【正文】 第十二章 試驗設(shè)計 下一張 主 頁 退 出 上一張 第一節(jié) 試驗設(shè)計概述 一、試驗設(shè)計的基本概念 試驗設(shè)計， 廣義理解是指試驗研究課題設(shè)計，也就是整個試驗計劃的擬定 。主要包括課題的名稱、試驗?zāi)康?，研究依?jù)、內(nèi)容及預(yù)期達到的效果，試驗方案，試驗單位的選取、重復(fù)數(shù)的確定、試驗單位的分組，試驗的記錄項目和要求，試 驗 結(jié) 果 的 分析方法 ，經(jīng)濟效益或社 會 效 益 估 計 ， 已 具 備 的 條 件， 下一張 主 頁 退 出 上一張 需要購置的儀器設(shè)備 ， 參加研究人員的分工 ， 試驗時間 、 地點 、 進度安排和經(jīng)費預(yù)算 ， 成果鑒定 ，學(xué)術(shù)論文撰寫等內(nèi)容 。 而 狹義的理解是指試驗單位 （ 如動物試驗的畜 、 禽 ） 的選取 、 重復(fù)數(shù)目的確定及試驗單位的分組 。 生物統(tǒng)計中的試驗設(shè)計主要指狹義的試驗設(shè)計 。 試驗設(shè)計的目的是避免系統(tǒng)誤差，控制、降低試驗誤差，無偏估計處理效應(yīng)，從而對樣本所在總體作出可靠、正確的推斷。 下一張 主 頁 退 出 上一張 二、動物試驗的任務(wù) 在畜牧、水產(chǎn)等試驗研究中，通常以動物作為試驗對象，因而將所進行的試驗統(tǒng)稱為動物試驗。它的 主要任務(wù)在于研究、揭示和掌握動物生長發(fā)育規(guī)律、及這些規(guī)律與飼養(yǎng)管理、環(huán)境條件等的關(guān)系 。通過試驗，鑒定新的動物品種（系），探索新的飼料配方，飼養(yǎng)管理方法和技術(shù)措施，找出其中的規(guī)律，并將這些規(guī)律應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中去，以解決畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)等生產(chǎn)中存在的問題，進一步提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，從而推動畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)等事業(yè)的發(fā)展。 下一張 主 頁 退 出 上一張 三、動物試驗的特點與要求 下一張 主 頁 退 出 上一張 （一）動物試驗的特點 試驗干擾因素多 首先 是動物本身存在差異 ，這種差異是試驗中誤差的重要來源。 例如，在同一飼養(yǎng)試驗中，為使供試動物均勻一致，要選擇到遺傳來源一致、同年齡、同體重、同性別的動物進行試驗是比較困難的； 其次 ， 自然環(huán)境如溫度、濕度、光照、通風(fēng)等存在差異 ，不能完全控制一致； 第三 ， 飼養(yǎng)管理條件存在差異， 如在試驗過程中的管理方法、飼養(yǎng)技術(shù)、畜舍籠位的安排等不一致； 第四 ， 試驗人員操作技術(shù)上存在差異 ，如對試驗動物的性狀、指標(biāo)進行測量時，時間、人員和儀器等不完全一致。這些差異對試驗產(chǎn)生干擾。 下一張 主 頁 退 出 上一張 試驗具有復(fù)雜性 在畜牧、水產(chǎn)等動物試驗中所研究的各種試驗對象，它們都有自己的生長發(fā)育規(guī)律和遺傳特性，并 與 環(huán) 境、飼養(yǎng)管理等條件密切相關(guān)，而 且 這 些因素之間又相互影響，相互 制約，共同作用于供試對象，因而動物試驗具有復(fù)雜性。 下一張 主 頁 退 出 上一張 試驗周期長 動物完成一個生活世代的時間較長，特別是大動物 、 單胎動物 、具有明顯季節(jié)性繁殖的動物更為突出。 下一張 主 頁 退 出 上一張 （二）動物試驗的基本要求 由于動物試驗具有上述特點，為了保證試驗的質(zhì)量，在試驗中應(yīng)盡可能地控制和排除非試驗因素的干擾，合理地進行試驗設(shè)計、準(zhǔn)確地進行試驗，從而提高試驗的可靠程度，使試驗結(jié)果在生產(chǎn)實際中真正發(fā)揮作用。為此，對動物試驗有以下幾點要求： 下一張 主 頁 退 出 上一張 試驗要有代表性 動物試驗的代表性包括生物學(xué)和環(huán)境條件兩個方面的代表性。 生物學(xué)的代表性 ，是指作為主要研究對象的動物品種、個體的代表性，并要有足夠的數(shù)量。