成都市中考满分作文 SPSS试验设计案例.docx

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成都市中考满分作文SPSS试验设计案例

附例1：

非参数检验及其多重比较典型案例

【例11.6】对某种疾病采用一穴、二穴、三穴作针刺治疗，治疗效果分为控制、显效、有效、无效4级。

治疗结果见表11-6第

（2）、（3）、（4）栏。

问3种针刺治疗方式疗效有无显著差异？

表11-63种针刺方式治疗效果及秩和检验

等级

一穴

二穴

三穴

合计

秩次范围

平均秩次

各组秩和

⑴

⑵

⑶

⑷

⑸

⑹

⑺

一穴

⑻

二穴

⑼

三穴

⑽

控制

21

30

10

61

1~61

31.0

651.0

930.0

310.0

显效

18

10

22

50

62~111

86.5

1557.0

865.0

1903.0

有效

15

8

11

34

112~145

128.5

1927.5

1028.0

1413.5

无效

5

2

8

15

146~160

153.0

765.0

306.0

1224.0

合计

59

（n1）

50

（n2）

51

（n3）

160

（n）

4900.5

（R1）

3129.0

（R2）

4850.5

（R3）

TestProcedureinSPSS

1）createanewfileasfollows；

3）data—weightcases,weightthevariable“freq”inthedatafile.

ClickAnalyze>NonparametricTests>LegacyDialogs>KIndependentSamples...onthetopmenuasshownbelow:

4）Youwillbepresentedwiththefollowing:

5）Transferthedependentvariablethatyouareinterestedinanalyzingintothe"TestVariableList:

"box.Inourexample,weneedtotransferthevariableresponseintothisbox.Theindependentvariableacupunctureneedstobetransferedintothe"GroupingVariable:

"box.Therearetwowaystransferyourvariables.Youcaneitherhighlightdrag-and-dropeachvariableintotherespectiveboxesoryouhighlightthevariablebyusingthecursorandclickingthe

button.Makesurethatthe"Kruskal-WallisH"checkboxistickedinthe"TestType"box.

Youwillendupwithascreensimilartotheonebelow:

6）Pressthe

buttonandtype"1"intothe"Minimum"boxand"3"intothe"Maximum"box.Thisisdefiningtherangeofthevaluesforthecategoriesoftheindependentvariables.Inthiscasethereare3groups/categoriescalledDrugA,DrugBandDrugC.Iftherehadbeen4groupsbutyoudidnotwanttoincludethefirstgroupintheanalysisthenyouwouldhaveentered"2"and"4"intothe"Minimum"and"Maximum"boxes,respectively（assumingyouorderedthegroupsnumerically）.

Clickthe

button.

7）Clickthe

button.Tickthe"Descriptive"checkboxifyouwantdescriptivesand/or"Quartiles"ifyouwantquartiles.YouwillbepresentedwiththefollowingifyouselectDescriptives:

Clickthe

button.

SPSSOutputfortheKruskal-WallisHTest

Youwillbepresentedwiththefollowingoutput（Descriptivesexcluded）:

TheRankstableshowsthemeanrankofthePain_Scoreforeachdruggroup.TheTestStatisticstablepresentstheChi-squarevalue（Kruskal-WallisH）,thedegreesoffreedomandthesignificancelevel.

ReportingtheOutputoftheKruskal-WallisHTest

Inourexample,wecanreportthattherewasastatisticallysignificantdifferencebetweenthedifferentdrugtreatments（H

（2）=14.086,P=0.001）withameanrankof83.06for1acupuncture,62.58for2acupunctureand95.11foracupuncture.

HowtorunaKruskal-WallistestusingSPSS'snewnonparametricprocedurealongwithpost-hocteststodeterminewheredifferenceslie?

Post-hocTests

Toexaminewherethedifferencesactuallyoccur,youneedtorunseparateWilcoxonSigned-RankTestsonthedifferentcombinationsofrelatedgroups.So,inthisexample,youwouldcomparethefollowingcombinations:

1）Oneacupunctureto2acupuncture

2）Oneacupunctureto3acupuncture

3）twoacupunctureto3acupuncture

YouneedtouseaBonferroniadjustmentontheresultsyougetfromtheWilcoxontestsasyouaremakingmultiplecomparisons,whichmakesitmorelikelythatyouwilldeclarearesultsignificantwhenyoushouldnot（aTypeIerror）.Luckily,theBonferroniadjustmentisveryeasytocalculate;simplytakethesignificancelevelyouwereinitiallyusing（inthiscase0.05）anddivideitbythenumberoftestsyouarerunning.Sointhisexample,wehaveanewsignificancelevelof0.05/3=0.017.ThismeansthatifthePvalueislargerthan0.017thenwedonothaveastatisticallysignificantresult.

Runningthesetestsontheresultsfromthisexamplethenyougetthefollowingresult:

Click“paste”button,andopenthesyntax.Wecanmuctiplythesyntaxbycopyingandsomeslightmodification.

