本教材在保持學科的系統(tǒng)性和科學性的前提下，緊密聯(lián)系食品科學生產(chǎn)與生物技術應用的科研實際，結(jié)合統(tǒng)計分析與計算機科學，采用軟件分析手段提高數(shù)據(jù)處理能力，深入揭示內(nèi)在規(guī)律，解決研究中出現(xiàn)的困難與問題。本教材除可作為輕工、商學、水產(chǎn)、糧食、農(nóng)業(yè)、師范等院校的食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全、發(fā)酵（生物）工程、生物技術等專業(yè)開設《試驗方法學》課程的教學用書，更可作為研究生的示范教材。此外，對食品科技工作者亦有重要參考價值。

章銀良，博士，民盟盟員，鄭州輕工業(yè)學院教授，碩士研究生導師。研究方向為食品化學與添加劑，食品安全與品質(zhì)控制?，F(xiàn)任鄭州輕工業(yè)學院工程訓練中心副主任，民盟鄭州工業(yè)學院支部主委，河南省食品科學技術學會常務理事和信息情報專業(yè)委員會副主任，鄭州市營養(yǎng)協(xié)會副理事長，食品生產(chǎn)許可證審查員。擔任《農(nóng)業(yè)工程學報》等期刊審稿人。

主持和參與科研項目10余項，通過省級鑒定7項，獲獎3項；獲得國家發(fā)明專利2項；主編著作4部，參編著作4部；在國內(nèi)外學術期刊上發(fā)表論文90余篇。

目 錄

第一章 緒論 7

第一節(jié) 科學研究的基本過程和方法 7

一、科學研究的基本過程 7

二、科學研究的基本方法 7

第二節(jié) 試驗設計概述 8

一、試驗設計的性質(zhì) 8

二、食品科學試驗的特點與要求 8

三、試驗設計的類型 9

四、試驗設計的發(fā)展歷史 10

五、我國試驗設計的技術研究與應用現(xiàn)狀 12

六、試驗設計在科學研究中的地位與意義 12

思考與習題 12

第二章 試驗設計基礎 13

第一節(jié) 試驗設計的基本術語 13

一、試驗因子（試驗因素） 13

二、試驗水平 13

三、試驗指標 13

四、試驗處理 14

五、重復 14

六、全面試驗 14

七、部分實施 14

第二節(jié) 試驗設計的基本原則 14

一、重復原則 14

二、隨機化原則 15

三、局部控制原則 15

第三節(jié) 試驗的誤差及來源 17

一、誤差的來源 17

二、誤差的分類 17

第四節(jié) 試驗數(shù)據(jù)的特征數(shù) 17

一、總體與樣本 17

二、統(tǒng)計量 18

三、-表征數(shù)據(jù)資料集中趨勢的統(tǒng)計特征數(shù)——平均數(shù) 18

四、表征數(shù)據(jù)資料變異程度的統(tǒng)計特征變異數(shù) 18

第五節(jié) 統(tǒng)計假設檢驗 19

一、預備知識 19

二、統(tǒng)計檢驗的原理和基本思想 22

第六節(jié) 試驗設計的基本程序 28

一、實驗目的 28

二、因素和水平的確定 28

三、指標的確定 28

四、實驗計劃的確定 28

五、試驗設計的實施 28

六、數(shù)據(jù)分析 28

七、結(jié)論與應用 29

思考與習題 29

第三章 方差分析（analysis of variance ANOVA） 30

第一節(jié) 方差分析基本原理 31

一、自由度與平方和分解 31

二、F分布與F測驗 34

三、多重比較 36

第二節(jié) 單向分組資料方差分析 40

一、組內(nèi)觀察值數(shù)目相等的單向分組資料方差分析 40

二、組內(nèi)觀察值數(shù)目不等的單向分組資料方差分析 41

三、系統(tǒng)分組資料方差分析 43

第三節(jié) 兩向分組資料方差分析 48

一、組合內(nèi)無重復觀測值的兩向分組資料方差分析 48

二、組合內(nèi)有重復觀測值的兩向分組資料方差分析 50

思考與習題 56

第四章 協(xié)方差分析 58

第一節(jié) 協(xié)方差分析的意義 58

一、對試驗進行統(tǒng)計控制 58

二、估計協(xié)方差組分 58

第二節(jié) 單因素試驗資料的協(xié)方差分析 59

F 65

思考與習題 68

第五章 回歸分析(Regression analysis) 70

第一節(jié) 相關分析 70

一、函數(shù)關系與相關關系 70

二、相關關系的種類 71

三、相關分析 71

第二節(jié) 一元線性回歸分析 74

一、回歸分析的概念與種類 74

二、一元線性回歸 74

第三節(jié) 多元回歸 76

一、多元回歸 76

思考與習題 83

第六章 典型相關分析 86

第七章 模糊綜合評價 102

第八章 正交試驗設計 112

第一節(jié) 概述………………………………......................................................................112

