DPS软件在试验设计与统计方法实验教学中的应用

DPS软件在试验设计与统计方法实验教学中的应用
裴玉贺，张恩盈，宋希云，郭新梅
（青岛农业大学农学院，山东青岛266109）
试验设计与统计方法是高等农林院校农学和生物类相关专业的一门专业基础课，通过本门课程的学习，让学生了解田间试验设计所用到的相关统计软件及其分析方法，具备优秀的大田试验设计能力，并能正确地进行试验数据的处理，为培养科研创新型人才提供理论支持。

目前常用到的统计分析软件主要包括DPS、SAS、EXCEL、SPSS以及R软件等[１]，其中，DPS软件以其强大的中文界面深受广大中国科技工作者的喜爱，目前已经应用在作物栽培与育种[２-３]、畜禽育种[４]、微生物发酵[５]、切花香石竹保鲜[６]等多个方面。

DPS软件也在多个试验设计相关实验教学课堂中得以应用，取得了不错的效果[７-９]。

随着计算机的不断更新换代，信息技术的发展带动了科技进步，DPS软件也逐步升级，文章论综述了DPS16.05软件在实验教学中的假设检验、方差分析和回归分析等方法，分析了具体结果，为农学及生物类相关专业的学生利用DPS软件进行数据分析提供一定的帮助。

一、DPS 软件的简介DPS数据处理系统，英文名称为Data Processing System，取首字母缩写为DPS，DPS软件的研制始于
1988年，第一版于1997年出版发行[10]，最早由浙江大学唐启义教授开发[５]，随着时间的推移，其版本也不断升
级。

DPS数据处理系统功能十分强大，主要包括常用
统计分布和图表处理、试验统计分析、专业试验统计、
多元统计分析、数学模型模拟分析、常用数值分析、时
间序列分析和其他数据分析方法[10]。

试验统计分析模块主要包括一组或两组样本统计检验、方差分析、一般线性模型、相关和回归分析、聚类分析等几大类，每类中又包含若干统计方法[10]。

农学或生物相关专业学生和科研人员最常用到的就是试验统计分析中的假设检验、方差分析、相关和回归分析功能。

二、DPS 软件的应用
（一）假设检验
假设检验是试验设计与统计分析的重要内容，主要用于一组或两组数据的比较分析，两组数据又包括成组数据和成对数据[11]。

如果两个处理为完全随机设计的两个处理，各供试单位彼此独立，不论两个处理的样本容量是否相等，所得数据皆称为成组数据。

若试验设计是将性质相同的两个供试单位配成一对，并设有多个配对，然后每一配对的两个供试单位分别随机给予不同处理，则所得观察值为成对数据[12]。

以成对数据为例说明假设检验数据处理的方法。

问题：为了比较A、B两种灌溉方式对玉米亩产的影响，选择土壤条件一致且相邻的小区组成一对，其中一区采用A灌溉方式，另一区采用B灌溉方式，重复6
次。

产量结果见表1。

试比较这两种灌溉方式对玉米产量的影响是否有显著差异。

分析步骤：（1）启动DPS，在表格中以行的方式输入两个处理的数据；（2）在菜单栏选择“试验统计”里面的“两样本比较”，“配对两处理t检验”，方法
［摘要］DPS软件是一款非常实用的统计分析软件，在试验设计与统计方法实验课中，DPS软件以其友好的中文界面和强大的分析功能，深受农学、生物等相关专业学生的喜爱。

文章简要介绍了DPS软件在实验教学中的假设检验、方差分析以及回归分析等功能，并以实例的方式演示其具体操作方法，展示了DPS软件强大的数据分析功能和简明的优越性，可以增强相关专业的学生对数据统计分析方法的认识，为培养新农科人才奠定理论基础。

［关键词］DPS软件；试验设计与统计方法；实验教学；应用
［基金项目］山东省教育服务新旧动能转换专业对接产业项目；山东省教育科学研究项目；青岛农业大学教学研究项目（XJG2017009和
XJG2017053）
［作者简介］裴玉贺（1980—），女，山东菏泽人，硕士，青岛农业大学高级实验师，研究方向为作物遗传育种；郭新梅（1978—），女，河南鲁
山人，博士，青岛农业大学副教授（通信作者），研究方向为作物遗传育种。

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A ［文章编号］1674-9324（2020）52-0387-04［收稿日期］2020-05-21表1两种不同灌溉方式下每亩玉米的产量（kg
）. All Rights Reserved.
如图1所示，得出结论，结果如图2所示。

t值为0.8297，p=0.4454＞0.05，结果显示两种不同灌溉方式
对玉米产量的影响无显著差异。

（二）方差分析
方差分析是试验设计与统计分析的重要内容，主
要分为完全随机设计、随机区组设计、多因素试验设
计、裂区设计、重复测量方差分析、拉丁方试验设计、
随机区组设计协方差分析等[10]。

