数据处理和检验.ppt

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1、数据处理和检验 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望n学术论文一般包括以下部分学术论文一般包括以下部分:n题名题名引言引言n前置前置作者信息作者信息主体主体正文正文n部分部分摘要摘要部分部分结论结论n致谢致谢n关键词关键词参考文献参考文献n作者简介作者简介科研论文写作的结构科研论文写作的结构 科技论文的主体结构科技论文的主体结构n主体结构：主体结构：引言引言（你要作什么？做了什么？为什么做（你要作什么？做了什么？为什么做？）？）材料与方法材料与方法（你怎

2、样做的）（你怎样做的）结果结果（你发现了什么？）（你发现了什么？）讨论讨论（你对所获结果的解释）（你对所获结果的解释）结论结论（由结果得出的结论）（由结果得出的结论）建议建议（你的建议）（你的建议）致谢致谢（谁帮助了你）（谁帮助了你）参考文献参考文献参考文献参考文献n参考文献要求参考文献要求亲自阅读过，与论文关系密切，有启示或帮亲自阅读过，与论文关系密切，有启示或帮助助最新文献最新文献已公开发表，或待发表已公开发表，或待发表以原文、原著为主，未找到原文者，可引用以原文、原著为主，未找到原文者，可引用被公开发行的文摘期刊录用的文献被公开发行的文摘期刊录用的文献一般论文引用一般论文引用的参考文献数

3、为的参考文献数为1015条，条，综述综述应超过应超过20条条两种标注法两种标注法1.顺序编码制：顺序编码制：按论文正文部分引用文献出现的先后顺按论文正文部分引用文献出现的先后顺序连续编码，将序号置于方括号中。例如：序连续编码，将序号置于方括号中。例如：关于青海家畜的红细胞钾型，张才钧等曾对绵羊关于青海家畜的红细胞钾型，张才钧等曾对绵羊1,2、山羊山羊3做过研究。做过研究。2.“著者出版年著者出版年”制：制：论文正文部分引用的文献在引论文正文部分引用的文献在引文后标注文后标注“著者著者”和发表和发表“年份年份”，并用圆括号括起。，并用圆括号括起。引用多个著者的文献时，只需标注第一著者的姓，其引用

4、多个著者的文献时，只需标注第一著者的姓，其后加后加“等等”字。字。例如：例如：最大规模的实验是在三个托儿所中进行的；观最大规模的实验是在三个托儿所中进行的；观察了在膳食中分别补充鱼肝油（李明星察了在膳食中分别补充鱼肝油（李明星,1941）和有）和有紫外线照射过的麦角固醇（紫外线照射过的麦角固醇（schoutetal.,1942）对）对于龋齿发生的影响。于龋齿发生的影响。参考文献格式参考文献格式参考文献的格式参考文献的格式（GB771487文后参考文献著文后参考文献著录规则）录规则）连连续续出出版版物物：序序号号作作者者题题名名刊刊名名，出出版版年年份份，卷卷号号（期期号号）：引引文文所所在在的

5、的起起始始或或起起止止页码页码J专专著著：序序号号作作者者书书名名版版本本（第第1版版不不标标注注）出出版版地地：出出版版者者，出出版版年年引引文文所所在在的的起始或起止页码起始或起止页码M论论文文集集：序序号号作作者者题题名名见见（英英文文用用In）：主主编编论论文文集集名名出出版版地地：出出版版者者，出出版版年年引文所在起始或起止页码引文所在起始或起止页码C学位论文：学位论文：序号作者题名：博士或硕士学位论文保存地点：保存单位，年份序号作者题名：博士或硕士学位论文保存地点：保存单位，年份D专利：专利：序号专利申请者题名专利国别，专利文献种类，专利号出版日期序号专利申请者题名专利国别，专利文

6、献种类，专利号出版日期P技技术术标标准准：序序号号起起草草责责任任者者标标准准代代号号标标准准顺顺序序号号一一发发布布年年标标准准名名称称出出版版地地：出出版版者者，出版年出版年S会议文献、科技报告的著录项目与著录格式均可按专著著录会议文献、科技报告的著录项目与著录格式均可按专著著录导入新课导入新课 科科研研的的前前期期准准备备工工作作结结束束后后，收收集集了了一一些些有有用用的的实实验验或或调调查查数数据据，这这些些数数据据哪哪些些是是可可靠靠的的？哪哪些些是是可可疑疑的的？数数据据怎怎样样进进行行分分析析处处理理？怎怎样样进进行行统统计计检检验验？这这些些是是制制作作图图表表的依据，是写论