第二節(jié) 正交試驗設計的概念及原理 114

一、 正交試驗設計的基本概念 114

二、 正交試驗設計的基本原理 115

三、正交表及其基本性質(zhì) 116

第三節(jié) 正交試驗設計的基本程序 118

一、試驗方案設計 118

二、試驗結(jié)果分析 121

第四節(jié) 正交試驗設計的直觀分析 121

一、無交互作用的正交試驗的直觀分析 121

二、 有交互作用的正交試驗的直觀分析 124

第五節(jié) 正交試驗設計的方差分析 127

一、 不考慮交互作用的正交試驗的方差分析 128

二、考慮交互作用的正交試驗的方差分析 134

三、正交試驗方差分析的注意問題 142

第六節(jié) 多指標問題及正交表在試驗設計中的靈活運用 142

思考與習題 150

第九章 均勻試驗設計（Uniform design） 152

第一節(jié) 均勻試驗設計的概念與特點 152

第二節(jié) 均勻設計的思想 153

第三節(jié) 均勻設計表 154

一、 等水平均勻設計表 154

二、 混合水平的均勻設計表 155

第四節(jié) 均勻性準則 157

第五節(jié) 均勻試驗設計的基本方法 162

一、試驗方案設計 162

二 試驗結(jié)果分析 163

第六節(jié) 均勻試驗設計的應用 163

一、 DPS軟件處理的應用 164

二、 SAS 軟件處理的應用 165

三．Mathematics軟件處理的應用 166

四 MATLAB 軟件處理的應用 167

五．偏最小二乘回歸分析技術的應用 168

第七節(jié) 含有定性因素的均勻設計 169

一、 定性因素與定量因素之區(qū)別 169

二．混合因素均勻設計 171

三 全是定性因素的均勻設計 173

四、 混合型因素混合型水平的均勻設計 174

第八節(jié) 均勻試驗設計特別注意的幾個問題 174

第九節(jié) 配方均勻設計 175

思考與習題 178

第十章 回歸的正交設計 179

第一節(jié) 一次回歸正交設計 179

第二節(jié) 最速上升法 188

第三節(jié) 二次回歸正交設計 195

一、數(shù)學模型 196

二、二次回歸正交組合設計 196

3．二次回歸正交組合設計的實施步驟 199

思考與習題 202

第十一章 回歸旋轉(zhuǎn)設計 203

第一節(jié) 旋轉(zhuǎn)設計的基本原理 203

一、回歸設計的旋轉(zhuǎn)性和正交性條件 203

二、二次旋轉(zhuǎn)組合設計的通用性 208

第二節(jié) 二次正交旋轉(zhuǎn)組合設計的統(tǒng)計方法 210

一、原理 210

二、實例 213

第三節(jié) 通用旋轉(zhuǎn)組合設計及統(tǒng)計方法 215

一、原理 215

二、通用旋轉(zhuǎn)組合設計試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析 216

三、四元二次通用旋轉(zhuǎn)組合示例 218

思考與習題 221

第十二章 拉丁方設計和希臘拉丁方設計 221

第一節(jié) 拉丁方設計 222

一、原理 222

二、拉丁方試驗結(jié)果的分析示例 222

第二節(jié) 希臘拉丁方設計 226

一、原理 226

二、希臘拉丁方試驗結(jié)果的分析示例 226

思考與習題： 228

第十三章 抽樣調(diào)查 229

第一節(jié) 抽樣調(diào)查概述 229

一、全面調(diào)查與抽樣調(diào)查 229

二、抽樣調(diào)查的實施 230

三、調(diào)查表的設計及注意事項 231

第二節(jié) 抽樣調(diào)查方法 231

一、簡單隨機抽樣 232

二、分層抽樣 232

三、 整群抽樣法 232

四、等距抽樣法 232

思考與習題 233

第十四章 數(shù)據(jù)處理—軟件應用實例 234

第一節(jié) 主成分分析 234

一、主成分分析原理和模型 235

二、 實例操作 236

第二節(jié) 數(shù)據(jù)（曲線）擬合方法 245

一、最小二乘法原理 245

二．實例 246

第三節(jié) 多重比較 250

第四節(jié) 響應面分析[RSM(RSA) Response Surface Methods(Analysis)] 254

第五節(jié) SPSS軟件進行均值檢驗和方差分析 258

一、均值檢驗 258

二、方差分析 258

思考和習題 261