统计学分析方法篇（1）

关键词 医学统计学 考试方法 比较

《医学统计学》是本科临床医学专业的必修专业基础课。在教学过程中，学生普遍反映《医学统计学》抽象、难学。为了进一步了解在教学改革过程中存在的问题，本研究收集了97、98和993级的临床医学专业（五年制）的《医学统计学》试卷进行具体的分析和比较研究，可以找出在此课程教学改革工作中存在的问题，了解《医学统计学》考试方法改革的利弊。为教师调整教学内容，改革教学方法，提高教学质量和以后的教学改革提供理论依据。

1 资料来源和方法

1.1 情况简介 临床医学专业医学统计学课程属于必修专业基础课。在以前医学统计学是《预防医学》中的一部分（卫生学和统计学各占50%），教学一般是分前后9周2个阶段进行，考试“单科独进”。历年来教研室一直严格把关，认真施教，采用统一命题，闭卷考试方法，学生学习成绩一直很好。在医学教育改革的影响下，从99级临床医学开始，把《预防医学》分成《医学统计学》和《卫生学》两门课。临床医学本科生《医学统计学》的考试，自从98级开始，采用了以“医学实践问题为中心”的方式来出题，结果99级325人参加考试，有75人不及格;98级12人参加补考，有10人不及格，引起了教研室广大教师的高度重视和警惕。

1.2 资料来源 97、98、99连续3级五年制临床医学专业的医学统计学试卷。试卷命题均由作者亲自完成，阅卷均是采取流水作业的方式，统一评分。3届学生在年龄、性别比例和招生来源等方面基本相同。大课任课老师和实习指导相同，判卷按统一标准答案，由任课教师每人1题，公正评分。97、98级学生是以书本课后的练习为作业，而99级一系学生的作业是:从中华系列或中国系列的专业杂志中找一些相关的文献，要求根据所学医学统计学知识对文中所涉及的统计设计、统计指标和统计方法的选择使用加以 ˇ 基金项目:本项目受浙江大学第六期SRTP项目的资助正确理解、识别其正误并且加以评析，99级二系的学生是以书本课后的练习为作业，99级一系学生老师没有布置任何作业。

1.3 方法

1.3.1 统计方法 用SPSS for Windows12.0建立数据库和有关的数据处理。多组间比较根据资料的性质不同分别选用one-way ANOVA和Kruskal-Wallis Test的比较方法，多重比较使用LSD法，两组间比较选用Mann-Whitney Test法。

1.3.2 试卷信度采用分半信度方法 其计算公式:r S-B =2r 半 /（1+r 半 ），r 半 为分半相关系数，即按试卷奇偶题得分计算其相关程度。分半信度系数0.9以上，可靠性好:0.8～0.9，可靠性较好;0.6～0.8，可靠性一般;0.6以下，可靠性较差 ［1］ 。计算得97级卫生统计学试卷分半信度系数为0.96。对98级试卷采用克伦巴赫系数法，其计算公式:C=n（1-∑ n i=1 S i2 /S 2 ）/（n-1），其中n为试卷总题数，S 2 为考试总分数的方差，S i 为第i题的方差。C在0.5～0.9范围内较好 ［2］ 。98级试卷信度系数为0.56。对99级试卷采用分半法（按难度相等两半两分）计算其信度:ρ=2r/（1+r），先将n个试题按难度从小到大排列，取顺序号单号为一组，双号为一组，其次求各题的平均分数，然后求这两组的相关系数即为r，计算ρ=0.69，即99级试卷信度为0.69。试题难度是考生对某一试题作出正确回答的百分率，用难度系数P表示。小样本时:客观性试题P=答对该题人数/考生总人数:主观性试题P=考生该题平均得分/该题满分。大样本时:P=（P H +P L ）/2，其中P H 为高分组该题的难度，P L 为低分组该题的难度。按难度四级分类法（P>0.8，易;0.65～0.8中等难度;0.5～0.65较难，P

1.3.3 区分度是衡量试题、鉴别考生水平差异能力的重要指标，用D表示。公式P=P H -P L 。本文采用得分率求差法（Johnson法）求全卷区分度:D=X H -X L

N（H-L） ，其中X H 、X L 分别为27%高分组，27%低分组的总分，H、L分别为最高分和最低分，N为各组人数。

2 结果

2.1 考试及总体得分情况，见表1、表2，图1～3。表1 3届学生《医学统计学》考试总体得分情况从表1可见，3年试卷的学生成绩总分的总体分布是呈偏态分布的。97、98级的平均成绩差不多，以99级为最低，学生间总得分的差异以99级为最大。不及格率也是以99级为最高。表2 三届临床医学学生《医学统计学》考试成绩的分布情况对表2中资料分析表明，三届临床医学学生《医学统计学》考试成绩分布是不同的（X 2 =65.469，P=0.000），其中97级和98级间没有差异（U=1.715，P=0.086），99级临床医学学生《医学统计学》考试成绩比前两级的差（U=5.702，P=0.000）。

2.2 试卷组成及得分情况 97、98、99连续三级五年制临床医学专业的《医学统计学》试卷的题型、题量、分值以及学生的得分情况见表3。

2.3 99级三系之间的比较情况 99级临床医学《医学统计学》考试的平均成绩二个系之间有统计学意义（F=3.63，P=0.028）;一系与二系之间没有差异（P=0.656），一系平均成绩比三系高（P=0.011），二系平均成绩比三系高（P=0.033），见表4和图4。

2.4 试卷质量评价情况

2.4.1 试卷信度 97、98、99连续三级五年制临床医学专业的《医学统计学》试卷的信度分别为0.96，0.56和0.69。97级的试卷可靠性好，99级的可靠性较好，98级的试可靠性一般。

2.4.2 难度和区分度 试题的难度和区分度是衡量试题质量的量化指标。三年临床医学《医学统计学》试卷的难度分布见表5。三年临床医学专业《医学统计学》试题的难度无统计学意义（F=1.885，P=0.163）。表3 三届学生《医学统计学》试卷组成及学生得分情况年级 表4 99级临床医学《医学统计学》考试成绩情况　三年临床医学专业《医学统计学》试卷的全卷区分度有差异（F=6.029，P=0.005），区分度以97级试卷为最差（97级与98级比较P=0.004），97级与99级比较P=0.007，98级与99级间无差异P=0.435），见表6。表6 3份《医学统计学》试卷的区分度分布情况年级

2.4.3 3份试题的难度和区分度综合评价结果，以99级的为最优（X 2 =7.580，P=0.065），见表7所示。表7 3份《医学统计学》试卷中的各小题质量综合评价情况

3 讨论

3.1 3届学生考试成绩均呈负偏态分布，即分布曲线高峰右偏，高分人数较多。《医学统计学》考试的目的是检查学生对基本概念、基础知识和基本统计分析方法的掌握程度，即检查学生是否达到教学大纲的要求，所以其3届学生考试成绩分布类型是与实际要求吻合的。

3.2 信度表示考试的可靠性，即考试结果是否真实反映考试的实际水平，影响信度的主要因素是测量误差。一个考生的实得分数由两部分组成，一部分是凭他所掌握的知识确能得到的真实分数;另一部分是因试题不合理，包括试题难度、代表性、覆盖面、教师编制试题的主观偏见和随意性等因素而影响了成绩。3份试卷中，97级、99级试卷信度较好，98级试卷信度不理想，应改进。可以通过增加同质试题数的方法提高其信度 ［2］ 。

3.3 3次考试的平均难度分别为0.76、0.74、0.68，与国内关于考试试卷P值在0.60～0.80之间为宜的观点相符 ［3］ ，可以认为3份试卷难度适中。

3.4 试卷区分度是说明试卷能否反映学生水平差异的指标，区分度好能反映学生的真实水平，区分度差则说明成绩是随机的，不能反映学生的真实能力。98级、99级全卷区分度均优于97级试卷区分度，但是3届试卷的区分度水平一般。

3.5 衡量试题质量的两个指标是难度和区分度。根据难度四分法，97级试卷易题占47.4%，难题占5.3%，易题所占比重过大，使整张试卷显得过于简单，高分人数偏多，成绩呈负偏态分布;98级难题所占比重相对易题大;99级难题所占比重与易题相当。一般来说，整张试卷易题和难题各占1/4，中等难度的试题占1/2，因此应减少97级试卷的易题，增加难题，而98级试卷则相反，99级的难易题分配尚合理。若简单的试题为学生应该掌握的基础知识，作为课程考试题仍可使用。1965年，美国检验专家L・Ebel根据长期经验提出用鉴别指数评价题目性能的标准:区分度D>0.40试题很好;0.30～0.39之间的试题良好，修改更佳;0.20～0.29试题尚可，仍需修改;D