7、文之前必须完成的。的依据，是写论文之前必须完成的。那么，有哪些方面的内容呢？那么，有哪些方面的内容呢？第五章第五章数据处理和检验数据处理和检验n一、有效数字一、有效数字n二、平均数和标准偏差二、平均数和标准偏差n三、可疑值的舍去三、可疑值的舍去n四、常用检验方法四、常用检验方法n1.t检验检验n2.方差检验方差检验一、有效数字一、有效数字n在科学实验中，为了得到准确的测量结果，不仅在科学实验中，为了得到准确的测量结果，不仅要准确地测定各种数据，而是还要正确地记录和要准确地测定各种数据，而是还要正确地记录和计算。所以，记录实验数据和计算结果应保留几计算。所以，记录实验数据和计算结果应保留几位数字

8、是一件很重要的事，不能随便增加或减少位数字是一件很重要的事，不能随便增加或减少位数。例如用重量法测定硅酸盐中的位数。例如用重量法测定硅酸盐中的SiO2时，若时，若称取试样重为称取试样重为0.4538克，经过一系列处理后，灼克，经过一系列处理后，灼烧得到烧得到SiO2沉淀重沉淀重0.1374克，则其百分含量为：克，则其百分含量为：nSiO2%=(0.1374/0.4538)100%30.277655354%上上述述分分析析结结果果共共有有11位位数数字字，从从运运算算来来讲讲，并并无无错错误误，但但实实际际上上用用这这样样多多位位数数的的数数字字来来表表示示上上述述分分析析结结果果是是错错误误的

9、的，它它没没有有反反映映客客观观事事实实，因因为为所所用用的的分分析析方方法法和和测测量量仪仪器器不不可可能能准准确确到到这这种种程程度度。那那么么在在分分析析实实验验中中记记录录和和计计算算时时，究究竟竟要要准准确确到到什什么么程程度度，才才符符合合客客观观事事实实呢呢？这就必须了解？这就必须了解“有效数字有效数字”的意义。的意义。有效数字的意义及位数有效数字的意义及位数n有效数字是指在分析工作中实际上能测有效数字是指在分析工作中实际上能测量到的数字。记录数据和计算结果时究量到的数字。记录数据和计算结果时究竟应该保留几位数字，须根据测定方法竟应该保留几位数字，须根据测定方法和使用仪器的准确程

10、度来决定。在记录和使用仪器的准确程度来决定。在记录数据和计算结果时，所保留的有效数字数据和计算结果时，所保留的有效数字中，只有最后一位是可疑的数字或者不中，只有最后一位是可疑的数字或者不定数字。定数字。例如例如：坩埚重坩埚重18.5734克克六位有效数字六位有效数字标准溶液体积标准溶液体积24.41毫升毫升四位有效数字四位有效数字由于万分之一的分析天平能称准至由于万分之一的分析天平能称准至0.0001克，克，滴定管的读数能读准至滴定管的读数能读准至0.01毫升，故上述坩埚毫升，故上述坩埚重应是重应是18.57340.0001克，标准溶液的体积应克，标准溶液的体积应是是24.410.01毫升，因

11、此这些数值的最后一位都毫升，因此这些数值的最后一位都是可疑的，这一位数字称为是可疑的，这一位数字称为“不定数字不定数字”。在分。在分析工作中应当使测定的数值，只有最后一位是可析工作中应当使测定的数值，只有最后一位是可疑的。疑的。例如例如:1.0005 五位有效数字五位有效数字 0.5000；31.05%；6.023102 四位有效数字四位有效数字 0.0540；1.8610-5 三位有效数字三位有效数字 0.0054；0.40%两位有效数字两位有效数字 0.5；0.002%一位有效数字一位有效数字 在在1.0005克克中中的的三三个个“0”，0.5000克克中中的的后后三三个个“0”，都都是是

