实验方案应符合实验设计的三个基本原则:随机化、复制和阻断。随机化是将选定的治疗随机分配给实验单位的实践。复制是在多个单元或对象上重复实验。阻塞是将相似的实验单元分组在一起,以减少可变性。除了这三个原则外,在设计实验时还有其他考虑因素。例如,知情同意要求参与者被告知他们将被分配到治疗或安慰剂对照条件,即使在实验结束之前无法告知他们是哪一种。一个很好的经验法则是,如果可以在每个参与者可用的时间内进行受试者内的实验(具有适当的平衡),那么应该使用这种设计,因为它通常会降低数据中的噪声,并使其更容易检测自变量和因变量之间的关系。策略性计划和执行的实验可能会提供大量关于一个或多个因素对响应变量的影响的信息。许多实验涉及保持某些因素不变,并改变另一个变量的水平。与同时改变因素水平相比,这种“一次一个因素”的过程知识方法效率低下。许多设计实验的统计方法源自R.A.Fisher在20世纪早期的工作。Fisher展示了在尝试之前花时间认真考虑实验的设计和执行,如何帮助避免分析中经常遇到的问题。

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