1、实验设计与数据处理实验设计与数据处理Experiment Design and Data Processing0.0.绪绪 论论0 绪论绪论n0.1 科学研究的一般程序科学研究的一般程序n0.2 实验设计与数据处理的意义实验设计与数据处理的意义n0.3 课程性质课程性质n0.4 教学内容教学内容n0.5 教学目标教学目标n0.6 教材与参考书教材与参考书n0.7 常用软件常用软件0.1 科学研究的一般程序科学研究的一般程序现象现象问题问题假设假设实验实验分析分析理论理论检查检查实验实验统计统计分析分析修改修改假设假设结论结论0.2 实验设计与数据处理的意义实验设计与数据处理的意义0.2.1 实
2、验设计的目的实验设计的目的:n合理地安排实验，力求用较少的实验次数获得较好结果合理地安排实验，力求用较少的实验次数获得较好结果 例：某实验研究了例：某实验研究了3个影响因素：个影响因素：A：A1，A2，A3 B：B1，B2，B3 C：C1，C2，C3 全面试验：全面试验：27次次 正交试验：正交试验：9次次n为了严格控制实验干扰，尽量减少实验误差，在进行实为了严格控制实验干扰，尽量减少实验误差，在进行实验设计中必须严格遵循实验设计的验设计中必须严格遵循实验设计的3个基本原则个基本原则重重复、随机化、局部控制。复、随机化、局部控制。0.2.2 数据处理的目的数据处理的目的n通过误差分析，评判实验
3、数据的可靠性；通过误差分析，评判实验数据的可靠性；n确定影响实验结果的因素主次，抓住主要矛盾，提高实确定影响实验结果的因素主次，抓住主要矛盾，提高实验效率；验效率；n确定实验因素与实验结果之间存在的近似函数关系，并确定实验因素与实验结果之间存在的近似函数关系，并能对实验结果进行预测和优化；能对实验结果进行预测和优化；n实验因素对实验结果的影响规律，为控制实验提供思路；实验因素对实验结果的影响规律，为控制实验提供思路；n确定最优实验方案或配方。确定最优实验方案或配方。微藻加富培养实验微藻加富培养实验n在F2培养基的基础上，改变N、P、Si浓度，共设定15组不同成分的培养基（有部分重复，见下表），
4、将采集样品分装在三角瓶中，初始条件下每瓶培养基体积150ml，样品体积1.875ml，镜鉴初始浓度约为921cell/ml。从接种之日起，持续培养26天，每隔一天定时进行取样，用终浓度为5%的戊二醛固定，利用贝克曼FC500流式细胞仪进行细胞数量、前向散射角FS、侧向散射角SS、荧光强度FL1-FL5的测定。测量前使用10m荧光微球做参比，确保测定的可比性。每次测定取用样品1ml，测定前用100m筛绢过滤，防止流式细胞仪管路阻塞。0.3 课程性质课程性质n针对针对“海洋资源与环境海洋资源与环境”研究中的相关问题，如何研究中的相关问题，如何合理地设合理地设计实验方案与实验方法计实验方案与实验方法
5、，科学地分析实验数据科学地分析实验数据的一门的一门数理数理统计学的应用课程统计学的应用课程技能课技能课。0.4 教学内容教学内容n第一部分第一部分 数据处理数据处理 第第1章章 统计学基础知识统计学基础知识 第第2章章 方差分析方差分析 第第3章章 变量之间数量关系的统计分析变量之间数量关系的统计分析n第二部分第二部分 实验设计实验设计n第三部分第三部分 统计软件统计软件0.5 教学目标教学目标n掌握实验设计的基本原理与常用方法掌握实验设计的基本原理与常用方法n了解有关设计分析方法的原理与适用条件了解有关设计分析方法的原理与适用条件n能熟练地运用能熟练地运用Excel等软件进行实验设计与统计分