3.6 加强学生能力的培养。97级试卷题型符合教学大纲，分析其各型的得失分，满分10分的词解释平均得分8.1分，满分20分的选择题平均得分15.3分，满分70分的问答题平均得分52.3分，学生对基本概念掌握良好，对基本知识的简单应用尚可以，综合应用能力相对稍薄弱，可看出学生的综合分析能力欠佳，对所学知识不能灵活应用、融会贯通。98、99级试卷题型全部为问答题，学生成绩均较97级差，也说明了学生在综合应用方面存在缺陷。故在教学工作中应注重培养学生对知识的理解掌握、综合分析能力。对此，可以采用在教学中结合实际问题的方法，鼓励学生积极思考，主动学习，自主分析问题。同时，可根据课程特征，运用多样化的教学方法，如采用讨论法、实习作业法等提高 教学效果。并且，在教学工作中，强调平时的作业，使学生把所学内容加深理解和进一步地得到巩固。

3.7 科学化命题。考试是评价教与学效果的重要指标，对教学工作和学生的学习起着调控和指导作用。而命题的科学性、合理性则决定了这一指标的准确度。一套好的试题应该符合教学大纲的内容，具有合适的难度和较好的区分度，较好的信度和覆盖度，能够客观、准确地反映学生的真实水平。故教师应掌握命题技巧，制定命题计划，建立统一的试题评价体系，综合评价学生的能力。

参考文献

1 洪汝渝.试卷分析.渝州大学学报，1997，14（3）:103-106.

统计学分析方法篇（2）

关键词：

大数据；统计学；研究方法

中图分类号：

F27

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）11005201

随着信息技术的日益发展与普及，信息以及数据在社会经济发展过程中发挥的作用越来越重要。现如今，“大数据”时代已经来临，于是如何更有效地利用数据快速做出科学决策也已成为众多企业甚至是国家所共同关注的焦点问题。在数据处理和分析方法方面，《统计学》以及在其基础上发展而来的实证统计方法是当前的主流，这些方法可以帮助数据持有者从大量的数据中挖掘有价值的信息，并为其相关决策提供理论支撑和方法支持。然而，传统的实证统计方法在最新出现的大数据情境下，却呈现出了诸多缺陷，例如传统数据收集方法无法实现大规模（甚至是总体）数据的收集，传统统计方法和分析软件无法处理大规模数据，等等。于是，在将传统统计学方法应用于最新的大数据情境和问题之前，需要首先明确大数据所要求的处理方法与传统的统计学处理方法存在哪些关联和区别，然后才能够决定是否可以应用既有统计学理论和方法来处理某些大数据问题。

1大数据的界定

根据一位美国学者的研究，大数据可以被定义为：it means data that’s too big， too fast， or too hard for existing tools to process。也就是说，该学者认为：在关于大数据的所有定义中，他倾向于将之定义为那类“太大”、“太快”，或现存工具“太难”处理的数据。一般而言，大数据的特征可以概括为四个V：一是量大（Volume）；二是流动性大（Velocity），典型的如微博；三是种类多（Variety），多样性，有结构化数据，也有半结构化和非结构化数据；四是价值大（Value），这些大规模数据可以为持有企业或者组织创造出巨大的商业或社会价值。

Victor在其最新著作《大数据时代――生活、工作与思维的大变革》中指出，大数据时代，思维方式要发生3个变革：第一，要分析与事物相关的所有数据，而不是依靠分析少量数据样本；要总体，不要样本。第二，要乐于接受数据的纷繁复杂，而不再追求精确性。第三，不再探求难以捉摸的因果关系，应该更加注重相关关系。这些变革反映出了大数据处理方式与传统统计学分析方法的很多关联以及主要不同。因此，下面我们分别针对两者的联系和区别进行讨论。

2大数据与统计学分析方法的联系

从18世纪中叶至今，统计学已经经历了两百多年的发展历程，不论是基础理论还是社会应用都极其坚实而丰富。大数据作为一种新兴的事物规律认知和挖掘思维，也将会对人类的价值体系、知识体系和生活方式产生重要影响，甚至引发重大改变。作为两种认知世界和事物规律的基本方法，它们在以下两个方面存在紧密关联。

（1）挖掘事物规律的基本思想一致。统计学（statistics）探索事物规律的基本方法是：通过利用概率论建立数学模型，收集所观察系统的数据，进行量化分析和总结，做出推断和预测，为相关决策提供依据和参考。对于大数据，维克托指出，大数据思维的来临使人类第一次有机会和条件，在非常多的领域和非常深入的层次获得和使用全面数据、完整数据和系统数据，深入探索现实世界的规律，获取过去不可能获取的知识。通过这两个定义可以看出，不论是传统的统计学方法还是新兴的大数据分析方法，都是以数据为基础来揭示事物特征以及发展趋势的。

（2）均采用量化分析方式。大数据分析的基础是数据化，也就是一种把各种各样现象转变为可制表分析的量化形式的过程。不论是传统统计学中所应用的数据（定性和定量数据），还是大数据时代即将被转化和采用其他形式数据（如文字、图像等），最终都是通过量化分析方法来揭示数据中所蕴含的事物特征与发展趋势。

3大数据与统计学分析方法的区别

（1）基础数据不同。在大数据时代，我们可以获得和分析更多的数据，有时候甚至可以处理和某个特别现象相关的所有数据，而不再依赖于随机抽样。这意味着，与传统统计学数据相比，大数据不仅规模大，变化速度快，而且数据来源、类型、收集方法都有根本性变化。

①在数据来源方面，在大数据背景下，我们需要的纷繁多样的数据可以分布于全球多个服务器上，因此我们可以获得体量巨大的数据，甚至是关于总体的所有数据。而统计学中的数据多是经由抽样调查而获得的局部数据，因此我们能够掌握的事“小数据量”。这种情况下，因为需要分析的数据很少，所以必须尽可能精确的量化我们的数据。综上，大数据情况下，分析人员可以拥有大量数据，因而不需要对一个现象刨根问底，只需要掌握事物大体的发展方向即可；然而传统的小数据情况下则需要十分注意所获得数据的精确度。

②在数据类型与收集方面，在既往模式下，数据的收集是耗时且耗力的，大数据时代所提出的“数据化”方式，将使得对所需数据的收集变得更加容易和高效。除了传统的数字化数据，就连图像、方位、文本的字、词、句、段落等等，世间万物都可以成为大数据范畴下的数据。届时，一切自然或者社会现象的事件都可以被转化为数据，我们会意识到本质上整个世界都是由信息构成的。

（2）分析范式不同。在小数据时代，我们往往是假想世界是如何运行的，然后通过收集和分析数据来验证这种假想。也就是说，传统统计实证分析的基本范式为：（基于文献）提出理论假设-收集相关数据并进行统计分析-验证理论假设的真伪。然而，在不久的将来，我们将会在大数据背景下探索世界，不再受限制于传统的思维模式和特定领域里隐含的固有偏见，我们对事物的研究始于数据，并可以发现以前不曾发现的联系。换言之，大数据背景下，探索事物规律的范式可以概括为：数据观察与收集――数据分析――描述事物特征/关系。

（3）数据分析方法不同。传统统计学主要是基于样本的“推断分析”，而大数据情境下则是基于总体数据的“实际分析”，即直接得出总体特征，并可以分析出这些特征出现的概率。

（4）分析视角不同。传统的实证统计意在弄清事物之间的内在联系和作用机制，但大数据思维模式认为因果关系是没有办法验证的，因此需要关注的是事物之间的相关关系。大数据并没有改变因果关系，但使因果关系变得意义不大，因而大数据的思维是告诉我们“是什么”而不是“为什么”。换言之，大数据思维认为相关关系尽管不能准确地告知我们某事件为何会发生，但是它会提醒我们这件事情正在发生，因此相关关系的发现就可以产生经济和社会价值了。

