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实验设计与数理统计(绪论)_共71页文档

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实验设计与数据的统计

实验设计与数据的统计
重要性
实验设计是确保实验结果可靠、准确 和有效的关键，它有助于避免实验误 差和偏差，提高实验的效率和科学价 值。
实验设计的基本原则
随机性
确保实验对象被随机分配到不 同的处理组，以消除潜在的偏
差和误差。
对照原则
设置对照组以比较不同处理组 之间的差异，更好地评估实验 处理的效果。
重复原则
进行多次实验以增加结果的可 靠性和稳定性，减少实验误差 。
详细描述
拉丁方设计是一种将受试对象按照拉丁方阵排列的实验设计 方法，能够平衡不完全区组设计中的偏差，减少误差的变异 。这种方法常用于农业、生物和医学等领域中的实验设计。
交叉设计
总结词
交叉设计适用于需要重复测量同一受试对象的实Байду номын сангаас场合，能够有效地控制个体差异和时间因素的影响 。
详细描述
交叉设计是将受试对象按照一定的顺序依次接受不同的处理，然后经过一段时间的“清洗期”后再进 行下一个轮次的实验。这种方法能够有效地控制个体差异和时间因素的影响，提高实验的准确性和可 靠性。
盲法原则
在实验过程中，应尽量减少人 为因素对实验结果的影响，如
采用双盲法等。
实验设计的分类
描述性实验设计
旨在描述和探索现象，不涉及控制变量和比 较组。
随机对照实验设计
通过随机分组将受试者分配到不同的处理组， 并比较处理组之间的差异。
析因实验设计
同时研究多个因素对结果的影响，确定各因 素之间的交互作用。
根据研究目的和变量性质，对数据进 行分组或分类，以便进行更深入的分 析。
数据清洗
对原始数据进行预处理，如缺失值处 理、异常值检测与处理等，以确保数 据质量。
推论性统计
参数估计

试验设计与统计分析

试验设计与统计分析

Section 2.2 次数分布表
一、 间断性变数资料的整理
表1 100个麦穗的每穗小穗数
18 15 17 19 16 15 20 18 19 17 17 18 17 16 18 20 19 17 16 18 17 16 17 19 18 18 17 17 17 18 18 15 16 18 18 18 17 20 19 18 17 19 15 17 17 17 16 17 18 18 17 19 19 17 19 17 18 16 18 17 17 19 16 16 17 17 17 15 17 16 18 19 18 18 19 19 20 17 16 19 18 17 18 20 19 16 18 19 17 16 15 16 18 17 18 17 17 16 19 17
第1章 绪论
Introduction
一、什么是统计学
➢ 统计学(statistics)是关于数据（data）的科 学，是从数据中提取信息的一门学科，包括设 计、搜集、整理、分析和表达等步骤
➢ Data are numbers, but they are not “just numbers”
➢ 数据(data)+说明 (context)=信息 (information) ▪ 例：50 (just a number) ▪ 50公斤是可接受的体重 ▪ 50分是不及格的分数
二、 连续性变数资料的整理
3. 确定组数和组距( class interval ) 根据极差分为若 干组，每组的距离相等，称为组距。 在确定组数和组距 时应考虑：
(1)观察值个数的多少； (2)极差的大小； (3)便于计算； (4)能反映出资料的真实面貌等方面。 样本大小(即样本内包含观察值的个数的多少)与组 数多少的关系可参照表4来确定。

试验设计与统计

试验设计与统计

试验设计与统计一、课程基本信息课程名称试验设计与统计课程代码B1403003英文名称Experiment Design and Statistics 归属学科(系、部)土壤学分4学时76学时，其中实践36学时开课学期6预修课程高等数学，概率论与数理统计面向专业农业资源与环境二、课程性质与教学目标本课程为农业资源与环境专业的专业核心课。

全书主要包括统计学基础知识、统计假设检验、试验设计、方差分析、抽样技术、效应比较试验结果的统计分析、变量之间数量关系的统计分析、协方差分析、多元统计分析简介、统计软件应用。

以阐述农业环境下试验的设计，数据收集以及处理为主线，阐明了统计学相关知识在农业环境专业中的应用。

通过本课程的学习，使学生掌握试验设计的基本原理与方法；了解有关统计分析方法的原理与适用条件；能熟练地运用Excel、DPS、SPSS等数据处理统计软件进行试验设计与统计分析；对统计结果作出正确的专业解释。

