试验设计与统计分析（第二版）（高等职业教育专业教材）

“试验设计与统计分析” 是一门贯穿产品研发、 生产与检验的专业基础课程, 在质量 安全、 生产管理、 新产品研发等方面具有重要作用和意义。 根据编者多年讲授试验设计与 统计分析等课程的教学实践经验以及分析在岗课赛证融合和学生实际使用过程中出现的问 题和新需求的基础上, 为了更加贴合职业教育的特点, 对原教材 3 章 13 个模块的结构进 行了重新的构建, 改为 7 个项目 21 个知识点 9 个任务。 增加了学习目标、 拓展阅读和知 识链接模块, 并增加了正态分布及过程能力分析、 统计抽样检验、 响应面试验设计与分 析, “Minitab” 和 “Design-Expert” 响应面分析软件的使用等内容和知识点。 本教材的编写, 以立德树人为根本任务, 以 “科学决策、 效率优先、 质量强国” 为思 政主线, 结合丰富的案例并融合 “Minitab”、 “ SPSS” 和 “Design-Expert” 等前沿数据处 理与统计分析技术, 内容架构遵循 “1+X” 粮农食品安全评价职业技能等级证书、 国家技 能大赛如 “食品安全与质量检测” 等大赛及企业工作场景下的数据处理需求, 以符合学生 学习认知规律的形式进行编写, 力求做到内容的科学性与实用性、 先进性与针对性相统 一。 知识点由浅入深、 简单易懂, 特别注重培养学生的处理数据能力和职业素养。 本教材可作为食品药品与粮食大类、 高等职业院校农林牧渔大类、 资源环境与安全大 类、 生物与化工大类、 轻工纺织大类、 旅游大类及公共管理与服务大类等专业 “试验设计 与统计分析” 类课程的教学用书, 同时可供相关专业科技工作者参考。

本书主要介绍优化试验设计与统计分析的方法和原理，结合丰富的案例详细介绍其在食品、生物、环境、畜牧等众多领域中的应用，并通过增加实训内容，强化了读者运用计算机处理试验数据的能力。本书的主要内容包括试验设计与数据处理的基本概念及误差控制、假 设检验、方差分析、直线回归与相关及正交试验设计方法与结果分析等内容。