4结语

综上，相对于传统而言，大数据思维主要包括三个重大转变。首先，要分析与某事物相关的所有数据，而不是依靠分析捎来能够的数据样本；其次，研究人员应乐于接受数据的纷繁复杂，而不再追求精确性；最后，认知世界的思想发生了转变，不再探求难以捉摸的因果关系，转而关注事物的相关关系。以上三个转变构成了大数据思维的核心。在统计学的进一步应用和发展完善过程中，需要结合以上转变所产生的挑战，思考有效的统计学发展对策。

参考文献

统计学分析方法篇（3）

应用数理统计是对随机现象的统计规律进行演绎和归纳的科学，已经成为越来越多专业的学生必修的一门基础课。但是学生在学习掌握这门课的过程中普遍感到概念难以理解，思维难以展开，问题难以入手，方法难以掌握，习题难做。如何解决这一问题？具体可以概括成以下几种方法。

1引经据典，消除学生的畏惧心理

应用数理统计作为数学的一门有特色的分支学科，所以比较抽象，很多学生对该门课都有畏惧心理，因此在每学期的第一次课，首先可以向学生介绍应用数理统计的起源和发展，增强学习的趣味性，然后还可以介绍应用数理统计的一些热门运用。

概率论起源于博弈问题。15～16世纪，意大利数学家帕乔利、塔塔利亚和卡尔丹的著作中曾讨论过"如果两人提前结束，该如何分配赌金"等概率问题。而数理统计的发展史相对简单一些，在19世纪20、30年代，费希尔提出了许多重要的统计方法，开辟了一系列统计学的分支领域，如相关分析、回归分析、试验设计、多元正态总体的统计分析等。

在教学过程中，我们特别注意这些知识背景的补充介绍，一方面让学生了角前后知识的联系，同时也在无形之中向他们灌输了研究问题的思想方法。更重要的是，了解这些知识使他们能更好地理解课程内容之间的内在联系，学习的时候不再孤立地看待这些知识点。

2理论联系实际，加强实践教学

传统的教学方式是知识传授型的，教师是教学的主体，只重视教的过程，忽视了教学是教与学互动的过程，教师在课堂上满堂灌，注入式的教学方法不能充分调动学生学习的主动性，没有立足于培养学生的学习能力和不同学生的个性发展，现代教学方法主要是挖掘学生的学习潜能，以最大限度地发挥和发展学生的聪明才智为追求目标。因此，在应用数理统计教学中，教师在注重传授课程内容思想方法和应用背景的同时，充分调动学生学习的主动性，布置一些灵活的题目，让学生亲自实践、亲自收集和处理数据，利用应用数理统计方法解决一些实际的小问题。

案例教学法就是一种很好的实践教学方法。案例教学法是把案例作为一种教学工具，把学生引导到实际问题中去，通过分析与互相讨论调动学生的主动性和积极性，并提出解决问题的基本方法和途径的一种教学方法。教师应结合应用数理统计应用性较强的特点，在课堂教学中，注意收集日常生活中的一些实例，并根据各章节的内容选择适当的案例服务于教学，利用多媒体设备及真实材料再现实际案例活动，将理论教学与实际案例有机的结合起来，使得课堂讲解生动清晰，收到良好的教学效果。

3注重师生间交流，加强启发教学

应用数理统计的传统教学是学生忙于应付大量公式的记忆和复杂的计算，没有时间去进行创造性思考，同时这种教法也不可能让人有所创新。要想获得最佳的教学效果，师生间的交流是必须的。教学不是你教我学，更不是你讲我听，而是师生双方互动的结果，师生双方都给对方提供信息。教师的输出对学生来说是信息的输入，学生通过感知、理解、归纳、记忆等活动，接受、处理储存信息；学生的反馈作为信息输出对教师和其他同学来说又是信息输入。教学活动就是为促进这种交流，让这种交流更有意义。

在课堂交流中，应鼓励学生积极发言，参与到教学中来，引导学生了解问题的直观和背景，教会他们如何运用数理统计方法去思考问题和分析问题。此外，还有课前交流、课间交流和课后交流。通过交流随时了解学生对课堂教学的意见和建议，掌握学生接受知识的程度，及时调整教学内容与进度。这样不仅有利于激发学生的学习兴趣，也密切了师生关系，还有助于带来积极的教学效果。

4利用一题多解，培养学生创新思维能力

应用数理统计这门课学习的目的并不是要求学生仅仅会做几道题，而是为了能够解决实际问题，而实际问题是千变万化的，不是用一两个公式就能解决的，这就需要学生的创新。所以对学生的创新能力的培养是相当重要的。实践表明，通过一题多解的锻炼，不但可以加深学生对概念的理解，使学生将所学知识相互联系起来，还可以培养学生灵活多样运用知识的能力，达到培养学生的创新能力的目的。所以在讲题时，可以鼓励学生试着用多种思路去分析题，开发学生的智力，使学生掌握更多的分析问题的方法，以便在今后的学习过程中，更好地去分析问题和解决实际问题。

总之，要加强教师和学生的交流与配合，灵活运用多种教学手段，激发学生的学习积极性，通过具体的实例把抽象的概念形象化，不断培养学生分析问题和解决问题的能力，让应用数理统计的学习变得容易起来。

统计学分析方法篇（4）

随着国民经济水平的增长，医疗行业也呈现欣欣向荣的势态发展。在医院建设发展以及日常管理中，医疗资源是最重要的部分，尤其是医务人员、医疗设备等等。很多医院正是由于医疗资源的管理方式欠缺妥当，导致了医疗资源分配不合理，对医疗卫生服务的正常开展造成了严重的影响[1]。如何采取有效的管理方式提高医疗资源的管理水平和医疗资源的利用率是医院发展和管理中不懈努力的目标。医学统计学正是在这一背景下研究的一种新型医疗资源管理方法。鉴于此，本文就运用医学统计学方法管理医疗资源的策略和效果进行简单的论述。

1资料与方法

1.1一般资料选取我院2009年12月——2012年12月间信息系统数据库中的所有医疗资源相关记录进行统计分析，主要包括人力资源配置、患者情况、床位数设置等等。

1.2数据处理将本次统计调查的实验数据均录入SPSS17.0软件包进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示，以P

2结果

2.1人力资源配置通过统计我院2009年12月——2012年12月间的医生、护士人员情况，并与床位计算比例，最后与国家卫生部颁布的床位和医生比例发现我院计算所得的数据偏低[2]。由于我院还担任有临床教学任务，在人力资源职务分配上面，一些医务人员不仅要负责临床诊治，还要进行教学工作，这就大大增加了医务人员的工作量和工作压力。因此人力资源欠缺是首要问题，需要扩大医务人员队伍；另外是在科室分配方面欠缺妥当，一些科室的患者多、疾病复发，而一些科室的患者少、疾病简单，在人力资源分配上面有点一概而论，使得一些资历深、技术水平高的医师无法充分的发挥其技术，而在患者多、疾病复发的科室又欠缺资历深、医疗技术水平高的医师。经过统计学方法分析发现，在神经内科的医师偏多，尤其是资历深的医师；而一些新成立的科室则欠缺资历深的医师。通过统计学方法计算出各科室合理安排医师情况最终进行了适当的调整。

2.2床位管理我院在近几年均进行了床位扩大，但是患者的数量在不断增多，且增长的速率超过了床位增长率。因为床位依然不够，时常出现床位紧张的情况，通过统计学方法计算出了按照标准情况欠缺的床位数量并进行了补充；另一方面是科室的床位分配不合理，一些科室的床位比较充足，一部分科室床位比较欠缺[3]，通过统计学分析出了床位合理分配数量，最终对各科室的床位分配进行了调整。

2.3患者情况根据统计学的计算结果显示我院在患者的来源方面存在不合理的地方，比如下乡、义诊等活动的时间安排、医务人员数量、活动范围等方面欠缺妥当。根据统计结果我院对下乡和义诊活动进行了调整，增加了在住院患者分布少的地区开展义务扶贫、义诊等活动，并结合着患者的情况和医院的条件开设绿色通道，为患者提供优质服务，减轻患者的医疗经济负担，指导患者了解健康知识，免费为患者发放部分药品等等，以此解决了部分患者因为经济困难无法就医的问题，同时也提升了患者对医院的形象以及我院的知名度。

