Bài giảng Thiết kế thí nghiệm (phần thực hành) - GV. Hà Xuân Bộ

Bài giảng Thiết kế thí nghiệm (phần thực hành) - GV. Hà Xuân Bộ

NỘI DUNG THỰC HÀNH THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM

1 MỘT SỐ THAO TÁC CƠ BẢN VÀ NHẬP DỮ LIỆU

2 XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM

2.1 BÀI 1: Tóm tắt, trình bày dữ liệu

2.2 BÀI 2: Ước lượng, kiểm định một giá trị trung

bình và so sánh hai giá trị trung bình của hai biến chuẩn

2.3 BÀI 3: So sánh nhiều giá trị trung bình bằng

phân tích phương sai (ANOVA) - Tương quan hồi quy và bảng tương liên

http:// www.thietke.jimdo.com/download

Các tài liệu tham khảo khác

 Thiết kế thí nghiệm (2005), Claustriaux, J.J

 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng (2006), Nguyễn

Thị Lan, Nguyễn Tiến Dũng, NXB Nông nghiệp

 Giáo trình phương pháp thí nghiệm đồng ruộng (1976)-

Dùng cho các trường Đại học Nông nghiệp, Phạm Chí Thành, NXB Nông nghiệp

 Thống kê sinh học và phương pháp thí nghiệm trong

chăn nuôi (1979): Giáo trình dùng cho sinh viên các lớp

chăn nuôi thú y hệ chính quy của các trường Đại học Nông nghiệp, Nguyễn Văn Thiện, Trần Đình Miên, NXB Nông nghiệp

LOGO

Bài 1: Tóm tắt, trình bày dữ liệu

Thực hành thiết kế thí nghiệm

LOGO

I Giới thiệu phần mềm Minitab 16

Thực hành thiết kế thí nghiệm

 Lưu tệp lần đầu và lưu tệp với tên khác

 Sao chép/ chuyển dữ liệu (Copy/Move)

 Undo và Redo

 Thoát khỏi Minitab 16

Cửa sổ làm việc của Minitab16

Menu chính

Cửa sổ Session

Cửa sổ Worksheet Dòng đặt tên cột

Thanh chuẩn

Thanh tiêu đề

Cửa sổ project

Mở một tệp đã ghi trên ổ đĩa (Open)

 C1: Kích chuột vào biểu tượng Open trên thanh công cụ chuẩn

Ghi tệp vào ổ đĩa (Save)

 C1: Kích chuột vào biểu tượng Save trên thanh công cụ chuẩn

 C2: Ấn tổ hợp phím Ctrl+S

 C3: Vào menu File/Save Project

 Nếu tệp đã được ghi từ trước

thì lần ghi tệp hiện tại sẽ ghi lại

sự thay đổi kể từ lần ghi trước

 Nếu tệp chưa được ghi lần nào

sẽ xuất hiện hộp thoại Save Pr oject As,

chọn nơi ghi tệp trong khung

Save in, gõ tên tệp cần ghi vào

khung File name, ấn nút Save

Ghi tệp lần đầu và ghi tệp với tên khác

 Để Save Project As vào menu File/Save Project As

Khi ghi tệp với 1 tên khác thì tệp cũ vẫn tồn tại, tệp

mới được tạo ra có cùng nội dung với tệp cũ

 Khi ghi tệp lần đầu Minitab sẽ yêu cầu đặt tên tệp

1 Chọn nơi ghi tệp

2 Đặt tên tệp 3 Bấm để ghi tệp

4 B ấm để hủy lệnh

ghi

Sao chép/chuyển dữ liệu (Copy/Move)

Undo và Redo

 Undo: Ctrl+Z, hoặc bấm nút trên Toolbar: có tác dụng huỷ bỏ việc vừa làm, hay dùng để khôi phục trạng thái làm việc khi xảy ra sai sót

 Redo: Ctrl+Y, hoặc bấm nút trên Toobar: làm lại việc vừa bỏ / việc vừa làm

Thoát khỏi Minitab (Exit)

 C1: Kích chuột vào nút Close ở góc trên cùng bên phải cửa sổ làm việc của Minitab

 C2: Ấn tổ hợp phím Alt+F4

 C3: Vào menu File/Exit

Message Box:

