Giáo trình trình bày các nội dung thống kê cơ bản mang tính ứng dụng như khái niệm cơ bản về thống kê, cách bố trí thí nghiệm ngoài đồng và cách sử dụng chương trình Excel phần mềm MstatC để kiểm định giá trị trung bình của các nghiệm thức trong bố trí thí nghiệm 1 và 2 nhân tố. Mời các bạn cùng tham khảo, nội dung phần 1 giáo trình!
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: THỐNG KÊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM - KHCT NGÀNH, NGHỀ: KHOA HỌC CÂY TRỒNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số:…./QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng… năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm i LỜI GIỚI THIỆU Thống kê phép thí nghiệm môn khoa học thông dụng giảng dạy số trường đại học, cao đẳng có liên quan đến lĩnh vực Nông Nghiệp KHOA HỌC CÂY TRỒNG, Khoa Học Cây Trồng, Thủy Sản, Chăn Nuôi… nhằm phục vụ cho công tác thu thập số liệu, xử lý số liệu, bố trí thí nghiệm Giáo trình viết cho sinh viên bậc cao đẳng ngành, nghề KHOA HỌC CÂY TRỒNG nên giáo trình trình bày nội dung thống kê mang tính ứng dụng khái niệm thống kê, cách bố trí thí nghiệm ngồi đồng cách sử dụng chương trình Excel phần mềm MstatC để kiểm định giá trị trung bình nghiệm thức bố trí thí nghiệm nhân tố Nội dung tài liệu gồm chương Chương Một vài khái niệm thường dùng thống kê Chương 2: Các dạng phân bố biến ngẫu nhiên Chương So sánh hai mẫu độc lập Chương 4: Bố trí thí nghiệm Chương 5: Phân tích kết thí nghiệm nhân tố Chương 6: Phân tích kết thí nghiệm hai nhân tố Giáo trình biên soạn nhằm phục vụ cho việc giảng dạy trình độ cao đẳng ngành, nghề KHOA HỌC CÂY TRỒNG trường CĐCĐ Đồng Tháp Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến quý báu anh chị em đồng nghiệp bạn đọc để chúng tơi bổ sung, chỉnh sửa cho giáo trình ngày hồn thiện, góp phần vào nghiệp đào tạo nghề KHOA HỌC CÂY TRỒNG tỉnh tốt Xin bày tỏ lòng biết ơn với Lãnh đạo trường CĐCĐ Đồng Tháp, Hội Đồng thẩm định đóng góp nhiều ý kiến q báu để hồn chỉnh giáo trình Cảm ơn tác giả biên soạn tài liệu tham khảo bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, cung cấp nhiều tài liệu để tơi hồn thành giáo trình Đồng Tháp, ngày… tháng năm 2017 Chủ biên Nguyễn Thị Quế Phương ii MỤC LỤC Trang Table of Contents LỜI GIỚI THIỆU ii CHƯƠNG 1 Một số khái niệm 1.1 Thống kê thống kê sinh học 1.2 Tổng thể mẫu 1.3 Các loại biến số 1.4 Các loại thang đo thống kê 10 Dữ liệu 11 2.1 Khái niệm 11 2.2 Các loại liệu 12 2.3 Các phương pháp thu thập liệu 12 2.4 Mô tả trình bày liệu 14 Thực hành 18 3.1 Tính tốn tham số mơ tả liệu 18 3.2 Mơ tả trình bày liệu 19 CHƯƠNG 41 KIỂM ĐỊNH GIẢ THIẾT SỬ DỤNG MẪU 41 Nguyên tắc 41 1.1 So sánh trung bình hai mẫu 41 1.2 So sánh cặp 44 1.3 So sánh tỉ lệ hai mẫu 45 Thực hành 45 2.1 T-test 45 2.2 Z- tesst 52 iii CHƯƠNG4 57 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM 57 Một số định nghĩa thường dùng bố trí thí nghiệm 57 1.1 Đơn vị thí nghiệm (Experimental unit) 57 1.2 Nhân tố (Factor) 58 1.3 Nghiệm thức (treatment) 58 1.4 Sai số thí nghiệm (Experimental