試驗設計是一門以數(shù)理統(tǒng)計為基礎的應用統(tǒng)計學分支學科，也是自然科學研究方法論領域中重要的分支學科，正確的試驗設計方案和對試驗數(shù)據進行科學合理的統(tǒng)計分析是科學研究工作者必需具備的基本功。《試驗設計與軟件應用》分十二個章節(jié)，包括試驗設計基礎、方差分析、多元回歸與相關分析、方差分析試驗設計方法與統(tǒng)計分析、協(xié)方差分析、響應面試驗設計與分析、混料試驗設計與分析、均勻設計、聚類分析、規(guī)劃、Plackett-Burman試驗設計與分析和SigmaPlot實例教程。《試驗設計與軟件應用》可作為高等農林院校本科化學、食品、農學、生物專業(yè)及相關專業(yè)試驗設計與統(tǒng)計分析課程的教材，也可供理、工、農、醫(yī)等高等院校的相關專業(yè)作教材或教學參考書。
《試驗設計與軟件應用》是根據試驗設計和統(tǒng)計分析的現(xiàn)狀和趨勢以及國內高校相關專業(yè)人才培養(yǎng)的實際情況進行編寫的，在現(xiàn)有試驗設計與統(tǒng)計分析教材的基礎上，根據多年教學經驗在介紹基本方法的基礎上，突出試驗設計方法和試驗數(shù)據處理的實際應用，注重Design-Expert、SPSS電腦軟件在試驗設計和統(tǒng)計分析中的應用。本書在試驗設計基本理論、基本方法的基礎上，突出Design-Expert、SPSS電腦軟件在試驗設計和數(shù)據處理中的實際應用，全面介紹了試驗設計要解決的實際問題及其解決方法、原理及應用，并利用計算機軟件進行實際的試驗設計與統(tǒng)計分析。具體包括近年來試驗研究中常用的、重要的試驗設計和統(tǒng)計分析方法，如響應面試驗設計與統(tǒng)計分析、均勻試驗設計與統(tǒng)計分析、混料試驗設計與統(tǒng)計分析、規(guī)劃求解的方法等。理論與實踐相結合，注重對學生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和分析能力的提高。編寫中以精、全、新為指導思想，在科學性、先進性、實用性上下功夫，力求概念準確、深入淺出、突出重點、語言簡練，便于教學和閱讀。與此同時，本教材著重培養(yǎng)學生的基本軟件操作技巧、動手能力和思維能力。本書具有顯著的針對性和可操作性。因此，該教材的使用對于農林院校化學、應用化學、食品、農學、生物專業(yè)等相關專業(yè)教學過程中大學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高，具有極其重要的現(xiàn)實意義。《試驗設計與軟件應用》可作為高等農林院校本科化學、食品、農學、生物專業(yè)及相關專業(yè)試驗設計與統(tǒng)計分析課程的教材，也可供理、工、農、醫(yī)等高等院校的相關專業(yè)作教材或教學參考書。限于作者水平，書中不足之處，敬請斧正。編者2017年4月
郭明，浙江農林大學，教授，1996年碩士研究生畢業(yè)于中科院長春應用化學研究所，分析化學專業(yè)；2004年博士研究生畢業(yè)于浙江大學，物理化學專業(yè)（化學生物學）； 2005-2007年于中國林科院林產化學工業(yè)研究所開展博士后工作，林產化工專業(yè)（生物質材料方向）。2007-2010年于浙江中醫(yī)藥大學開展博士后工作，藥理學專業(yè)。主持并完成國家自然科學基金項目兩項；主持并完成中國博士后科學基金項目一項(一等資助)；主持并完成省部級科研項目4項；主持并完成廳局級科研項目3項。作為參加者參與國家、省部級項目多項。發(fā)表論文120余篇，SCI/EI收錄40篇（一作者27篇）。授權專利41項，其中授權發(fā)明專利6項。獲省科技進步三等獎一項長期從事結構化學、儀器分析、有機化學等課程的教學任務。
第一章試驗設計基礎1
第一節(jié)試驗設計概述1
一、試驗設計的概念1
二、試驗設計的意義1
三、試驗設計常用術語2
四、試驗設計的程序與試驗計劃的制定2
第二節(jié)試驗的基本要求3
一、試驗目的要明確3
二、試驗條件要有代表性3
三、試驗數(shù)據要有正確性3
四、試驗結果要有重演性3
五、應當選擇適當?shù)脑囼炛笜耍⒂邢鄳臄?shù)據分析方法3
第三節(jié)試驗設計的基本原則4
一、重復原則4
二、隨機化原則4
三、局部控制原則試驗單位條件局部一致性4
第四節(jié)試驗數(shù)據管理與準備4
一、Excel管理試驗數(shù)據4
二、SPSS的數(shù)據格式5
三、Excel的數(shù)據管理應用7
第二章方差分析10
第一節(jié)方差分析的概念與基本原理10
一、方差分析的概念10
二、方差分析的基本原理10
三、多重比較13
第二節(jié)單因素試驗資料的方差分析與SPSS實現(xiàn)16