12、有有效效数数字字；在在0.0054克克中中的的“0”只只起起定定位位作作用用，不不是是有有效效数数；在在0.0540克克中中，前前面面的的“0”起起定定位位作作用用，最最后后一一位位“0”是是有有效效数数字字。同样，这些数值的最后一位数字，都是不定数字。同样，这些数值的最后一位数字，都是不定数字。数字修约规则数字修约规则“四舍六入五留双四舍六入五留双”n具体的做法是，当尾数具体的做法是，当尾数4时将其舍去；时将其舍去；尾数尾数6时就进一位；如果尾数为时就进一位；如果尾数为5而后而后面的数为面的数为0时则看前方：前方为奇数就进时则看前方：前方为奇数就进位，前方为偶数则舍去；当位，前方为偶数则舍去

13、；当“5”后面还后面还有不是有不是0的任何数时，都须向前进一位，的任何数时，都须向前进一位，无论前方是奇还是偶数。无论前方是奇还是偶数。“0”则以偶数则以偶数论。论。有效数字修约举例有效数字修约举例n0.536640.53660.583460.5835n18.0650118.07n10.275010.28n16.405016.40有效数字的运算规则有效数字的运算规则n(一一)加减法加减法n当几个数据相加或相减时、它们的和或差当几个数据相加或相减时、它们的和或差的有效数字的保留，应以的有效数字的保留，应以小数点后位效最少，小数点后位效最少，即绝对误差最大即绝对误差最大的的数据为依据。例如的的数据

14、为依据。例如0.0121、25.64及及1.05782三数相加，若各三数相加，若各数最后一位为可疑数字，则数最后一位为可疑数字，则25.64中的中的4已是已是可疑数字。因此，三数相加后，第二位小数已可疑数字。因此，三数相加后，第二位小数已属可疑，其余两个数据可按规则进行修约、整属可疑，其余两个数据可按规则进行修约、整理到只保留到小数后理到只保留到小数后2位。位。n0.0121+25.64+1.05782=0.01+25.64+1.06=26.71n0.0121+25.64+1.05782=0.012+25.64+1.057（多保留一位，安全数字）（多保留一位，安全数字）=26.709=26.7

15、1 (二二)乘除法乘除法 几几个个数数据据相相乘乘除除时时，积积或或商商的的有有效效数数字字的的保保留留，应应以以其其中中相相对对误误差差最最大大的的那那个个数数，即即有有效效数数字字位位数数最少最少的那个数为依据。的那个数为依据。例如求例如求0.0121、25.64和和1.05782三数相乘之积。三数相乘之积。第第一一个个数数是是三三位位有有效效数数字字，其其相相对对误误差差最最大大，以以此此数数据据为为依依据据，确确定定其其他他数数据据的的位位数数，即即按按规规则则将各数都保留三位有效数字然后相乘：将各数都保留三位有效数字然后相乘：0.012125.61.06=0.328若是多保留一位可疑

16、数字时，则若是多保留一位可疑数字时，则0.012125.641.058=0.3282然后再按然后再按“四舍六入五留双四舍六入五留双”规则，将规则，将0.3282，改写成，改写成0.328。有效数字的运算规则小结有效数字的运算规则小结 1根据分析仪器和分析方法的准确度正根据分析仪器和分析方法的准确度正确读出和记录测定值，且只保留一位可疑数确读出和记录测定值，且只保留一位可疑数字。字。2在计算结果之前，先根据运算方法确在计算结果之前，先根据运算方法确定欲保留的位数，然后按照数字修约规则对定欲保留的位数，然后按照数字修约规则对各测定值进行修约，先修约，后计算。各测定值进行修约，先修约，后计算。二、平

17、均数和标准偏差二、平均数和标准偏差n1.平均数平均数n2.标准偏差标准偏差 基本术语基本术语1.总总 体体 研究对象的全体，总体数目N。2.2.样本样本 自总体中随机抽出一部分样品，通过样品推断总体的性质。3.3.样本容量样本容量 样本中所含个体的数目，n 平均值平均值样本容量为样本容量为n，其平均值为：，其平均值为：偏差偏差n偏差偏差d=测定值测定值xi平均值平均值xn平均偏差平均偏差=（xi-x）n样本标准偏差样本标准偏差 nf=n-1，自由度自由度：n个测定数据个测定数据能相互独立比较的是能相互独立比较的是n-1个个。n引入n-1是为了校正以样本平均值代替总体平均值引起的误差。相对标准偏

