一般來(lái)說(shuō),完善的設(shè)計(jì)方案需具備以下幾個(gè)條件:實(shí)驗(yàn)所需的人力、物力和時(shí)間資源;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“三要素”和“六原則”均符合專(zhuān)業(yè)和統(tǒng)計(jì)學(xué)要求,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析等有一套規(guī)范的規(guī)定和正確的方法.而其中準(zhǔn)確把握統(tǒng)計(jì)研究設(shè)計(jì)的“三要素和六原則”,是科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心.

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“三要素” 

1）實(shí)驗(yàn)對(duì)象.

    實(shí)驗(yàn)所用的材料即為實(shí)驗(yàn)對(duì)象.如用小鼠做實(shí)驗(yàn),小鼠就是本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象,或稱(chēng)為受試對(duì)象.實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇的合適與否直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)實(shí)施的難度,以及別人對(duì)實(shí)驗(yàn)新穎性和創(chuàng)新性的評(píng)價(jià).一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中所需實(shí)驗(yàn)材料的總數(shù)稱(chēng)為樣本含量.最好根據(jù)特定的設(shè)計(jì)類(lèi)型估計(jì)出較合適的樣本含量.樣本過(guò)大或過(guò)小都有弊端.

2）實(shí)驗(yàn)因素.

    所有影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的條件都稱(chēng)為影響因素,實(shí)驗(yàn)研究的目的不同,對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求也不同.影響因素有客觀與主觀,主要與次要因素之分.研究者希望通過(guò)研究設(shè)計(jì)進(jìn)行有計(jì)劃的安排,從而能夠科學(xué)地考察其作用大小的因素稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)因素(如藥物的種類(lèi)、劑量、濃度、作用時(shí)間等);對(duì)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)因素作用大小有一定干擾性且研究者并不想考察的因素稱(chēng)為區(qū)組因素或稱(chēng)重要的非實(shí)驗(yàn)因素(如動(dòng)物的窩別、體重等);其他未加控制的許多因素的綜合作用統(tǒng)稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)誤差.最好通過(guò)一些預(yù)實(shí)驗(yàn),初步篩選實(shí)驗(yàn)因素并確定取哪些水平較合適,以免實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)難以完成. 

3）實(shí)驗(yàn)效應(yīng).

    實(shí)驗(yàn)因素取不同水平時(shí)在實(shí)驗(yàn)單位上所產(chǎn)生的反應(yīng)稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)效應(yīng).實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是反映實(shí)驗(yàn)因素作用強(qiáng)弱的標(biāo)志,它必須通過(guò)具體的指標(biāo)來(lái)體現(xiàn).要結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí),盡可能多地選用客觀性強(qiáng)的指標(biāo),在儀器和試劑允許的條件下,應(yīng)盡可能多選用特異性強(qiáng)、靈敏度高、準(zhǔn)確可靠的客觀指標(biāo).對(duì)一些半客觀(比如讀pH試紙上的數(shù)值)或主觀指標(biāo)(對(duì)一些定性指標(biāo)的判斷上),一定要事先規(guī)定讀取數(shù)值的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),只有這樣才能準(zhǔn)確地分析自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而也大大提高了自己實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度.
 

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“六原則” 

1）隨機(jī)原則:

    即運(yùn)用“隨機(jī)數(shù)字表”實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化；運(yùn)用“隨機(jī)排列表”實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化；運(yùn)用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生“偽隨機(jī)數(shù)”實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化. 盡量運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn),減少外在因素和人為因素的干擾.

2）對(duì)照原則:

    空白對(duì)照組的設(shè)立——只有通過(guò)對(duì)照的設(shè)立我們才能清楚地看出實(shí)驗(yàn)因素在當(dāng)中所起的作用.當(dāng)某些處理本身夾雜著重要的非處理因素時(shí),還需設(shè)立僅含該非處理因素的實(shí)驗(yàn)組為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組；歷史或中外對(duì)照組的設(shè)立一一這種對(duì)照形式應(yīng)慎用, 其對(duì)比的結(jié)果僅供參考,不能作為推理的依據(jù)；多種對(duì)照形式同時(shí)并存. 

3）重復(fù)原則:

    所謂重復(fù)原則,就是在相同實(shí)驗(yàn)條件下必須做多次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn).一般認(rèn)為重復(fù)5次以上的實(shí)驗(yàn)才具有較高的可信度. 

4）平衡原則:

    一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的均衡性好壞,關(guān)系到實(shí)驗(yàn)研究的成敗.應(yīng)充分發(fā)揮具有各種知識(shí)結(jié)構(gòu)和背景的人的作用, 群策群力,方可有效地提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的均衡性.在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要注意時(shí)間上的分配,只有在時(shí)間上分配好了,才不會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間特別忙而一段時(shí)間特別閑的情況.

5） 彈性原則:

    所謂空格,指的是在時(shí)間分配圖上留有空缺.適當(dāng)?shù)目杖笔欠浅１匾?只有這樣才能富有彈性的實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,并不斷地調(diào)整好自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度.

6） 最經(jīng)濟(jì)原則:

    不論什么實(shí)驗(yàn),都有它的最優(yōu)選擇方案,這包括在資金的使用上,也包括人力時(shí)間的損耗上,必要時(shí)可以預(yù)測(cè)一下自己實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)出和投入的比值,這個(gè)比值越大越好,當(dāng)然是以你所擁有的實(shí)驗(yàn)條件作基礎(chǔ)的.