 Yes: ghi tệp trước khi thoát

 No: thoát không ghi tệp

 Cancel: hủy lệnh thoát

LOGO

II Nhập dữ liệu trong Minitab

Thực hành thiết kế thí nghiệm

1 Nhập dữ liệu trực tiếp trong Worksheet

 Đặt tên cột dữ liệu:

+ Đúng vị trí: Tên cột luôn nằm ở dòng

không đánh số thứ tự (trên hàng 1)

+ Ngắn gọn

+ Không dùng các ký hiệu đặc biệt (:,/

…) hoặc các ký tự tiếng Việt (ô, â,

ă…); trong cùng một Worksheet

không đặt tên cột trùng nhau

(Minitab không phân biệt được các

ký tự viết hoa và viết thường:

MINITAB = Minitab = minitab)

2 Nhập dữ liệu từ Excel

 Bước 1: chuẩn bị

+ File excel đáp ứng đầy

đủ các điều kiện như

LOGO

III Tóm tắt và trình bày dữ liệu với biến định lượng

Thực hành thiết kế thí nghiệm

Ví dụ M-1.1ab (trang 18 & 20)

Khối lượng của 16 chuột cái lúc cai sữa ( G iả sử 8 chuột cái đầu sinh ra ở lứa thứ nhất và 8 chuột cái tiếp theo sinh ra

ở lứa thứ hai) như sau:

Lứa 1 54,1 49,8 24,0 46,0 44,1 34,0 52,6 54,4 Lứa 2 56,1 52,0 51,9 54,0 58,0 39,0 32,7 58,5

Nhập số liệu trong của sổ Worksheet

4 Lựa chọn dạng

đồ thị

3 Lựa chọn các tham số thống kê

4 Lựa chọn dạng

đồ thị

Chọn các ước số thống kê và dạng đồ thị

3 Chọn các ước số thống

kê (Statistics …) 4 Chọn các dạng đồ thị (Graphs …)

Các thuật ngữ Anh - Việt

,

s 

Ghi chú: Các ký hiệu trong bảng có dấu * là các tham số của quần thể

40 30

50 40

Kết quả từ Minitab – Ví dụ 1b

Lua

2 1

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

60 55 50 45 40 35 30 25

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

70 60 50 40 30 20

50.28 StDev 9.387

Mean 44.88 StDev 10.79

2 Mean

Histogram (with Normal Curve) of P by Lua

Panel variable: Lua

Descriptive Statistics: P

Variable Lua N Mean SE Mean StDev Variance CoefVar

P 1 8 44.88 3.82 10.79 116.52 24.05

2 8 50.28 3.32 9.39 88.11 18.67

Công thức thí

nghiệm

Đơn vị tính n X ±SD Cv(%)

Các chỉ tiêu

nghiên cứu

Đơn vị tính

Trình bày các USTK vào bảng sau

X

Bảng số…: Tên bảng (thể hiện nội dung của bảng)

Bảng số…: Tên bảng (thể hiện nội dung của bảng)

X

Bảng số 1: Khối lượng của chuột cái lúc cai sữa

Ví dụ M-1.1ab (trang 18 & 20)

LOGO

IV Tóm tắt và trình bày dữ liệu với biến định tính

Thực hành thiết kế thí nghiệm

Ví dụ 1.2 Trang 21

Nhập dữ liệu trong Worksheet Cấu trúc số liệu cách 1 Cấu trúc số liệu cách 2

Tóm tắt và vẽ đồ thị Stat  Tables Cross Tabulation and Chi-Square …

Đọc kết quả trong cửa sổ Session Tabulated statistics: TRAI, KETQUA

Rows: TRAI Columns: KETQUA

Trình bày bằng biểu đồ Graph  Bar Chart … Counts of unique values

Kích

OK

CHỌN

Kích OK

16 12 8 4 0

+ -

16 12 8 4 0

Tóm tắt và vẽ đồ thị Stat  Tables Cross Tabulation and Chi-Square …

Đọc kết quả trong cửa sổ Session Tabulated statistics: TRAI, KETQUA

Using frequencies in TANSUAT

Rows: TRAI Columns: KETQUA

-Pie Chart of TANSUAT vs KETQUA

Panel variable: TRAI

Trình bày các USTK vào bảng sau

Bảng 3 Tỷ lệ viêm nội mạc tử cung

(35,29%)