18、差相对标准偏差n(relative standard deviation-RSD)n又称又称变异系数n(coefficient of variation-CV)例例1：重铬酸钾法测得中铁的百分含：重铬酸钾法测得中铁的百分含量为：量为：20.03%,20.04%,20.02%,20.05%和和20.06%。计算分析结果的。计算分析结果的平均值，标准偏差和相对标准偏差。平均值，标准偏差和相对标准偏差。举例举例n1.Excel（打开（打开excel表第五章）表第五章）n2.SPSS软件软件nSPSS结果与结果与excel计算的一样。计算的一样。三、常用的检验方法三、常用的检验方法n1.t-检验（检验

19、（T-tests）：与均值相联系，比）：与均值相联系，比较两个样本的均值差异性，要求服从正态分较两个样本的均值差异性，要求服从正态分布或者布或者t分布。分布。n2.单因素方差分析：（单因素方差分析：（One-wayanalysisofvariance）单因素方差检验，用于多个）单因素方差检验，用于多个样本均数的显著性检验。样本均数的显著性检验。t检验检验n由于研究中不可能把总体中所有的样本都进行测定，由于研究中不可能把总体中所有的样本都进行测定，比如总体有比如总体有1000个个体，我们可以选择个个体，我们可以选择50个组成个组成样本，测定样本的均值来反映总体的均值。但是由样本，测定样本的均值来

20、反映总体的均值。但是由于取样的问题，可能抽到一些数值较大或者较小的于取样的问题，可能抽到一些数值较大或者较小的个体，从而使得样本的均值和总体参数的均值之间个体，从而使得样本的均值和总体参数的均值之间有所不同，那么有一个问题：这个样本参数均值是有所不同，那么有一个问题：这个样本参数均值是否能代表总体均值？均值不等的样本个体是否能代否能代表总体均值？均值不等的样本个体是否能代表总体呢？另外，两组样本参数的均值是来自相同表总体呢？另外，两组样本参数的均值是来自相同的总体还是不同的总体？它们之间是否有不同？这的总体还是不同的总体？它们之间是否有不同？这就需要进行就需要进行t检验。检验。t检验的类型检验

21、的类型n1.单一样本单一样本t检验（检验（One-SampleTTest）：）：检验单个变量的均值是否与检验单个变量的均值是否与给定的标准或者给定的标准或者常数常数之间是否存在差异。之间是否存在差异。n2.独立样本独立样本t检验（检验（IndependentSampleTTest）：用于检验两组来自）：用于检验两组来自独立总体的样独立总体的样本本，其独立总体的均值是否有差异。，其独立总体的均值是否有差异。n3.配对样本配对样本t检验（检验（Paired-SampleTTest）：）：用于检验用于检验两个相关或配对的样本两个相关或配对的样本是是否来自具有相同均值的总体。否来自具有相同均值的总体。

22、配对样本配对样本t检验检验n比如考查比如考查同一组人同一组人在参加一年的长跑锻在参加一年的长跑锻炼炼前后前后的心率是否有显著差异。这里，的心率是否有显著差异。这里，每个人一年前的心率和一年后的心率是每个人一年前的心率和一年后的心率是相关的，心率较快的人锻炼后仍相对其相关的，心率较快的人锻炼后仍相对其他人较快。所以，检验这样的成对总体他人较快。所以，检验这样的成对总体的均值不能使用独立样本的均值不能使用独立样本t检验的办法，检验的办法，因为独立条件不再满足。要用配对样本因为独立条件不再满足。要用配对样本t检验检验。配对样本配对样本t检验检验n又如想知道饲料中缺乏维生素又如想知道饲料中缺乏维生素E

23、对大鼠肝对大鼠肝中维生素中维生素A含量有无影响，实验选择含量有无影响，实验选择8对对16只大鼠只大鼠，每对大鼠一只喂给正常饲料，每对大鼠一只喂给正常饲料，另一只喂给维生素另一只喂给维生素E缺乏饲料。考查正常缺乏饲料。考查正常饲料组和维生素饲料组和维生素E缺乏饲料组的结果有无缺乏饲料组的结果有无差异时，也需要用配对样本差异时，也需要用配对样本t检验检验。t检验中的检验中的P值值 n t检验中的检验中的P值就是用于判断均数值就是用于判断均数差异存在大小的可能性或者概率。差异存在大小的可能性或者概率。n概率概率P值在值在0与与1之间，之间，P越接近于越接近于1，表明某事件发生的可能性越大，表明某事件