一、各處理重復數(shù)相等的方差分析17
二、各處理重復數(shù)不等的方差分析19
第三節(jié)兩因素試驗資料的方差分析與SPSS實現(xiàn)21
交叉分組資料的方差分析21
第四節(jié)系統(tǒng)（組內）分組資料的方差分析與SPSS應用37
一、次級樣本含量相等的系統(tǒng)分組資料的方差分析37
二、次級樣本含量不等的系統(tǒng)分組資料的方差分析42
第五節(jié)方差分析的期望均方與方差組分估計及SPSS應用46
一、概念46
二、期望均方46
三、方差組分的估計49
第六節(jié)多因素試驗資料的方差分析與SPSS應用53
第七節(jié)數(shù)據轉換58
一、方差分析的基本假定58
二、數(shù)據轉換方法58
第三章多元回歸與相關分析60
第一節(jié)多元線性回歸分析60
一、多元線性回歸方程的建立60
二、多元線性回歸方程的假設檢驗62
三、多元線性回歸的估計區(qū)間65
四、最優(yōu)回歸方程的選擇66
第二節(jié)多元線性回歸與SPSS應用69
第三節(jié)復相關分析71
一、復相關系數(shù)的意義與計算71
二、復相關系數(shù)的顯著性檢驗71
第四節(jié)相關與偏相關分析72
一、相關系數(shù)72
二、偏相關系數(shù)的意義與計算73
三、偏相關系數(shù)的顯著性檢驗74
第五節(jié)相關分析與SPSS應用76
第六節(jié)通徑分析與SPSS應用78
一、通徑系數(shù)與決定系數(shù)78
二、通徑系數(shù)的性質80
三、通徑系數(shù)的顯著性檢驗82
第七節(jié)SPSS通徑分析84
第八節(jié)多項式回歸與SPSS應用86
一、一元多元多項式回歸87
二、SPSS多元多項式回歸89
第四章方差分析試驗設計方法與統(tǒng)計分析92
第一節(jié)隨機區(qū)組設計與SPSS應用92
一、設計方法與要求92
二、統(tǒng)計分析方法92
第二節(jié)拉丁方設計與SPSS應用96
一、設計方法97
二、統(tǒng)計分析方法97
第三節(jié)交叉設計與SPSS應用100
一、交叉設計概念100
二、 設計方法（單因素試驗）101
三、統(tǒng)計分析方法101
第四節(jié)正交試驗設計與SPSS應用104
一、正交試驗設計的概念和特點104
二、正交表104
三、正交設計方法105
四、正交試驗資料統(tǒng)計分析方法105
第五章協(xié)方差分析126
第一節(jié)協(xié)方差分析原理126
第二節(jié)協(xié)方差分析與SPSS應用130
第三節(jié)隨機區(qū)組設計協(xié)方差分析與SPSS應用133
第六章響應面試驗設計與分析137
第一節(jié)響應曲面分析法的基本概念137
第二節(jié)響應面模型137
第三節(jié)響應面試驗設計與Design-Expert軟件137
第四節(jié)響應面試驗設計與分析實例140
第五節(jié)響應面方程應用147
第七章混料試驗設計與分析150
第一節(jié)混料試驗的回歸模型150
第二節(jié)單純形格子設計151
第三節(jié)單純形重心設計155
一、單純形重心設計試驗方案的確定155
二、單純形重心設計結果分析157
第四節(jié)Design Expert的混料試驗設計與統(tǒng)計分析158
第八章均勻設計164
第一節(jié)均勻設計概念與特點164
一、 均勻設計概念164
二、 均勻設計的特點164
第二節(jié)均勻設計方法164
一、均勻設計表符號164
二、 均勻設計表結構164
第三節(jié)均勻設計試驗數(shù)據的統(tǒng)計分析與SPSS應用167
第九章聚類分析171
第一節(jié)聚類分析的概念171
第二節(jié)聚類分析與SPSS應用171
第十章規(guī)劃176
第一節(jié)規(guī)劃的概念176
第二節(jié)Excel規(guī)劃求解176
第十一章Plackett-Burman試驗設計與分析180
第一節(jié)Plackett-Burman試驗設計與分析的概念180
第二節(jié)Design-Expert的Plackett-Burman設計與分析180
第十二章SigmaPlot實例教程189
第一節(jié)SigmaPlot的功能189
第二節(jié)制作線圖189
第三節(jié)制作三維散點圖195
第四節(jié)二元系相圖的繪制199
附錄203
附錄1r與R的臨界值表203
附錄2正交表204
附錄3均勻設計表205
附錄4字母對照表206
參考文獻207
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