试验设计与统计方法实验指导

试验设计与统计方法实验指导书2012.1实验一EXCEL基本操作（2学时）一、实验目的：1.初步了解并掌握Excel的基本操作方法和技能。2.熟悉Excel工作表的单元格结构、字符及公式的输入、替换、删除、插入等基本操作。3.数量掌握Excel中数学公式的输入、修改方法，以及“自动填充”功能的应用。4.掌握Windows的“窗口切换”技术。二、原理与步骤Excel的基本功能单位是单元格，单元格按行列方式在平面上顺序排列，故单元格的命名法则是“列号＋行号”，例如B5表示第B列第5号交叉处的单元格（下图）。输入文字与数字：通过鼠标单击，或ENTER键，或TAB键，或四个方位键（上、下、左、右），选定目标单元格，然后通过键盘输入中英文或数字等，最后按Rnter键。修改单元格内容：鼠标双击待编辑的单元格，即可进入编辑状态（其特征是光标闪烁），此时可进行插入、删除、局部替换等修改操作。有关键的功能分别是：退格键（BackSpace）每按一次，则向前删除一个字符；Delete键每按一次，则向后删除一个字符；直接按键盘则插入新字符。复制与粘贴单元格：选定一个或多个单元格，单击复制按钮，选定目标单元格，单击粘贴按钮即可。删除单元格内容：先通过鼠标单击，或Enter键，或方位键选定目标单元格中，然后按Delete键。若利用鼠标拖放操作选定连续单元格区域（特征为反色显示），然后按delete键，则一次操作就能删除多个单元格内容。替换单元格内容：先选定目标单元格，然后直接通过键盘输入新字符。注意Excel有两种基本状态：命令状态与编辑状态。在编辑状态（其特征是光标闪烁），许多按钮或菜单项失效（特征是颜色暗淡）。若要使用它们，必须先退出编辑状态，方法是用鼠标单击空白单元格。输入并编辑公式：一个单元格就相当于一个电子计算器，可以执行任何复杂计算，只需要输入公式即可。先选定目标单元格，然后按“=”键，再通过键盘输入公式内容如：“＝200＋3*5”，然后按ENTER键。公式的修改、删除、替换等操作与上述单元格的有关操作完全相同。自动填充功能的应用：1.计算S的值：公式为S＝3.141592654*r2，r分别为1，2，3，…，10。在B2单元格中输入“＝3.141592654*A2*A2”，击Enter键（如上图所示）。接着选定B2单元格右下角处小心移动，至鼠标形状变为实线小十字形（不是空心十字形），按下左按钮并向下拖动至B11处松开即可（见下图）。2.九九乘法表在B2单元格中输入公式：“＝B$1*$A2”，再自动填充至B10处，保持B2～B10在选定状态，再自动填空自J10处即可。重要说明：B2单元格中公式的前一项B$1之$1表示只有第1行数字参加计算；后一项$A2之$A表示只有第一列数字参加计算。“窗口切换”功能的应用：“在Excel中的一个窗口表示一个正在执行的任务”，Excel可以同时执行多项任务。用鼠标单击“新建”按钮，再单击“新建”按钮，然后打开“窗口”菜单，可看到“Book2”，“book3”等类似窗口名称，单击它们则进入对应的窗口，这样便可实现窗口切换，实行多任务操作。要求：各位同学逐项练习上述内容，直至理解并掌握为止。实验二、用Excel进行试验数据统计数的计算（2学时）一、实验目的：复习巩固平均数及变异数的概念、公式及计算方法；熟练掌握Excel数据分析模块中“描述统计”工具的使用方法及技能。二、需用的设备和软件：电子计算机、EXCEL2003版加载分析工具库要使用分析工具库中的分析工具，必须首先加载分析工具库。用鼠标单击“工具”观察是否有“数据分析”命令；若没有应予以加载，方法是：用鼠标单击“工具”菜单的“加载宏”命令；在屏幕上出现的相应的“加载宏”对话框的列表框中，选中“分析工具库复选框”；再按“加载宏对话框的”“确定”按钮。当分析工具库被加载后，“工具”菜单上会出现“数据分析”命令。三、实验内容3.1利用“统计函数”进行数据描述用于集中性测定的常用函数有：(1)均值函数（AVERAGE）(2)中位数函数（MEDIAN）(3)众数函数（MODE）(4)几何平均数函数（GEOMEAN）用于离中趋势测定的常用函数有：(1)总体方差函数（VARP）(2)样本方差函数(VAR)(3)总体标准差函数（STDEVP）(4)样本标准差函数(STDEV)3.2利用“统计分析”工具进行数据描述Excel描述统计工具计算与数据的集中趋势、离中趋势、偏度等有关的描述性统计指标。“描述统计”对话框如下图所示。四、操作步骤（1）进入EXCEL工作表→统计函数（集中性函数AVERAGE、MEDIAN、MODE、GEOMEAN；离散性函数VAR、STDEV）（2）在同一行连续输入各个变量的名称→在名称下方输入数据→打开“工具”菜单→击“数据分析…”选项→选择“描述统计”→击“确定”按钮→选定包括变量名称在内的数据区域（B1:C10）→选中“标志位于第一行”单选钮→选中“输出区域”复选钮→选定显示计算结果的单元格（A12）→选中“汇总统计”复选钮→击“确定”按钮。输出结果判读：“模式”＝众数；“区域”＝极差。五.作业下面是100个某玉米品种的千粒重（g）资料如下：342340348346343342346341344348346346340344342344345340344344343344342343345339350337345359344345332342342340350343347340344353340336348340356346345346340339342352342350348344350335340338345345349336342338343343341347341347344339347348343347346344345350341338343339339346342339343350341346341315344342求上表数据统计量：（1）算术平均数；（2）中位数；（3）众数；（4）方差；（5）标准差；（6）变异系数.