三、教学章节与学时安排类别教学内容与章节学时数理论教学部分1.绪论22.第一章统计学基础知识53.第二章统计假设检验64.第三章方差分析65.第四章试验方案设计46.第五章田间试验47.第六章常用试验设计及试验结果的统计分析98.第七章线性回归与相关29.第八章非线性回归分析2合计40实验教学 1.统计特征数与统计分布4部分 2.对比试验结果统计软件应用43.试验设计软件应用44. 2检验与方差分析统计软件应用I45.方差分析统计软件应用II46.方差分析统计软件应用III47.回归分析软件应用I48.回归分析软件应用II49.用统计软件绘制图形4合计36四、教学内容与教学方法（一）理论教学内容1.绪论(1)试验设计与统计课程的性质、功能(2)试验设计与统计的应用主要教学方法：课堂PPT讲授重点与难点：试验设计与统计的要点，及这门课的特点。

2.第一章统计学基础知识（1）统计学的常用术语（总体、样本、参数、统计数等）；(2)数据资料的初步整理、统计特征数、概率论基础等相关知识；(3)统计学的基本知识，统计特征数于实际数据分析，数据的基本特征。

实验设计与数理统计第三部分

实验设计与数理统计第三部分

医学科学研究中的应用
01
总结词
医学科学研究中的实验设计与数理统计应用至关重要，涉及临床试验、
流行病学调查、生物统计学等方面。
02 03
详细描述
医学科学研究中的实验设计要求严谨，遵循伦理原则，利用数理统计方 法对临床数据进行分析，以评估药物疗效、诊断准确性和疾病预防措施 的效果。
实例
某临床试验采用随机对照设计方法，将患者随机分为两组，分别给予不 同药物治疗，通过统计分析比较两组患者的疗效和不良反应发生率，为 新药研发和临床治疗提供依据。
实验设计的原则
随机性原则
确保每个样本单位被选入实验组或对 照组的机会是相同的，避免主观因素 对实验结果的影响。
对照原则
设置对照组，通过比较实验组和对照 组的差异，排除无关变量的干扰，使 实验结果更为准确可靠。
重复性原则
保证实验结果的稳定性和可靠性，通 过多次重复实验来降低误差。
合理性原则
确保实验设计的科学性和可行性，使 实验结果能够客观反映事物的本质和 规律。
02
实验设计的方法
单因素实验设计
定义
单因素实验设计是指在实验中只 考虑一个变量作为自变量，其他 因素保持恒定不变。
特点
简单易行，实验条件易于控制， 适用于探索单一因素对实验结果 的影响。
例子
研究不同温度对某化学反应速率 的影响，可以分别在不同温度下 进行实验，观察反应速率的变化。
多因素实验设计
THANKS
感谢观看
详细描述
农业科学研究中的实验设计通常采用随机化、重复和盲法等原则，利用数理统计方法对实 验数据进行处理和分析，以揭示作物生长规律、土壤肥力变化趋势和农业气象条件对农作 物产量的影响。

实验设计与数理统计(绪论)_

实验设计与数理统计(绪论)_

醒发阶段：

烘烤阶段（三阶段烘烤）



烘烤第一阶段上火温度、下火温度、 烘烤时间 烘烤第一阶段上火温度、下火温度、 烘烤时间 烘烤第一阶段上火温度、下火温度、 烘烤时间
85 80
感官评分
75 70 65 60 20 50 80 110 140
时间(min)
图1 第一次发酵时间对米粉面包感官评分的影响
试验设计与 数理统计
主讲人：李云波
为什么要学
习实验设计
与数理统计？

试验设计与数理统计是为科学的 进行试验和试验后正确的进行数 据分析服务的。


合理的进行试验设计可以提高实 验数据的有效性，减少试验次数， 降低劳动强度，并为试验完成后 的数据分析提供保障。 试验后科学的进行数理统计能够 从实验中得出正确的结论，提炼 出规律，是科研工作中非常重要 的一部分。
下面举例说明试验设计在食品研究 中的应用
课题：

米粉面包配方优化研究 生产工艺对米粉面包品质的影响 麻婆豆腐制作过程中的火候研究
请同学们认真思考我们应该怎样来
进行试验设计，如何进行数据分析
呢？
1.米粉面包配方优化研究
实验材料： 米粉，原阳大米(满庭香)，原阳县金奥米业 有限公司伟荣分公司，经粉碎处理使其细度 达到120目以上; 面粉，曹州红面包专用粉，河泽华瑞食品有 限责任公司； 酵母，马利精品干酵母(中澳)，哈尔滨马利 酵母有限公司； 盐，豫盐，河南盐业公司； 起酥油，顶利来高级酥油，厦门顶新食品有 限公司； 面包改良剂WⅢ型，深圳万事兴改良剂公司； 水，符合引用标准的自来水； 白砂糖，一级，市售； 卡拉胶G1/02-1，上海大众海洋产业有限公 司；