例如，進行品種的比較試驗時，所選擇的個體必須能夠代表該品種，不要選擇性狀特殊的個體，并根據(jù)個體均勻程度，在保證試驗結(jié)果具有一定可靠性的條件下，確定適當(dāng)?shù)膭游飻?shù)量。 下一張 主 頁 退 出 上一張 環(huán)境條件的代表性， 是指代表將來計劃推廣此項試驗結(jié)果的地區(qū)的自然條件和生產(chǎn)條件，如氣候、飼料、飼養(yǎng)管理水平及設(shè)備等。 代 表 性 決定了試驗結(jié)果的可利用性 ，如果一個試驗沒有充分的代表性，再好的試驗結(jié)果也不能推廣和應(yīng)用，就失去了實用價值。 試驗要有正確性 試驗的正確性包括試驗的準(zhǔn)確性和試驗的精確性 。 在進行試驗的過程中 ， 應(yīng)嚴格執(zhí)行各項試驗要求 ，將非試驗因素的干擾控制在最低水平 ， 以避免系統(tǒng)誤差 ， 降低試驗誤差 ， 提高試驗的正確性 。 下一張 主 頁 退 出 上一張 試驗要有重演性 重演性是指在相同條件下 ， 重復(fù)進行同一試驗 ， 能夠獲得與原試驗相類似的結(jié)果 ，即試驗結(jié)果必須經(jīng)受得起再試驗的檢驗 。 由于試驗受供試動物個體之間差異和復(fù)雜的環(huán)境條件等因素影響 ， 不同地區(qū)或不同時間進行的相同試驗 ， 結(jié)果往往不同；即使在相同條件下的試驗 ， 結(jié)果也有一定出入 。因此 ， 為了保證試驗結(jié)果的重演性 ， 必須認真選擇供試動物 ， 嚴格把握試驗過程中的各個環(huán)節(jié) ， 在有條件的情況下 ， 進行多年或多點試驗 ， 這樣所獲得的試驗結(jié)果才具有較好的重演性 。 下一張 主 頁 退 出 上一張 第二節(jié) 動物試驗計劃 一、試驗計劃的內(nèi)容及要求 進行任何一項科學(xué)試驗，在試驗前必須制定一個科學(xué)的、全面的試驗計劃，以便使該項研究工作能夠順利開展，從而保證試驗任務(wù)的完成。試驗計劃的內(nèi)容一般應(yīng)包括以下幾個方面： 下一張 主 頁 退 出 上一張 （一）課題 選擇 與試驗?zāi)康? 科研課題的選擇是 整個 研究工作的 第一步。課題選擇正確，此項研究工作就有了很好的開端。 一般來說，試驗課題通常來自兩個方面。 一是國家或企業(yè)指定的試驗課題，這些試驗課題不僅確定了科研選題的方向，而且也為研究人員選題提供了依據(jù)，并以此為基礎(chǔ)提出最終的目標(biāo)和題目。 二是研究人員自己選定的試驗課題。 下一張 主 頁 退 出 上一張 研究人員自選課題時，首先應(yīng)該明確為什么要進行這項科學(xué)研究，也就是說，應(yīng)明確研究的目的是什么，解決什么問題，以及在科研和生產(chǎn)中的作用、效果如何等。 例如，畜禽口服補液鹽對雛雞的影響試驗，主要目的在于提高雛雞的成活率。 若用于肉雞，則 目的 在于促進增重。 選題時應(yīng)注意以下幾點： 實用性 要著眼于畜牧、水產(chǎn)等科研和生產(chǎn)中急需解決的問題，同時從發(fā)展的觀點出發(fā)，適當(dāng)照顧到長遠或不久將來可能出現(xiàn)的問題。 先進性 在了解國內(nèi)外該研究領(lǐng)域的進展 、 水平等基礎(chǔ)上 ， 選擇前人未解決或未完全解決的問題 ，以求在理論 、 觀點及方法等方面有所突破 。 下一張 主 頁 退 出 上一張 創(chuàng)新性 研究課題要有自己的新穎之處。 可行性 就是完成科研課題的可能性，無論是從主觀條件方面，還是客觀條件方面，都要能保證研究課題的順利進行。 （二）研究依據(jù)、內(nèi)容及預(yù)期達到的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo) 課題確定后，通過查閱國內(nèi)外有關(guān)文獻資料，明確項目的研究意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究概況、水平和發(fā)展趨勢，理論依據(jù)、特色與創(chuàng)新之處 ；明確項目 的具體研究內(nèi)容 和重點解決的問題，以及取得成果后的應(yīng)用推廣計劃，預(yù)期達到的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)及預(yù)期的技術(shù)水平等。 下一張 主 頁 退 出 上一張 （三）試驗方案和試驗設(shè)計方法 試驗方案是全部試驗工作的核心部分，主要包括研究的因素、水平的確定等（具體內(nèi)容詳述于后）。