生物統(tǒng)計(jì)附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的課件

第一章緒論

第一節(jié)生物統(tǒng)計(jì)在畜禽、水產(chǎn)科學(xué)研究中的作用

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第一章緒論第一節(jié)生物統(tǒng)計(jì)在畜禽、水產(chǎn)科學(xué)研1為了推動(dòng)畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，常常要進(jìn)行科學(xué)研究。進(jìn)行科學(xué)研究離不開(kāi)調(diào)查或試驗(yàn)。進(jìn)行調(diào)查或試驗(yàn)必須解決二個(gè)問(wèn)題：

如何合理地進(jìn)行調(diào)查或試驗(yàn)設(shè)計(jì)；如何科學(xué)地整理、分析所收集得來(lái)的具有變異的資料，揭示出隱藏在其內(nèi)部的規(guī)律性。下一張

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為了推動(dòng)畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，常常要進(jìn)行科2合理地進(jìn)行調(diào)查或試驗(yàn)設(shè)計(jì)、科學(xué)地整理、分析所收集得來(lái)的資料是生物統(tǒng)計(jì)（Biometrics）的根本任務(wù)。

生物統(tǒng)計(jì)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法在生物科學(xué)研究中的應(yīng)用，是一門(mén)應(yīng)用數(shù)學(xué)。它在畜禽、水產(chǎn)科學(xué)研究中具有十分重要的作用。

一、提供試驗(yàn)或調(diào)查設(shè)計(jì)的方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì)這一概念有廣義與狹義之分：下一張

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合理地進(jìn)行調(diào)查或試驗(yàn)設(shè)計(jì)、科學(xué)地整理3

廣義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)是指試驗(yàn)研究課題設(shè)計(jì)，也就是指整個(gè)試驗(yàn)計(jì)劃的擬定，包含課題名稱、試驗(yàn)?zāi)康模芯恳罁?jù)、內(nèi)容及預(yù)期達(dá)到的效果，試驗(yàn)方案，供試單位的選取、重復(fù)數(shù)的確定、試驗(yàn)單位的分組，試驗(yàn)的記錄項(xiàng)目和要求，試驗(yàn)結(jié)果的分析方法，經(jīng)濟(jì)效益或社會(huì)效益的估計(jì),已具備的條件,需要購(gòu)置的儀器設(shè)備，參加研究人員的分工，試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)、進(jìn)度安排和經(jīng)費(fèi)預(yù)算，成果鑒定，學(xué)術(shù)論文撰寫(xiě)等內(nèi)容。下一張

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廣義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)是指試驗(yàn)研究課題設(shè)計(jì)，也就是4

狹義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要是指試驗(yàn)單位(如動(dòng)物試驗(yàn)的畜、禽)的選取、重復(fù)數(shù)目的確定及試驗(yàn)單位的分組。生物統(tǒng)計(jì)中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要指狹義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)能控制和降低試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)的精確性，為統(tǒng)計(jì)分析獲得試驗(yàn)處理效應(yīng)和試驗(yàn)誤差的無(wú)偏估計(jì)提供必要的數(shù)據(jù)。下一張

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狹義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要是指試驗(yàn)單位(如動(dòng)物試驗(yàn)5調(diào)查設(shè)計(jì)這一概念也有廣義與狹義之分：

廣義的調(diào)查設(shè)計(jì)是指整個(gè)調(diào)查計(jì)劃的制定，包括調(diào)查研究的目的、對(duì)象與范圍，調(diào)查項(xiàng)目及調(diào)查表，抽樣方法的選取，抽樣單位、抽樣數(shù)量的確定，數(shù)據(jù)處理方法，調(diào)查組織工作，調(diào)查報(bào)告撰寫(xiě)與要求，經(jīng)費(fèi)預(yù)算等內(nèi)容。下一張

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調(diào)查設(shè)計(jì)這一概念也有廣義與狹義之分：下一張6

狹義的調(diào)查設(shè)計(jì)主要包含抽樣方法的選取，抽樣單位、抽樣數(shù)目的確定等內(nèi)容。生物統(tǒng)計(jì)中的調(diào)查設(shè)計(jì)主要指狹義的調(diào)查設(shè)計(jì)。合理的調(diào)查設(shè)計(jì)能控制與降低抽樣誤差，提高調(diào)查的精確性，為獲得總體參數(shù)的可靠估計(jì)提供必要的數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)或調(diào)查設(shè)計(jì)主要解決合理地收集必要而有代表性資料的問(wèn)題。下一張

