動物實(shí)驗設(shè)計與分析統(tǒng)計的意義

1、統(tǒng)計意義R. A. Johnson(1977)定義統(tǒng)計是用來蒐集並解釋關(guān)於某一特定研究(或調(diào)查)領(lǐng)域的數(shù)值，從不確定與變異的狀態(tài)中抽取結(jié)論的一種概念與方法。搜集(觀察&訪談&問卷&測驗)資料統(tǒng)計分析資訊(有意義的訊息) 報表呈現(xiàn)1應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的分類描述統(tǒng)計學(xué)：呈現(xiàn)數(shù)字、分類、圖表資料資訊；就事論事推論統(tǒng)計學(xué)：在了解母群性質(zhì)已知未知；部分全體；樣本母群實(shí)驗設(shè)計控制干擾變項；操弄自變項依變項準(zhǔn)實(shí)驗 設(shè)計：使用共變項方式實(shí)驗設(shè)計：採用配對與隨機(jī)分派2量化研究定義定義：將社會現(xiàn)象與人類行為用數(shù)量方式展現(xiàn)出來，進(jìn)而蒐集資料、分析、 驗證與解釋的研究方法之總稱。數(shù)字為基礎(chǔ)、重統(tǒng)計應(yīng)用、常用問卷&測驗量表以搜

2、集資料質(zhì)的研究以文字為骨幹 、重敘述，常用方法為觀察訪談，以歸納方式整理資料3變項分類名義(nominal)變項：性別、 年級次序(ordinal)變項 ：名次、等第等距(interval)變項 (相等單位)：溫度、智力比率(ration)變項 （絕對零點(diǎn)） ：身高、體重 名義變項又稱類別變項智力與測驗分?jǐn)?shù)原屬次序變項，但在教育研究領(lǐng)域中歸類於等距變項變項中的水準(zhǔn)(level)或類別(category)4變項分類常數(shù)(CONSTANT) 變數(shù)(VARIABLES)自變項(INDEPENDENT) 依變項連續(xù)變項 間斷(discrete)變項間斷變項：類別變項與次序變項連續(xù)變項：等距與比率變，如

3、問卷或量表調(diào)查所得；測驗分?jǐn)?shù)等無法由實(shí)驗控制變項，要以統(tǒng)計控制方法處理採用共變數(shù)分析測驗分?jǐn)?shù)是一種間斷而近似連續(xù)變數(shù)5集中量數(shù)全名：measures of central location)意義：資料中各分?jǐn)?shù)集中情形的代表值種類：算術(shù)平均數(shù)(M)中位數(shù)(median；Md)：團(tuán)體中最中間的那一個人的分?jǐn)?shù)眾數(shù)(Mo)：團(tuán)體分?jǐn)?shù)中出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)值或最多數(shù)人所得到的分?jǐn)?shù)6變異量數(shù)全名：(measures of variation)意義：團(tuán)體分?jǐn)?shù)之分散情形的指標(biāo)，表示團(tuán)體中個別差異大小的指標(biāo)。種類：全距(range；)XmaxXmin平均差(average deviation)變異數(shù)(varianc

4、e)與標(biāo)準(zhǔn)差(SD)四分差(quartile deviation；Q)7標(biāo)準(zhǔn)差變異數(shù)(variance)又稱作均方(mean square)，簡稱，其開根號的數(shù)值稱為標(biāo)準(zhǔn)差(SD)，又稱為根均方差(root mean square deviation)標(biāo)準(zhǔn)差8標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)與常態(tài)分配z=(X-M)/SD T=50+10*ZZ分?jǐn)?shù)平均數(shù)=0 標(biāo)準(zhǔn)差=1偏態(tài)(skewness)指數(shù)0常態(tài)；0 正偏；0 高狹；0 低闊9眾數(shù)中位數(shù)平均數(shù)正偏態(tài)時10負(fù)偏態(tài)時平均數(shù)中位數(shù)眾數(shù)11抽樣與推論關(guān)係母群體樣本取樣(sampling)推論(inference)普遍性代表性取樣：母群體(population) 樣本(s

5、ample)推論：樣本母群12抽樣方法立意(purposive)取樣隨機(jī)(random) 取樣隨機(jī)取樣二大原則均等性(equal probability)獨(dú)立性(independent)分層隨機(jī)抽樣層與層異質(zhì)；層內(nèi)同質(zhì)(變異儘量小)叢集取樣法(cluster sampling)叢集與叢集間同質(zhì)，叢集內(nèi)異質(zhì)13統(tǒng)計指標(biāo)說明代表母群體(population)的指標(biāo)或量數(shù)稱為母數(shù)或參數(shù)(parameter)，通常以希臘字母表示，如(平均數(shù))、(標(biāo)準(zhǔn)差)、 (相關(guān)係數(shù)) 、 (迴歸係數(shù))代表樣本(sample)的指標(biāo)或量數(shù)稱為統(tǒng)計數(shù)(statistic)，通常以英文字母表示，如：M (平均數(shù)) 、SD

