食品实验设计与数据分析第一章精品文稿.ppt

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1、食品实验设计与数据分析第一章第1页，本讲稿共15页 为了推动食品科学的发展，常常要进行科学研究为了推动食品科学的发展，常常要进行科学研究为了推动食品科学的发展，常常要进行科学研究为了推动食品科学的发展，常常要进行科学研究 。进。进。进。进行科学研究离不开调查或试验行科学研究离不开调查或试验行科学研究离不开调查或试验行科学研究离不开调查或试验 。进行调查或试验必须解决两个问题：进行调查或试验必须解决两个问题：进行调查或试验必须解决两个问题：进行调查或试验必须解决两个问题：（1 1）如何合理地进行调查或试验设计如何合理地进行调查或试验设计如何合理地进行调查或试验设计如何合理地进行调查或试验设计 ；

2、（2 2）如何科学地整理、分析所收集的具有变异的）如何科学地整理、分析所收集的具有变异的）如何科学地整理、分析所收集的具有变异的）如何科学地整理、分析所收集的具有变异的数据资料数据资料数据资料数据资料 ，揭示出隐藏在其内部的规律性。，揭示出隐藏在其内部的规律性。，揭示出隐藏在其内部的规律性。，揭示出隐藏在其内部的规律性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第2页，本讲稿共15页 食品试验设计与统计分析总体上讲属于生食品试验设计与统计分析总体上讲属于生物统计学（物统计学（Biometrics）范畴。）范畴。合理地进行调查或试验设计、科学地整理、合理地进行调查或试验设计、科学地整理

3、、分分 析析 所所 收收 集集 得来的资料是生物统计的根本得来的资料是生物统计的根本任务。任务。食品试验设计与统计分析是数理统计原理食品试验设计与统计分析是数理统计原理和方法在食品科学研究中的具体应用。它在食和方法在食品科学研究中的具体应用。它在食品科学研究中品科学研究中 的作用主要体现在两方面：的作用主要体现在两方面：下一张 主 页 退 出 上一张 第3页，本讲稿共15页 （1）提供试验或调查设计的方法）提供试验或调查设计的方法 试验设计有广义与狭义之分。试验设计有广义与狭义之分。试验设计有广义与狭义之分。试验设计有广义与狭义之分。广义的试验设计是指试验研究的课题设计，广义的试验设计是指试验

4、研究的课题设计，广义的试验设计是指试验研究的课题设计，广义的试验设计是指试验研究的课题设计，也就也就也就也就是指整个试验计划的拟定。主要包含课题名称、试验是指整个试验计划的拟定。主要包含课题名称、试验是指整个试验计划的拟定。主要包含课题名称、试验是指整个试验计划的拟定。主要包含课题名称、试验目的、研究依据、内容以及预期达到的效果，试验方目的、研究依据、内容以及预期达到的效果，试验方目的、研究依据、内容以及预期达到的效果，试验方目的、研究依据、内容以及预期达到的效果，试验方案，经济效益或社会效益的估计案，经济效益或社会效益的估计案，经济效益或社会效益的估计案，经济效益或社会效益的估计 ，已具备的

5、研究条，已具备的研究条，已具备的研究条，已具备的研究条件，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安件，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安件，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安件，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰写等等内容。排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰写等等内容。排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰写等等内容。排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰写等等内容。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第4页，本讲稿共15页 狭义的试验设计主要是指试验单位狭义的试验设计主要是指试验单位狭义的试验设计主要是指试验单位狭义的试验设

6、计主要是指试验单位 (试验单元试验单元试验单元试验单元 )的选的选的选的选取、重复数目的确定、试验单位的分组和试验处理的安取、重复数目的确定、试验单位的分组和试验处理的安取、重复数目的确定、试验单位的分组和试验处理的安取、重复数目的确定、试验单位的分组和试验处理的安排。排。排。排。通常讲的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试通常讲的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试通常讲的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试通常讲的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试验设计能控制和降低试验误差，提高试验的精确性，为统计验设计能控制和降低试验误差，提高试验的精确性，为统计验设计能控制和降低试验误差，提