完全随机设计主要包
括单因素试验统计、系统分组（巢式）试验统计、二因
素无重复和二因素有重复试验统计分析等。

随机区组
设计又包括单因素试验统计分析、二因素试验统计分析和平衡不完全随机区组设计。

方差分析中多重比较
的方法主要有最小显著差数法、最小显著极差法（新
复极差法最常见）。

多重比较结果的表示方法主要有：
列梯形表法、画线法和标记字母法[11]。

其中，标记字母
法常用于文章发表时柱形图的标注。

本文以完全随机
设计中的单因素试验统计为例，说明方差分析在试验
结果统计中的作用。

问题1：做一小麦肥料试验，设置4个处理，A1为不
施肥、A2为施用有机肥、A3为施用复合肥、A4为施用
尿素。

每个处理5个小区，共20个小区，小麦亩产量
（
kg）列于表2，检验各处理平均数间的差异显著性。

分析步骤：（1）启动DPS，在表格中以行的方式输
入每个处理的数据；（2）在菜单栏中选择“方差分析”
命令，选择单因素方差分析，点击确定按钮，选择多重
比较方法“Duncan新复极差法”，点击返回，方法步骤
如图3所示，得出结果如图4所示。

方差分析结果显示，
显著水平P值=0.00＜0.01，不同施肥处理的小麦亩产
量存在极显著差异。

两两比较结果显示，施用复合肥
（处理3）和施用尿素的处理（处理4）之间存在显著差
异，其余各处理之间存在极显著差异。

图1t 检验的方法选择
图2t
检验结果
表2不同肥料试验的小麦亩产量（kg
）
图3单因素完全随机试验方差分析的方法选择图4
方差分析结果
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（三）回归和相关分析相关和回归分析是变数之间相关关系的一种统计方法，在试验设计与统计分析中占有很重要的地位。

回归分析又分为一元回归和多元回归，一个自变数称为一元，常用x表示，自变数x与因变数y的回归分析称为一元回归分析[11]。

以一元回归为例，演示DPS软件对于回归分析的处理方法。

问题：某高校玉米育种团队随机调查了8块玉米田，以玉米穗行数为x，以穗粒重为y，结果如表3所示。

计算y对x的直线回归方程。

表3玉米穗行数与穗粒重的关系
分析步骤：（1）启动DPS，在表格中以列的方式输入数据；（2）在菜单栏中选择“试验统计”中的“相关和回归”，“一元线性回归”，点击确定，方法如图5所示，得出结果如图6所示。

相关系数为0.9125，决定系数为0.8327，截距A的回归系数为-833.2135，斜率B的回归
系数为66.0811，因此回归方程为Y=-833.2135+66.0811X。

回归方程中回归系数和回归截距的意义为：玉米的穗粒重随着穗行数的增加而增加，玉米穗行数每增加一行，穗粒重将增加66.0811g。

图5一元线性回归的方法选择
图6
一元线性回归结果
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三、结论
试验设计与统计方法实验课是一门实践性很强的应用型课程，学生在上机实际操作过程中发现问题，并能解决问题，从而达到良好的教学效果。

DPS软件的应用在实验课教学过程中能够帮助学生更好的理解试验设计的重要性，学会统计分析，并真正应用到教学科研中。

文章利用DPS软件对实际案例进行统计分析，将DPS软件与教学案例有机结合，激发学生的学习兴趣，有助于培养学生利用软件处理统计数据的能力。

参考文献
［1］张恩盈,赵永厚,宋希云.DPS统计软件在实验设计与统计方法课程教学中的应用［J］.教育现代化,2017(13):48-49.［2］刘小明,雍太文,苏本营,等.减量施氮对玉米-大豆套作系统中作物产量的影响［J］.作物学报,2014,40(9):1629-1638.［3］崔超,高聚林,于晓芳,等.18个玉米自交系氮效率相关性状的配合力分析［J］.作物学报,2014,40(5):838-849.
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［6］邱东萍,丁鸿.DPS数据处理软件在切花香石竹保鲜效应中的应用［J］.北方园艺,2012(13):70-73.
［7］张银霞,唐建宁.DPS统计软件在《试验统计方法》课程教学中的应用效果评价［J］.宁夏农林科技,2012,53(09):161-
162,164.
［8］吴进东,张珍林,陈科,黄林.基于DPS统计软件的案例教学法在生物统计学课程中的应用［J］.安徽农业科学,2013,41 (27):11234-11235.
［9］吴石林,张玘,熊九龙,李苑青.误差理论与数据处理实践教学:DPS软件应用［J］.中国教育技术装备,2013(18):132-133,135.
［10］唐启义著.DPS数据处理系统-实验设计、统计分析及数据挖掘(第2版)［D］.北京:科学出版社,2009.
［11］辛淑亮主编.试验设计与统计分析［D］.北京:电子工业出版社,2015.
［12］盖钧镒主编.试验设计方法［D］.北京:中国农业出版社, 2013.
Application of DPS Software in Experiment Teaching of the Course
in Experiment Design and Statistical Method
PEI Yu-he,ZHANG En-ying,SONG Xi-yun,GUO Xin-mei
(College of Agronomy,Qingdao Agricultural University,Qingdao,Shandong266109,China)
Abstract:DPS(Data Processing System)software is a very practical statistical analysis software.With friendly Chinese interface and powerful analysis function,DPS software is popular with students majoring in agronomy,biology
and other related professions in experiment course of Experiment Design and Statistical Method.This paper briefly
introduces the functions of the DPS software including hypothesis test,variance analysis and regression analysis in ex-
periment teaching,demonstrates the operating methods by examples and shows the powerful data analysis function and
conciseness of DPS software,which can enhance students'understanding of the data statistical analysis method,and lay
a theoretical foundation for culturing students in new agricultural sciences.
Key words:DPS software;Experiment Design and Statistical Method;experiment teaching;application
. All Rights Reserved.。