林少华，副教授，双师型教师，北京科技小院（统农 027 号）负责人，中国经济林协会香椿产业分会会员。

项目一 试验的设计与实施 ……………………………………………………………… 知识点一 试验设计与统计分析的发展概况 ……………………………………… 一、 试验设计发展概况 …………………………………………………………… 二、 统计分析发展概况 …………………………………………………………… 知识点二 试验设计与统计分析的概念和意义 ……………………………………… 一、 试验设计的概念 ………………………………………………………………… 二、 统计分析的概念 ………………………………………………………………… 三、 试验设计与统计分析的意义 …………………………………………………… 知识点三 试验设计常用术语与基本原则 ……………………………………………… 一、 试验设计常用术语 ……………………………………………………………… 二、 试验设计的基本原则 ………………………………………………………… 知识点四 试验方案的制订及要点 ………………………………………………… 一、 试验方案 ……………………………………………………………………… 二、 制订试验方案的要点 ………………………………………………………… 任务一 试验方案的设计 …………………………………………………………… 项目二 数据资料的整理与分析 ………………………………………………………… 知识点一 数据资料的整理 …………………………………………………………… 一、 数据资料的来源 ……………………………………………………………… 二、 数据资料的检查与核对 ……………………………………………………… 三、 数据资料的分类 ……………………………………………………………… 四、 数据资料的整理 ……………………………………………………………… 知识点二 数据处理基础 …………………………………………………………… 一、 真值与平均值 ………………………………………………………………… 二、 误差 …………………………………………………………………………… 三、 试验数据的精准度 …………………………………………………………… 四、 有效数字和试验结果的表示 ………………………………………………… 知识点三 Excel 在图表绘制中的应用 ………………………………………………… 一、 列表法 ………………………………………………………………………… 二、 图示法 ………………………………………………………………………… 任务二 Excel 软件在数据资料整理中的应用 ………………………………………… 项目三 正态分布及过程能力分析 ………………………………………………………… 知识点一 正态分布概述 ……………………………………………………………… 一、 直方图的概念 ………………………………………………………………… 二、 直方图的制作 ………………………………………………………………… 三、 正态分布 ……………………………………………………………………… 四、 标准正态分布 ………………………………………………………………… 五、 标准正态分布的应用 ………………………………………………………… 知识点二 过程能力分析 ……………………………………………………………… 一、 过程能力及过程能力指数 …………………………………………………… 二、 过程能力建模 ………………………………………………………………… 三、 过程能力计算 ………………………………………………………………… 四、 过程能力评价 ………………………………………………………………… 任务三 过程?力指数判断设备质量问题 …………………………………………… 项目四 统计资料的检验 …………………………………………………………………… 知识点一 统计假设检验 ……………………………………………………………… 一、 统计假设检验概述 …………………………………………………………… 二、 单样本平均数的假设检验 …………………………………………………… 知识点二 总体参数的区间估计 ……………………………………………………… 一、 总体平均数 μ 的区间估计 …………………………………………………… 二、 两个总体平均数差数 μ1-μ2的区间估计 …………………………………… 知识点三 统计抽样检验 ……………………………………………………………… 一、 抽样检验概述 ………………………………………………………………… 二、 抽样检验的基本流程 ………………………………………………………… 任务四 利用 Minitab 进行属性抽样检验的应用 …………………………………… 项目五 试验的方差分析 ……………………………………………………………… 知识点一 方差分析的概述 …………………………………………………………… 一、 方差分析的基本概念 ………………………………………………………… 二、 线性模型与基本假定 ………………………………………………………… 三、 平方和与自由度的剖分 ……………………………………………………… 四、 F 分布与 F 检验 ……………………………………………………………… 知识点二 多重比较 ……………………………………………………………… 一、 最小显著差数法 …………………………………………………………… 二、 最小显著极差法 ………………………………………………………… 三、 多重比较结果的表示法 …………………………………………………… 四、 方差分析的基本步骤 ……………………………………………………… 知识点三 单因素试验的方差分析 …………………………………………… 2 一、 单因素试验介绍 ………………………………………………………… 二、 各处理重复数相等的方差分析 …………………………………………… 三、 各处理重复数不等的方差分析 …………………………………………… 知识点四 SPSS 分析软件简介 …………………………………………………… 一、 SPSS 软件概述 …………………………………………………………… 二、 运用 SPSS 软件进行数据分析 …………………………………………… 任务五 SPSS 软件进行单因素方差分析 …………………………………………… 项目六 相关分析与直线回归 ………………………………………………………… 知识点一 相关分析 ………………………………………………………………… 一、 函数关系与相关关系 ………………………………………………………… 二、 相关关系的种类 ……………………………………………………………… 三、 相关系数的特点 ……………………………………………………………… 四、 相关分析的内容 ……………………………………………………………… 五、 相关分析的任务 ……………………………………………………………… 六、 相关关系的分析 ……………………………………………………… 知识点二 一元线性回归分析 ………………………………………………… 一、 回归分析的概念与特点 ………………………………………………… 二、 一元线性回归分析 …………………………………………………… 任务六 Excel 在一元线性回归分析中的应用 ………………………… 任务七 SPSS 在相关分析中的应用 ……………………………………… 项目七 优选法试验设计与分析 ……………………………………………… 知识点一 正交试验概述 ……………………………………………………… 一、 正交表 …………………………………………………………………… 二、 正交表的特点 …………………………………………………………… 三、 正交试验设计的基本步骤 ………………………………………… 知识点二 正交试验设计结果的直观分析法 ………………………………… 一、 单指标正交试验设计的极差分析 ………………………………… 二、 多指标正交试验设计的极差分析 …………………………………… 三、 有交互作用正交试验设计的极差分析 …………………………… 知识点三 响应面试验设计与分析 ……………………………………………… 一、 响应面的概念 …………………………………………………………… 二、 响应面模型 ……………………………………………………………… 三、 Design-Expert 软件简介………………………………………………… 四、 利用 Design-Expert 进行数据分析 …………………………………… 任务八 正交设计助手设计分析正交试验 ………………………………………… 任务九 Design-Expert 在响应面分析中的应用…………………………… 附录 统计分析常用表 ………………………………………………………………… 附录 1 正态分布表 ………………………………………………………………… 附录 2 正态分布的双侧分位数 ( μα ) 表 ………………………………………… 附录 3 t 值表 ……………………………………………………………………… 附录 4 F 值表 (方差分析用) ………………………………………………… 附录 5 Dunnett t′检验临界值表 (双侧) …………………………………… 附录 6 Dunnett t′ 检验临界值表 (单侧) ………………………………… 附录 7 q 值表 ………………………………………………………………………… 附录 8 Duncan??s 新复极差检验的 SSR 值 …………………………………………… 附录 9 多重比较中的 q 表 …………………………………………………………… 附录 10 r 与 R 的显著数值表 …………………………………………………… 附录 11 χ2 值表 ……………………………………………………………………… 附录 12 符号检验用 K 临界值表 (双尾) ………………………………………… 附录 13 符号秩和检验用 T 临界值表 ……………………………………………… 附录 14 秩和检验用 T 临界值表 (两样本比较) ………………………………… 附录 15 秩和检验用 H 临界值表 (三样本比较) ………………………………… 附录 16 等级相关系数 rn 临界值表 ………………………………………………… 附录 17 常用正交表…………………………………………………………………… 参考文献 ………………………………………………………………………………………