田间试验与统计方法1 绪论

田间试验与统计方法

任课教师：李建华E-mail:zmkm2013@

一、为什么要学习统计学？(1)

统计学是通用的方法论科学，是通用的基础课。(2)

统计学与我们的生活息息相关。

“若想了解上帝在想什么，我们就必须学统计，因为统计学就是在量测他的旨意。”——南丁格尔（3）

用简单的描述统计量得到一个重要发现费舍(R．A．Fisher)在1952的一篇文章中举了一个例子，说明如何由基本的描述统计量的知识引出一个重要的发现。20世纪早期，哥本哈根卡尔堡实验室的施密特(J.Schmidt)发现不同地区所捕获的同种鱼类的脊椎骨和鳃线的数量有很大不同；甚至在同一海湾内不同地点所捕获的同种鱼类，也发现这样的倾向。然而，鳗鱼的脊椎骨的数量变化不大。施密特从欧洲各地、冰岛、亚速尔群岛以及尼罗河等几乎分离的海域里所捕获的鳗鱼的样本中，计算发现了几乎一样的均值和标准偏差值。由此，施密特推断所有各个不同海域内的鳗鱼是由海洋中某公共场所繁殖的。后来名为“戴纳(Dana)”的科学考察船在一次远征中发现了这个场所。*随机漂变和基因流变异和重组孟德尔遗传自然选择学说等位基因频率现代综合论（4）科学的发展需要统计学*（5）

研究论文发表需通过统计学审查

据国外60～80年代对不同医学杂志发表论文的调查结果显示，有统计错误的论文所占比例高达72%，最低也有20%。国内1984年对《中华医学杂志》、《中华内科杂志》、《中华外科杂志》、《中华妇产科杂志》、《中华儿科杂志》595篇论文的调查结果，相对数误用为11.2%，抽样方法误用15.9%，统计图表误用11.7%。某研究者1996年对4586篇论文统计（中华医学会系列杂志仅占6.9%），数据分析方法误用达55.7%。*JAMA，新英格兰医学杂志（NEJM）、英国医学杂志、中华医学会杂志对来稿都有统计学要求或统计学指导。国际生物医学杂志编辑协会在其《生物医学期刊投稿的统一要求》中也包含了统计学要求。UniformRequirementsfor

Manuscripts

SubmittedtoBiomedicalJournals*二、统计思维？与确定性思维的区别？既要相信数据同时又要注意防止对数据的误解和偏见。与群体思维、因果思维、变异思维等联系到一起，用“离经叛道”的思维方式思考问题，分析数据时要把数据背后的事挖出来，真去发现问题，发现真的问题，换位思考问题。这方面的文献很多，建议看看。两个问题：人与禽兽最本质的区别何在？工具到底有多重要？*

假舆马者，非利足也，而致千里；假舟楫者，非能水也，而绝江河。君子生非异也，善假于物也。——荀子

三、常用统计软件SPSS：这是一个很受欢迎的统计软件；它容易操作，输出漂亮，功能齐全，价格合理。对于非统计工作者是很好的选择。

Excel：它严格说来并不是统计软件，但作为数据表格软件，必然有一定统计计算功能。而且凡是有MicrosoftOffice的计算机，基本上都装有Excel。但要注意，有时在装Office时没有装数据分析的功能，那就必须装了才行。当然，画图功能是都具备的。对于简单分析，Excel还算方便，但随着问题的深入，Excel就不那么“傻瓜”，需要使用函数，甚至根本没有相应的方法了。多数专门一些的统计推断问题还需要其他专门的统计软件来处理。

SAS：这是功能非常齐全的软件；尽管价格不菲，许多公司还是因为其功能众多和某些美国政府机构认可而使用。尽管现在已经尽量“傻瓜化”，仍然需要一定的训练才可以进入。对于基本统计课程则不那么方便。S-plus：这是统计学家喜爱的软件。不仅由于其功能齐全，而且由于其强大的编程功能，使得研究人员可以编制自己的程序来实现自己的理论和方法。它也在进行“傻瓜化”以争取顾客。但仍然以编程方便为顾客所青睐。