6、析等软件进行实验设计与统计分析n对分析结果作出正确的专业解释，实验结果能在论文中正对分析结果作出正确的专业解释，实验结果能在论文中正确表达确表达提升科学素养提升科学素养n建立一种思维方式：统计学的观念建立一种思维方式：统计学的观念n掌握一门技能：实验设计与统计分析技能掌握一门技能：实验设计与统计分析技能n培养一种能力：从充满变异的数据资料中发现科学规律的培养一种能力：从充满变异的数据资料中发现科学规律的能力能力0.6 教材与参考书教材与参考书n教材：教材：李云雁、胡传荣，李云雁、胡传荣，试验设计与数据处理，化学工业出版社试验设计与数据处理，化学工业出版社n参考书：参考书：方萍，方萍，试验设计与
7、统计分析，中国农业出版社试验设计与统计分析，中国农业出版社 陈希孺，概率论与数理统计，中国科技大学出版社陈希孺，概率论与数理统计，中国科技大学出版社 David Freedman等著，魏宗舒等译，等著，魏宗舒等译，统计学，中国统计出版社统计学，中国统计出版社 王岩、隋思涟，试验设计与王岩、隋思涟，试验设计与MATLAB数据分析，清华大学出版社数据分析，清华大学出版社 徐向宏、何明珠，试验设计与徐向宏、何明珠，试验设计与Design-Expert、SPSS应用，科学出版社应用，科学出版社0.7 常用软件常用软件nExcel/xlstatnSASnSPSSnSTATnRnMatlabnOrigin
8、nDPSnDesign-expert1.统计学基础知识1 统计学基础知识统计学基础知识n1.1 常用统计术语常用统计术语n1.2 描述统计描述统计n1.3 概率分布与抽样分布概率分布与抽样分布n1.4 统计假设检验统计假设检验1.1 常用统计术语常用统计术语n1.1.1总体与样本总体与样本n1.1.2变数与数据资料变数与数据资料n1.1.3误差与错误误差与错误n1.1.4准确性与精确性准确性与精确性1.1.1总体与样本总体与样本n总体（总体（Population）根据研究目的确定的同质研究对象的全体（集合）。是由具根据研究目的确定的同质研究对象的全体（集合）。是由具有某些共同特质的元素或个体所
9、组成的群体，是研究人员所有某些共同特质的元素或个体所组成的群体，是研究人员所要研究观察对象的全体集合。要研究观察对象的全体集合。e.g.1 调查评估调查评估河北省高校大学生河北省高校大学生身体素质身体素质e.g.2 考察考察河北省沿海典型化工企业河北省沿海典型化工企业污染物排放对海洋环境影响污染物排放对海洋环境影响总体容量：总体容量：总体所包含的个体数目（总体所包含的个体数目（N）nN无效大，就是无限总体无效大，就是无限总体nN有限大，就是有限总体有限大，就是有限总体总体特点：总体特点：n同质性（同质性（Common Characteristic）n变异性（变异性（Variation betw
10、een elecments）n大量性（大量性（In huge numbers）研究方法：研究方法：n全面普查（耗资巨大、破坏性）全面普查（耗资巨大、破坏性）n抽样调查（具有代表性）抽样调查（具有代表性）1.1.1总体与样本总体与样本n样本（样本（Sample）总体中抽取的一部分个体组成的集合，是总体的一部分。总体中抽取的一部分个体组成的集合，是总体的一部分。样本容量样本容量样本所包含的个体数目（样本所包含的个体数目（n）n大样本：大样本：n30n小样本：小样本：n数据分析数据分析-随机数发生器），从随机数发生器），从N（25，22）正态分布中随机抽取）正态分布中随机抽取n=8的样本的样本10个；个；（2）利用）利用Excel插入函数计算上述样本的平均数、标准差、方差和变异插入函数计算上述样本的平均数、标准差、方差和变异系数；系数；（3）利用）利用Excel“直方图直方图”分析工具，对上述抽取的共分析工具，对上述抽取的共80个数据，作次数个数据，作次数分布表和分布图；分布表和分布图；（4）利用）利用Excel“描述统计描述统计”工具，求上述工具，求上述10个样本的统计特征数，并制个样本的统计特征数，并制作包含样本平均数、标准差、标准误、级差、最小值和最大值的三线表作包含样本平均数、标准差、标准误、级差、最小值和最大值的三线表格。格。随机数发生器随机数发生器
