1生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、 生物統(tǒng)計(jì) 與 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1目 錄緒論 水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念與功能 水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的特點(diǎn) 常用統(tǒng)計(jì)術(shù)語資料的整理與基本分析 資料的采集與核對(duì) 資料的整理 常用統(tǒng)計(jì)圖表 平均數(shù) 變異數(shù) 正常值范圍的確定2分布與統(tǒng)計(jì)推斷 正態(tài)分布 二項(xiàng)分布與泊松分布 樣本平均數(shù)的抽樣分布 2分布、t分布和F分布 統(tǒng)計(jì)推斷的意義和原理 參數(shù)估計(jì)均數(shù)差異顯著性檢驗(yàn) 單個(gè)平均數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn) 成組資料的兩個(gè)平均數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn) 配對(duì)資料兩平均數(shù)檢驗(yàn) 率的假設(shè)檢驗(yàn)3方差分析 基本假定和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 完全隨機(jī)設(shè)計(jì)資料的方差分析 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)資料的方差分析 析因設(shè)計(jì)資料的方差分析 系統(tǒng)分組設(shè)計(jì)資料的方差分析2檢驗(yàn) 2檢驗(yàn)的原理 適合性檢驗(yàn) 獨(dú)立

2、性檢驗(yàn)4相關(guān)與回歸分析 簡(jiǎn)單相關(guān) 直線回歸 曲線回歸 多元線性回歸分析抽樣調(diào)查 抽樣調(diào)查的基本概念和意義 抽樣方案的制訂 抽樣調(diào)查的方法 抽樣規(guī)模的確定 水產(chǎn)抽樣調(diào)查的點(diǎn)估計(jì)5試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則與注意問題 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)參考書目附表6參考書目Dunn O J and V A Clark. Applied Statistics： Analysis of Variance and Regression, 2nd Edition. John Wiley & Sons,Inc. 1987Gerry P Q Michael J K著. 蔣志剛，李春旺，曾巖主譯. 生物試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)

3、分析. 北京：高等教育出版社2003Glover T & K Mitchell. An Introduction to Biostatistics. 北京：清華大學(xué)出版社，2001。 麥格勞-希爾（McGraw-Hill）教育出版集團(tuán) 2001Petrie A P Watson. Statistics for Veterinary and Animal Science. Blackwell Science Ltd Oxford 19997Snedecor G W and W G Cocheran. Statistics Methods. 7th Edition, Ames, Iowa, USA

4、. The Iowa State University Press 1980杜榮騫主編. 生物統(tǒng)計(jì)學(xué). 第二版. 北京：高等教育出版社 2003方積乾，陸盈主編. 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué). 北京：人民衛(wèi)生出版社 2002馮學(xué)民，周鴻飛. 試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2002蓋鈞鎰. 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社2004高惠璇. 使用統(tǒng)計(jì)方法與SAS系統(tǒng). 北京：北京大學(xué)出版社 20018李春喜，王志和，等. 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)（第二版）. 北京：科學(xué)出版社2002林德光. 生物統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)原理. 沈陽：遼寧人民出版社 1982馬斌榮. 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)（第一版）. 北京：人民衛(wèi)生出版社 200

5、1明道緒. 生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)（第三版）. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 2002莫惠棟. 農(nóng)業(yè)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)（第二版）. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1992吳仲賢. 生物統(tǒng)計(jì)（第一版）. 北京：北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 19939謝莊，賈青. 獸醫(yī)統(tǒng)計(jì)學(xué). 北京：高等教育出版社 2005徐繼初. 生物統(tǒng)計(jì)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)（第一版）. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社1992謝莊，章元明. 水產(chǎn)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué). 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社1998楊德. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社2002楊運(yùn)清，王義通，肖艷紅. 生物統(tǒng)計(jì)學(xué). 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社 1998俞謂江，郭卓元. 畜牧試驗(yàn)統(tǒng)計(jì). 貴陽：貴州科技出版社 199

6、5張啟能. 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 模型建立. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 200010張勤，張啟能. 生物統(tǒng)計(jì)學(xué). 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 2002張文彤. SPSS11統(tǒng)計(jì)分析教程. 北京：北京希望電子出版社 200211第一章 緒 論12本章主要介紹水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念、特點(diǎn)和基本內(nèi)容學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)的要求介紹總體和樣本，變異、變數(shù)和變量，參數(shù)和統(tǒng)計(jì)量，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，準(zhǔn)確度和精確度等水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)科常用術(shù)語 13水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念與功能 將概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理應(yīng)用于生物現(xiàn)象中帶有隨機(jī)性的數(shù)量變化的研究，就形成了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)（biostatistics、biometer）水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)分支