试验设计和数据统计分析共70页

试验设计和数据统计分析共70页
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
试验设计和数据统计分析 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

试验设计 第1章 基本概念与数理统计基础

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第一章 试验设计基本概念与数理统计基础 第三节 试验数据的分析计算
一、试验数据的集中趋势
ˆ x， x，也称真值的估计值 1、平均值： ˆ 随着数据个数的增加，
2、总体集中趋势的衡量：设xi的概率密度为p(xi)， 则：μ=Σxi p(xi) 3、样本集中趋势的衡量：
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第一章 试验设计基本概念与数理统计基础
第二节
试验设计的基本原则
重复试验、随机化措施和局部控制（区组 设计）是试验设计的3个基本原则。 一、重复试验
1、定义：同一试验点的多次重复。 2、目的：降低偶然误差。 3、原则：①对试验条件把握不大时应重复； ②重要的试验点应重复。
上一张 下一张 主 页 退 出
第一章 试验设计基本概念与数理统计基础
第四节 试验数据的统计整理
一、统计表 1.简单统计表 简单统计表的基本结构包括标题、标目、线条、数字以及 注释等 ，如下表。
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退 出
第四节 试验数据的统计整理 一、统计表 （1）标题：在表的上方，黑体显示。 （2）标目：分为横标目和纵标目。横标目位于表的左侧，说 明每一行中资料的属性。纵标目位于表的上端，说明每一列中 资料的属性，纵标目有单位的要注明单位，如%、kg、cm等等。 横、纵标目联合完成对一个资料的完整描述。 （3）线条：统计表中只有横线，无竖线和斜线。表的上下两 条边线略粗，横标目与表中资料用细线分开。形成所谓的“三 线表”。 （4）数字：一律用阿拉伯数字。同一列的小数位数应一致， 且位次对齐。表中不应有空格，暂无记录或未记录用“… ”表示， 无数据用“—”表示，这两种情况都不能填“0”。 数字是“0”的， 则填写“0”。 （5）注释：是对于表中特殊资料的文字说明。在表中对应资 料的上角用“*”号或序号①、②……标出，注释写在表的下方。

试验设计绪论

参考书目：
1. 实验设计与分析（第二版），Montgomery D.C. 著，汪仁官 和陈荣昭译，中国统计出版社，1998. 2. 实验设计与分析（第六版），Montgomery D.C. 著，傅珏生 等译，人民邮电出版社 ，2008. 3. 试验设计与分析，袁志发和周静芋主编，高等教育出版社， 2004. 4. 试验设计与分析 （第二版），袁志发和贠海燕主编，中国农 业出版社，2007. 5. 试验的设计与分析，王万中主编，高等教育出版社，2012.
优点：多因素全面试验的效率高于多个单因素试验的效率．
主要不足：当因素个数和水平数较多时，处理数太多，以至 于在试验时，人力、物力、财力等都难以承受，试验误差 也不易控制．因而全面试验宜在因素个数和水平数都较少 时应用．
在多因素试验中，由于条件限制，有规律 地选取部分处理投入实施的试验方案，称为不完
1.制定试验计划（√） 2.实施试验计划，记录试验结果 3.分析试验数据（√）
二、几个名词解释
1.试验的一般模型
2.响应变量 3.试验因素 4.试验因素的水平 5.试验处理 6.试验单元 7.试验方案 8.误差
试验的一般模型
响应变量
响应变量（输出，观察响应，试验指标）用
于衡量试验结果好坏的指标。
方开泰
王元 （1930-）
试验设计发展的三个里程碑
◆ 费歇尔创立了早期、传统的试验设计理论、方法； ◆ 正交表的开发及正交试验设计的应用；
◆ 信噪比试验设计和产品三次设计的应用。
我国试验设计的发展情况
1948
范福仁《田间试验之统计与分析》
1970
1970.4 华罗庚推广优选法、统筹法 1978 优选法用于五粮液获成功。
速发展的原因之一就是在工业领域普遍推广和应用正交试验
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实验设计与数理统计(绪论)_
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
Thank— —西塞 罗
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