error) 59 1.5 Lặp lại (Replication) 60 Thiết kế thí nghiệm nhân tố 60 2.1 Bố trí hồn tồn ngẫu nhiên 61 2.2 Bố trí khối hồn tồn ngẫu nhiên 64 2.3 Bố trí thí nghiệm theo kiểu hình vng Latin 67 Thiết kế thí nghiệm hai nhân tố 70 3.1 Bố trí thí nghiệm kiểu khối hồn tồn ngẫu nhiên 71 3.2 Bố trí thí nghiệm theo kiểu thừa số lô phụ 72 Thực hành: Các kiểu bố trí thí nghiệm 74 CHƯƠNG 76 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MỘT NHÂN TỐ 76 Bố trí hồn tồn ngẫu nhiên 76 1.1 Phân tích phương sai 76 Bảng 4.1 Phân tích phương sai (CRD) 77 1.2 Kiểm định khác biệt 79 Bố trí khối hồn tồn ngẫu nhiên 82 2.1 Phân tích phương sai 82 2.2 Kiểm định khác biệt 84 Thực hành 84 3.1 Phương pháp nhập số liệu 84 3.2 Bố trí hồn toàn ngẫu nhiên nhân tố 87 3.3 Bố trí khối hồn tồn ngẫu nhiên nhân tố 92 iv CHƯƠNG 107 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HAI NHÂN TỐ 107 v GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: THỐNG KÊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM- KHCT Mã mơn học: NN206 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơn học: - Vị trí: Mơn học thống kê phép thí nghiệm bố trí sau mơn Tin học, trước mơn học Thực tập tốt nghiệp - Tính chất: Là mơn học sở, hướng dẫn cách bố trí thí nghiệm, xếp, xử lý số liệu, đọc kết thống kê, làm tảng cho môđun Thực tập tốt nghiệp - Ý nghĩa vai trị mơn học: giúp cho sinh viên tiếp cận môn học dễ dàng, hiểu ứng dụng thực tế môn học thực tập cuối khóa nghiên cứu khoa học Mục tiêu môn học/môn học: - Về kiến thức: + Phát biểu khái niệm dùng thống kê; + Giải thích số liệu qua xử lý thống kê thí nghiệm mẫu độc lập; + Phát biểu khái niệm dùng bố trí thí nghiệm nhân tố + Phát biểu phương pháp bố trí thí nghiệm nhân tố nhân tố + Giải thích số liệu qua xử lý thống kê thí nghiệm nhân tố - Về kỹ năng: + Sắp xếp số liệu theo nhóm, lớp + Tính tốn số đo mơ tả + Trình bày liệu excel + Sử dụng phần mềm thống kê để xử lý số liệu từ kết thí nghiệm + Chọn lựa thực cơng tác bố trí thí nghiệm để thu thập số liệu cho công tác nghiên cứu; + Tính tốn số đo mơ tả, bảng phân tích phương sai kiểm định khác biệt nghiệm thức; vi + Trình bày kết thống kê - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, xác, ham học hỏi tự xác định tiêu thu thập, đánh giá kết thí nghiệm đưa nhận định cho kết phân tích Nội dung môn học: Thời gian (giờ) Thực hành, Tổng Lý thínghiệm, số thuyết thảo luận, tập Tên chương, mục Số TT Kiểm tra Chương 1: Một vài khái niệm thường dùng thống kê Tập hợp Mẫu cỡ mẫu 4 4 Biến ngẫu nhiên Các số đo mô tả Chương 2: Các dạng phân bố biến ngẫu nhiên Phân bố nhị thức Phân bố chuẩn Phân bố trung bình mẫu Phân bố số tỉ lệ mẫu Phân bố Student Phân bố Fisher Chương 3: So sánh hai mẫu độc lập T-test Z-test Tương quan, hồi qui Thực hành Chương 4: Thiết kế thí nghiệm vii 1LT Một số định nghĩa thường dùng bố trí thí nghiệm Thiết kế thí nghiệm nhân tố Thiết kế thí nghiệm hai nhân tố Thực hành Chương 5: Phân tích kết thí nghiệm nhân tố Bố trí hồn tồn ngẫu nhiên Bố trí khối hồn tồn ngẫu nhiên 12 3 1TH 40 19 19 