3讨论

医疗资源的合理分配是提高医院管理效率的重要手段。通过本次调查发现，在医院的日常管理中由于各种原因使得医疗资源配置存在诸多问题，最主要的床位数量不够、医护人员不足等等，在医疗资源的分配上存在很多不合理的地方，比如资源分配不均匀等等，通过运用医学统计学方法管理后这些问题得到有效的解决。由此说明，医学统计方法管理是一种有效的管理方法，它能够有效的改善医护人员人手不足、医疗资源分配不均匀等问题，提高医疗资源管理和分配的有效性，因此医院在日常工作开展和管理中应充分的运用这一管理技术，以此来提高医院的管理水平、从而提高医院和社会的效果，促进医院乃至我国整个医疗卫生事业的发展与进步。

参考文献

统计学分析方法篇（5）

中图分类号：TQ172文献标识码： A

前言：

在水泥生产控制或日常例行分析检验中，一般采用快速化学分析方法。而所用快速方法与标准方法或公认是准确的经典方法是否具有相同效果，某一方法有无系统偏差，以及一种分析方法的最大允许误差的确定等，只有运用数理统计方法才能得出正确的评价或推断。

一、关于异常值的剔除

在化学分析过程中，误差总是不可避免的。在一组测定结果中，有时会出现一两个与其余数值相差较大的“离群”的结果。如果把这样离群的结果去掉，便可得到一组更为接近的数据。但是，直观上简单判断往往是不符合客观实际的。从误差理论的角度来考虑，所谓异常值只有在两种情况下可以剔除:一是在化学分析过程中的确是由于粗枝大叶或某种意外事故造成差错所出现的结果。这种结果应在发生差错后立即予以舍弃，二是在归纳整理试验结果过程中发现离群数值，按一定规则进行检验后再决定取舍。

剔除异常值的方法很多。在我们的实验工作中多采用的是格拉布斯((Grubbs)检验法。

假如使用同一化学分析方法分析同一试样得到一组结果从小到大地排列为x 1 ,x 2 ... ... Xn，平均值为x，标准偏差为S。则测定值xi(i=1,2,一n)与平均值，的偏差，以标准偏差S为尺度来衡量时就不应太大。根据这一思路得统计量:

式中：

然后由附表1查出对应于数据个数n和选定的显著性水平a的临界值(在一般化学分析中通常取5%的显著性水平，即a = 0. 05)，若算得的G1或G2值>临界值，则被检验的数值x1(最小值(或Xn(最大值)为异常值，应予剔除，若G1或G2值

现以硫酸钡重量法(银坩埚一氢氧化钠熔融处理试样)测定明矾石膨胀水泥中SO3的一组分析结果(表1)为例，来说明上述方法的具体应用。

表1 明矾石膨胀水泥中三氧化硫的测定结果

由表1所列结果知:

故得统计量:

如果选择0.05显著性水平，则由附表1查得相对于n=10的格拉布斯检验临界值为2.290。今G1=2.367，大于临界值2.290，应判为异常值予以剔除。而G2 = 0.918，小于临界值2.290，不属于异常值，应予保留。

应用格拉布斯检验法，可同时剔除一个以上的数值，但不应按剔除后余下的测定结果的平均值和标准偏差，再作第二次剔除，

格拉布斯(Grubbs)检验临界值 附表1

二、两种化学分析方法是否具有相同效果的检验

在水泥生产控制或日常例行分析中，所用快速化学分析方法与国家标准方法或公认淮确的经典方法是否具有相同效果，是判断该快速方法能否代替国家标堆方法或经典方法的依据下而介绍数理统计中比较简便的成对对比法。

选取n个不同类型的试样，各用两种分析方法测定一次或两次(取平均值)。现以xi代表方法一测得的结果，以Yi代表方法二测得的结果，则每对结果的差值Di=Xi-Yi，平均

差值

如果两种分析方法没有显著性差异，则平均差值D，与零之差，以平均差值的标堆偏差SD为尺度来衡量时就不应太大。据此，提出下式作为检验两种分析方法是否具有相同效果的统计量：

则

按上式计算的t位，如果小于附表3相当于自由度为(n-1)的显著性水平a为0.05的临界值时，则认为D同零没有显著差异，也就是两种分析方法具有相同效果，可以相互代用;反之，则认为两种分析方法存在着显著性差异，在不降低分析准确度的情况下，彼此不能相互代用。

现以测定明矾石膨胀水泥中SO3的燃烧法与硫酸钡重量法(镍坩埚一氢氧化钾熔融处理试样)是否具有相同效果的检验为例，来说明下述公式的具体运用。两种分析方法测得SO3的结果列于表2。

由表2所列结果得统计量:

燃烧法与硫酸钡重量法测定SO3结果的统计检验 表2

科克伦(Cochran)检验l临界值 附表2

当自由度为10-1=9时，由附表3查得t 0. 05=2.262。今t=0.422＜ to.o5=2.262，所以两种分析方法具有相同效果，可以相互代用，这在95%的情况下是不会发生显著偏差的。

附表3 t值

三、水泥化学分析实验数据信息处理系统设计

1、系统的主要内容

该系统主要采用的水泥产品标准有GB175-2007《通用硅酸盐水泥》、GB/T 176-2008《水泥化学分析方法》，实现水泥产品化学分析检验项目实验数据自动采集、自动计算与校核，结果分析评定。系统主要包括6个通用硅酸盐水泥化学分析检验项目的数据信息处理模块:烧失量的测定一灼烧差减法;三氧化硫的检测一硫酸钡重量法(基准法);氧化镁的测定一EDTA滴定差减法(代用法);氯离子的测定一磷酸蒸馏一汞盐滴定法(代用法);碱含量的测定一火焰光度法(基准法);不溶物的测定一盐酸一氢氧化钠法。

2、实验数据处理流程

首先系统管理员使用系统账号和密码，登陆水泥化学分析实验数据信息处理系统，完成样品编号的录入或根据样品编号查询实验记录和进展情况;如果记录已存在，显示原始记录的详细信息，如果记录不存在，系统会提示“暂无信息，请先添加”，系统管理员可向实验员发出检验指令。

实验员使用用户名和密码，通过IE浏览器登陆水泥化学分析实验数据信息处理系统，在选择的实验项目界面下，按照实验流程录入实验原始数据后，保存成功后，系统提示“保存成功”，刷新原有页面。点击“提交”按钮，点击“导出W ord”按钮，系统自动导出W ord文档的检验原始记录。

3、系统的实现

3.1用户登录系统

系统设置系统管理员、实验员两个角色，用户按照预先设定的用户名和密码登录系统，系统管理员可以根据需求增加、修改或删除用户信息，并查询系统内所有角色，管理员可以增加、修改、删除实验员信息。

3.2实验样品编号信息的录入与查询

系统管理员登陆系统界面后，首先完成样品编号和该编号样品信息内容的录入。实验员注册登录系统界面后，选择实验样品编号，查询相应的样品名称，规格型号等相关信息以及该样品需要检验的实验项目，如图1所示。按照实验室管理要求，实验员无法看到样品的详细信息，例如:生产企业、委托单位等样品信息。

图1

3.3实验数据信息的录入

实验员在选择样品和检验项目后，系统进入实验数据信息录入界面，以下以水泥氯离子实验数据信息录入为例，实现了水泥氯离子实验中实验环境、称样量、空白实验消耗硝酸汞标液等信息数据录入，系统完成准确计算和显示。

3.4实验数据的处理与原始记录的生成

实验员按照实验流程录入实验原始数据后，保存成功后，系统提示“保存成功”，刷新原有页面。点击“提交”按钮，系统自动处理实验数据并显示实验结果，当实验数据出现错误，系统自动显示红色报警。当系统自动处理实验数据后根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》各项目标准值，对检验结果进行判定，给出“合格”或“不合格”的结论。

结语：

有关数理统计的计算方法很多。本文只是结合工作中的计算实例，向水泥厂化验室简单介绍数理统计方法的某些具体应用，以期对提高水泥化学分析水平和加强质量管理方面，起到一点抛砖引玉的作用。

统计学分析方法篇（6）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）03-0080-02

电子信息工程专业培养从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等方面工作的高级专门人才，“电子系统设计”是电子信息工程的核心专业课程，一般包括理论教学和实践教学两部分，是衔接原理性知识与工程设计之间的桥梁。“电子系统设计”不仅要求对前修的电子技术、计算机、信号处理等系列课程融会贯通、综合运用，而且还需要适应现代信息技术的发展和需求，因此教学难度较大，需要进一步改进教学方法，提高教学效果，增强学生的实践创新能力。本文首先详细分析了教学内容、课堂教学、实践教学等环节中存在的主要问题和不足，然后探讨了有针对性的改进方法和措施。