Then,fromdrag-to-drop,runall.

Thistableshowstheoutputofthe

WilcoxonSigned-RankTestoneachofourcombinations.ItisimportanttonotethatthesignificancevalueshavenotbeenadjustedinSPSStocompensateformultiplecomparisons-youmustmanuallycomparethesignificancevaluesproducedbySPSStotheBonferroni-adjustedsignificancelevelyouhavecalculated.WecanseethatattheP<0.017significancelevelthecuringeffectsbetween1acupunctureand2acupuncture（P=0.015）aswellas2acupunctureand3acupuncture（P=0.000189）werestatisticallysignificantlydifferent.

ReportingtheOutputoftheFriedmanTest（withpost-hoctests）

YoucanreporttheFriedmanTestwithpost-hoctestsresultsasfollows:

Therewasastatisticallysignificantdifferenceinthecuringeffectsdependingonwhichtypeofacupunctureprotocolwasadopted,χ2

（2）=14.086,P=0.001.Post-hocanalysiswithWilcoxonSigned-RankTestswasconductedwithaBonferronicorrectionapplied,resultinginasignificancelevelsetatP<0.017.Mediansforthe1acupunture,2acupunctureand3acupuncturetreatmentwere83.06,62.58and95.11,respectively.Therewerenosignificantdifferencesbetweenthe1acupunctureand2acupuncturetrials（Z=-1.404,P=0.160）despiteanoverallreductionincuringeffectinthe1acupuncturevs.3acupuncturetrials.However,therewasastatisticallysignificantdiffrencesineffectsinthe1-2acupuncture（P=0.015）and1-3acupuncturetrials（P=0.000189）.

注释：

教材“卡方检验“一章独立检验中多题均属于依变量为有序变量者，进行卡方检验，实属”欠文化”的表现，应采用秩和检验或Logistic回归。

同学们可自练一番。

附例2

SPSS进行随机化实验设计分组

　随机化（randomization）分组是指将受试对象按照随机的原则进行分组,是实验设计中保证非处理因素均衡的一个重要手段。

只有通过随机分组,才能避免出现各种人为的客观因素和主观因素的偏性,提高统计检验效能（林汉生等，2005）。

1.、完全随机设计分组SPSS编程

File→New→Syntax。

如果已经建立了程序,则可以通过File→Open→Syntax直接打开。

在语句编辑窗口,用键盘输入程序,也可以在Word或者其他文本编辑软件中编辑以下程序,然后通过复制将程序粘贴到语句编辑窗口。

程序中的英文字母不分大小写。

一般随机化程序：

SETSEED=12345.

INPUTPROGRAM.

LOOPNUMBER=1TON.

COMPUTERANDOM=UNIFORM（N）.

ENDCASE.

ENDLOOP.

ENDFILE.

ENDINPUTPROGRAM.

AUTORECODEVARIABLES=RANDOM/INTORANK

SORTCASESBYRANK（A）.

在语句编辑窗口,通过菜单选择:

Run→All运行所有命令后,在数据编辑窗口就产生了完全随机设计分组结果。

第1句中的SETSEED是设定种子,取值在1到200000之间,其作用在于一旦设定后,每次运行得出同样结果。

如果希望重复同样的分组结果,则可以设置该命令,否则可以省略该句。

2.、完全随机设计分组

【例12.1】现有同品种、同性别、同年龄、体重相近的健康绵羊18只，试用完全随机的方法分成甲、乙两组。

绵羊编号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

随机数字

调整组别

16

07

44

99

83

11

46

32

24

20

14

85

88

45

10

93

72

88

SPSS

首先将18只绵羊按体重顺序从1到18编号。

在SyntaxEditor窗口内编写和运行如下SPSS程序：

INPUTPROGRAM.

LOOPNUMBER=1TO18.

COMPUTERANDOM=UNIFORM（18）.

ENDCASE.

ENDLOOP.

ENDFILE.

ENDINPUTPROGRAM.

AUTORECODEVARIABLES=RANDOM/INTORANK.

SORTCASESBYRANK（A）.

RECODERANK（1THRU9=1）（10THRU18=2）INTOGROUP.

EXECUTE.

程序说明与结果解释:

运行该程序后,产生观察单位编号（number）和随机数字（random）,并将全部随机数字从小到大编序号（rank）,按预先规定的序号1～9为第1组（group）,序号10～18为第2组。

结果如图所示,编号为15、17、4、18、11、5、9、1、13的羊只被纳入了第1组。

由于在上述程序中没有设定种子,即忽略了SETSEED命令。

因此,每次运行上述程序均随机产生不同的分组结果。

【例12.2】设有同品种、同性别、体重相近的健康仔猪18头，按体重大小依次编为1、2、3、…、18号，试用完全随机的方法，把它们等分成甲、乙、丙三组。

SPSS

首先将18只绵羊按体重顺序从1到18编号。

在SyntaxEditor窗口内编写和运行如下SPSS程序：

INPUTPROGRAM.