Thực hành Chương 6: Phân tích kết thí nghiệm hai nhân tố Bố trí khối hồn tồn ngẫu nhiên Bố trí lơ phụ Thực hành Cộng viii CHƯƠNG MỘT VÀI KHÁI NIỆM THƯỜNG DÙNG TRONG THỐNG KÊ NN206-01 Giới thiệu Chương học trình bày khái niệm dùng thống kê, phương pháp thu thập, mô tả trình bày liệu thống kê Mục tiêu: Kiến thức: + Phát biểu khái niệm dùng thống kê Kỹ năng: + Sắp xếp số liệu theo nhóm, lớp + Tính tốn số đo mơ tả + Trình bày liệu excel Năng lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tính cẩn thận, xác, ham học hỏi Quyết định phương pháp trình bày liệu phù hợp tình cụ thể Một số khái niệm 1.1 Thống kê thống kê sinh học Thuật ngữ thống kê có hai nghĩa: Nghĩa thứ nhất, thống kê số ghi chép để phản ánh tượng tự nhiên (lượng mưa, nhiệt độ), kỹ thuật, kinh tế, xã hội (dân số, lao động) Theo nghĩa thứ hai, thống kê hệ thống phương pháp thu thập phân tích tượng nói để tìm hiểu chất tính quy luật vốn có Chẳng hạn qua số liệu chiều cao, đường kính, năm tuổi, độ che phủ, tỉ lệ dịch hại, suất loại trồng, ta tìm hiểu mức độ quan hệ đại lượng, dự báo chiều cao độ che phủ qua năm tuổi đường kính nó, từ giúp người quản lý định mật độ trồng, kế hoạch chăm sóc, khai thác, cách hợp lý Trong giáo trình này, phần thống kê chủ yếu trình bày vấn đề theo nghĩa thứ hai Thống kê sinh học bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp bios sống metron đo đạc nên người ta gọi sinh trắc (biological measurement) Thống kê sinh học khoa học ứng dụng phương pháp thống kê để giải vấn đề sinh học Để thực thống kê đầy đủ, thông thường thực hai loại sau: - So sánh đặc điểm sinh trưởng suất hai giống lúa, giống dưa hấu, hai giống đậu… - So sánh suất hai biện pháp canh tác loại trồng đó, so sánh phương pháp sản xuất với phương pháp cũ… - So sánh suất giống hai thời vụ, hai loại đất… khác nhau… TẬP HỢP TẬP HỢP suất giống A suất giống B Mẫu Mẫu Tính Tính So sánh Kết luận Hình 4.1 Thực so sánh hai trung bình tập hợp Về lý thuyết, kiểm định z áp dụng so sánh trung bình tổng thể, với cỡ mẫu lớn (>=30) biết độ lệch chuẩn (hay phương sai) tổng thể Thống kê z tính theo cơng thức: Khi tổng thể có chuẩn phân phối mẫu cỡ đủ lớn, ta sử dụng định lý để so sánh hai trung bình tổng thể Định lý yêu cầu độ lệch chuẩn tổng thể phải biết (thường khơng biết) Thơng thường, với mẫu có cỡ mẫu lớn, độ chuẩn lệch mẫu sử dụng xấp xỉ cho độ lệch chuẩn cỉa tổng thể Ta sử dụng kiểm định t mà không yêu cầu phải biết sai phương sai tổng thể đặc biệt hữu ích cỡ mẫu nhỏ KIỂM ĐỊNH Z Trường hợp: Hai phương sai biết chưa biết, n1,n2 > 30 Giả sử mẫu ngẫu nhiên cỡ mẫu n1 rút từ tập hợp có tỉ lệ p1 mẫu ngẫu nhiên khác có cỡ mẫu n2 rút từ tập hợp có tỉ lệ p2 Nếu hai mẫu chọn độc lập, lúc biến ngẫu nhiên P1 − P có phân bố gần chuẩn với trung bình 42 P1 − P = P − P = p1 - p2 2 độ lệch chuẩn P1 − P = P2 + P2 = p1q1 p2 q2 + n1 n2 Do đó, biến ngẫu nhiên chuẩn tắc hóa z= ( P1 − P ) − ( p1 − p2 ) p1q1 p2 q2 + n1 n2 có phân bố xấp xỉ chuẩn tắc KIỂM ĐỊNH T Về lý thuyết, kiểm định t áp dụng so sánh hai trung bình tổng thể, với mẫu nhỏ (