Excel在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》配對(duì)設(shè)計(jì)t檢驗(yàn)中的應(yīng)用與探討

白俊艷+王旭+武曉紅+楊帥

摘 要： 本文利用Excel對(duì)配對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行t檢驗(yàn)，并以家兔在注射某種體液前的體溫和注射后體溫為案例詳細(xì)闡述其分析過程及其注意事項(xiàng)，利用顯著性概率P（T<=t）來判定結(jié)果更為簡單一些。此外，配對(duì)設(shè)計(jì)中兩組數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)在相同的情況下才可以進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，如果兩組數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)不同，則需要調(diào)整數(shù)據(jù)再進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞： Excel 生物統(tǒng)計(jì)學(xué) t檢驗(yàn) 配對(duì)設(shè)計(jì)

1.引言

《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域不可缺少的統(tǒng)計(jì)工具，越來越多的數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已有更多的軟件被應(yīng)用于《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》，如SPSS[1-4]，Excel[5]，SAS[6]等，但是不同的統(tǒng)計(jì)軟件具有不同的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)，如Excel統(tǒng)計(jì)功能簡單，操作方便，分析出來的結(jié)果更為直觀，更適合《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》的初學(xué)者。本文主要介紹如何利用Excel對(duì)配對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行t檢驗(yàn)，并以案例的形式詳細(xì)闡述其分析過程。

2.分析工具庫的安裝

Excel一般并不直接帶有“分析工具庫”這一模塊，需要在Excel的基礎(chǔ)上自己安裝，安裝步驟：Excel的工具 加載宏分析工具庫 確定就可以。

3.配對(duì)設(shè)計(jì)的t檢驗(yàn)

配對(duì)設(shè)計(jì)是指將參加試驗(yàn)個(gè)體兩兩配對(duì)，再將每一個(gè)對(duì)子內(nèi)的兩個(gè)個(gè)體獨(dú)立隨機(jī)地接受兩個(gè)處理中的一個(gè)。目前主要有自身配對(duì)、親緣配對(duì)、條件配對(duì)這三種配對(duì)方式。

3.1數(shù)據(jù)資料的建立

例1.用家兔10只試驗(yàn)?zāi)撤N注射液對(duì)體溫的影響，在注射前1h和2h各測(cè)定一次體溫，取平均值，注射后1h和2h各測(cè)定一次體溫，取平均值，問注射前和注射后體溫有無顯著變化[7]？首先在Excel中把分組的名字寫上“注射前體溫”和“注射后體溫”，分別寫在每一列的最上方，然后在“注射前體溫”和“注射后體溫”下方錄入每只家兔的體溫?cái)?shù)據(jù)資料，具體見圖1。

3.2 t檢驗(yàn)分析

很顯然，這是典型的自身配對(duì)設(shè)計(jì)，即注射前和注射后體溫形成一個(gè)對(duì)子，因此我們選用配對(duì)的t檢驗(yàn)來分析。在Excel中：工具 ？隰數(shù)據(jù)分析 ？隰平均值的成對(duì)二樣本分析，點(diǎn)擊確定進(jìn)行分析，然后會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框如圖2。輸入?yún)^(qū)域：變量1的區(qū)域和變量2的區(qū)域，選擇“注射前體溫”和“注射后體溫”原始數(shù)據(jù)區(qū)域。在“假設(shè)平均差”處填寫0，表示原假設(shè)認(rèn)為這兩個(gè)樣本的總體平均數(shù)相等?！皹?biāo)志”前根據(jù)需求可以打“√”，也可以不打“√”，如果在變量1的區(qū)域和變量2的區(qū)域選擇原始數(shù)據(jù)的時(shí)候把列上方的名字也選上了，此時(shí)就在“標(biāo)志”打“√”，反之則在“標(biāo)志”不打“√”。輸出選項(xiàng)：輸出區(qū)域處選Excel空白處，單擊確定按鈕。

3.3 結(jié)果分析

結(jié)果部分見圖3所示，“t Stat”Excel計(jì)算出的t值，圖3的最下方4項(xiàng)分別是單尾檢驗(yàn)和雙尾檢驗(yàn)的結(jié)果，可以依據(jù)題意來選擇哪個(gè)結(jié)果，一般情況是雙尾檢驗(yàn)。結(jié)果分析可以有以下兩種途徑：（1）可以根據(jù)P（T<=t）雙尾的顯著性概率直接判定，即P（T<=t）=0.000572153<0.01，所以家兔注射前和注射后體溫有極顯著差異（P<0.01）。（2）可以根據(jù)“t Stat”與t雙尾臨界值的比較來判斷，即有|tStat|=5.189340346>2.262158887，所以家兔注射前和注射后體溫有顯著差異（P<0.05），要想看是否有極顯著差異，則需要返回到圖2中對(duì)顯著水準(zhǔn)“a=0.01”進(jìn)行設(shè)定，再輸出一次結(jié)果才可以確定最終的結(jié)果。

4.結(jié)語

本文主要介紹如何利用Excel對(duì)配對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行t檢驗(yàn)，在結(jié)果分析部分有2種依據(jù)可以判定結(jié)果，利用顯著性概率P（T<=t）來判定結(jié)果更為簡單一些，P（T<=t）<0.01表示差異極顯著，0.050.05表示差異不顯著。如果根據(jù)“t Stat”與t雙尾臨界值來判斷結(jié)果，需要在圖2中將顯著水準(zhǔn)“a=0.05”和“a=0.01”設(shè)定兩次，輸出兩次的結(jié)果才可以確定最終的結(jié)果，因此根據(jù)“t Stat”與t雙尾臨界值來判斷結(jié)果相對(duì)煩瑣一些。 配對(duì)設(shè)計(jì)還有一個(gè)特點(diǎn)，即兩組數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)是一樣多的，如果某一組缺失了一個(gè)數(shù)據(jù)，則在另一組與其配對(duì)的數(shù)據(jù)也得剔除才可以進(jìn)行后面的分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]白俊艷，徐廷生，張小輝.《生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)》上機(jī)實(shí)驗(yàn)改革與實(shí)踐.教育教學(xué)論壇，2015，18：247-248.

[2]白俊艷，賈小平，張小輝，等.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課程改革與實(shí)踐.畜牧與飼料科學(xué)，2013 ，34 （10 ） ： 57-58.

[3]白俊艷，武曉紅，張小輝，等.生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程考核方式的改革與實(shí)踐.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（ 5） ： 369-370.

[4]秦立金.SPSS統(tǒng)計(jì)軟件在生物統(tǒng)計(jì)課程中的探索研究.赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，30（3）：198-199.

[5]韋若勛.生物統(tǒng)計(jì)學(xué)上機(jī)實(shí)驗(yàn)課中Excel互動(dòng)教學(xué)方式的應(yīng)用.高等教育，2013，8：185-186.

[6]黃中文，張丹.生物統(tǒng)計(jì)與SAS教學(xué)中大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng).新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2013，27（5）：140-142.

[7]張勤.生物統(tǒng)計(jì)學(xué).北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2009.