生物统计学实验

渤海大学学生实验报告

课程名称： 生物统计学实验 任课教师： 何余堂 实验室名称： 计算机室 房间号： 理工Ⅱ--205 实验时间： 2012-6-14

一、实验目的

1、掌握Excel 数据输入、输出与编辑方法；

2、掌握Excel 用于描述性统计的基本菜单操作及命令； 3、掌握数据整理的基本方法； 4、熟练制作次数分布表/图。 二、实验原理

当观测值较多(n>30) 时，宜将观测值分成若干组，以便统计分析。将观测值分组后，制成次数分布表，即可看到资料的集中和变异情况。

连续性资料的整理，需要先确定全距、组数、组距、组中值及组限，然后将全部观测值计数归组。分组结束后，将资料中的每一观测值逐一归组，统计每组内所包含的观测值个数，制作次数分布表。利用Excel 的数据统计工具可以辅助完成上述工作。 三、实验步骤

1、加载分析工具库

单击Excel 程序“工具”菜单中的“数据分析”命令可以浏览已有的分析工具。如果在“工具”菜单上没有“数据分析”命令，应在“工具”菜单上运行“加载宏”命令，在“加载宏”对话框中选择“分析工具库”。

2、练习

某地80例30～40岁健康男子血清总胆固醇（mol/L）测定结果如下：

4.77 4.56 5.18 4.38 4.03 5.16 4.88 4.52 4.47 5.38 3.37 4.37 5.77 4.89 5.85 5.10 5.55 4.38 3.40 3.89 6.14 5.39 4.79 4.09 5.85 3.04 4.31 3.91 4.60 3.95 6.30 5.12 5.32 3.35 4.79 4.55 4.58 2.70 4.47 3.56 4.77 4.56 5.18 4.38 4.03 5.16 4.88 4.52 4.47 5.38 3.37 4.37 5.77 4.89 5.85 5.10 5.55 4.38 3.40 3.89 6.14 5.39 4.79 4.09 5.85 3.04 4.31 3.91 4.60 3.95 6.30 5.12 5.32 3.35 4.79 4.55 4.58 2.70 4.47 3.56 5.21

课程名称： 生物统计学实验 任课教师： 何余堂 实验室名称： 计算机室 房间号： 理工Ⅱ--205 实验时间： 2012-6-14

一、实验目的

1、了解Excel 数据分析工具中假设检验的相关内容； 2、掌握使用Excel 进行假设检验的基本方法。

一、实验原理

1、基本概念

假设检验（hypothesis test）又称显著性检验（significance test）, 就是根据总体的理论分布和小概率原理，对未知或不完全知道的总体提出两种彼此对立的假设，然后由样本的实际情况，经过一定的计算，做出在一定概率意义上应该接受的那种假设的推断。

2、Excel 分析工具库中可用来进行假设检验的工具

在进行两个样本均值相等假设分析时，可使用t-检验分析，根据情况选择：成对双样本均值分析、双样本等方差假设分析和双样本异方差假设分析。

(1) t-检验：成对双样本均值分析，当样本中的观察值存在配对关系时，可以使用“成对双样本t-检验”。例如对一个样本组在实验前后进行了两次检测，为确定实验前后样本均值是否相等，应使用成对t 检验，此t-检验并不假设两个总体的方差是相等的。

(2) F-检验：双样本方差分析，此分析工具可以进行双样本F-检验，又称为方差齐性检验，用来比较两个样本总体的方差是否相等。

(3) “t-检验：双样本等方差假设”分析

此分析工具可以进行双样本t-检验。此t-检验先假设两个数据集的平均值相等。双样本等方差假设对话框与“成对双样本均值分析”对话框和用法几乎相同。

“成对双样本均值分析”。

二、实验步骤

1、将表2.1数据输入到Excel 中。 表2.1 动物附肢(mm)

北方动

120 113 125

物

南方动

物

116 117 121

118 116 113 119 124 114 116 118 122 120

2、在“工具”菜单中，单击“数据分析”命令。选择t-检验：成对双样本均值分析；在变量1的区域和变量2的区域分别输入需要北方动物和南方动物数据；选“标志”和“新工作表组”，点“确定”即可输出结果。 表2.2 动物附肢t-检验: 成对双样本均值分析

北方动物 南方动物

平均 118.5 118 方差 20.28571429 7.714285714 观测值 8 8 泊松相关系数 0.479632097 假设平均差 0 df 7 t Stat 0.353553391 P(T

结论：

从t 检验结果可以看出，北方动物和南方动物的附肢没有显著性差异。

3、在工作表中输入以下的数据。

治疗前 110 116 120 113 126 108 120 110 100 104

治疗后 90 116 101 103 110 88 92 104 126 86

步骤：在“工具”菜单中，单击“数据分析”命令。选择F-检验。在变量1的区域和变量2的区域分别需要输入治疗前和治疗后的数据；选“标志”和“新工作表组”，点“确定”即可输出结果。

