假设，并对数据进行分析和解释。

5、结果解释和推导结论：基于实验的结果，研究者需要对实验结果进行解释和结论推导，以回答研究问题，为相关领域提供实践和理论的指导。

在进行实验设计时，需要充分考虑自己研究的背景、目的、可能的误差来源和操作难度，以及实验数据分析的计算方法和工具等方面，并适当增加实验的重复性以保证实验结果的有效性和可靠性。同时，研究者也要注重实验的具体实现过程中所涉及到的问题，并针对不同变量和其他因素进行操作和调整，以达到实验的最终效果和目标。

教育实验设计的过程需要严格遵守科学性和规范性原则，并注重实验方案和数据分析的合理性和可靠性。正是在不断探索中发现，总结出更科学可行的实验方法，有助于推动教育领域的发展和创新。

教育实验设计介绍

教育实验设计是指运用科学的实验方法，对教育教学中有关教育对象、过程和效果等方面进行科学研究的方法和过程。它是一个多学科交叉的领域，涉及心理学、教育学、统计学等多个学科，旨在为教育教学提供科学、可靠的研究结果，帮助教育教学改进和效果提升。

研究问题和研究目的的确定。在教育实验研究中，一般需要先明确研究的问题和目的，例如探讨一种教育方法的有效性，评估某种教育策略的影响等。实验设计的制定。在确定研究问题和目的后，需要根据具体需要，制定相应的实验设计方案，明确实验的机构、实验组、对照组、被试对象的数量、实验过程、实验所涉及的变量等。

实验的实施。实验设定完成后，需要按照实验方案的要求，开始实验的实施。在实验的过程中，需要保证实验的规范性和严谨性，并适时进行实验数据的收集和保存。数据的处理和分析。在实验的过程中，需要将实验数据进行收集并进行统计学处理和分析，包括描述性统计和推论性统计等方法的运用。

试验设计方法

看目的和情况，不同的目的情况有不同的设计方法1. Complete Randomized Design：完全随机实验用于多组数据比较响应变量有没有不同以及改进，也叫比较实验设计，区组因素影响小2. Randomized Block Design：随机区组试验用于多组数据比较响应变量有没有不同以及改进，也叫比较实验设计，区组因素影响大3. Latin Square Design：拉丁方设计特殊形式的随机区组实验，自变量因子水平数与区组数相同

4. Full Factorial Design：全因子设计用于分析那些因子对差产生显著影响，也叫析因设计5. Fractional Factorial Design：部分因子实验用于分析那些因子对差产生显著影响，也是析因设计，但要节省实验经费，减半或更多6. Plackett Burman：PB筛选因子试验用于筛选掉对差异影响小的因子，也是部分因子实验，但经费更少，只考虑主效应7. Response Surface Design：响应曲面设计，有CCC/CCF/CCI/Box-Behnken调优实验，通过实验得到二次方程，找到响应变量的最优点（小或大）

8. Mixture Design: 混料设计调优实验，目的是得到某个参数最优点，分析什么样的原料配方最合适9. Robust Parameter Design: 稳健参数设计调优实验，目的是得到最优解，在此范围噪声因子的影响最小从而使流程差异小还有其他形形色色的设计，略。

医学实验设计的方法

医学实验设计的方法如下：

1、完全随机设计。又称成组设计，主要有以下两种形式：一是采用完全随机分组的方法将全部同质受试对象随机分配到各个处理组，各组分别接受不同的处理；二是分别从不同的总体中进行随机抽样，观察同一指标，进行对比研究。

2、配对设计。在医学科研中，配对设计主要有两种形式：一是异体配对，将受试对象按照条件相同或相近配成对子，采用分层随机化的方法，将每个对子的两个受试对象随机分配到不同的处理组；二是自体配对，同一个受试对象使用两种不同检测方法进行检测或同一个受试对象的不同部位观察同一指标。

3、随机区组设计。随机区组设计又称配伍组设计，通常是将受试对象按性质相同或相近分成若干区组（或称配伍组），采用分层随机化的方法，将每个区组的各个受试对象随机分配到不同的处理组接受不同的处理。