11 (64,71%)

(27,27%)

16 (72,73%)

(40,00%)

12 (60,00%)

LOGO

BÀI 2: Ước lượng kiểm định một giá trị trung bình

Thực hành thiết kế thí nghiệm

LOGO

I Ước lượng, kiểm định một giá trị trung bình

Thực hành thiết kế thí nghiệm

Ví dụ M-1.3 (trang 24)

Tăng trọng trung bình (gram/ngày) của 36 lợn nuôi vỗ béo giống Landrace được rút ngẫu nhiên từ một trại chăn nuôi Số liệu thu được như sau:

Cán bộ kỹ thuật trại cho rằng tăng trọng trung bình của toàn

đàn lợn trong trại là 607 gram/ngày Theo anh (chị) kết luận

đó đúng hay sai, vì sao? Biết độ lệch chuẩn của tính trạng này là 21,75 gram

Các bước tiến hành

 Bước 1: Tóm tắt và trình bày dữ liệu

 Bước 2: Giả thiết H0 và đối thiết H1

 Bước 3: Kiểm tra điều kiện

 Bước 4: Tính xác suất P

 Bước 5: So sánh P với α  kết luận

Tính các ước số thống kê và vẽ đồ thị

 Tính các ước số thống kê và vẽ đồ

thị: Stat  Basic Statistic 

Display Descriptive statistics …

4 Lựa chọn dạng

đồ thị

Chọn các ước số thống kê và dạng đồ thị

3 Chọn các ước số thống

kê (Statistics …) 4 Chọn các dạng đồ thị (Graphs …)

Đọc kết quả trong cửa sổ Session

Variable N N* Mean SE Mean StDev Variance CoefVar

P 36 0 599.19 3.11 18.66 348.05 3.11

Giả thiết H0 và đối thiết H1

 Giả thiết H 0 : (Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)

 Đối thiết H 1 :(Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)

Kiểm tra điều kiện

 Điều kiện: Tất cả các phép thử đối với biến định lượng, biến số nghiên cứu phải tuân theo phân phối chuẩn:

 Tìm xác suất P, so sánh với α  kết luận

Stat  Basic statistics Normality test

Kiểm tra điều kiện: phân bố chuẩn Stat/ Basic statistics/ Normality test

Stat/ Basic statistics/ Normality test

1 Tên biến số cần kiểm tra

2 Kích OK

Stat/ Basic statistics/ Normality test

620 610

600 590

580 570

Stat/ Basic statistics/1Z

Ước lượng và kiểm định một giá trị trung bình khi biết (σ)

Giá trị σ

Cột số liệu thô

Giải thích kết quả

Giả thiết Ho và đối thiết H1

Kết luận nhờ xác suất

Khoảng tin cậy

One-Sample Z: P

Test of mu = 607 vs not = 607

The assumed standard deviation = 21.75

Variable N Mean StDev SE Mean 95% CI Z P

P 36 599.194 18.656 3.625 (592.090, 606.299) -2.15 0.031

Stat/ Basic statistics/1t

Ước lượng và kiểm định một giá trị trung bình khi không biết σ

Cột số liệu thô

Kết luận nhờ xác suất

Giả thiết Ho và đối thiết H1

Khoảng tin cậy

LOGO

II So sánh hai giá trị trung bình của hai biến chuẩn

Thực hành thiết kế thí nghiệm

LOGO

1 So sánh hai giá trị trung bình của hai biến chuẩn khi lấy mẫu độc lập

Thực hành thiết kế thí nghiệm

Ví dụ M-1.4 (trang 27)

Để so sánh khối lượng của 2 giống bò, tiến hành chọn ngẫu

nhiên và cân 12 con đối với giống thứ nhất và 15 con đối với nhóm thứ hai Khối lượng (kg) thu được như sau:

Giống

thứ

nhất

187,6 180,3 198,6 190,7 196,3 203,8 190,2 201,0 194,7 221,1 186,7 203,1

Giống

thứ hai

148,1 146,2 152,8 135,3 151,2 146,3 163,5 146,6 162,4 140,2 159,4 181,8 165,1 165,0 141,6

Theo anh (chị), khối lượng của hai giống bò có sự sai khác

không?