实验三利用Excel数据分析工具进行假设检验（3学时）一、目的要求：了解显著性测验的意义和基本原理，掌握利用Excel进行统计假设检验和参数区间估计的方法。二、原理与步骤：1.成组数据测验(非配对设计两个样本平均数的假设检验）：2121xxSxxt，21xxS=)11()1()1()()(2121222211nnnnxxxx，如果大于t值的概率值（P）小于α，则在α水平上推断，两处理之间有显著差异，否则推断彼此无显著差异。2．成对数据测验（配对设计两个样本平均数的假设检验）：21xxd，dSdt，df＝n－1)1(/)()1(222nnnddnnddnSSdd，若P（大于t值）小于α，则在α水平上，两处理间差异显著，否则不显著。3.区间估计：成组：置信度＝1－α，221nndf；212121xxStxxLL）（，tα为查表值成对：置信度＝1－α，1ndfdStdLL21，tα为查表值三、实验内容利用数据分析工具进行假设测验和区间估计如果已加载了分析工具，就可以使用它进行数据分析了。一般的使用方法为：（1）用鼠标单击“工具”菜单的“数据分析”命令，随之在屏幕上出现“数据分析”对话框。（2）用鼠标单击“分析工具”列表框中的某个所需的分析工具，然后，单击对话框的“确定”按钮，这时在屏幕上会出现该分析工具的对话框。（3）在对话框中输入所需的数据或设置所需的选项。数据的输入一般采用拖曳鼠标选定相应的单元格区域来实现。（4）用鼠标单击对话框的“确定”按钮，即可获得需要的数据分析结果。应注意的是，当对需要输入的数据和设置选项的意义不清楚时，可用鼠标单击对话框的“帮助”按钮，以获得所需的帮助信息。以两个样本（处理）平均数的差异显著性测验为例，根据样本容量n是否大于30，分别采用Z-检验（即u-测验）或t-检验（即t-测验）等分析工具进行统计分析。[实例1]为研究种植密度对小麦产量的效应，调查每公顷450万苗和每公顷525万苗的麦田各5块，每块麦田测产面积600㎡，两种密度的产量结果见下表。试检验两种密度的产量差异是否显著。两种种植密度的产量(㎏/600㎡)450万苗/hm2525万苗/hm2400450420440435445460445425420由于本例中两个样本的容量均为5，为小样本，故可利用“t-检验：双样本等方差假设”工具作统计分析。需进行如下操作：首先将原始数据输入Excel工作表，然后单击“工具”出现下拉菜单，点击“数据分析”，选择“t-检验：双样本等方差假设”，最后点击“确定”，出现对话框后，进行下列操作：在输入区域的变量1的区域（1）：引用A1至A6单元格区域，显示$A$1:$A$6；在输入区域的变量2的区域（2）：引用B1至B6单元格区域，显示$B$1:$B$6；在假设平均差中输入0（表示无效假设：两样本所属总体平均数相等）；选中标志复选框；在编辑框中，填入0.05（表示显著水平为0.05，也可以用其它值）；在输出选项的输出区域选定单元格D1，即显示$D$1；最后按对话框的“确定”按钮，就得到在单元格D1为左上角的区域，输出结果；t-检验:双样本等方差假设每公顷450万苗每公顷525万苗平均428440方差482.5137.5观测值55合并方差310假设平均差0df8tStat-1.077631812P(T=t)单尾0.156308448t单尾临界1.85954832P(T=t)双尾0.312616897t双尾临界2.306005626表中：df为t分布自由度8；Stat为t值-1.077631812；t双尾临界表示显著水平为0.05时两尾检验的临界t0.05（8）值等于2.306005626。由于本例的t值的绝对值=1.077631812t0.05（8）=2.306005626，因此推断两种密度的产量差异不显著。[实例2]成对资料平均数的假设检验为研究电渗处理对草莓果实中钙离子含量的影响，选用10个草莓品种来进行电渗处理与对照的对比试验，结果见下表。问电渗处理对草莓钙离子含量是否有影响？电渗处理草莓果实钙离子含量项目12345678910电渗处理x1(mg)22.2323.4223.2521.3824.4522.4224.3721.7519.8222.56对照x2(mg)18.0420.3219.6416.3821.3720.4318.4520.0417.3818.42差数d＝(x1－x2)4.193.103.615.003.081.995.921.712.444.14成对资料平均数的假设检验对应配对试验数据的处理。把两个样本分别输入到变量1与变量2的区域中；假设平均差输入0；显著水平选为0.01；选择合适的输出区域；点击确定完成。Excel平均数的成对二样本分析检验成对二样本分析检验结果四、作业1.某水稻品种两种插秧期的每穗结实粒数调查结果如下表，试检验两种插秧期的每穗结实粒数差异是否显著？6月4日插秧6月19日插秧318471384646544488248162453146513424444832335365494357623937692153443763537454412032313362254023253831536142624587597247303546536269493841545847406060426666652970546242287888585332344436475649243671382.玉米喷施多效唑试验，设置“喷”与“不喷”两个处理。测得喷施多效唑的9个小区的产量（㎏/600㎡）：365、340、395、348、380、375、385、355、360；测得未喷施多效唑的8个小区的产量（㎏/600㎡）：314、345、363、305、331、350、325、315。试检验玉米喷施多效唑对产量是否有显著影响？实验四利用Excel数据分析工具进行方差分析（3学时）一、实