一、主要问题分析

1.教学内容。总的来说，教学内容没有很好体现现代电子系统设计的全局性、新技术与新方法、硬软件结合的特点，与当前技术发展与应用需求存在一定程度的脱节。（1）单元电路设计内容偏多，缺乏“系统级设计”概念。在不少教材及授课中，仍以讲授各种电路的设计方法为主要内容，过于强调“技术级设计”，与前修课程重复性较大。本课程的讲授重点应该是现代电子系统设计的基本方法、基本流程以及怎样用各种单元电路和硬软模块构建高性价比的电子信息系统。（2）传统技术内容偏多，而新器件、新技术和新方法的介绍不足。当前各种新型集成电路和微处理器、PLD和嵌入式技术、EDA方法等已经非常成熟，在现代电子系统和产品中广泛应用。但是在不少教材及授课中，仍以8位单片机为核心、以分立元件或中小规模集成电路为基础讲授电子系统的设计，学生将难以适应信息技术的发展和需求。（3）偏重硬件设计内容，忽略软件在电子系统中的作用。电子系统是由硬件、软件组成的有机整体，缺一不可，但在不少教材及授课中，主要介绍硬件电路和硬件系统，致使学生的（系统）软件设计能力严重不足。

2.课堂教学。教学效果虽然取决于学生和教师两个方面，但归根到底还是看教学方法是否得当。“电子系统设计”课程一般安排在第7学期，此时大部分学生专注于考研和找工作，学习积极性和时间投入不足；本课程涉及面较广，不仅需要灵活运用前修课程的相关知识，而且须加强对实际电子系统（产品）的分析和综合能力，有一定的难度。这些特点对课堂教学方法提出了较高要求。虽然很多教师对多媒体课件制作、双主体课堂教学模式等方面进行了有益的改进和运用，但是在授课的深入浅出、知识的融会贯通、理论联系实际等方面普遍存在不足，难以调动学生的积极性和主动性。

3.实践教学。“电子系统设计”课程的实践性极强，一般配备综合课程设计等实践环节。实践科目的设计是其中的重点和难点，常常存在以下问题，达不到预期训练效果：难度及工作量偏大或便小；覆盖面经常偏小，等同于一个课程实验；趣味性或实用性不够，难以引起学生兴趣；设计及制作成本考虑不足，给学校或学生造成负担；较大的课题以团队形式完成，但任务分工及考核量化不明确，等等。另外，实践教学手段较单一，没有很好体现教学与行业应用、与教师科研的合理结合。

二、改进方法探讨

针对上述教学环节中存在的主要问题，结合笔者多年“电子系统设计”课程的教学实践，提出如下改进方法。

1.合理编排教学内容，既体现课程内涵，又联系当前的技术发展和现实需求。以系统级设计为主线，重点讲解现代电子系统设计的基本方法和基本流程，以及如何利用典型电路和软硬件模块构造高性价比的电子信息系统，而局部环节的“技术级设计”应由前修课程完成[1，2]。例如，电子系统设计的流程包括需求性论证、系统方案设计（含成本、功耗、可靠性分析等）、硬件/软件设计、抗干扰设计、系统仿真、制作/调试、产品化设计等；模拟系统/数字系统/混合系统（智能系统）的重点、难点内容；自顶向下设计方法；CDA和EDA工具的运用；各级仿真在设计中的应用等。充实新器件、新技术及新方法的有关内容。重点以新型集成元器件、PLD器件为基础，以新型单片机、嵌入式或DSP芯片为核心构建现代电子系统，例如程控放大器、程控滤波器在信号调理中的应用、单片机+FPGA的系统设计、多种串行总线及外设接口方法等；无线传感器网络、RFID、物联网等新兴技术在电子系统设计中应用等。加强电子系统软件设计方面的内容和训练。重点讲解接口、通信和上位机应用程序的设计方法。

2.以学生引导为目标、以案例教学方法为手段，提高教学效果。学生是教学的主体，激发他们的学习积极性和主动性是取得良好教学效果的根本保证。但是学生引导不是靠说大道理、做思想工作，而是蕴含在科学合理的教学手段之中。根据该课程的特点，案例教学是最佳的手段[3]。对典型电子系统、电子产品的资料进行搜集、整理，形成5～8个经典案例，在课堂上重点剖析。通过案例这个载体，一方面将相关知识点有机联系起来，容易达到深入浅出和融会贯通，另一方面使学生对实际电子产品和最新发展动态充分了解，增强学习兴趣和热情。例如，在安徽农业大学电子信息工程专业的教学中，以自主研发的农业环境远程监测系统（图1）为案例，详细讲解需求分析、总体设计、各模块设计及实物展示，加深了学生对传感器、数据采集、太阳能供电、远程无线传输、数据中心、应用服务等环节的理解以及对数字农业、精准农业的认识，收到了良好的教学效果。

3.设计科学合理的实践科目，开展形式多样的实践模式，提高实践创新能力。实践科目设计是保证实践教学效果的重点[4，5]。通过对多种实训教材、电子设计竞赛题目的搜集、筛选、整理，并结合学校、学生的特点，设计一套（20个左右）科学、合理的“电子系统设计”实践科目，兼顾难度、工作量、覆盖面、成本、趣味性及实用性等诸多因素。学生在教师的指导下选择合适的题目，通过文献查阅、方案论证、器件选择、电路设计、软件编程、装配调试、系统测试、文档整理等环节，较系统地掌握电子系统设计的全过程，达到实践训练目的。对于能力较突出且有兴趣的学生，可以进一步拓展实践教学形式，鼓励他们参加各种类型的科技创新活动、参与教师科研活动，提高竞争意识、协作精神和创新能力。

电子信息技术的发展日新月异，传统的教学体系和方法面临着严重的挑战。笔者根据多年电子系统设计的教学和科研经验，分析了教学内容、教学方法、实践环节中存在的主要问题，提出了有针对性的改进措施，应用在教学实践中效果较好。再配合考核方法、支撑条件等其他环节的改进，将全面提升“电子系统设计”的教学质量，增强学生的实践及创新能力，更好地满足现代信息产业对高质量人才的需求。

参考文献：

[1]马建国，等.电子系统设计[M].高等教育出版社，2004.

[2]贾立新，等.电子系统设计与实践[M].第2版.清华大学出版社，2011.

[3]赵燕，江国栋.《电子产品的测试与维修技术》项目式教学实例分析[J].教育教学论坛，2012，（5）：161-162.

[4]肖忠.《电子系统设计》课程教学方法的探讨[J].科技信息，2011，（26）：135-137.

统计学分析方法篇（7）

[中图分类号] R284.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）02（c）-0101-03

Determination of optimum process for microwave method in extraction of bergamot polysaccharide using statistical analytical method

LI Xin1 JI Yuezhi2 LI Chunjing2 YU Qian1

1.Department of Pharmacy, China-Japan Union Hospital of Jilin University, Jilin Pronvince, Changchun 130033, China; 2. School of Basic Science, Changchun University of Technology, Jilin Pronvince, Changchun 130012, China

[Abstract] Objective To determine the optimum process for the microwave method in the extraction of bergamot polysaccharide. Methods With the bergamot polysaccharide content as the indicator, and the extraction times, extraction time, extraction power and solid-liquid ratio as the factors, the single-factor test was used to determine the factor level, and the statistical analytical method was used to optimize the process for the microwave method in the extraction of bergamot polysaccharide. Results The optimum process design for the microwave method in the extraction of bergamot polysaccharide was: extraction times was 2, extraction time was 8 minutes, microwave power was 550 W and solid-liquid ratio was 1∶20. Conclusion This method can provide a reliable basis for the industrial scale production of bergamot polysaccharides.