7、：應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和方法研究如何用有效的方法收集、整理、分析水產(chǎn)學(xué)科研究與生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生的帶有隨機(jī)性的數(shù)據(jù)（data）14對(duì)所研究的問題作出統(tǒng)計(jì)推斷提供決策依據(jù)的這樣一門學(xué)科 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)水產(chǎn)學(xué)科的科學(xué)研究、疾病防治、生產(chǎn)實(shí)踐正起著越來越重要的促進(jìn)作用15 工欲善其事 必先利其器16統(tǒng)計(jì)學(xué)就其本質(zhì)來說，是數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)的三大分支： 經(jīng)典數(shù)學(xué)算術(shù)、代數(shù)、幾何、微積分 等 數(shù)理統(tǒng)計(jì) 模糊數(shù)學(xué)17統(tǒng)計(jì)的歷史很古老起源于古代國(guó)家的征稅： 古羅馬、中國(guó)、古埃及等大禹治水后大會(huì)諸侯于會(huì)稽山，進(jìn)行各部落住民的調(diào)查（稽），從而征稅會(huì)稽山一名由此而來現(xiàn)在的很多統(tǒng)計(jì)學(xué)內(nèi)容還是由古老統(tǒng)計(jì)延伸而來但數(shù)理統(tǒng)計(jì)（包括

8、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)）其內(nèi)涵已有非常大的改變18水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本功能大致有以下幾方面內(nèi)容： 對(duì)資料進(jìn)行整理和描述 用局部數(shù)據(jù)來推斷和估計(jì)全體研究對(duì)象的特征 通過顯著性檢驗(yàn)來鑒定試驗(yàn)效應(yīng) 尋找因素間的相互關(guān)系 提供試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則和方法 19統(tǒng)計(jì)學(xué)的特點(diǎn) 概率性所有事件的出現(xiàn)都是隨機(jī)的，人們沒有絕對(duì)的把握認(rèn)為某一事件一定會(huì)出現(xiàn)，或一定不會(huì)出現(xiàn)；所有事件的出現(xiàn)都有一定的概率保證 二元性理論和實(shí)踐的結(jié)合，以實(shí)踐為重 歸納性由特殊到一般、由局部到全體、由樣本到總體（與演繹相對(duì)） 20試驗(yàn)設(shè)計(jì)（experiment design）正確地確定抽樣方案，正確地對(duì)將要進(jìn)行的試驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)是統(tǒng)計(jì)工作的基礎(chǔ)在試驗(yàn)工作進(jìn)

9、行之前，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，制訂出合理的試驗(yàn)方案，如最適樣本大小，最佳樣本配置，正確的試驗(yàn)動(dòng)物種類，試驗(yàn)整個(gè)過程的安排等使我們可以用最少的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，獲得盡可能多的、可靠的信息和資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到可信的科學(xué)結(jié)論 21從水產(chǎn)科研實(shí)踐中所得到的數(shù)據(jù)資料具有變異性、隨機(jī)性和復(fù)雜性 學(xué)習(xí)水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的目的就是要使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法來定量地處理和分析生物數(shù)據(jù)的這些變異性、不確定性和復(fù)雜性，從而得出最令人信服的結(jié)論，以闡明事物發(fā)展的規(guī)律 水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)是水產(chǎn)學(xué)科中的一個(gè)重要工具它能幫助水產(chǎn)工作者發(fā)現(xiàn)隱藏在紛繁復(fù)雜的表面現(xiàn)象下面的客觀規(guī)律 22如何學(xué)習(xí)水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)？首先，確立統(tǒng)計(jì)學(xué)的思維方式，學(xué)會(huì)用統(tǒng)