表2.2治疗前后舒张压F-检验结果

平均 方差 观测值 df F

P(F

13 12

1.568873549 0.223371731 2.686637113 治疗后 102.4615385 163.4358974

13 12

结论：

F-检验结果表明，该药物治疗前后无显著性差异，该药物没有疗效。

四、实验分析及总结：

1、实验中需注意掌握对样本进行F 检验和t 检验的方法。注意比较F 值、t 值与标准单尾或双尾F 值、t 值的大小，分析差异显著性。也可分析概率单尾或双尾P 值，如大于0.05则表明差异不显著，如小于0.05则达到显著性水平，如小于0.01则达到极显著性水平

2、在试验中，由于我输入数据有误，导致试验结果相互矛盾，没有得出正确的结论，在老师的细心指导下，我找到错误的原因，终于得出正确的结论。通过这次试验，我学会了如何判断样本差异是否达到显著性水平或极显著水平。

课程名称： 生物统计学实验 任课教师： 何余堂 实验室名称： 计算机室 房间号： 理工Ⅱ--205 实验时间： 2012-6-14

一、实验目的

1、熟悉Excel 中进行回归分析与相关性分析的基本命令与操作； 2、会用Excel 进行一元和多重线性回归分析、相关性分析。 二、实验原理

直线回归是用直线回归方程表示两个数量变量间依存关系的统计分析方法，属双变量分析的范畴。

1、直线回归方程的求法 （1）回归方程的概念

直线回归方程的一般形式是Y=a+bX，其中X 为自变量，一般为资料中能精确测定和控制的量，Y 为应变量，指在X 规定范围内随机变化的量。a 为截距，是回归直线与纵轴的交点，b 为斜率，意为X 每改变一个单位时, Y的变化量。

(2) 直线回归方程的求法

确定直线回归方程利用的是最小二乘法原理，基本步骤为：

1）先求b ，基本公式为b=lxy /lxx =SSxy /SSxx ,其中l xy 为X ，Y 的离均差积和，l xx 为X 的离均差平方和；

2）再求a ，根据回归方程 a 等于Y 的均值减去X 均值与b 乘积的差值。 (3)回归方程的图示

根据回归方程，在坐标轴上任意取相距较远的两点，连接上述两点就可得到回归方程的图示。应注意的是，连出的回归直线不应超过X 的实测值范围。

2、回归关系的检验

回归关系的检验又称回归方程的检验，其目的是检验求得的回归方程在总体中是否成立，即是否样本代表的总体也有直线回归关系。方法有以下两种：

（1）方差分析

其基本思想是将总变异分解为SS 回归和SS 剩余，然后利用F 检验来判断回归方程是否成立。

课程名称： 生物统计学实验 任课教师： 何余堂 实验室名称： 计算机室 房间号： 理工Ⅱ--205 实验时间： 2012-6-14

一、实验目的

1、熟悉Excel 中进行方差分析的基本命令与操作；

2、会用Excel 进行单因素、有(无) 交互作用的双因素试验的方差 分析；

3、熟练使用Excel 就正交试验结果进行方差分析。 二、实验原理

方差分析是用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状，造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。方差分析的基本思想是：通过分析研究不同来源的变异对总变异的贡献大小，从而确定可控因素对研究结果影响力的大小。

方差分析的基本原理是认为不同处理组的均数间的差别基本来源有两个：

(1) 随机误差，如测量误差造成的差异或个体间的差异，称为组内差异，用变量在各组的均值与该组内变量值之偏差平方和的总和表示，记作SS w ，组内自由度df w 。

(2) 实验条件，实验条件，即不同的处理造成的差异，称为组间差异。用变量在各组的均值与总均值之偏差平方和表示，记作SS b ，组间自由度df b 。

总偏差平方和 SS t = SSb + SSw 。

组内SS t 、组间SS w 除以各自的自由度(组内df w =n-m，组间df b =m-1，其中n 为样本总数，m 为组数) ，得到其均方MS w 和MS b ，一种情况是处理没有作用，即各组样本均来自同一总体，MS b /MSw ≈1。

另一种情况是处理确实有作用，组间均方是由于误差与不同处理共同导致的结果，即各样本来自不同总体。那么，MS b >>MSw (远远大于) 。

MS b /MSw 比值构成F 分布。用F 值与其临界值比较，推断各样本是否来自相同的总体。

课程名称： 生物统计学实验 任课教师： 何余堂 实验室名称： 计算机室 房间号： 理工Ⅱ--205 实验时间： 2012-6-14

1、掌握试验设计中正交试验设计的基本方法与统计分析方法。

2、通过查阅文献中采用相应试验设计方法的一些学术科研资料，通 过具体的验证试验，掌握正交试验设计的具体设计方法、过程与 数据采集与统计分析的步骤。 二、实验原理

正交试验法是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最高生产工艺效果。正交表能够在因素变化范围内均衡抽样，使每次试验都具有较强的代表性，由于正交表具备均衡分散的特点，保证了全面实验的某些要求，这些试验往往能够较好或更好的达到实验的目的。 三、实验步骤

1、将试验数据输入到Excel 中L 9(34) 正交设计分析工具的试验结果中。 2、正交设计分析工具自动进行分析。

表5.1 L 9(34) 正交设计分析