[Key words] Bergamot polysaccharide; Microwave method; Extraction process; Statistical analysis

佛手（bergamot）又名佛手柑，学名Citrus Medica L. var.sarcodactylis （Noot） Swingle，为芸香科柑桔属香橼的变种，长绿小乔木或灌木[1]，是传统的名贵中药，其花、叶和果实均可入药，在临床应用上具有悠久的历史。中医认为佛手具有舒肝理气、止咳化痰、和胃止痛等功效，常用于缓解胃腹胀痛和咳嗽气喘等症状。近年来研究发现，佛手多糖能提高机体免疫功能，在抗肿瘤和抗病毒方面具有广阔的应用前景[2]。因此，越来越引起人们的重视。

试验设计是考虑如何安排多因素多水平的试验，能合理而高效地获得所需要的试验数据，并用相应的方法分析这些数据，以确定哪些因素的影响是主要的，各因素用什么水平搭配起来对试验的指标是最佳的。试验设计在改进产品配方、降低原料和能源的消耗、提高产品的产量和质量等方面具有广泛的应用。本文以佛手多糖含量为指标，以提取次数、浸提时间、提取功率、料液比为因素，利用正交试验和方差分析方法，通过微波提取，对佛手多糖的提取工艺进行系统研究，确定最佳提取工艺，为合理利用和开发佛手药物资源提供科学依据。

1 仪器与药品

仪器：U1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司），XH-200A型微波萃取仪（北京鸿鹄科技发展有限公司），电子天平（赛多利斯科学仪器北京有限公司）。

药品：佛手（长材公司），苯酚（开原化学试剂厂）、葡萄糖（中国药品生物制品检定所，批号：1108332200302，供含量测定用）、浓硫酸（胶州市富田化工有限公司）、乙醇（北京化工厂）等，均为分析纯试剂。

2 方法与结果

2.1 方法[3-5]

2.1.1 佛手多糖的测定方法 以葡萄糖为标准品，采用硫酸-苯酚比色法。

2.1.2 佛手多糖样品液的制备 精密称取1.0 g干燥至恒重的佛手，分别用95%的乙醇和80%的乙醇回流脱脂除糖，置于微波萃取仪内加水提取，将提取液合并，定容于500 mL容量瓶中，即得佛手多糖样品液。

2.1.3 标准样品液的制备 精密称取14.71 mg恒重干燥的无水葡萄糖，放入100 mL容量瓶中用水溶解，即得147.1 μg/mL标准样品液。

2.1.4 标准曲线的绘制 精密吸取上述标准样品液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL至10 mL容量瓶中，依次加入1.8、1.6、1.4、1.2、1.0 mL蒸馏水，再各加1.0 mL 6%苯酚试剂，混匀，精密加入5 mL浓硫酸，振摇后放置5 min，置沸水浴中加热15 min，立即转入冷水浴中冷却至室温，以蒸馏水为空白，在490 nm波长处测定吸光度，以浓度C为自变量，吸光度A为因变量，进行一元线性回归，得到标准曲线A = 0.040 8C + 0.211，算得相关系数r = 0.998 5，可见两者有高度相关性。

2.1.5 佛手多糖样品液的测定 精密吸取佛手样品液1.0 mL，按“2.1.4”项下标准曲线的绘制方法操作。

2.2 单因素试验的结果

2.2.1 提取次数对多糖得率的影响 选择提取时间8 min，提取功率550 W，料液比1∶20，提取次数分别为1、2、3、4、5次，多糖得率结果见图1。

图1 提取次数对多糖得率的影响

由图1可见，提取次数2次与3、4、5次相比，样品多糖得率相差不大，故选择2次。

2.2.2 提取时间对多糖得率的影响 提取次数2次，提取功率550 W，料液比1∶20，提取时间分别为4、6、8、10、12 min，多糖得率结果见图2。

图2 提取时间对多糖得率的影响

由图2可见，当提取时间达到8 min时，多糖得率达到最大。故选择提取时间8 min。

2.2.3 微波功率对多糖得率的影响 提取次数2次，提取时间8 min，料液比1∶20，提取功率分别为250、400、550、700、850 W，多糖得率结果见图3。

图3 微波功率对多糖得率的影响

由图3可见，当微波功率达到550 W时，多糖得率达到最大值。故选择微波功率550 W。

2.2.4 料液比对多糖得率的影响 提取次数2次，提取时间8 min，微波功率550 W，提取料液比分别为1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，多糖得率结果见图4。

由图4可见，当料液比为1∶20时，多糖得率达到最大值。故取料液比1∶20。

2.3 佛手多糖提取条件的优化设计与统计分析

2.3.1 佛手多糖提取条件的优化设计 在单因素试验的基础上，以提取时间A（min）、提取功率B（W）和料液比C为因素，作三因素、三水平的正交试验。因素-水平的优化设计见表1。

2.3.2 统计分析[6-7]

选用正交表L9（34），根据表1进行正交设计，取显著性水平α=0.05。实验结果见表2，方差分析见表3。

表2 正交试验结果

表3 方差分析

注：F0.05（2，2）=19.00

根据表6和表7，对其进行分析，结果如下：

①由RC＜RA＜RB知，影响佛手多糖得率的因素排序为C＜A＜B，即影响力为微波功率＞提取时间＞料液比。

②由A：K1＜K3＜K2，B：K3＜K1＜K2，C：K3＜K1＜K2可知，最佳工艺条件是A2B2C2。

③在水平α=0.05下，F0.05（2，2）=19，由于FA、FB、FC均小于19，所以3个因素对佛手多糖得率的影响均不显著。

综合上述分析结果表明，微波法佛手多糖的最佳工艺条件为浸提时间8 min，微波功率550 W，料液比1∶20。

3 讨论

化学成分分析结果表明，佛手是一种富含香豆素类化合物的植物，同时还含有黄酮类、柠檬苦素类等成分[8]，而佛手多糖作为佛手提取主要成分后的副产物，近年来发现其具有多方面的生理活性。本试验采用正交试验设计和数据处理，方法科学合理，快速，灵敏，重现性好，是进行优化中药有效成分提取工艺的最佳设计，也为有效开发和利用佛手资源提供了可靠的理论依据。

随着佛手多糖保健功能研究的不断深入，利用佛手多糖开发的保健品或药品的市场前景为人们所看好。所以在以后的研究中应加深对佛手多糖功能方面的研究，如其抗衰老、降血糖、降血脂作用等[7]，并将其应用到保健品、药品和食品中，生产出有利于人民身体健康的、经济效益高的产品。

[参考文献]

[1] 江苏新医学院.中药大辞典（上册）[M].上海：上海人民出版社，1986：1141.

[2] 黄玲，张敏，蔡玉军，等.佛手多糖对小鼠免疫功能影响[J].时珍国医国药，1999，10（5）：324-325.

[3] 赵文彬，成玉怀.天山大黄多糖的超声提取及含量测定[J].时珍国医国药，2006，17（2）：223-224.

[4] 纪耀华，纪耀芝，马爱民，等.微波法提取大黄多糖最佳工艺优化研究[J].中药材，2009，32（8）：1291-1293.

[5] 倪受东，严德江，徐先祥.大黄多糖的提取及含量测定[J].中国药业，2007，16（13）：10-11.

[6] 梅长林，周家良.实用统计方法[M].北京：科学出版社，2006：218-238.

统计学分析方法篇（8）

2.微穿孔板结构模型

2.1 微穿孔板中微管的近似声阻抗率

根据声波在微管中的运动波动方程,若短管两端的声压差为,则:

(1)

式子中为空气密度约1.2Kg/m3,为空腔的粘滞系数在15℃时约等于1.8×10-5kg/sm,u为空气沿轴向的质点速度,t为管长。

求得短管的声阻抗率:

(2)

近似化简为:

(3)

其中,。

考虑管口辐射的影响,当声波波长远大于管径时,管口辐射对管口声阻抗的影响近似可以看成是在管口加长了一定的长度。此时穿孔的有效长度t可写成:

(4)

忽略微孔间的相互影响,微穿孔板两端管口,根据声学原理,当管口无障碍板时,末端修正值应取为:

(5)

根据U.Ingard的研究,空气在板面摩擦使短管的声阻增加了,对微穿孔板的相对声阻抗率进行修正,则:

(6)

2.2 微穿孔板中空腔的声阻抗

把空腔看成一等截面刚性管道,其截面积为S,深度为D,则其体积为V=SD。如图1所示。在x=0处质点振动速度为零,声阻抗为无限大,在空腔开口处,x=-D,可求得声阻抗为:

(7)

经过双曲变换:

(8)

所以后腔的声阻抗可以简化为:

2.3 微穿孔板模型

根据马大猷的微穿孔板模型,微穿孔板及其阻抗类比电路如下图所示,穿孔板的声阻抗率为,后腔,根据戴维尼定律,等效声源是开路的声压2p,和内阻抗。

图1 单层微穿孔板结构声电类比图

吸声系数在电路中即为消耗的能量与最大能量之比,当正向入射时,吸声系数等于:

(9)

3.微穿孔板实例验证

根据马大猷院士的微穿孔板吸声理论,微穿孔板的主要结构参数就是空腔深度D,板厚t,穿孔直径d以及穿孔率p。建立以上的微穿孔板传统模型对主要参数进行分析。运用Matlab设置参数的遍历范围,根据金属微穿孔板定义,穿孔直径d

按照项目要求,设计非金属微穿孔板和铝制微穿孔板,保证微穿孔板吸声频率覆盖100HZ-1000HZ,同时吸声系数达到0.6以上。在实际测量中,只测量1/3倍频程的中心频率,及100HZ,125HZ,160HZ,200HZ,250HZ,315HZ,400HZ,500HZ,630HZ,800HZ,1000HZ,故取中心频率对应的吸声系数值对结构参数进行分析。设置参数范围0.1

(10)

令得,

微穿孔板结构确定时,共振角频率也满足上式。那么,D取极值时对应的吸声系数,也是微穿孔板共振频率对应的吸声系数。微穿孔板吸声频率范围时100HZ-1000HZ,共振频率应在吸声频率范围。观测计算出的数据,假设对应的参数d=0.1mm,t=0.1mm,p=1%,故可计算出空腔深度的取值范围在0.06m-0.21m。根据如图1为固定穿孔直径与板厚,吸声系数随空腔深度变化的曲线图。

图2 非金属板的吸声系数图

图3 穿孔率对吸声系数的影响

图4 不同频率的吸声系数

图5 不同频率的吸声系数

如图2所示,非金属板比金属板的吸声效果要好,故采用非金属板,知空腔深度的极值点分别为0.14m,0.28m等。

当D取0.14m时,对应的参数d=0.1mm,t=0.1mm,p=1%,求此时的共振频率:

取近似值得对应共振频率f0=356HZ,在100HZ-1000HZ范围内。

当D取值为0.28m时,对应的参数d=0.1mm,t=0.1mm,p=1%,求出此时的共振频率为f0=36HZ,不在要求频率范围。

参数穿孔率、空腔深度同时变化时,空腔深度对吸声系数的影响规律是一定的,都是在空腔深度取值为0.14m是吸声系数达到第一个极大值。令空腔深度D=0.14,穿孔率对吸声系数影响较大,讨论穿孔率的吸声系数的影响。观测数据,只有穿孔直径d=0.1mm时,才能更好的满足吸声系数大于0.6,故令d=0.1mm。如图3所示。

4.结论

统计学分析方法篇（9）

可拓学是用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用于解决矛盾问题的科学。通俗地说，可拓学研究产生创意的理论和方法，成为生产创意的理论依据和方法来源。可拓学的研究对象是矛盾问题，基本理论是可拓论，方法体系是可拓方法，逻辑基础是可拓逻辑，与各领域的交叉融合形成可拓工程。可拓论、可拓创新方法和可拓工程构成了可拓学。目前，已形成初步的理论框架，并建立了在人工智能、计算机、管理、控制、检测等领域的应用方法，广泛的运用到科学实践分析中。

在自然界和现实生活中，事物是可以分成截然不同的两大类：一类是确定性的现象；另一类是不确定性的现象。研究自然界中随机现象统计规律的数学方法，叫做概率统计，又称数理统计方法。概率论——就是根据大量同类随机现象的统计规律，对随机现象出现某一结果的可能性作出一种客观的科学判断，对这种出现的可能性大小做出数量上的描述；比较这些可能性的大小、研究它们之间的联系，从而形成一整套数学理论和方法。

近几十年来，随着科技的蓬勃发展，概率论大量应用到国民经济、工农业生产及各学科领域。许多兴起的应用数学，如信息论、对策论、排队论、控制论等，都是以概率论作为基础的。概率论和数理统计是一门随机数学分支，它们是密切联系的同类学科。但是应该指出，概率论、数理统计、统计方法又都各有它们自己所包含的不同内容。目前，随着概率统计研究的发展，在工程建设和岩体测定中也得到了一定的运用，本文从概率统计的视角着眼，就是对之前应用研究的一个回顾。

二、边坡岩体质量分级的研究

1.边坡岩体概述

根据岩体工程不同种类，可以对岩体进行分类，其分类标准主要是根据地质条件的不同以及岩体本身所具备的物理力学特性对岩体稳定性的影响来进行划分的，可以根据其稳定程度，划分为几个不同类别，同时，将其作为标准来初步评价岩体稳定性。工程岩体的性质一般由岩体的完整程度以及坚硬的程度来决定，并将其作为岩体基本质量，其是岩体分级分类主要标准，是在对工程岩体受影响因素充分考虑的基础上，进一步修正岩体基本质量而提出的。在岩石力学的角度来看，对岩体的分类一般不仅仅局限在定量描述岩体质量和结构上，还需要对岩体稳定性进行有效的评价，比如，在目前，国内外广泛应用南非体系以及Q体系作为地下围岩分类标准，并且可以直接将其分类评分成果作为评价稳定性的资料，并提出相应的加固对策。

从整个国内外的岩体质量的分类上来看，可以清楚地看出岩体的分类随着时间的推移不论在广度上还是在其深度上都有了很大的进展。以下是岩石的质量分类的特点以及是其发展的趋势

第一，在早期的分级阶段，只会从某一个单一的影响因素去分析作出评价，虽然影响岩体质量有着众多的因素，但是早期的分类只会注重单一的指标的定性分类或者是单一指标的定量分类。这样的分类方法存在着很大的不足，其评价的标准并不能满足实际工程的需要，而且在有了岩体以及岩体结构的观念以来，人们已经开始慢慢地意识到了单一评价的分级并不能全面地对岩体的整体性质进行反映，由于其分级存在着不科学性，因此岩体分级从单一因数逐渐地想多因素的综合评价发展。

第二，岩体质量分级因素开始逐渐向定性以及定量两者相结合的方向发展。

第三，在对坝基岩体质量分级的过程中，合理的做法是不应该太过追求其精确，所谓物极必反。太过的精确，反而会令分级变得模糊。相反，适当的模糊能够展示其精确。在实际的应用上，借鉴加拿大康拜尔主张的岩体三分概念是具有一定意义的。

在工程建设中，岩体质量分级意义重大，其是工程从设计到开工等过程的参考依据，因此，需要将岩体质量分级作为一项重大工程对待。在分级中，应先筛选对工程稳定性造成影响的各类因素，并将其归入作为岩体质量分级标准的地质指标中，但是需要把握好一点，要牢记所谓的指标，应该是影响岩体稳定性最为基本和准确的因素，指标不能太多，要不然可能会造成分级方法的无效性和非科学性。同时，还应确保不同分级因素不会相互影响，防止其任意搭接或者重复。例如，在评价岩体质量时，不能将点荷载强度以及单轴抗压强度这两个指标同时作为其跟卸荷及风化之间关系的评价标准。因为卸荷及风化较为严重的地方，其岩体质量也不高。所以，岩体质量的分部会呈现带形。另外，除了一些裂隙和断层较为密集的地带，从岸坡的表面到内部，岩体质量一般都会逐渐改善，这种规律同样适用于河床坝基中。只要把握这种规律，那么岩体质量分级便有了更清晰的思路。

2.边坡岩体质量分级的方法研究

岩体质量分级在工程建设中占有重要的地位，它是工程设计、开挖的直接依据，因此，做好岩体质量的分级工作是一项需要慎重对待的问题。在当前的各类工程建设过程中，岩体稳定性是决定工程基础是否牢固的关键，我们必须深入理解岩体质量分级的含义，经过科学的测定和研究，设计合理有效的分级方案。当前，学界对于边坡岩体质量分级的研究主要包括三个方面：

（1）RMR体系

RMR是岩体力学中的岩石分类方法，该分类体系由比尼卫斯基于1973年提出，包扩了岩块强度、岩石质量指标、节理间距、节理条件、地下水这5个参数。分类时，根据各类参数的实测资料，按照标准分别评分；然后将各类参数的评分值相加得岩体质量总分RMR值；再按节理分类对其进行修正；最后，用修正后的RMR值将岩体分级。