6、 (標(biāo)準(zhǔn)差) 、r (相關(guān)係數(shù)) 、b (迴歸係數(shù))14推論統(tǒng)計相關(guān)概念科學(xué)假設(shè)：對於某一事件或某一種所要研究的問題的一種看法或想法，以文字詞句把它敘述出來。統(tǒng)計假設(shè)：以統(tǒng)計學(xué)的概念、術(shù)語或符號把它加以敘述在國小階段，男生的學(xué)業(yè)成就低於女生的學(xué)業(yè)成就男 女15推論統(tǒng)計相關(guān)概念統(tǒng)計假設(shè)：男 女又稱對立假設(shè)(alternative hypothesis；簡稱H1)，亦即研究者所真正要證實(shí)或支持的統(tǒng)計假設(shè)虛無(null)假設(shè)(H0)： 男 女與對立假設(shè)相反搜集資料拒或否定絕虛假設(shè)接受對立假設(shè)(5%的錯誤率內(nèi)就可拒絕虛無假設(shè))支持或接受絕虛假設(shè)拒絕或否定對立假設(shè)16假設(shè)考驗步驟分析實(shí)例研究假設(shè)：教師人

7、格特質(zhì)與學(xué)生學(xué)業(yè)成就有關(guān)。對立假設(shè)H1：0表示人格特質(zhì)與學(xué)業(yè)成就有關(guān)虛無假設(shè)0：=0表示人格特質(zhì)與學(xué)業(yè)成就無關(guān)結(jié)果分析一：p值大小，如p.05 接受H0拒絕H117假設(shè)考驗步驟分析實(shí)例研究假設(shè)：男女生學(xué)習(xí)成就有顯著差異對立假設(shè)H1：男生女生虛無假設(shè)0：男生女生結(jié)果分析一：p.05 接受H0拒絕H1(二者沒有顯著差異)虛無假設(shè)包含等於(=)的符號18假設(shè)考驗步驟研究假設(shè)：男女生數(shù)學(xué)成就有顯著差異對立假設(shè)H1：男生女生虛無假設(shè)0：男生女生看p值大小，如p.05 接受H0拒絕H119類型錯誤與正確決定之關(guān)係母群體真正性質(zhì)H0是真H0是假拒絕H0第一類型錯誤(顯著水準(zhǔn)）正確決定1 接受H0正確決定1

8、第二類型錯誤通常定為.05或.01：犯第一類型錯誤率小於5%以下20母數(shù)統(tǒng)計的基本假定常態(tài)性(normality)：依變數(shù)所在母群是常態(tài)分配的。獨(dú)立性：每個樣本觀察值是獨(dú)立的；又稱可加性(各變異離均差平方和加總=總離均差平方和)變異數(shù)同質(zhì)性：各組變異數(shù)假定相等母數(shù)統(tǒng)計適用於大樣本21中央極限定理(central limit theorem)自一個母群體中隨機(jī)抽取一個樣本大小為N的樣本，其平均數(shù)為，若將此一步驟重複無限多次，則無限多個樣本的平均數(shù)所形成的平均數(shù)恰等於母群體的平均數(shù)()，其次數(shù)分配會呈現(xiàn)常態(tài)分配；而其標(biāo)準(zhǔn)差恰等於母群體的標(biāo)準(zhǔn)差除以樣本數(shù)開根號此一樣本平均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，稱之為估計標(biāo)準(zhǔn)誤

9、(standard error of the estimate)22 常用之母數(shù)統(tǒng)計法 適用依變項為等距比率變項積差相關(guān)自變項二分變項：t-test自變項三分變項：單因子變異數(shù)分析自變項為多個連續(xù)變項：迴歸多個自變項一個自變項共變數(shù)分析&集群分析23積差相關(guān)變項：二個變項均為等距/比率變項決定係數(shù)(解釋量)：相關(guān)係數(shù)的平方解釋與應(yīng)用1.相關(guān)係數(shù)意義與樣本大小有關(guān)2.相關(guān)係數(shù)大小與樣本變異有關(guān)3.有相關(guān)不一定有因果關(guān)係存在24其他相關(guān)統(tǒng)計法真正二分變項真正二分變項相關(guān)人為二分變項連續(xù)變項二系列相關(guān)真正二分變項&連續(xù)變項點(diǎn)二系列相關(guān)人為二分變項人為二分變項四分相關(guān)次序變項次序變項等級相關(guān)連續(xù)變項&

