SPSS軟件在《生物統(tǒng)計學(xué)》單樣本平均數(shù)假設(shè)檢驗中的應(yīng)用

屈德寧 劉兵

[摘 要] 研究針對SPSS軟件在《生物統(tǒng)計學(xué)》樣本平均數(shù)假設(shè)檢驗中的應(yīng)用，并以鵪鶉飼養(yǎng)時的體重數(shù)據(jù)為例，演示在SPSS軟件中如何進行樣本平均數(shù)的假設(shè)檢驗，可為生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)提供一定參考。

[關(guān)鍵詞] SPSS;生物統(tǒng)計學(xué);假設(shè)檢驗

[基金項目] 2019年吉林師范大學(xué)職業(yè)教育與成人教育教學(xué)改革研究課題“關(guān)于優(yōu)化高職院校高等數(shù)學(xué)課程體系的探索與實踐”（201925）;2019年吉林師范大學(xué)職業(yè)教育與成人教育教學(xué)改革研究課題“探索3+2教育模式下如何實現(xiàn)高職與本科院校生物技術(shù)課程的有效銜接”（201919）

[作者簡介] 屈德寧（1976—），女，重慶人，博士，吉林師范大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院副教授，研究方向為生物統(tǒng)計學(xué);劉 兵（1978—），男，江西九江人，博士，吉林師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟動物學(xué)。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）39-0242-02 ? ?[收稿日期] 2020-02-20

一、引言

生物統(tǒng)計學(xué)是數(shù)理統(tǒng)計在生命科學(xué)中的應(yīng)用，它是用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法來分析和解釋生命現(xiàn)象中各種數(shù)量關(guān)系的一門學(xué)科[1]。許多統(tǒng)計軟件被應(yīng)用到生物統(tǒng)計學(xué)的課程教學(xué)過程中，如Excel[2]，SAS[3]，Origin[4]，DPS[5]，SPSS[6]等。不同的軟件有各自的優(yōu)缺點，Excel軟件統(tǒng)計功能簡單易學(xué)，適合初學(xué)者，但難以完成諸如主成分分析、聚類分析等高級數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作;SAS和Origin軟件統(tǒng)計功能強大，有專門的統(tǒng)計模塊，也有專業(yè)函數(shù)繪圖功能，但初學(xué)者上手較慢，特別是編程較復(fù)雜。SPSS既具有Excel方便易學(xué)的特性，又能夠?qū)崿F(xiàn)了SAS、Origin高級統(tǒng)計分析的功能。因此，SPSS統(tǒng)計軟件已廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)和社會科學(xué)各個領(lǐng)域，越來越受到非數(shù)理統(tǒng)計專業(yè)本科生的青睞。本文以樣本平均數(shù)假設(shè)檢驗為例，說明SPSS軟件在《生物統(tǒng)計學(xué)》中的應(yīng)用，為該統(tǒng)計軟件應(yīng)用到實際教學(xué)過程中提供一定參考。

二、樣本假設(shè)檢驗中SPSS實現(xiàn)

以鵪鶉體重為案例，說明單樣本 檢驗的SPSS操作和輸出結(jié)果的解讀，揭示樣本平均數(shù)假設(shè)檢驗的內(nèi)涵。

1.單樣本假設(shè)檢驗基本原理。單樣本假設(shè)檢驗適用于判斷一個樣本平均數(shù)所屬總體平均數(shù)μ與已知總體平均數(shù)μ是否有真實差異的檢驗。已知總體平均數(shù)μ一般為標(biāo)準(zhǔn)值、理論值或是經(jīng)大量經(jīng)驗得到的較穩(wěn)定的指標(biāo)。單樣本平均數(shù)的假設(shè)檢驗分為二種情況：①總體方差σ已知時，用U檢驗;②總體方差σ未知時，當(dāng)樣本容量n≥30，用U檢驗;當(dāng)樣本容量n<30，用t檢驗。本文例子中2周齡鵪鶉體重為42克，即μ等于42?？傮w方差σ未知，樣本容量n<30，故選擇用t檢驗。統(tǒng)計量t的計算公式為t=df=n-1。在配合飼料中加入某品牌魚粉添加劑可能使得鵪鶉體重高于多年平均體重也可能使得體重低于多年平均體重，故用雙尾檢驗。首先建立假設(shè)（零假設(shè)H∶μ=μ和備擇假設(shè)H∶μ≠μ），確定檢驗水平（a=0.05或0.01），然后計算檢驗統(tǒng)計量t，之后將計算得到的t值與t臨界值比較，做出接受或拒絕H的判斷。

