SPSS軟件在《生物統計學》單樣本平均數假設檢驗中的應用

屈德寧 劉兵

[摘 要] 研究針對SPSS軟件在《生物統計學》樣本平均數假設檢驗中的應用，并以鵪鶉飼養時的體重數據為例，演示在SPSS軟件中如何進行樣本平均數的假設檢驗，可為生物統計學教學提供一定參考。

[關鍵詞] SPSS;生物統計學;假設檢驗

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

[作者簡介] 屈德寧（1976—），女，重慶人，博士，吉林師范大學數學學院副教授，研究方向為生物統計學;劉 兵（1978—），男，江西九江人，博士，吉林師范大學生命科學學院副教授，碩士生導師，研究方向為農業生態學和經濟動物學。

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

一、引言

生物統計學是數理統計在生命科學中的應用，它是用數理統計的原理和方法來分析和解釋生命現象中各種數量關系的一門學科[1]。許多統計軟件被應用到生物統計學的課程教學過程中，如Excel[2]，SAS[3]，Origin[4]，DPS[5]，SPSS[6]等。不同的軟件有各自的優缺點，Excel軟件統計功能簡單易學，適合初學者，但難以完成諸如主成分分析、聚類分析等高級數據統計工作;SAS和Origin軟件統計功能強大，有專門的統計模塊，也有專業函數繪圖功能，但初學者上手較慢，特別是編程較復雜。SPSS既具有Excel方便易學的特性，又能夠實現了SAS、Origin高級統計分析的功能。因此，SPSS統計軟件已廣泛應用于自然科學和社會科學各個領域，越來越受到非數理統計專業本科生的青睞。本文以樣本平均數假設檢驗為例，說明SPSS軟件在《生物統計學》中的應用，為該統計軟件應用到實際教學過程中提供一定參考。

二、樣本假設檢驗中SPSS實現

以鵪鶉體重為案例，說明單樣本 檢驗的SPSS操作和輸出結果的解讀，揭示樣本平均數假設檢驗的內涵。

1.單樣本假設檢驗基本原理。單樣本假設檢驗適用于判斷一個樣本平均數所屬總體平均數μ與已知總體平均數μ是否有真實差異的檢驗。已知總體平均數μ一般為標準值、理論值或是經大量經驗得到的較穩定的指標。單樣本平均數的假設檢驗分為二種情況：①總體方差σ已知時，用U檢驗;②總體方差σ未知時，當樣本容量n≥30，用U檢驗;當樣本容量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。總體方差σ未知，樣本容量n<30，故選擇用t檢驗。統計量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（零假設H∶μ=μ和備擇假設H∶μ≠μ），確定檢驗水平（a=0.05或0.01），然后計算檢驗統計量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.單樣本假設檢驗的SPSS操作和輸出解讀。某家禽養殖場飼養鵪鶉，經多年統計得出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數據輸入。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”，小數位設置為1。2）點擊工作表下方的“數據視圖”進入輸入數據工作表，按圖1的格式輸入數據。②統計分析。單擊主菜單Analyze（分析）→Compare Means（比較平均數）→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，在底部“檢驗值（V）”框內輸入鵪鶉平均體重值為42，點擊“確定”按鈕開始進行假設檢驗。③顯示結果。表1表明，樣本個數n=16，樣本平均數（Mean）=43.038，樣本標準差（Std.Deviation）SD=1.8565，均數標準誤差（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。樣本均數與總體均數的差值（Mean Difference）為1.0375，差值的95%置信區間上限為0.048，下限為2.027。

三、結語

本文主要介紹了如何用SPSS軟件進行樣本平均數的假設檢驗（即t檢驗）。在生物統計課程的教學中，引導學生學習統計軟件的使用能為學生今后在工作和科研實踐中很好的進行數據整理和分析打下良好的基礎。隨著筆記本電腦的普及，計算機應用能力是當今大學生知識結構不可或缺的組成部分，在生物統計學教學中，應加大統計軟件的教學力度，把學生從枯燥復雜的計算中解放出來，將教學重點放在統計原理的講授和提高學生運用統計軟件的能力上。這樣才能提高學生學習生物統計課程的學習興趣，同時也培養了學生的自學和動手能力。

參考文獻

[1]屈德寧，劉兵.圖示化教學策略在生物統計課程中的應用與實踐[J].家畜生態學報，2016（9）：90-94.

[2]高麗.Excel統計功能在生物統計學本科教學中的應用[J].大學教育，2017（1）：66-68.

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

[4]姜紅霞.Origin軟件在生物統計學教學中的應用[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統計軟件的案例教學法在生物統計學課程中的應用[J].安徽農業科學，2013（27）：11234-11235.

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