Các bước tiến hành

 Bước 1: Tóm tắt và trình bày dữ liệu

 Bước 2: Giả thiết H0 và đối thiết H1

 Bước 3: Kiểm tra điều kiện

 Bước 4: Tính xác suất P

 Bước 5: So sánh P với α  kết luận

Tóm tắt và trình bày dữ liệu

 Tính các ước số thống kê và vẽ đồ

thị  Stat  Basic Statistic 

Display Descriptive statistics …

1 Biến số cần tính

2 Chọn các ước

số thống

kê

3 Chọn các dạng

độ thị

4 Kích OK

Chọn các ước số thống kê và dạng đồ thị

2 Chọn các ước số thống

kê (Statistics …) 3 Chọn các dạng đồ thị (Graphs …)

Trình bày các USTK vào bảng sau

Bảng số 1.4 Khối lượng của hai giống bò

Giả thiết H0 và đối thiết H1

 Giả thiết H0: ( Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)

 Đối thiết H1:( Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)

Kiểm tra điều kiện

 Điều kiện: Tất cả các phép thử đối với biến định lượng, biến số nghiên cứu phải tuân theo phân phối chuẩn:

 Tìm xác suất P, so sánh với α  kết luận

Stat  Basic statistics Normality test

Kiểm tra điều kiện: phân bố chuẩn Stat/ Basic statistics/ Normality test

Stat/ Basic statistics/ Normality test

1 Tên biến số cần kiểm tra

2 Kích OK

Stat/ Basic statistics/ Normality test

Số liệu được nhập thành hai cột P-value (GIỐNG 1) = 0,530 > 0,05  biến số có phân phối chuẩn P-value (GIỐNG 2) = 0,407 > 0,05  biến số có phân phối chuẩn

99

95 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 1

Mean

0.407

153.7 StDev 12.30

AD 0.357 P-Value

Probability Plot of GIONG2

200 190

180 170

AD 0.298 P-Value

Probability Plot of GIONG1

Normal

Kiểm tra điều kiện: phương sai đồng nhất

Stat/ Basic statistics/ 2 Variance…

Kiểm tra phương sai đồng nhất

Stat/ Basic statistics/ 2 Variance…

Nhập số liệu cách 1 Nhập số liệu cách 2

Stat/ Basic statistics/ 2 Variance…

P-value = 0,631 > 0,05  Hai phương sai đồng nhất

Stat/ Basic

statistics/2t

So sánh hai giá trị trung bình khi lấy mẫu độc lập

Số liệu nhập thành 1 cột Số liệu nhập thành 2 cột

Chọn

Nếu bước 3 kết luận hai phương sai bằng nhau , đánh dấu (۷) vào ô này Còn bước 3 kết luận hai phương sai không bằng nhau, ô này

để trống

Chọn

Giải thích kết quả (hai phương sai đồng nhất)

Một số tham số thống kê cơ bản

Bậc tự do

Xác suất KL

DF = n1+ n2- 2

Two-Sample T-Test and CI: GIONG1, GIONG2

Two-sample T for GIONG1 vs GIONG2

N Mean StDev SE Mean

GIONG1 12 196.2 10.6 3.1

GIONG2 15 153.7 12.3 3.2

Difference = mu (GIONG1) - mu (GIONG2)

Estimate for difference: 42.4750

95% CI for difference: (33.2301, 51.7199)

T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 9.46 P-Value = 0.000 DF = 25 Both use Pooled StDev = 11.5901

Giải thích kết quả (hai phương sai không đồng nhất)

Một số tham số thống kê cơ bản

Bậc tự do

Xác suất KL

Two-sample T for GIONG1 vs GIONG2

N Mean StDev SE Mean

GIONG1 12 196.2 10.6 3.1

GIONG2 15 153.7 12.3 3.2

Difference = mu (GIONG1) - mu (GIONG2)

Estimate for difference: 42.4750

95% CI for difference: (33.3658, 51.5842)