LOOPNUMBER=1TO18.

COMPUTERANDOM=UNIFORM（18）.

ENDCASE.

ENDLOOP.

ENDFILE.

ENDINPUTPROGRAM.

AUTORECODEVARIABLES=RANDOM/INTORANK.

SORTCASESBYRANK（A）.

RECODERANK（1THRU6=1）（7THRU12=2）（13THRU18=3）INTOGROUP.

EXECUTE.

程序说明与结果解释:

运行该程序后,产生观察单位编号（number）和随机数字（random）,并将全部随机数字从小到大编序号（rank）,按预先规定的序号1～6为第1组（group）,序号7～12为第2组，序号13～18为第3组。

结果如图所示,编号为10、4、15、17、18、14的羊只被纳入了第1组。

由于在上述程序中没有设定种子,即忽略了SETSEED命令。

因此,每次运行上述程序均随机产生不同的分组结果。

3、随机区组设计分组的SPSS编程

INPUTPROGRAM.

LOOPNUMBER=1TON.

COMPUTEBLOCK=RND（（NUMBER-1）/K+0.5）.

ENDCASE.

ENDLOOP.

ENDFILE.

ENDINPUTPROGRAM.

COMPUTERANDOM=UNIFORM（N）.

RANKVARIABLES=RANDOMBYBLOCK.

上述程序中,N为观察单位总数,K为处理组数。

第

（2）语句产生1～N的观察单位编号,number;第（3）语句产生观察单位对应的区组编号block（1～K）;第（8）语句产生随机数字random（取值在0～N之间）;第（9）语句是以区组block为分组变量,将随机数字random编秩,并自动赋值给新变量rrandom。

当N为偶数,处理组数K=2时,即为配对设计。

【例12.3】5种中草药饲料添加剂分别以A1、A2、A3、A4、A5表示，供试4窝仔猪分别按体重依次编号为：

1-5号为第Ⅰ组，6-10号为第Ⅱ组，11-15号为第Ⅲ组，16-20为第Ⅳ组。

试按随机单位组设计将试验仔猪分组。

本例K=5，N=20.先将每窝5只仔猪配成一个区组，将不同区组的仔猪依区组先后顺序排号。

将第2行和第8行的N=20,第3行的K=5,代入上述随机区组设计SPSS分组程序,然后运行之。

语法如下：

INPUTPROGAM.

LOOPNUMBER=1TO20.

COMPUTEBLOCK=RND（（NUMBER-1）/5+0.5）.

ENDCASE.

ENDLOOP.

ENDFILE.

ENDINPUTPROGRAM.

COMPUTERANDOM=UNIFORM（20）.

RANKVARIABLES=RANDOMBYBLOCK.

number为仔猪的编号,block为配伍组号,共有4组,每个配伍组有体重相近的5只仔猪;random是按从小到大顺序排列的随机数字;rrandom是每个区组中随机数字的排列序号,序号范围是1～5。

按事先规定,序号为1、2、3、4、5的分别分配到A1、A2、A3、A4、A5组。

表12-35种饲料添加剂试验随机单位组设计试验动物分组表

添加剂

单位组

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

A1

A2

A3

A4

A5

1

2

1

4

3

8

7

10

6

9

14

11

15

13

12

16

18

19

17

20

　完全随机化设计、随机区组设计是试验设计和临床试验设计中广泛采用的方法。

传统上常用的随机化分组方法有随机数字表法和随机排列表法,虽简单易行,但不适用于大样本,试验规模大时操作繁琐、工作效率低下,并且容易出错。

运用SPSS编程可以轻松自如地解决上述随机分组中的问题,具有很强的可操作性,可提高工作效率,减少误差。

注意，由于随机化时多不设定随机种子，故结果没有重复性，也不必与教材上所陈列结果一致。

例，现有同一品种的供试家畜18头，分别将性别、年龄相同，体重相似的两头家畜配成对子，共9对，编号为1-9号。

试用随机方法将每个对子中的两头家畜分到甲、乙两个处理组中。

INPUTPROGRAM.

LOOPNUMBER=1TO18.

COMPUTEBLOCK=RND（（NUMBER-1）/2+0.5）.

ENDCASE.

ENDLOOP.

ENDFILE.

ENDINPUTPROGRAM.

COMPUTERANDOM=UNIFORM（18）.

RANKVARIABLES=RANDOMBYBLOCK.

number为家畜的编号,block为配伍组号,共有9组,每个配伍组有体重相近的2只家畜;random是按从小到大顺序排列的随机数字;rrandom是每个区组中随机数字的排列序号,序号范围是1～25。

按事先规定,序号为1、2的分别分配到A1、A2组。

5.正交设计

【例12.8】某一种抗菌素的发酵培养基由A、B、C3种成分组成，各有两个水平，除考察A、B、C三个因素的主效外，还考察A与B、B与C的交互作用。

试安排一个正交试验方案并进行结果分析。