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狹義的調(diào)查設(shè)計(jì)主要包含抽樣方法的選取，7

二、提供整理、分析資料的方法整理資料的基本方法是根據(jù)資料的特性將其整理成統(tǒng)計(jì)表、繪制成統(tǒng)計(jì)圖。通過(guò)統(tǒng)計(jì)表、圖可以大致看到所得資料集中、離散的情況。并利用所收集得來(lái)的數(shù)據(jù)計(jì)算出幾個(gè)統(tǒng)計(jì)量，以表示該資料的數(shù)量特征、估計(jì)相應(yīng)的總體參數(shù)。下一張

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二、提供整理、分析資料的方法下一張主頁(yè)退8統(tǒng)計(jì)分析最重要的內(nèi)容是差異顯著性檢驗(yàn)。通過(guò)抽樣調(diào)查或控制試驗(yàn)，獲得的是具有變異的資料。產(chǎn)生變異的原因是什么？是由于進(jìn)行比較的處理間，例如不同品種、不同飼料配方間有實(shí)質(zhì)性的差異或是由于無(wú)法控制的偶然因素所引起？顯著性檢驗(yàn)的目的就在于承認(rèn)并盡量排除這些無(wú)法控制的偶然因素的干擾，將處理間是否存在本質(zhì)差異揭示出來(lái)。顯著性檢驗(yàn)的方法很多，常用的有：下一張

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統(tǒng)計(jì)分析最重要的內(nèi)容是差異顯著性檢驗(yàn)。9

t檢驗(yàn)——主要用于檢驗(yàn)兩個(gè)處理平均數(shù)差異是否顯著；

方差分析——主要用于檢驗(yàn)多個(gè)處理平均數(shù)間差異是否顯著；

檢驗(yàn)——主要用于由質(zhì)量性狀得來(lái)的次數(shù)資料的顯著性檢驗(yàn)等。下一張

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t檢驗(yàn)——主要用于檢驗(yàn)兩個(gè)處理平均數(shù)差異10統(tǒng)計(jì)分析的另一個(gè)重要內(nèi)容是對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)或畜禽性狀間的關(guān)系進(jìn)行研究，或者研究它們之間的聯(lián)系性質(zhì)和程度，或者尋求它們之間的聯(lián)系形式，即進(jìn)行相關(guān)分析與回歸分析。通過(guò)對(duì)資料進(jìn)行相關(guān)、回歸分析，可以揭示出試驗(yàn)指標(biāo)或性狀間的內(nèi)在聯(lián)系，為畜禽、水產(chǎn)新品種選育等提供強(qiáng)有力的依據(jù)。下一張

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統(tǒng)計(jì)分析的另一個(gè)重要內(nèi)容是對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)或畜禽11還有一類統(tǒng)計(jì)分析方法不考慮資料的分布類型，也不事先對(duì)有關(guān)總體參數(shù)進(jìn)行估算，這類統(tǒng)計(jì)分析方法叫非參數(shù)檢驗(yàn)法。非參數(shù)檢驗(yàn)法計(jì)算簡(jiǎn)便。當(dāng)通常的檢驗(yàn)方法對(duì)畜禽、水產(chǎn)科研中的某些資料無(wú)能為力時(shí)，非參數(shù)檢驗(yàn)法則正好發(fā)揮作用。下一張

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還有一類統(tǒng)計(jì)分析方法不考慮資料的分布類型12第二節(jié)生物統(tǒng)計(jì)的常用術(shù)語(yǔ)

一、總體與樣本根據(jù)研究目的確定的研究對(duì)象的全體稱為總體(population)；總體中的一個(gè)研究單位稱為個(gè)體

(individual)；總體的一部分稱為樣本(sample)；含有有限個(gè)個(gè)體的總體稱為有限總體；包含有無(wú)限多個(gè)個(gè)體的總體叫無(wú)限總體；下一張

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第二節(jié)生物統(tǒng)計(jì)的常用術(shù)語(yǔ)一、總體與樣本下一張主13在實(shí)際研究中還有一類假想總體。例如進(jìn)行幾種飼料的飼養(yǎng)試驗(yàn)，實(shí)際上并不存在用這幾種飼料進(jìn)行飼養(yǎng)的總體，只是假設(shè)有這樣的總體存在，把所進(jìn)行的試驗(yàn)看成是假想總體的一個(gè)樣本；樣本中所包含的個(gè)體數(shù)目叫樣本容量或大小(samplesize)，樣本容量常記為n。通常把n≤30的樣本叫小樣本，n>30的樣本叫大樣本。研究的目的是要了解總體，然而能觀測(cè)到的卻是樣本，通過(guò)樣本來(lái)推斷總體是統(tǒng)計(jì)分析的基本特點(diǎn)。下一張