4、重复测量设计。医学实验常有重复测量的记录，即相同指标在不同时间点进行多次测量，这种在给予一种或多种处理后，在多个时间点从同一个受试对象重复获得某指标观察值的设计称为重复测量设计。

实验设计的基本原则

一、对照原则：1、通过对照可排除或控制自然变化和非处理因素对观察结果的影响。

2、通过对照可消除或减少实验误差。

二、均衡原则：

亦称齐同原则。即实验与对照必须遵守均衡的原则实验中要求实验对象除要观察的某种实验因素外，其它一切条件应该尽可能相同。要求各处理组非实验因素的条件均衡一致，以消除非实验因素对实验的影响。

三、随机原则：1、组间均衡性。

2、样本对总体有较好的代表性。

3、各种统计分析方法都是建立在随机化基础上。

四、重复原则：重复是消除非处理因素影响的又一重要手段。重复程度表现为试验例数的大小和重复次数的多少，试验例数越大或重复次数越多，则越能反映机遇变异的客观真实情况。

如何设计一个实验

问题一：怎样能有一个好的实验设计？ 5分 一，确定一个研究的问题 要注意的问题是： 1， 要确定这个问题值不值得研究。 2， 要确定这个问题研究的困难程度，看现有的技术和手段可不可以进行这个研究； 3， 看一下这个问题是别的研究者没有发现过的，或是漏掉的问题。 4， 问题要明确化，这样的问题才可以方便地转化为实验假设，可以对所要研究的问题下一个操作性定义。 我们可以从以下几个方面来确定所要研究的问题： 1. 现实的需要。 2. 理论来源 （1）根据不同理论观点之间的矛盾选择课题 （2）通过对现有理论观点提出质疑选择课题 （3）为证实他人或自己的某一理论观点而提出相应的课题 3. 研究文献――矛盾、忽视、过失、或原先解决不了，现在能解决了的问题。 4. 从理论、方法、学科交叉等方面的新进展选择课题。 二，形成实验假设，并用明确的语言表述这一实验假设。 假设是根据已有事实及原理所作出的猜测。科学假设是在一定专业知识经验基础上所作出的一种理论思维产物。它体现为一种知识体系。明确自变量、因变量及其关系的过程，是研究课题操作化的过程，假设形成之后，即可实施具体实验设计及实验。 （一）假设的种类 1. 预测性假设：是指对客观事物存在的某些情况特别是差异情况作出推测判断。 2. 相关性假设：是指对客观事物相互联系具体方向、密切程度作出推测判断。 3. 因果性假设：是指对客观事物之间因果关系的推测判断。 （二）假设的标准 （1）假设应有科学性。假设必须以一定的科学理论为指导，以一定的科学实验为基础，以一定的科学事实为依据，并且要经过一定的科学论证，决不是毫无根据的主观臆测。 （2）假设应有预测性。假设应对两个或两个以上的变量间的关系作出推测，是否正确有待于检验。 （3）假设应有可行性。假设应该有较强的操作性，其中所包含的概念应该可以通过自变量与因变量加以操纵。 （4）假设的语言应简单、明了，以陈述句毫不含糊地加以说明。假设一般用“如果――那么――”的句式或根据自变量与因变量的关系直接陈述可能的研究结果。 （5）假设能包括所要进行的研究的变量之间的潜在的关系，而且假设必须以事实为基础，而且能对已有的假设做出很好的解释，并且能够预测未来的事件。 三，确定实验中的各自变量，包括自变量，因变量，无关变量的确定。 要注意的问题是： 1， 自变量的确定： （1），自变量的操作性定义，用可观察，可测量的事件，事物或是现象对现象进行准确的描述，这样的自变量才是客观的，有利于别人对实验结果进行参考和重复验证。 （2），自变量能引起我们所要研究的因变量的变化。 （3），自变量必须是可以变化的。 （4），在实验过程中，要设置适当的检查点，检查点之间的间隔至少要大于差别阈限，这样才能保证自变量变化时，能引起因变量相应的变化。 另外，我们在呈现自变量的时候，还要注意自变量 *** 的大小，呈现方式，空间位置，呈现的时间顺序和呈现时间的长短等问题。 