RMR体系是岩体分类方法中的一个很详尽的方法体系，它对岩体本身质量的评定给出了一个较为全面的标准。但RMR体系在现实操作中存在着不够专业化的问题，没有考虑到不同地区不同地质的影响。处于这样的考虑，学者诺曼那后来据此提出的SMR体系可以视为对其的一个补充。SMR体系充分考虑了不同的岩体结构对于岩体分类和稳定性的影响，在具体的岩体分级标准中加入了结构数据，使得岩体质量分级更为科学，也更具有可操作性。

（2）CSMR体系

CSMR是我国自主研发的岩体质量分级体系，可以视为SMR体系的本土化。如前所述，我国的地形极为复杂，而工程建设在很多时候都是在地形恶劣的情况下展开，所以CSMR体系的发展可以说是解决我国业内人员在具体建筑施工过程中的问题。该体系的最大特色是对当前边坡岩体分级评价指标进行了多种修正，考虑到了特殊地形的影响，同时还将岩石性质、结构面等指标加入了进去。

（3）Q体系

Q体系最早发展于隧道工程，是早期多指标分类的代表。该系统综合考虑了RQD、节理状况、涌水量、应力条件等因素，指标提取简便易行。适用于隧道、硐室等地下工程，在工程建设中也有一定使用价值。但是，由于Q体系使用范围有着比较强的限制性，所以尚未在诸多领域全面展开。

三、可拓学视角下边坡岩体质量分级的应用分析

可拓学自从上个世纪70年代被提出以后，经过10多年的发展，在理论上已初步形成了其特有的理论框架；目前，可拓学正向应用方向发展，可拓工程作为可拓学特有的方法，在产品设计，企业策划，过程控制，识别与评价，技术科学与人工智能领域有着广泛的应用前景。在地质工程和岩石工程中，可拓学也进一步得到了发展，在与概率论结合之后，在岩体质量分级方面有着明显的优势。

1.边坡岩体分级影响因素的可拓学分析

边坡岩体分级的目的在于对边坡岩体的稳定性进行判断，从而为工程的展开奠定基础。而要对边坡岩体进行有效的分级，很重要的一个方面，就是要对岩体分级的影响因素进行分析，力求在科学测量和论证的基础上有一个准确的认识。一般来说，岩体分级及其稳定性的影响因素包括了气象水文；地形地貌；地层岩性；地质构造；水文地质；植被和气候等因素。在不同的地区，这些条件的表现方式各不相同，要准确的对其进行测量和预测，在现有的技术条件无法达到完全的实现。这就使得可变量和模糊因素大量存在着，从而为工程的后续进程造成阻碍。而可拓学的核心，就是对随机和模糊现象进行分析归纳，它以不相容问题为研究中心，去寻求事物矛盾的内在机制。建立物元模型，通过各种变换去寻求事物的解是物元分析解决不相容问题的一般方法。但是可拓学的视角缺乏数据支撑，为此，概率论的引入能为其模型的建立提供具体的指标和数据，使得可拓学模型的建立成为可能。

2.边坡岩体稳定性评价标准的可拓学分析

如前所述，影响边坡岩体稳定的因素包括了地质、水文等，然而这并不是说所有的标准都处于同等重要的位置，不同的标准必须有着不同的轻重之分。

我们要根据具体岩土的实际情况，设定一个能反映稳定程度的定量值。建立边坡岩体稳定性评价标准的过程一般可以分为以下几个阶段：

首先，确定边坡岩土体稳定性经典域，即通过对边坡稳定性的分级，结合物元概念，得到经典域。

其次，是确定节域，节域需要通过参考各评估指标历史资料的最小值及最大值来确定。

再次，确定待评边坡物元以及简单关联函数和初等关联函数，其中，关联函数的计算结果对可拓权系数的确定有着重要意义。

最后，利用层次分析法确定权系数，在前面计算的基础之上根据各评价指标的重要性排序，并建立相关的评价指标体系。

参考文献：

[1]葛华，吉锋等.岩体质量分级方法—CSMR法的修正及其应用[J].地质灾害与环境保护，2006，(17).

统计学分析方法篇（10）

1.2两两比较时检验水准的重新调定χ2检验或秩和检验3组以上整体比较有差异时,需应用分割法进行两两比较,这时检验水准应由原0.05调定为0.0167,否则会增加第Ⅰ类统计学错误的发生率。特别当P值处于0.0167~0.05时,按照P<0.0167的标准,差异无统计学意义,而按照P<0.05的标准,却有意义,与事实相悖,出现假阳性,很容易得出错误结论。这种分割法有时很保守,当行列表资料分组多且为有序时可用Mantel-Haenszel卡方检验,也称线性趋势检验(testforlineartrend)或定序检验(Linear-by-Lineartest)[2]。统计路径:用SPSS进行计数资料的趋势检验,在输出结果中读取线性关联检验统计量(Linear-by-LinearAssociation,LLA),如P<0.05可得出随着病种级别的升高,检测指标逐渐升高的趋势。

1.3临床诊断试验中的统计学方法应用在临床诊断试验研究中,经常选取单项计量指标或者联合计量指标以诊断某种疾病,若仅用初级统计学方法如t检验、单因素方差分析等往往不能有效挖掘信息,此时应采用受试者工作特征曲线(ROC)对检测结果进行分析评价。ROC曲线分析基本原理是通过诊断界点的移动[3],获得多对灵敏度和误诊率(1-特异度),以灵敏度为纵轴、误诊率为横轴,连接各点绘制曲线,然后计算曲线下的面积,面积越大诊断价值越高。ROC曲线很直观,能根据敏感性与特异性之和最大化原则自动产生最有效的诊断临界点。具体路径可以参考相关统计专著[3]。统计学处理一般描述为:采用SPSS(版次)统计软件分析数据,对单项及联合检测结果作图绘成ROC曲线,计算曲线下面积(AUC)和标准误,其中联合检测结果变量即预测概率由Logistic回归产生(也可以用判别分析得出)。计量资料应用-x±s表示,运用独立样本t检验及单因素方差分析,两两比较采用SNK及LSD法,计数资料采用χ2检验。检验水准为0.05。具体内容可据情而定。

1.4重复测量资料的方差分析误用拆分文件的t检验或方差分析如研究共设3组,每位患者在3个时间点均查某项血指标,部分作者在处理此类数据时,常误将纵向(同一时间点3组的比较)与横向(同组3个时间点的比较)数据均应用拆分文件的t检验或单因素方差分析来处理,结果导致统计学第Ⅰ类错误发生。此组数据实质是重复测量资料,应采用重复测量资料的方差分析。SPSS中的统计路径:数据-分析-一般线性模型-重复度量。研究者可以参考相关书籍进行处理[3]。

1.52×2析因设计及析因方差分析实验是2×2析因设计时,分组有两个因素,A与B,故分组为A、B、O、A+B,这个设计在析因设计研究中很常用,但常会出现分组设计正确,却没有用析因设计方差分析。析因设计与单因素方差分析不同[4],它不但能分析治疗效果中处理因素的单独效应和主效应,还能分析因素间的交互效应,并能提高检验效能。非统计专业的研究者进行析因分析可能稍有难度,可参考相关统计学书籍提供的统计步骤进行此类分析[3]。

1.6Meta分析Meta分析是循证医学系统评价常用的方法[5],应用时需注意统计学处理中计数资料采用比值比(OR)作为效应变量。具体路径:先进行异质性检验,当P>0.05时,认为同质,选择固定模型;P≤0.05时,不同质,此时可采用敏感性分析或分层分析等异质性处理,使之达到同质后再选择固定模型;若采用异质性处理仍未达到同质,则采用随机模型,以上统计路径均需交代清楚。Meta分析的结果是以“森林树”体现的,审校中我们经常遇到作者绘制的“森林树”左上角“文献、对比、结果名称”等内容显示为“?”,这是由于部分版本的RevMan软件不能输入中文,此时可以考虑省去,或用Photo-shop软件添加相应中文。Meta分析作为一种高级统计方法,专业性要求较高,作者可参考循证医学类权威杂志上的文章格式,如《中国循证医学杂志》中“论著•二次研究”栏目的循证文章。

2科技论文中统计学处理的相关表述