10、計(jì)學(xué)的思想來武裝自己的頭腦，用統(tǒng)計(jì)學(xué)的思考方式來觀察世界，觀察周圍的事物其次，在水產(chǎn)科研、生產(chǎn)、推廣等方面要用好用活統(tǒng)計(jì)學(xué)，除了學(xué)好統(tǒng)計(jì)學(xué)，掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理、計(jì)算公式、數(shù)學(xué)概念和含義、具有一定的電腦知識(shí)和操作技能外，還必須有堅(jiān)固、扎實(shí)的水產(chǎn)專業(yè)方面的知識(shí)，豐富的水產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)23最后，用水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理和分析每一批資料、每一批數(shù)據(jù)，都必須有充分的生物學(xué)意義和水產(chǎn)學(xué)意義，而所作的試驗(yàn)也必須有水產(chǎn)學(xué)科的理論意義和實(shí)踐意義因此，水產(chǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)，統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的應(yīng)用不能孤立地、單獨(dú)地進(jìn)行，它必須緊密結(jié)合水產(chǎn)學(xué)科實(shí)踐，以取得具有指導(dǎo)意義的結(jié)果 24常用統(tǒng)計(jì)術(shù)語 總體和樣本 總體（population）：具

11、有相同性質(zhì)的所有觀測(cè)值所組成的集合（set）在實(shí)際工作中只能對(duì)總體中具有代表性的一小部分進(jìn)行研究被研究的這一小部分（子集合 subset）觀測(cè)值必須來自于這一總體，并具有很好的代表性這樣的一批觀測(cè)值的子集合就稱為樣本（sample）25從總體中得到樣本的過程稱為抽樣（sampling）一個(gè)樣本內(nèi)觀測(cè)值即變量的個(gè)數(shù)，稱為樣本含量，用n表示（size of sample）有限總體的大小用N表示 由于抽樣往往是隨機(jī)（random)的，因此抽樣是隨機(jī)抽樣（random sampling 簡(jiǎn)稱為抽樣），隨機(jī)抽樣所得到的樣本稱為隨機(jī)樣本（random sample 簡(jiǎn)稱為樣本）26總體具有時(shí)、空性（具有時(shí)

12、間和空間的概念）總體有有限總體與無限總體之分總體可分為實(shí)總體與虛總體兩種 有限總體總是實(shí)總體；但實(shí)總體不一定是有限總體，虛總體也不能肯定就是無限的總體有常量性 總體的特征值一般是常量總體的不可知性 總體的特征值往往是未知的另：統(tǒng)計(jì)學(xué)中的總體和樣本一般是指數(shù)據(jù)或資料而試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的總體和樣本一般是指動(dòng)物個(gè)體27總體與樣本的關(guān)系：樣本必須來自于總體 樣本必須能代表總體中文中有許多與總體、樣本這一概念有關(guān)的成語，如： 一葉知秋 管窺蠡測(cè) 嘗鼎一臠總體與樣本關(guān)系不好（或樣本太小）的例子： 一葉障目 盲人摸象 獨(dú)木不成林One swallow does not make a summer28變異和變量 在

13、實(shí)踐中，無論是總體還是樣本，無論是調(diào)查還是試驗(yàn)，所得到的數(shù)值都是有差別的，這種差別在統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的變異（variation）具有變異性質(zhì)的數(shù)量在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中就稱為變量（variate） 變量在某一個(gè)體具體表現(xiàn)出來的數(shù)值又稱為變數(shù)或觀測(cè)值（observed value）、數(shù)據(jù)（data）、資料（data）變量是和常量（constant）相對(duì)應(yīng)的一個(gè)概念 29參數(shù)和統(tǒng)計(jì)量用來描述總體特征的數(shù)值稱為參數(shù)（parameter）由樣本觀測(cè)值計(jì)算得到的描述樣本特征的數(shù)值稱為統(tǒng)計(jì)量（statistic） 參數(shù)用希臘字母表示 統(tǒng)計(jì)量用拉丁字母表示 參數(shù)一般為一常量，需通過樣本的統(tǒng)計(jì)量來進(jìn)行估計(jì)(est

14、imation) 從同一總體中抽取不同的樣本所計(jì)算得到的同一性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)量是不會(huì)相同的，因此統(tǒng)計(jì)量是變量這些統(tǒng)計(jì)量都可以用來無偏（unbias）地估計(jì)參數(shù) 30誤差在生物學(xué)科中，人們幾乎無法把非試驗(yàn)條件絕對(duì)地控制在同一水平上，同時(shí)試驗(yàn)對(duì)象也是錯(cuò)綜復(fù)雜的生物體，因此，很難使所得到的試驗(yàn)結(jié)果完全符合真值試驗(yàn)結(jié)果和真值之間的這種差異和偏離，就是誤差（error）誤差按其來源和性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差（systematic error）和隨機(jī)誤差（random error） 31系統(tǒng)誤差指由于某些特定的非試驗(yàn)條件所造成的使試驗(yàn)結(jié)果朝某一個(gè)方向發(fā)生有規(guī)律的偏移造成系統(tǒng)誤差的原因有以下幾種：度量工具的不正確或未經(jīng)