2， 因变量的确定： 因变量的选择必须具备一些固有的性质，这是我们选择一个好的因变量的标准。 （1） 有效性，因变量的变化确实是由自变量的变化所引起的。从样本所测得的因变量的结果能够代表这个样本所在的总体。 （2） 可靠性，在其他所有的条件不变的情况下，重复测量时因变量的变化的一致性。 （3） 灵敏度，因变量能够灵敏地反映出由自变量所引起的机体的反应变化。 （4） 数量化，能数量化的指标可以更细地反映出反应变量的变化，而且能够搜集到客观的数据，可以进行科学地......》》 问题二：如何设计一个被试间的实验 一般的实验都需要30个被试以上，30人以上才能看成是大样本，信度才可靠。 不过你这个实验找30个被试只怕有些困难，自闭症儿童应该没有那么好找的。不过小样本也有小样本的解决办法，那就是做被试内设计，既每一个被试都经过所有处理水平。文献中采用十几个被试，大概也是用这样的处理方式（被试内设计对人数要求比被试间设计低很多）。感觉十几个也可以了，可根据实验情况，用正常儿童做对照组吧。 问题三：如何设计一个实验心理学创新实验 果壳 实验组：让10个被试吃夹了屎芯的蛋糕，被试随机取样。 参照组1：让10个被试吃屎形状的蛋糕，被试随机取样。 参照组2：让10个被试吃正常的蛋糕，被试随机取样。 实验目的，看看是哪一组最先恶心到吐。 采纳我哦，亲。 问题四：如何设计一个心理学实验 zhidao.baidu/...=query blog.163/...11308/ 这些都是例子。 感觉就是设计好自变量和因变量，龚后控制变量，找出你要获取的数据分布，写出结论和改进方法就行了。 如果只是习题的话，那么建议是：把题目那些抽象的东西转化成我们比较常见的生活场景，然后思考有那些因素会改变这个场景的发生。当然如果是大论文什么的肯定就要好好考虑选材问题了，因为首先你必须确定，没有重复…… 问题五：实验心理学实验设计-探索与笑有关的面部肌肉运动队面部情绪状态的影响 自变量：不同表情的面部肌肉运动。可按照6种基本情绪分成6个水平。 因变量：被试的情绪状态 实验设计： 自变量控制起来很容易，直接让被试做出某种表情就行了，但不要给他呈现面部表情图片，否则就是图片引 *** 绪状态了。 因变量的指标，首选的就是被试的自我报告。因为这个比较真实，难点在于不容易量化。 还可以选用多种生理指标，如心跳、脉搏、排汗量、皮肤温度等，直接用多导生理仪测就行了。这个的优点是比较客观、量化，缺点是生理指标代表哪种情绪目前还有争论。我倾向于用后者，毕竟实验指标客观化是最好了。 具体操作的时候，最好用被试内设计。一个被试做6种表情，每次做表情的时候记录他的各项生理指标。一种表情做完后，休息一会，消除情绪的后续影响。然后接着做下一个。 每个被试做6种表情的顺序最好随机化处理，不要都按照同一个顺序。 暂时就这么多~~~

物理实验设计的方法

常用实验原理的设计方法1．控制变量法比如，在研究的三个物理量（A、B、C）之间的关系时，控制其中一个量（如 A）保持不变，研究另外两个量（B 和 C）之间的关系；再如，控制其中一个量（如 B）保持不变，研究另外两个量（A和C）之间的关系；在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系的控制。2．理想化方法此方法为抓住主要问题，忽略次要因素的一种研究方法。3．等效替代法某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。4．留迹法像平抛物体运动的轨迹、小球落地的位置、小车运动的位移等，采用复写纸、喷墨水、打点等方法，就能较准确地记录它们的位置。5．微小量放大法微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。桌面的微小形变的测量；卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转等。