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在實(shí)際研究中還有一類假想總體。例如進(jìn)行幾種飼14為了能可靠地從樣本來(lái)推總體，要求樣本具有一定的含量和代表性。只有從總體隨機(jī)抽取的樣本才具有代表性。所謂隨機(jī)抽取(randomsampling)的樣本是指總體中的每一個(gè)個(gè)體都有同等的機(jī)會(huì)被抽取組成樣本。樣本畢竟只是總體的一部分，盡管樣本具有一定的含量也具有代表性，通過(guò)樣本來(lái)推斷總體也不可能是百分之百的正確。有很大的可靠性但有一定的錯(cuò)誤率這是統(tǒng)計(jì)分析的又一特點(diǎn)。下一張

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為了能可靠地從樣本來(lái)推總體，要求樣本具有一定15

二、參數(shù)與統(tǒng)計(jì)量為了表示總體和樣本的數(shù)量特征，需要計(jì)算出幾個(gè)特征數(shù)。由總體計(jì)算的特征數(shù)叫參數(shù)(parameter)；由樣本計(jì)算的特征數(shù)叫統(tǒng)計(jì)量(staistic)。常用希臘字母表示參數(shù)，例如用μ表示總體平均數(shù)，用σ表示總體標(biāo)準(zhǔn)差；常用拉丁字母表示統(tǒng)計(jì)量，例如用表示樣本平均數(shù)，用S表示樣本標(biāo)準(zhǔn)差。下一張

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二、參數(shù)與統(tǒng)計(jì)量下一張主頁(yè)退出上一張16

總體參數(shù)由相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)量來(lái)估計(jì)，例如用估計(jì)μ，用S估計(jì)σ等。

三、準(zhǔn)確性與精確性

準(zhǔn)確性(accuracy)也叫準(zhǔn)確度，指在調(diào)查或試驗(yàn)中某一試驗(yàn)指標(biāo)或性狀的觀測(cè)值與其真值接近的程度。設(shè)某一試驗(yàn)指標(biāo)或性狀的真值為μ，觀測(cè)值為x，若x與μ相差的絕對(duì)值|x－μ|小，則觀測(cè)值x的準(zhǔn)確性高；反之則低。下一張

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總體參數(shù)由相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)量來(lái)估計(jì)，例如用17精確性(precision)也叫精確度，指調(diào)查或試驗(yàn)中同一試驗(yàn)指標(biāo)或性狀的重復(fù)觀測(cè)值彼此接近的程度。若觀測(cè)值彼此接近，即任意二個(gè)觀測(cè)值xi、xj相差的絕對(duì)值|xi－xj|小，則觀測(cè)值精確性高；反之則低。準(zhǔn)確性、精確性的意義見(jiàn)圖1-1。調(diào)查或試驗(yàn)的準(zhǔn)確性、精確性合稱為正確性。下一張

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精確性(precision)也叫精確度，指調(diào)18在調(diào)查或試驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格按照調(diào)查或試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行，準(zhǔn)確地進(jìn)行觀測(cè)記載，力求避免人為差錯(cuò)，特別要注意試驗(yàn)條件的一致性，即除所研究的各個(gè)處理外，供試畜禽的初始條件如品種、性別、年齡、健康狀況、飼養(yǎng)條件、管理措施等應(yīng)盡量控制一致，并通過(guò)合理的調(diào)查或試驗(yàn)設(shè)計(jì)努力提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和精確性。

由于真值μ常常不知道，所以準(zhǔn)確性不易度量，但利用統(tǒng)計(jì)方法可度量精確性。下一張

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在調(diào)查或試驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格按照調(diào)查或試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行，19

四、隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差(randomerror)與系統(tǒng)誤差(systematicerror)

隨機(jī)誤差也叫抽樣誤差(samplingerror)，這是由于許多無(wú)法控制的內(nèi)在和外在的偶然因素所造成。隨機(jī)誤差帶有偶然性質(zhì)，在試驗(yàn)中，即使十分小心也難以消除。隨機(jī)誤差影響試驗(yàn)的精確性。下一張

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四、隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差下一張主頁(yè)退出上20