2.單樣本假設(shè)檢驗的SPSS操作和輸出解讀。某家禽養(yǎng)殖場飼養(yǎng)鵪鶉，經(jīng)多年統(tǒng)計得出2周齡鵪鶉平均體重為42克。在配合飼料中加入某品牌魚粉添加劑測試育雛效果。試檢驗飼料中加入添加劑是否提高了2周齡鵪鶉的體重。步驟如下：①數(shù)據(jù)輸入。1）啟動SPSS后，點擊工作表下方的“變量視圖”進入定義變量工作表，把Variable1的名稱改為“鵪鶉體重”，小數(shù)位設(shè)置為1。2）點擊工作表下方的“數(shù)據(jù)視圖”進入輸入數(shù)據(jù)工作表，按圖1的格式輸入數(shù)據(jù)。②統(tǒng)計分析。單擊主菜單Analyze（分析）→Compare Means（比較平均數(shù)）→One-Samples T Test（單樣本T檢驗），則彈出圖2所示的對話框，選中左邊源變量“鵪鶉體重”，按箭頭按鈕，將其選入“檢驗變量（T）”框內(nèi)，在底部“檢驗值（V）”框內(nèi)輸入鵪鶉平均體重值為42，點擊“確定”按鈕開始進行假設(shè)檢驗。③顯示結(jié)果。表1表明，樣本個數(shù)n=16，樣本平均數(shù)（Mean）=43.038，樣本標(biāo)準(zhǔn)差（Std.Deviation）SD=1.8565，均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤差（Std.Error Mean）SE=0.4641。表2表明，t=2.235，自由度df=15;Sig.（2-tailed）欄為雙側(cè)的概率值，P=0.041<0.05，可以認為在飼料中加入添加劑顯著地提高了2周齡鵪鶉的體重。樣本均數(shù)與總體均數(shù)的差值（Mean Difference）為1.0375，差值的95%置信區(qū)間上限為0.048，下限為2.027。

三、結(jié)語

本文主要介紹了如何用SPSS軟件進行樣本平均數(shù)的假設(shè)檢驗（即t檢驗）。在生物統(tǒng)計課程的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計軟件的使用能為學(xué)生今后在工作和科研實踐中很好的進行數(shù)據(jù)整理和分析打下良好的基礎(chǔ)。隨著筆記本電腦的普及，計算機應(yīng)用能力是當(dāng)今大學(xué)生知識結(jié)構(gòu)不可或缺的組成部分，在生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中，應(yīng)加大統(tǒng)計軟件的教學(xué)力度，把學(xué)生從枯燥復(fù)雜的計算中解放出來，將教學(xué)重點放在統(tǒng)計原理的講授和提高學(xué)生運用統(tǒng)計軟件的能力上。這樣才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計課程的學(xué)習(xí)興趣，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)和動手能力。

參考文獻

[1]屈德寧，劉兵.圖示化教學(xué)策略在生物統(tǒng)計課程中的應(yīng)用與實踐[J].家畜生態(tài)學(xué)報，2016（9）：90-94.

[2]高麗.Excel統(tǒng)計功能在生物統(tǒng)計學(xué)本科教學(xué)中的應(yīng)用[J].大學(xué)教育，2017（1）：66-68.

[3]胡良平，賈元杰，高輝.用SAS軟件實現(xiàn)均勻設(shè)計定量資料的統(tǒng)計分析[J].中國醫(yī)藥生物技術(shù)，2011（2）：151-155.

[4]姜紅霞.Origin軟件在生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].陜西教育（高教版），2009（3）：82-83.

[5]吳進東，張珍林，陳科，等.基于DPS統(tǒng)計軟件的案例教學(xué)法在生物統(tǒng)計學(xué)課程中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（27）：11234-11235.

[6]馬建輝，張黛靜，姜麗娜，等.基于SPSS軟件的生物統(tǒng)計學(xué)本科教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2015（25）：133-135.