10、連續(xù)變項 積差相關(guān)25相關(guān)實(shí)例一相關(guān)：學(xué)生輟學(xué)情形(輟學(xué)、就學(xué))與其父母婚姻狀況（結(jié)婚、離婚）有無顯著關(guān)聯(lián)存在？ (真正二分變項真正二分變項)點(diǎn)二系列相關(guān)：學(xué)生性別(男、女)與其數(shù)學(xué)成績有無顯著相關(guān)存在？ (真正二分變項連續(xù)變項)26相關(guān)實(shí)例二四分相關(guān)：學(xué)生數(shù)學(xué)成績及格與否(及格、不及格)與其物理成績及格與否(及格、不及格)有無顯著關(guān)聯(lián)存在？(人為二分變項人為二分變項)二系列相關(guān)：學(xué)生國文成績及格與否(及格、不及格)與其英文成績有無顯著相關(guān)存在？ (人為二分變項連續(xù)變項)27無母數(shù)適用時機(jī)依變項為類別次序變項依變項為等距比率變項，母群不是常態(tài)依變項為等距比率變項，但受試之樣本很小特性：計算簡單

11、、統(tǒng)計考驗力較差、無法處理交互作用問題28卡方考驗卡方考驗(chi-square test)又稱百分比考驗，列聯(lián)表中的細(xì)格不是次數(shù)便是百分比檢驗原理在於樣本觀察到的次數(shù)(或百分比)與理論或母群體的次數(shù)(或百分比)之間是否有顯著的差異。29適合度考驗研究者關(guān)心某一個變項是否與某個理論分配或母群分配相符合之時，以卡方考驗進(jìn)行的統(tǒng)計檢定稱為適合度考驗(goodness-of-fit test)30獨(dú)立性考驗當(dāng)研究者想要同時檢測兩個類別變項(X與Y)之間的關(guān)係時，例如某一個人群的學(xué)歷分佈與性別分佈的關(guān)係，以卡方考驗進(jìn)行的統(tǒng)計檢定稱為獨(dú)立性考驗(test of independence)31同質(zhì)性考驗主

12、要目的在檢定不同人口母群體，在某一個變項的反應(yīng)是否具有顯著差異；獨(dú)立性考驗是同一個樣本的兩個變項之關(guān)聯(lián)情形的考驗；同質(zhì)性考驗(test for homogeneity)則是二個以上樣本在同一個變項的分佈狀況的檢驗。32無母數(shù)統(tǒng)計法單一樣本：卡方；柯史單一樣本(K-S)二獨(dú)立樣本：中數(shù)、U考驗(M-W) 、柯史 二樣本(K-S)二相依樣本：麥內(nèi)瑪(McNemar)；符號、 魏氏考驗(Wilcoxon)K個獨(dú)立樣本：H考驗(K-W)K個相依樣本：Friedman(弗里曼) 、 Q考驗、Kendall33選項與選項詞一非 常非常無不不同同意同同意意見意意方格型：線段型：數(shù)字型：34選項與選項詞二非

13、常非常不同同意意方格型：線段型：數(shù)字型：35實(shí)驗研究模式圖操弄自變項個體變項觀察依變項控制干擾變項保持恒定1.操弄自變項2.控制干擾變項3.觀察依變項是否隨自變項而改變4.如果依變項隨自變項而改變，二者間有因果關(guān)係36常用實(shí)驗研究模式一一、真正實(shí)驗設(shè)計型式(前後測)實(shí)驗組(R) ：T1T2控制組(R) ：T1 T2二、真正實(shí)驗設(shè)計型式(隨機(jī)控制組後測)實(shí)驗組(R) ：T2控制組(R) ： T2實(shí)驗處理、 T1前測、T2後測37常用實(shí)驗研究模式二三、準(zhǔn)實(shí)驗設(shè)計(前後測)實(shí)驗組 ：T1T2控制組 ：T1 T2T1前測通常作為共變數(shù)四、單組前後測設(shè)計設(shè)計一： T1 T2時間序列：T1 T2 T3 T4 T5 T638信度意義測驗一致性與穩(wěn)定性再測信度：再測信度係數(shù)又稱穩(wěn)定係數(shù)折半信度：以史布公式校正庫李信度：是非題型式；KR20、KR21Cronbach 係數(shù)：適用李克特量表；又稱內(nèi)部一致性信度。評分者信度：二位評分者間的相關(guān)39效度效度(validity)測驗的正確性內(nèi)容效度：題項內(nèi)容的代表性程度效標(biāo)關(guān)聯(lián)效度：同時效度與預(yù)測效度構(gòu)念效度：測驗?zāi)軌驕y量到理論上的構(gòu)念或特質(zhì)程度；以因素分析考驗表面效度：給人第一印象，並非是真正的效度40信效度關(guān)係圖有信度無效度有信度有效度無信度無效度41信效度關(guān)係信度是效