Excel在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)單因素方差分析中的應(yīng)用

白俊艷++楊又兵++李廣錄

摘要 本文探討了利用Excel在單因素方差中的具體應(yīng)用，并以比較3個品種豬增重為例題，詳細(xì)闡述了單因素方差分析過程及結(jié)果分析等。用Excel進(jìn)行單因素的方差分析，從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看，操作相對比較方便，在結(jié)果輸出時(shí)給出了相伴概率P和F值這2種結(jié)果，可以以2種方式對結(jié)果進(jìn)行分析；而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)來判定，結(jié)果相對單一。

關(guān)鍵詞 Excel；生物統(tǒng)計(jì)學(xué)；方差分析；單因素

中圖分類號 O212.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0271-02

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集、整理、分析、解釋的科學(xué)[1]，在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材中不僅提供了如何通過合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得理想的數(shù)據(jù)資料，還提供各種數(shù)據(jù)資料的分析方法，是所有高等學(xué)校本科生的必修課。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)也是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域中不可缺少的統(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)的原理與方法。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[2-4]、Excel[5]、SAS[6]等，但是不同的統(tǒng)計(jì)軟件具有著不同的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)，如Excel統(tǒng)計(jì)功能雖然簡單，但是操作方便，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。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)公式比較多，理論相對深奧，高等學(xué)校本科生對這門課程學(xué)習(xí)興趣相對不高。因此，本文主要介紹如何利用Excel對單因素方差進(jìn)行分析，以案例的形式詳細(xì)闡述其分析過程，希望能通過本文的應(yīng)用與探討來提高學(xué)生對生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，并增強(qiáng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力。

1 分析工具庫的安裝

Excel一般不直接裝配“分析工具庫”這一模塊，需要在Excel的基礎(chǔ)上自行安裝。安裝步驟：Excel的工具→加載宏→分析工具庫→確定。

2 單因素方差分析

單因素的方差分析一般適用于單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析，而且是因素水平需要>2時(shí)才可以運(yùn)用此分析模塊，例如比較分析3種飼料對仔豬日增重的影響則可以采用單因素方差分析。如果同樣是單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，但是因素水平是2的話，則可以采用t檢驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行分析。

2.1 數(shù)據(jù)資料的建立

例：在同樣飼養(yǎng)管理下，3個品種豬（A1、A2、A3）的增重如表1所示，試對3個品種增重差異是否顯著進(jìn)行檢驗(yàn)[1]。數(shù)據(jù)資料建立如表1，以行的形式建立數(shù)據(jù)，每行就是1個因素水平。

2.2 單因素方差分析過程

在Excel中：工具→數(shù)據(jù)分析→單因素方差分析，點(diǎn)擊“確定”進(jìn)行分析。輸入?yún)^(qū)域：選擇原始數(shù)據(jù)；分組方式：逐行（如果數(shù)據(jù)是以列的形式構(gòu)建的，則逐列）；標(biāo)志位于第1列，指的是在建立數(shù)據(jù)的時(shí)候在數(shù)據(jù)第1列有數(shù)據(jù)的變量名，而且在輸入?yún)^(qū)域選擇的時(shí)候?qū)⒆兞棵策x上，這時(shí)可以勾選“標(biāo)志位于第一列”，否則就不選擇此項(xiàng)。？琢（顯著水平）：0.05（或者0.01）；輸出選項(xiàng)：輸出區(qū)域處選一空白處，單擊“確定”按鈕（圖1）。

2.3 結(jié)果分析

結(jié)果部分見表2、3，表2中對數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述統(tǒng)計(jì)量的分析，只是簡單地列出了3個豬品種的樣本大?。?）、平均數(shù)、方差、總和等信息。從此結(jié)果可以初步看出，第3組（A3）的豬增重均值最小，但是數(shù)據(jù)資料的變異程度比較大（方差大），而第1組（A1）的豬增重均值是最大，第2組（A2）的數(shù)據(jù)資料的變異程度最小（方差?。?。

方差分析的最終結(jié)果見表3，圖針對所有數(shù)據(jù)資料的變異來源分為組間（處理：在此例中為不同品種）和組內(nèi)（隨機(jī)誤差），分別列出了平方和（SS）、自由度（df）、均方（MS）、F值（F）、相伴概率（顯著性概率，P），F(xiàn)的臨界值（分位數(shù)，F(xiàn)crit）。根據(jù)表3的結(jié)果可以有2種方法判斷結(jié)果，其一是直接根據(jù)顯著性概率來判斷，在本例中利用小概率不可能性原理，P=0.062 348>0.05（小概率），因此不同品種豬的增重差異不顯著；也可以根據(jù)F值來判斷，F(xiàn)=3.358 039

從表2、3可以看出，雖然不同品種豬的增重從均值上來看略微有些區(qū)別，但是經(jīng)過方差分析，結(jié)果為3個品種豬的增重差異不顯著，或者說沒有顯著差異，這也是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的精髓。

3 討論

在單因素方差分析中Excel數(shù)據(jù)資料的建立是十分方便的，基本按照因素水平以行或列建立數(shù)據(jù)資料即可，而SPSS統(tǒng)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)建立[7]需要將同一因素的所有水平建立在同一列里，相對復(fù)雜一些。Excel在結(jié)果輸出時(shí)候則給出了相伴概率P和F值這2種結(jié)果，可以以2種方式對結(jié)果進(jìn)行分析，而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)來判定結(jié)果相對單一[7]。可以看出，利用Excel進(jìn)行單因素的方差分析雖然從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看，操作相對比較方便，適合初學(xué)者；但是也有不足之處，當(dāng)方差分析結(jié)果是差異顯著（或極顯著）時(shí)，不能夠?qū)?shù)據(jù)資料進(jìn)行進(jìn)一步的多重比較。

4 參考文獻(xiàn)

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

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[7] 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[J].教育教學(xué)論壇，2015（18）：247-248.