Bài giảng Thống kê ứng dụng: Chương 4 - TS. Bùi Lê Anh Tuấn

Chương

BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
& PHÂN TÍCH
BIẾN LƯỢNG (ANOVA)


Chương 4

Các

khái niệm có liên quan đến việc thí

nghiệm
Các giai đoạn thực hiện thí nghiệm
Thí nghiệm một yếu tố
Bố trí hai nhân tố


Chương 4

Các

khái niệm có liên quan đến việc thí

nghiệm
Ðơn vị thí nghiệm và nghiệm thức
Ðơn vị thí nghiệm là đơn vị cơ bản về mặt hình thức, bảo đảm
tính đồng nhất khi tổ chức một thí nghiệm.



Nghiệm thức (treatment) là những trình trạng khác nhau của yếu
tố mà ta muốn nghiên cứu, của một hiện tượng quan sát, hay hỗn hợp
các yếu tố cần thí nghiệm trong trường hợp thí nghiệm nhiều yếu tố.
 Chọn lựa nghiệm thức
Số nghiệm thức và việc lựa chọn nghiệm thức phụ thuộc vào
mục đích của người làm thí nghiệm.
 Lặp lại (Replication)
Mỗi đơn vị thí nghiệm phải hiện diện nhiều lần trong một cuộc
thí nghiệm để quan sát sự biến thiên, đó là sự lặp lại.
Một thí nghiệm không lặp lại không phải là thí nghiệm mà chỉ là
quan sát sơ bộ hay trình bày kết quả.


Chương 4

Các giai đoạn thực hiện thí nghiệm
Có 6 giai đoạn phải thực hiện khi tiến hành thí nghiệm:
 Xác định mục tiêu thí nghiệm
Phải đặt ra các câu hỏi cần giải đáp, kết luận về một giả thiết
ảnh hưởng của một yếu tố.
Xác định phạm vi quần thể và lấy mẫu trong phạm vi của quần
thể đó.


Bố trí kiểu thí nghiệm

03 kiểu thí nghiệm cơ bản:
Thí nghiệm một yếu tố (single - factor experiment)
Thí nghiệm hai yếu tố (two - factors experiment)

Thí nghiệm ba hay nhiều yếu tố (three or more factors
experiment)


Chương 4

Các giai đoạn thực hiện thí nghiệm


Thu thập dữ liệu

Khi thu thập số liệu, các nguyên tắc sau cần được tôn trọng:



-

Ðo đếm kết quả đúng lúc và chính xác,

-

Chọn thời điểm đo hợp lý,

-

Hạn chế các điều kiện khách quan,

-

Loại bỏ các số liệu đột biến,

Nạp và lưu trữ kết quả thí nghiệm
Sử dụng các phần mềm bảng tính điện tử (worksheet),
Đặt và nạp tên các biến (variables).


Chương 4

Các giai đoạn thực hiện thí nghiệm


Xử lý số liệu thí nghiệm
-

Sử dụng các phần mềm xử lý như Statgraphic, MINITAB,

-

Sử dụng các bảng tính điện tử như Lotus, Quattro, Excel, ...

SPSS...



Phân tích, đánh giá kết quả và trình bày báo cáo về thí nghiệm
Tùy theo nội dung báo cáo khoa học, mỗi thí nghiệm cần phải nêu

rõ các phần sau:
-

Mục tiêu của thí nghiệm

-

Phương pháp và vật liệu thí nghiệm

-

Các kết luận thống kê và kết luận về thí nghiệm.


Chương 4

Thí nghiệm một yếu tố
Thí nghiệm trong đó chúng ta chỉ xem xét và đi đến kết luận đối với
giả thiết về một yếu tố.
Có 02 nhóm phương pháp bố trí thí nghiệm:
-

-

Kiểu khối đầy đủ (Complete block design)
+

Thí nghiệm kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên

+

Thí nghiệm kiểu khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên

+

Thí nghiệm kiểu bình phương Latinh

Kiểu khối không đầy đủ (Incomplete block design)
+

Thí nghiệm kiểu lưới ô vuông cân bằng

+

Thí nghiệm kiểu nhóm khối cân bằng


Chương 4

Thí nghiệm một yếu tố


Bố trí kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (Complete Randomized
Design - CRD)
Mọi đơn vị thí nghiệm có cùng cơ hội để nhận một nghiệm thức bất kỳ,
Mọi sai biệt giữa các đơn vị thí nghiệm nhận cùng một nghiệm thức

đều được xem là sai số thí nghiệm.
Kiểu bố trí này có B


Chương 4

Các bước phân tích phương sai
Bước 1: Tính độ tự do (df) của các nguồn biến động
df lặp lại = r - 1
df nghiệm thức = ab - 1
df nhân tố A = a - 1
df nhân tố B = b - 1
df A

B = (a - 1)(b - 1)

df sai số = (r - 1)(ab - 1)
df tổng cộng = rab - 1
trong đó
r: số lặp lại
a: số mức độ của nhân tố A
b: số mức độ của nhân tố B


Chương 4
Bước 2: Tính các tổng bình phương (SS) tổng cộng, lặp lại, nghiệm thức

CF

G2
rab

SS tổng cộng = Y2 - CF
SS lặp lại

=

SS nghiệm thức =

R2 - CF

T2 - CF

SS sai số = SS tổng cộng - SS lặp lại - SS nghiệm thức
Bước 3: Lập bảng 02 chiều tính các tổng (AB) với các tổng nhân tố A
và các tổng nhân tố B


Chương 4

Bước 4: Tính tổng bình phương các thành phần của SS nghiệm
thức

SSA

1 2
A
rb

CF

SSB

1 2
B
ra

CF

SS (A x B) = SS nghiệm thức - SSA - SSB


Chương 4
Bước 5: Tính trung bình bình phương bằng cách chia tổng bình phương
cho các độ tự do tương ứng

MSA

SSA
a 1

MSB

SSB
b 1

MSA

B

MSsai so

SSA B
(a 1)(b 1)
SSsai so
(r 1)(ab 1)

Chương 4
Bước 6: Tính F kiểm định về các nghiệm thức lặp lại tương ứng với các
thành phần A, B, A B

F( A )

MSA
MSsai so

F( B)

MSB
MSsai so

F( A

B)

MSA B
MSsai so


Chương 4
Bước 7: So sánh mỗi giá trị Ftính với giá trị Fbảng tương ứng ở độ tự do n1
= df của tử số, n2 = df của mẫu số để rút ra kết luận về thí nghiệm
Bước 8: Tính hệ số biến động CV (%)

CV%

MSsai so
trung binh toan the

Bước 9: Ðưa mọi giá trị tính toán được từ bước 4 8 vào bảng phân
tích biến lượng


Chương 4

Nguồn biến động
Lặp lại
Nghiệm thức
­        Nhân tố A
­        Nhân tố B
­        (A B)
Sai số
Tổng cộng
CV% 

df

SS

MS

F

F5%

F1%