15、校正試驗(yàn)儀器及其讀數(shù)器發(fā)生偏差或未經(jīng)校正外界試驗(yàn)條件發(fā)生了很大的變化觀測(cè)時(shí)間及順序的影響試驗(yàn)人員操作及觀測(cè)時(shí)的偏愛和習(xí)慣試驗(yàn)動(dòng)物分組時(shí)發(fā)生的偏差等32這些因素都會(huì)使得試驗(yàn)結(jié)果有規(guī)律地偏離真值；由于系統(tǒng)誤差影響了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，因此應(yīng)當(dāng)在試驗(yàn)前就加以預(yù)防和克服；一般來說，系統(tǒng)誤差是能被消除的33隨機(jī)誤差指由種種偶然因素引起的、無法加以預(yù)測(cè)和控制的無規(guī)律的偏差隨機(jī)誤差又稱為偶然誤差隨機(jī)誤差的大小、方向都無法確定 消除系統(tǒng)誤差以后，試驗(yàn)過程中主要的誤差來源就是隨機(jī)誤差在不發(fā)生歧義的情況下，隨機(jī)誤差簡(jiǎn)稱為誤差如果觀測(cè)次數(shù)足夠多的話，隨機(jī)誤差有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的意義 每一次觀測(cè)所產(chǎn)生的隨機(jī)誤差都是獨(dú)立發(fā)生的，且服

16、從一定的規(guī)律34通過各種手段可以把隨機(jī)誤差有效地縮小到最低的程度隨機(jī)誤差是進(jìn)行統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)降低隨機(jī)誤差，可以提高試驗(yàn)的精確性，可以更好地區(qū)別誤差效應(yīng)和處理效應(yīng)，使得試驗(yàn)結(jié)果更正確，對(duì)試驗(yàn)處理間的差異所作出的評(píng)定更準(zhǔn)確、更可靠 35錯(cuò)誤（mistake）由于工作人員的粗心大意或不負(fù)責(zé)任（如儀器使用不當(dāng)，錯(cuò)讀數(shù)據(jù)，記錄不準(zhǔn)，任意涂改，憑空杜撰等）所產(chǎn)生的測(cè)定值與真值的偏差，稱為錯(cuò)誤錯(cuò)誤不是統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容在試驗(yàn)和調(diào)查中，錯(cuò)誤應(yīng)當(dāng)、同時(shí)也可以加以消滅 36準(zhǔn)確度和精確度 準(zhǔn)確度（accuracy）和精確度（precise）是和兩類誤差密切相關(guān)的準(zhǔn)確度指觀測(cè)值與真值接近的程度當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)誤差時(shí)，觀測(cè)值都會(huì)有規(guī)律地向某一個(gè)方向偏離真值，因而降低了試驗(yàn)的準(zhǔn)確度37精確度指在同一處理?xiàng)l件下，同一批觀測(cè)值間相互接近的程度當(dāng)隨機(jī)誤差較大時(shí)，數(shù)據(jù)較離散，精確度較低 相比之下，準(zhǔn)確度是比精確度更重要的一個(gè)概念在任何時(shí)候，都應(yīng)當(dāng)將系統(tǒng)誤差降至零或最小程度，或?qū)⑾到y(tǒng)誤差化為隨機(jī)誤差，以保證有足夠的準(zhǔn)確度 38如何學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)？領(lǐng)會(huì)并牢記概率性是統(tǒng)計(jì)學(xué)的精髓，即概率性無時(shí)無刻不存在于統(tǒng)計(jì)學(xué)中跳出經(jīng)典數(shù)學(xué)的思維方式，有變量的頭腦和統(tǒng)計(jì)學(xué)思想；經(jīng)典數(shù)學(xué)的目的是得到計(jì)算結(jié)果，而生物統(tǒng)計(jì)得到計(jì)算結(jié)果僅是手段，其目的是用計(jì)算結(jié)果來進(jìn)行估計(jì)和得出一般性的結(jié)論知道每一種統(tǒng)計(jì)方法的使