第一章 绪论—科学试验及其误差控制.ppt

* 第一章 绪论—科学试验及其误差控制 第一节 科学研究与科学试验 第二节 试验方案 第三节 试验误差及其控制 第四节 试验统计学的发展和本课程 的主要内容 第一节 科学研究与科学试验 一、农业和生物学领域的科学研究 自然科学 理论科学 实验科学 抽样调查 科学试验 二、科学研究的基本过程和方法 (一) 科学研究的基本过程 (1)根据本人的观察(了解)或前人的观察(通过文献)对所研究的命题形成一种认识或假说； (2)根据假说所涉及的内容安排相斥性的试验或抽样调查； (3)根据试验或调查所获的资料进行推理，肯定或否定或修改假说，从而形成结论，或开始新一轮的试验以验证修改完善后的假说，如此循环发展，使所获得的认识或理论逐步发展、深化。 (二) 科学研究的基本方法 选题 2. 文献 3. 假说 4. 假说的检验 5. 试验的规划与设计 第二节 试验方案 一、试验因素与水平 二、试验指标与效应 三、制订试验方案的要点 一、试验因素与水平 试验方案是根据试验目的和要求所拟进行比较的一组试验处理(treatment)的总称。 被变动并设有待比较的一组处理的因子称为试验因素，简称因素或因子(factor)，试验因素的量的不同级别或质的不同状态称为水平(level)。 试验方案按其供试因子数的多少可以区分为以下3类： 单因素试验(single-factor experiment) 单因素试验是指整个试验中只变更、比较一个试验因素的不同水平，其他作为试验条件的因素均严格控制一致的试验。 (2) 多因素试验(multiple-factor or factorial experiment) 多因素试验是指在同一试验方案中包含2个或2个以上的试验因素，各个因素都分为不同水平，其他试验条件均应严格控制一致的试验。 (3) 综合性试验(comprehensive experiment) 综合性试验中各因素的各水平不构成平衡的处理组合，而是将若干因素的某些水平结合在一起形成少数几个处理组合。 二、试验指标与效应 用于衡量试验效果的指示性状称试验指标。 试验因素对试验指标所起的增加或减少的作用称为试验效应(experimental effect)。 在同一因素内两种水平间试验指标的相差属简单效应(simple effect)。 一个因素内各简单效应的平均数称平均效应，亦称主要效应(main effect)，简称主效。 两个因素简单效应间的平均差异称为交互作用效应(interaction effect)，简称互作。 三、制订试验方案的要点 1. 拟订试验方案前应通过回顾以往研究的进展、调查交流、文献探索等。 2. 根据试验目的确定供试因素及其水平。 3. 试验方案中应包括有对照水平或处理，简称对照(check，符号CK)。 4. 试验方案中应注意比较间的唯一差异原则，以便正确地解析出试验因素的效应。 5. 拟订试验方案时必须正确处理试验因素及试验条件间的关系。 6. 多因素试验提供了比单因素试验更多的效应估计，具有单因素试验无可比拟的优越性。 第三节 试验误差及其控制 一、试验数据的误差和精确性 二、试验误差的来源 三、随机误差的规律性 四、随机误差的层次性 五、试验误差的控制 一、试验数据的误差和精确性 将每次所取样品测定的结果称为一个观察值，以y表示。理论值或真值，以 表示，则 ，即观察值=真值+误差，每一观察值都有一误差 ，可正，可负， 。 观察值间存在的变异可归结为两种情况: 一种是完全偶然性的，找不出确切原因的，称为偶然性误差(spontaneous error)或随机误差(random error)； 另一种是有一定原因的称为偏差(bias)或系统误差(systematic error)。 系统误差影响了数据的准确性，准确性是指观测值与其理论真值间的符合程度； 而偶然误差影响了数据的精确性，精确性是指观测值间的符合程度。 二