24、发生的可能性越大，P越越接近于接近于0，表明某事件发生的可能性，表明某事件发生的可能性越小。习惯上将越小。习惯上将P0.05，或，或P0.01，成为小概率事件，表示某事件发生，成为小概率事件，表示某事件发生的可能性很小。的可能性很小。t 检验法公式检验法公式平均值与标准值的比较平均值与标准值的比较进行进行t检验时，首先按下式计算出检验时，首先按下式计算出t值值若若t计算计算t,f，即，即P值值0.05时则没有显著性差异。时则没有显著性差异。通常以通常以95%的置信度为检验标准，即显著性水准为的置信度为检验标准，即显著性水准为5%。t检验常用软件检验常用软件n1.Exceln2.SPSSn各举例

25、分析各举例分析 1.Excel 中t检验的检验的2种方法种方法n1）双侧检验双侧检验n2）单侧检验单侧检验双侧检验和单侧检验双侧检验和单侧检验n双侧检验：一般不知道数据的变化趋势双侧检验：一般不知道数据的变化趋势时，默认为双侧检验。时，默认为双侧检验。n单侧检验：主要关心带方向性或趋势性单侧检验：主要关心带方向性或趋势性的检验问题。分两种情况：一种是我们的检验问题。分两种情况：一种是我们所考察的数值越大越好。例如某机构购所考察的数值越大越好。例如某机构购买灯泡的使用寿命，轮胎的行驶里程数，买灯泡的使用寿命，轮胎的行驶里程数，等等。另一种是数值越小越好，例如废等等。另一种是数值越小越好，例如废品

26、率、生产成本等等。品率、生产成本等等。双侧检验和单侧检验双侧检验和单侧检验n若对同一资料进行双侧检验也进行单侧若对同一资料进行双侧检验也进行单侧检验时，同一资料双侧检验与单侧检验检验时，同一资料双侧检验与单侧检验所得的结论可能相同也可能不相同。所得的结论可能相同也可能不相同。n一般，双侧检验显著，单侧检验一定显一般，双侧检验显著，单侧检验一定显著；但单侧检验显著，双侧检验未必显著；但单侧检验显著，双侧检验未必显著。著。2.SPSS中的统计检验中的统计检验nT检验n单因素方差分析单因素方差分析T检验检验nt检验有检验有2种：种：n单样本单样本t检验：是用样本均数代表的未知总体均数和检验：是用样本

27、均数代表的未知总体均数和已知总体均数进行比较，来观察此组样本与总体的差已知总体均数进行比较，来观察此组样本与总体的差异性。异性。n配对配对t检验：是采用配对设计方法观察以下几种情形，检验：是采用配对设计方法观察以下几种情形，1，两个同质受试对象分别接受两种不同的处理；，两个同质受试对象分别接受两种不同的处理；2,同同一受试对象接受两种不同的处理；一受试对象接受两种不同的处理；3，同一受试对象处，同一受试对象处理前后。理前后。n要求：要求：n当样本含量较小时（当样本含量较小时（n30），理论上要求样本为来），理论上要求样本为来自正态分布总体的随机样本；自正态分布总体的随机样本；n当两小样本均数比

28、较时，要求两总体方差相等（即当两小样本均数比较时，要求两总体方差相等（即方差齐性）。方差齐性）。T检验检验单因素方差检验单因素方差检验n在科学实验中常常要探讨不同实验条件或处理方在科学实验中常常要探讨不同实验条件或处理方法对实验结果的影响。通常是比较不同实验条件法对实验结果的影响。通常是比较不同实验条件下样本均值间的差异。下样本均值间的差异。n方差分析是检验多组样本均值间的差异是否具有方差分析是检验多组样本均值间的差异是否具有统计意义的一种方法。例如统计意义的一种方法。例如n医学界研究几种药物对某种疾病的疗效；医学界研究几种药物对某种疾病的疗效；n农业研究土壤、肥料、日照时间等因素对某种农作物

