实验设计的研究生课程应该涵盖什么?

机器算法验证 参考 实验设计 教学
2022-01-18 05:06:48

我被要求为农学和生态学高级研究生开设一门实验设计课程。我从未上过这样的课程,并且惊讶地发现该课程可能更贴切地命名为“超越单向方差分析”,并且它涵盖了我在农业田间实验统计学高级研究生课程中学到的材料(例如RCBD、拉丁方、对比、重复测量和协变量)。也许我对“实验设计”这个名称而不是“实验结果分析”感到困惑。

我对此类课程应包含的内容有一些想法,并希望就如何将其整合到满足学生需求的统计课程中提供反馈,同时提供命名设计列表及其相关测试的现代替代方案。

例如,当我可以教学生将回归模型与线性和二次函数进行比较时,我无法想象教学生使用线性和二次对比以及强制对连续变量进行分类的方差分析。在第二种情况下,他们还将学习如何处理不是实验定义的离散值的因素。如果有的话,我可能会比较这两种方法。

如果我要教授“实验设计”课程,我真的很想强调独立于所应用的统计模型的基本概念,并且可以更广泛地转化为其他问题。这将使学生更灵活地使用现代统计方法。

现有课程中似乎未涵盖的一些相关概念包括:

  • 分层和混合模型(我将 ANOVA 和亲属理解为一个例子)
  • 模型比较(例如替换对比)
  • 使用空间模型而不是块作为“因素”
  • 复制、随机化和 IID
  • 假设检验、p-hacking 和模式识别之间的差异。
  • 通过模拟进行功率分析(例如从模拟数据集中恢复参数),
  • 预注册,
  • 使用来自已发表研究和科学原理的先验知识。

目前有没有采用这种方法的课程?有没有这样重点的教科书?

1个回答

以下是我喜欢的一些书籍的列表,这些书籍对于此类课程来说是很好的材料:

  • David Cox:Planning of Experiments,Wiley 经典,1992。这不是数学,但不容易!对设计背后的基本概念的深入讨论。

  • 考克斯博士和南希·里德博士:实验设计理论,查普曼和霍尔,2000 年。更加数学化,但仍侧重于基本概念

  • Rosemary A. Bailey:比较实验设计,剑桥大学,2008 年。来自前言:“我的理念是,您不应该从命名设计列表中选择实验设计。相反,您应该考虑当前实验的所有方面,然后决定如何将它们适当地组合在一起......”。

  • George Casella: Statistical Design , Springer, 2008。另一本书以全新的眼光看待旧话题!

  • 您可能比看 George EP Box、J Stuart Hunter 和 William G. Hunter:实验者的统计数据:设计、创新和发现(第二版,Wiley,2005 年)来获得灵感。

我会避免看起来像命名设计目录的旧书,并根据基本原则选择上述其中一种。我会避免的一本这样的书是流行的(为什么?)Douglas C. Montgomery: Design and Analysis of Experiments

 EDIT 2017   

另一个可以包括的主题是最优实验设计,其概念包括 D 最优设计或 A 最优设计。现在有很多书籍,很难建议,但有一些可能性:
带有 R 的优化实验设计
优化交叉设计
非线性模型的优化实验设计:理论和应用
优化实验设计:案例研究方法

R 在这方面有很多开发,所以看看 https://CRAN.R-project.org/view=ExperimentalDesign