方案確定后，結(jié)合試驗條件選擇合適的試驗設(shè)計方法（具體內(nèi)容詳見 本章第四節(jié)至第八節(jié)）。 下一張 主 頁 退 出 上一張 （四）供試動物的數(shù)量及要求 試驗動物或試驗對象選擇正確與否，直接關(guān)系到試驗結(jié)果的正確性。因此，試驗動物應(yīng)力求比較均勻一致，盡量避免不同品種、不同年齡、不同胎次、不同性別等差異對試驗的影響。新引進的動物應(yīng)有一個適應(yīng)和習(xí)慣過程。試驗動物的數(shù)量，可根據(jù)本章第十節(jié)介紹的方法來計算。 下一張 主 頁 退 出 上一張 （五）試驗記錄的項目與要求 為了收集分析結(jié)果需要的各個方面資料，應(yīng)事先以表格的形式列出需觀測的指標(biāo)與要求，例如，飼養(yǎng)試驗中的定期稱重 ，定 期 為 1周 、 10 天或半月稱重 ，稱 重 一般在清晨空腹或喂前進行等。 （六）試驗結(jié)果分析與效益估算 試驗結(jié)束后 ， 對 各階段取得的資料要進行整理與分析 ， 所以應(yīng)明確采用統(tǒng)計分析的方法 ， 如 t檢驗 ， 方差分析 、 回歸與相關(guān)分析等 。 如果試驗效果顯著 ， 同時應(yīng)計算經(jīng)濟效益 。如某農(nóng)場為飼養(yǎng)肉用仔雞而配制的 “ 維生素添加劑 ” 的 試驗 ， 不僅記錄分析它對生長發(fā)育的效果 ， 而且還計算出喂青料 （ 對照組 ） 每 只 雞分擔(dān)青料費用和試驗組 （ 喂維生素添加劑 ） 每只雞分擔(dān)的費用 ， 進而 計 算 出 飼喂維生素添加劑的肉雞全年可節(jié)約的費 。 下一張 主 頁 退 出 上一張 （ 七 ） 已具備的條件和研究進度安排 已具備的條件主要包括過去的研究工作基礎(chǔ)或預(yù)試情況 ， 現(xiàn)有的主要儀器設(shè)備 ， 研究技術(shù)人員及協(xié)作條件 ， 從其他渠道已得到的經(jīng)費情況等 。 研究進度安排可根據(jù)試驗的不同內(nèi)容按日期 、 分階段進行安排 ，定期寫出總結(jié)報告 。 （八）試驗所需的條件 除已具備的條件外 ，本 試驗尚需的條件 ，如經(jīng)費、飼料、儀器設(shè)備的數(shù)量和要求等。 下一張 主 頁 退 出 上一張 （ 九 ） 研究人員分工 一般分為主持人 、 主研人 、 參加人 。 在有條件的情況下 ， 應(yīng)以學(xué)歷 、 職稱較高并有豐富專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗的人員擔(dān)任主持人或主研人 ， 高 、 中 、 初級專業(yè)人員相結(jié)合 ， 老 、 中 、 青相結(jié)合 ， 使年限較長的研究項目能夠后繼有人 ， 保持試驗的連續(xù)性 、 穩(wěn)定性和完整性 。 （十）試驗的時間，地點和工作人員 試驗的時間，地點要安排合適，工作人員要固定，并參加一定培訓(xùn)，以保證試驗正常進行。 下一張 主 頁 退 出 上一張 （十一）成果鑒定及撰寫學(xué)術(shù)論文 這是整個研究工作的最后階段，凡屬國家課題應(yīng)召開鑒定會議，由同行專家作出評價。個人選擇課題可以撰寫學(xué)術(shù)論文發(fā)表自己的研究成果，根據(jù)試驗結(jié)果作出理論分析，闡明事物在內(nèi)在規(guī)律，并提出自己的見解和新的學(xué)術(shù)觀點。一些重要的個人研究成果，也可以申請相關(guān)部門鑒定和國家專利。 下一張 主 頁 退 出 上一張 二、試驗方案的擬定 （一）試驗方案的基本概念 試驗方案（ experimental scheme）是指根據(jù)試驗?zāi)康呐c要求而擬定的進行比較的一組試驗處理的總稱。 試驗方案是整個試驗工作的核心部分，因此，須周密考慮，慎重擬定。試驗方案按供試因素的多少可區(qū)分為單因素試驗方案、多因素試驗方案。 下一張 主 頁 退 出 上一張 單因素試驗方案 單因素試驗 （ singlefactor experiment） 是指整個試驗中只比較一個試驗因素的不同水平的試驗 。 單因素試驗方案由該試驗因素的所有水平構(gòu)成 。 這是最基本 、 最簡單的試驗方案 。例如在豬飼料中添加 4種劑量的土霉素 ， 進行飼養(yǎng)試驗 。 這是一個有 4個水平的的單因素試驗 ，添加土霉素的 4種劑量 ， 即該因素的 4個水平就構(gòu)成了試驗方案 。 下一張 主 頁 退 出 上一張 多因素試驗方案 多 因