29、农业研究土壤、肥料、日照时间等因素对某种农作物产量的影响产量的影响n不同饲料对牲畜体重增长的效果等不同饲料对牲畜体重增长的效果等都可以使用方差分析方法去解决。都可以使用方差分析方法去解决。n方差分析的方法很多，本章只介绍单因方差分析的方法很多，本章只介绍单因素方差分析（素方差分析（OnewayANOVA）。）。单因素方差分析单因素方差分析n该法是对二组以上的均值进行比较。如该法是对二组以上的均值进行比较。如对照和几个实验组。对照和几个实验组。n检验由单一因素影响的一个分析变量由检验由单一因素影响的一个分析变量由该因素各水平组的均值之间的差异与该因素各水平组的均值之间的差异与对对照组相比照组相比

30、是否有统计意义。是否有统计意义。n并可以进行两两组间均值的比较，称作并可以进行两两组间均值的比较，称作组间均值的多重比较组间均值的多重比较，还可以对该因素，还可以对该因素的若干水平分组中哪些组均值不具有显的若干水平分组中哪些组均值不具有显著性差异进行分析。著性差异进行分析。注意的问题注意的问题nOne-WayANOVA过程要求因变量属于正态过程要求因变量属于正态分布总体，方差齐性。如果因变量的分布明显分布总体，方差齐性。如果因变量的分布明显的是非正态，方差不齐，就要用方差不齐的检的是非正态，方差不齐，就要用方差不齐的检验模式或非参数检验，不能还用齐性的检验模验模式或非参数检验，不能还用齐性的检

31、验模式。式。nSignificance选择项，各种检验的显著性概率选择项，各种检验的显著性概率临界值，默认值为临界值，默认值为0.05，可由用户重新设定。，可由用户重新设定。n检验方法的区别。检验方法的区别。方差齐性时方差齐性时(Equal Variances Assumed)nLSD(Least-significant difference)最小显著差数法，最小显著差数法，用用t检验完成各组均值间的配对比较。对多重比较误差检验完成各组均值间的配对比较。对多重比较误差率不进行调整。率不进行调整。nBonferroni(LSDMOD)用用t检验完成各组间均值的配检验完成各组间均值的配对比较，但通

32、过设置每个检验的误差率来控制整个误对比较，但通过设置每个检验的误差率来控制整个误差率。差率。nTukey(Tukeys，honestly signicant difference)用用Student-Range统计量进行所有组间均值的配对比较，统计量进行所有组间均值的配对比较，用所有配对比较误差率作为实验误差率。用所有配对比较误差率作为实验误差率。n Dunnett 指定此选择项，进行各组与对照组的均值比指定此选择项，进行各组与对照组的均值比较。默认的对照组是最后一组。选择了该项就激活下较。默认的对照组是最后一组。选择了该项就激活下面的面的“Control Category”参数框。展开下拉列

33、表，可参数框。展开下拉列表，可以重新选择对照组。单侧和双侧检验。以重新选择对照组。单侧和双侧检验。nTamhanes T2,t检验进行配对比较。检验进行配对比较。nDunnetts T3，与对照组进行比较。，与对照组进行比较。nGames-Howell，该方法较灵活。，该方法较灵活。nDunnetts C，采用基于学生氏极值的成，采用基于学生氏极值的成对比较法。对比较法。有人认为这些方法不稳定，建议当方差有人认为这些方法不稳定，建议当方差不齐时，采用不齐时，采用SPSS非参数检验。非参数检验。方差不齐性时方差不齐性时(Equal Variances not Assumed)SPSS单样本非参数检验单样本非参数检验nSPSS单样本非参数检验是对单个总单样本非参数检验是对单个总体的分布形态等进行推断的方法，体的分布形态等进行推断的方法，其中包括卡方检验、二项分布检验、其中包括卡方检验、二项分布检验、K-S检验以及变量值随机性检验等检验以及变量值随机性检验等方法。方法。思考题：思考题：n1.平均值和标准偏差的计算公式及平均值和标准偏差的计算公式及其意义？其意义？n2.t检验中如何判断两组均值之间有检验中如何判断两组均值之间有显著性或极显著性差异？显著性或极显著性差异？n3.如何进行单因素方差检验或如何进行单因素方差检验或t检验检验？