T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 9.62 P-Value = 0.000 DF = 24

n s n s n s n s

df 2

2 2 2 1 2 2 2 2 1 2

LOGO

2 So sánh hai giá trị trung bình của hai biến chuẩn khi lấy mẫu theo cặp

Thực hành thiết kế thí nghiệm

Ví dụ M-1.5 (trang 29)

Tăng trọng (pound) của 10 cặp bê sinh đôi giống hệt nhau dưới hai chế độ chăm sóc khác nhau (A và B) Bê trong từng cặp được bắt thăm ngẫu nhiên về một trong hai cách chăm sóc

Hãy kiểm định giả thiết H0:Tăng trọng trung bình ở hai cách chăm sóc như nhau H1: Tăng trọng trung bình khác nhau ở hai cách chăm sóc Với mức ý nghĩa α = 0,05 Số liệu thu được như sau:

So sánh hai giá trị trung bình lấy mẫu theo cặp

 B1: Nhập số liệu thành hai cột – Tính cột hiệu (giữa từng cặp số liệu); Tóm tắt và trình bày dữ liệu

 B2: Giả thiết H0 và đối thiết H1

 B3: Kiểm tra phân bố chuẩn cho cột hiệu

 B4: Tìm P-value

 B5: So sánh P-value với α  kết luận

Tính hiệu giữa hai cột bằng Menu Calc

Giả thiết H0 và đối thiết H1

 Giả thiết H 0 : ( Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)

 Đối thiết H 1 :( Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)

Kiểm tra điều kiện: phân bố chuẩn Stat/ Basic statistics/ Normality test

Stat/ Basic statistics/ Normality test

1 Tên biến cần kiểm tra

2 Kích OK

Stat/ Basic statistics/ Normality test

P-value = 0,592 > 0,05  Số liệu

có phân phối chuẩn

Ki ểm tra phân bố chuẩn ở cột hiệu

AD 0.271 P-Value

Probability Plot of D

Normal

1 Chọn chấm

tròn trên

2.Tên cột số liệu 1 3.Tên cột số liệu 2

4.Kích

Giải thích kết quả (so sánh hai giá trị trung bình khi lấy mẫu theo cặp)

Một số tham số thống kê cơ bản

95% CI for mean difference: (3.20144, 5.99856)

T-Test of mean difference = 0 (vs not = 0): T-Value = 7.44 P-Value = 0.000

LOGO

BÀI 3 So sánh nhiều giá trị trung bình bằng phân tích phương sai (ANOVA)- Bảng tương liên

Thực hành thiết kế thí nghiệm

LOGO

1 Mô hình thí nghiệm một yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên

Thực hành thiết kế thí nghiệm

Ví dụ M-1.6 (trang 31)

Theo dõi tăng trọng của cá (kg) trong thí nghiệm với 5 công thức nuôi (A, B, C, D, E) Hãy cho biết tăng trọng của cá ở các công thức nuôi có sự sai khác hay không? Nếu có sự khác nhau, tiến hành so sánh sự sai khác của từng cặp giá trị trung bình bằng các chữ cái

Các bước tiến hành

 Bước 1: Tóm tắt và trình bày dữ liệu

 Bước 2: Giả thiết H0 và đối thiết H1

 Bước 3: Kiểm tra điều kiện

 Bước 4: Tính xác suất P

 Bước 5: So sánh P với α  kết luận

Tóm tắt và trình bày dữ liệu

 Tính các ước số thống kê và vẽ đồ thị  Stat

 Basic Statistic  Display Descriptive

statistics …

Nhập số liệu cách 1

Nhập số liệu cách 2

Tóm tắt và trình bày dữ liệu Nhập số liệu cách 1 Nhập số liệu cách 2

Chọn các ước số thống kê và dạng đồ thị

2 Chọn các ước số thống

kê (Statistics …) 3 Chọn các dạng đồ thị (Graphs …)

Công thức thí nghiệm Đơn vị tính n ±SD Cv(%)

Trình bày các USTK vào bảng sau

Bảng số 1.6 Ảnh hưởng của các công thức nuôi đến tăng trọng

của cá

Giả thiết H0 và đối thiết H1

 Giả thiết H0: (Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)

 Đối thiết H1:(Bằng lời và bằng ký hiệu toán học)