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。