Minitab：这个软件是很方便的功能强大而又齐全的软件，也已经“傻瓜化”，在我国用的不如SPSS与SAS那么普遍。

Statistica：也是功能强大而齐全的“傻瓜化”的软件，在我国用的也不如SAS与SPSS那么普遍。

Eviews：这是一个主要处理回归和时间序列的软件。四、教学的特点1）、以基本知识点为核心描述统计分析；假设检验；均值之差的推断；方差分析；回归分析；主成分分析与神经网络预测等。2）、以统计分析软件为辅助工具

在案例教学实践中，我们可以选择的统计软件有很多，如SAS，SPSS，Metlable，Oringe等功能非常强大的专业软件，也有普及程度很高，简单易学的Excel。以SPSS为主，辅以Excel.3）、突出统计的分析与判断功能教学中的案例选用具有明显的问题导向性，即在案例中要明确提出需要解决的问题，要求通过统计分析能够对这些问题做出明确的判断。4）、亲身参与

由于统计学具有很强的实践性，要使案例教学达到好的效果，除了老师组织一些案例外，还要各位自己搜集数据，用课堂所学的统计理论和案例教学中的应用技巧，编写案例，分析案例。5）、将案例分析贯穿教学的全部过程

A、教师在课堂的知识讲授中，采用案例讨论、案例分析的方法。B、学生在学习的过程中，在完成作业任务的过程中，也要亲身投入到案例的收集和编写中。C、考试中，也主要采用案例分析的形式，全面客观地考察学生应用所学的知识原理解决现实问题的能力。可能的话进行机考。4、建议学习方法掌握基本原理和公式，理解公式的含义和应用条件，不必深究推导；认真做作业，加深对公式及统计步骤的理解；----直接决定期末成绩

培养科学的统计思维方法，结合专业，了解统计方法的实际应用。5.成绩评定：课堂练习（10%）+上机作业（30%）+期末评定（60%）.五、本课程主要内容Chapter1绪论（含SPSS简介）Chapter2统计描述Chapter3t检验Chapter4方差分析Chapter5卡方分析（非参数检验）Chapter6直线回归与相关Chapter7灰色关联分析Chapter8试验设计与统计分析Chapter9正交设计与统计分析Chapter10均匀设计Chapter11响应面设计Chapter12聚类与主成分分析

老鹰的再生老鹰是世界上寿命最长的鸟类。它一生的年龄可达70岁。然而---要活那么长的寿命，它在40岁时必须做出困难却重要的决定。

当老鹰活到40岁时，它的爪子开始老化，无法有效地抓住猎物。它的喙（hui）变得又长又弯，几乎碰到胸膛。它的翅膀变得十分沉重，因为它的羽毛长得又浓又厚，使得飞翔十分吃力。

它只有两种选择：

---等死.---或经过一个十分痛苦的更新过程。

(150天漫长的磨练)

它必须很努力地飞到山顶。

在悬崖上筑巢。停留在那里，不得飞翔。

老鹰首先用它的喙击打岩石，直到完全脱落。然后静静地等候新的喙长出来。

它会用新长出的喙把老化指甲一根一根的拔出来。当新的指甲长出来后，它们便把羽毛一根一根的拔掉。5个月以后，新的羽毛长出来了。

老鹰开始飞翔。重新得以再过30年的岁月！在我们的生命中，有时候我们必须做出困难的决定。开始一个更新的过程。我们必须把旧的习惯，旧的传统拋弃，使我们可以重新飞翔。

只要我们愿意放下旧的包袱，愿意学习新的技能，我们就能发挥我们的潜能，创造新的未来！我们需要的是自我改革的勇气与再生的决心……六、SPSS简介

社会科学统计软件包（StatisticalPackagefortheSocialScience，SPSS）是世界著名的统计分析软件之一。经近40年的发展，在全球已拥有大量的用户。目前，SPSS使用Windows的窗口方式展示各种管理和分析数据的方法，可方便地用于特定的科研统计。本章概要介绍SPSS的发展、主要版本、运行方式、启动与退出以及帮助系统的使用。5.1SPSS的发展