7、高试验的精确性，为统计验设计能控制和降低试验误差，提高试验的精确性，为统计分析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提供必要的数分析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提供必要的数分析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提供必要的数分析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提供必要的数据。食品试验研究中常用的试验设计方法有完全随机设计、据。食品试验研究中常用的试验设计方法有完全随机设计、据。食品试验研究中常用的试验设计方法有完全随机设计、据。食品试验研究中常用的试验设计方法有完全随机设计、随机区组设计、正交设计、均匀设计、回归正交设计和混料随机区组设计、正交设计、均匀设计、回归正交设计和混料随机区

8、组设计、正交设计、均匀设计、回归正交设计和混料随机区组设计、正交设计、均匀设计、回归正交设计和混料设计等。设计等。设计等。设计等。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第5页，本讲稿共15页 调查设计也有广义与狭义之分：调查设计也有广义与狭义之分：广义的调查设计广义的调查设计 是是 指指 整个调查计划的制整个调查计划的制定定，包括调查研究的目的、对象与范围，调查，包括调查研究的目的、对象与范围，调查项目及调查表，抽样方法的选取，抽样单位、项目及调查表，抽样方法的选取，抽样单位、抽样数量的确定，数据处理方法，调查组织工抽样数量的确定，数据处理方法，调查组织工作，调查报告撰写与要求，

9、经费预算等内容。作，调查报告撰写与要求，经费预算等内容。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第6页，本讲稿共15页 狭义的调查设计狭义的调查设计 主要主要 包含抽样方法的选包含抽样方法的选取，抽样单位、抽样数目的确定等等。取，抽样单位、抽样数目的确定等等。通常讲通常讲的调查设计主要是指狭义的调查设计。合理的的调查设计主要是指狭义的调查设计。合理的调查设计能控制与降低抽样误差，提高调查的调查设计能控制与降低抽样误差，提高调查的精确性，为获得总体参数的可靠估计提供必要精确性，为获得总体参数的可靠估计提供必要的数据。的数据。试验或调查设计主要解决合理地收集必要试验或调查设计主要解决合

10、理地收集必要而有代表性资料的问题。而有代表性资料的问题。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第7页，本讲稿共15页 （2）提供整理、分析数据资料的方法提供整理、分析数据资料的方法 整理资料的基本方法是根据资料的特性将整理资料的基本方法是根据资料的特性将其整理成其整理成统计表统计表、绘制成、绘制成统计图统计图。通过统计通过统计表、图可以大致看到所得资料集中、离散的情表、图可以大致看到所得资料集中、离散的情况，并利用所收集得来的数据计算样本况，并利用所收集得来的数据计算样本统计量统计量，以表示该资料的数量特征、估计相应的总体参以表示该资料的数量特征、估计相应的总体参数。数。下一张下

11、一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第8页，本讲稿共15页 统计分析的主要内容有两方面：统计分析的主要内容有两方面：统计分析最重要的内容是统计分析最重要的内容是 差异显著性检验，差异显著性检验，即统计假设检验即统计假设检验。通过抽样调查或控制试验，获得的是具有变异的资料。那通过抽样调查或控制试验，获得的是具有变异的资料。那通过抽样调查或控制试验，获得的是具有变异的资料。那通过抽样调查或控制试验，获得的是具有变异的资料。那么产生变异的原因是什么？是由于处理间（例如不同原料、不同么产生变异的原因是什么？是由于处理间（例如不同原料、不同么产生变异的原因是什么？是由于处理间（例如不同原料、不同

12、么产生变异的原因是什么？是由于处理间（例如不同原料、不同工艺、不同配比间）的实质性差异所引起的，还是由于无法控制工艺、不同配比间）的实质性差异所引起的，还是由于无法控制工艺、不同配比间）的实质性差异所引起的，还是由于无法控制工艺、不同配比间）的实质性差异所引起的，还是由于无法控制的偶然因素所引起的？的偶然因素所引起的？的偶然因素所引起的？的偶然因素所引起的？显著性检验的目的就在于承认并尽量排除这些无法控制显著性检验的目的就在于承认并尽量排除这些无法控制显著性检验的目的就在于承认并尽量排除这些无法控制显著性检验的目的就在于承认并尽量排除这些无法控制的偶然因素的干扰，将处理间是否存在本质差异揭示出