1968年，3位美国斯坦福大学的学生开发了最早的SPSS系统，并基于这一系统于1975年在芝加哥合伙成立了SPSS公司。

SPSS的基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等。

SPSS名为社会学统计软件包，这是为了强调其社会科学应用的一面（因为社会科学研究中的许多现象都是随机的，要使用统计学和概率论的定理来进行研究）。5.2SPSS的版本

到目前为止，SPSS已成为适合于DOS，Windows，UNIX，Macintosh及OS/2等多种操作系统使用的产品，国内常用的是其适用于DOS和Windows的版本。

SPSSforDOS通常称为SPSS/PC+，现已较少使用。

目前，SPSS已被被IBM收购，已改名为IBMSPSS，版本19.0,20.0,21.0,22.0…。5.3SPSS的安装与运行方式不同版本，安装方式不同。16.0；18.0SPSS主要有3种运行方式。1．批处理方式2．完全窗口菜单运行方式3．程序运行方式图1-1命令（Syntax）窗口1.4.1启动SPSS5.4SPSS的启动、主界面和退出SPSS安装完毕后，系统会自动在Windows菜单中创建快捷方式。5.4.2SPSS的数据编辑窗口SPSS主界面主要有两个，一个是SPSS数据编辑窗口，另一个是SPSS输出窗口。数据编辑窗口由标题栏、菜单栏、工具栏、编辑栏、变量名栏、内容区、窗口切换标签页和状态栏组成，如图1-2所示。图1-2数据编辑窗口

该窗口下方有两个标签：“DataView”（数据视图）和“VariableView”（变量视图）。如果使用过电子表格，如MicrosoftExcel等，那么数据编辑窗口中“DataView”所对应表格许多功能应该已经熟悉。但是它和一般的电子表格处理软件还有以下区别。

（1）

一个列对应一个变量，即每一列代表一个变量（Variable）或一个被观测量的特征。例如问卷上的每一项就是一个变量。（2）

行是观测，即每一行代表一个个体、一个观测、一个样品，在SPSS中称为事件（Case）。例如，问卷上的每一个人就是一个观测。

（3）单元包含值，即每个单元包括一个观测中的单个变量值。单元（Cell）是观测和变量的交叉。（4）数据文件是一张长方形的二维表。数据文件的范围是由观测和变量的数目决定的。可以在任一单元中输入数据。如果在定义好的数据文件边界以外键入数据，SPSS将数据长方形延长到可包括那个单元和文件边界之间的任何行和列。5.4.3SPSS结果输出窗口SPSS结果输出窗口名为Viewer，它是显示和管理SPSS统计分析结果、报表及图形的窗口。读者可以将此窗口中的内容以结果文件.spo的形式保存。图1-3结果输出窗口

结果输出部分分成左右两个部分，左边部分是索引输出区，用于显示已有的分析结果标题和内容索引；右边部分是各个分析的具体结果，称为详解输出区。这和Word的文档结构视图十分类似。

输出区是详解输出区的一个视图，以简洁的方式反映出详解输出区中各个内容项，便于用户查找操作结果。可以对详解输出区中的表格进行编辑等操作。5.4.4退出SPSS

选择数据编辑窗口的“File”菜单中的“Exit”命令，或单击标题栏上的“关闭”按钮退出SPSS。1.5.1Help菜单中的topics命令1.5SPSS的帮助系统

在运行SPSS的任何时候，单击“Help”菜单中的“topics”命令，会弹出帮助主题窗口，如图1-4所示。在其中选择相关的命令，即可得到所需的各种帮助。图1-4帮助主题窗口5.5.2Help菜单中的tutorial命令

选择“Help”菜单中的“tutorial”命令，则弹出浏览器形式的帮