13、来的偶然因素的干扰，将处理间是否存在本质差异揭示出来的偶然因素的干扰，将处理间是否存在本质差异揭示出来的偶然因素的干扰，将处理间是否存在本质差异揭示出来。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第9页，本讲稿共15页 t 检验检验主要用于检验两个处理平均数主要用于检验两个处理平均数差异是否显著；差异是否显著；方差分析方差分析主要用于检验多个处理平均主要用于检验多个处理平均数间差异是否显著（数间差异是否显著（F检验检验）；）；检验检验 主要用于由质量性状得来的主要用于由质量性状得来的次数资料的显著性检验等。次数资料的显著性检验等。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 显

14、著性检验的方法很多，常用的有：显著性检验的方法很多，常用的有：第10页，本讲稿共15页 统计分析的另一个重要内容是对变量（试统计分析的另一个重要内容是对变量（试验指标或性状）间的关系进行研究。研究它们验指标或性状）间的关系进行研究。研究它们之间的联系性质和程度，或者寻求它们之间的之间的联系性质和程度，或者寻求它们之间的联系形式，即进行联系形式，即进行相关分析与回归分析相关分析与回归分析。通过。通过对资料进行相关、回归分析，可以揭示出试验对资料进行相关、回归分析，可以揭示出试验指标或性状间的内在联系，为食品新产品的研指标或性状间的内在联系，为食品新产品的研制开发、产品质量的预测和控制提供理论依据

15、。制开发、产品质量的预测和控制提供理论依据。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第11页，本讲稿共15页 还有一类统计分析方法：还有一类统计分析方法：不考虑资料不考虑资料的分布类型的分布类型，也不事先也不事先 对有关对有关 总体参总体参数进行估计，这类统计分析方法叫数进行估计，这类统计分析方法叫非参数非参数检验法检验法。非参数检验法计算简便。当通常。非参数检验法计算简便。当通常的检验方法对某些试验或调查资料无能为的检验方法对某些试验或调查资料无能为力时，非参数检验法是比较好的统计方法。力时，非参数检验法是比较好的统计方法。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第1

16、2页，本讲稿共15页2 试验设计与统计学发展概况试验设计与统计学发展概况试验设计与统计学发展概况试验设计与统计学发展概况 古典记录统计学阶段古典记录统计学阶段古典记录统计学阶段古典记录统计学阶段 近代描述统计学阶段近代描述统计学阶段近代描述统计学阶段近代描述统计学阶段 现代推断统计学阶段现代推断统计学阶段现代推断统计学阶段现代推断统计学阶段为什么要试验？为什么要试验？为什么要试验？为什么要试验？实践是检验真理的唯一标准！实践是检验真理的唯一标准！实践是检验真理的唯一标准！实践是检验真理的唯一标准！第13页，本讲稿共15页本门课程的主要内容及框架结构本门课程的主要内容及框架结构本门课程的主要内容

17、及框架结构本门课程的主要内容及框架结构食食食食品品品品试试试试验验验验设设设设计计计计与与与与统统统统计计计计分分分分析析析析数理统计分析数理统计分析数理统计分析数理统计分析试验设计试验设计试验设计试验设计常用统计软件简介常用统计软件简介常用统计软件简介常用统计软件简介统计资料的整理与分析统计资料的整理与分析统计资料的整理与分析统计资料的整理与分析理论分布与抽样分布理论分布与抽样分布理论分布与抽样分布理论分布与抽样分布统计假设检验与参数估计统计假设检验与参数估计统计假设检验与参数估计统计假设检验与参数估计方差分析方差分析方差分析方差分析回归分析回归分析回归分析回归分析试验设计基础试验设计基础试验设计基础试验设计基础全面试验设计全面试验设计全面试验设计全面试验设计正交试验设计正交试验设计正交试验设计正交试验设计均匀试验设计均匀试验设计均匀试验设计均匀试验设计回归正交试验设计回归正交试验设计回归正交试验设计回归正交试验设计Excel、SAS、SPSS第14页，本讲稿共15页附表：统计中常用的希腊字母附表：统计中常用的希腊字母附表：统计中常用的希腊字母附表：统计中常用的希腊字母第15页，本讲稿共15页