表格和图例是试验数据分析的两种基本表现方式。表格能将杂乱的数据简明、有条理地组织起来,图例则能将实验数据形象地显示出来,这是处理和分析数据的最基本技能。
一、列表法
在整理和分析试验数据的过程中,表格是显示数据不可缺少的基本工具。许多杂乱无章的数据,既不便于阅读,也不便于理解和分析,一旦整理在一张表格内,就会使这些试验数据变得一目了然,清晰易懂。因此,绘制表格是做好试验数据处理的基本要求。
列表法就是将试验数据列成表格,将各变量的数值依照一定的形式和顺序一一对应起来,它通常是整理数据的第一步。试验数据记录表是试验记录和试验数据初步整理的表格,是专门根据试验内容设计的一种表格。表中数据可分为三类:原始数据,中间数据和最终计算结果。试验数据记录表必须在试验正式开始之前列出,可以使试验数据记录更有计划,而且也不容易遗漏数据(表9-1)。
表9-1 果汁中酸度测定记录单
试验数据记录表一般由三个部分组成,即表名、表头和数据资料。必要时还可以在表格下方加上表外附加。表名应放在表的上方,主要用于说明表的主要内容,为了应用方便,还应包括表号。表头通常放在第一行或第一列,也可以根据记录情况进行调整,它主要是表示所研究问题的类别名称和指标名称。数据资料是表格的主要部分,应按一定的规律排列;表外附加通常放在表格下方,主要是一些不便列在表内的内容,如指标注释、资料来源、不变的试验数据等。
由于使用者的目的和试验数据的特点不同,试验数据记录表在形式和结构上会有较大的差异,但基本原则是一致的。在拟定时应注意下列事项:
(1)表格设计应简明合理,层次清晰,以便于阅读和使用。
(2)表头要列出变量的名称,符号和单位,如果表中所有数据的单位都相同,这时可以在表的右上角标明单位。
(3)要注意有效数字位数,即记录的数字与试验的精度相匹配。
(4)试验数据较大或较小时,要用科学计数法来表示,将10±n符号记录在表头。
(5)数据表格记录要正规,原始数据要书写清楚整齐,不得潦草,要记录各种试验条件或现象,并妥为保管。
公式是Excel进行数据处理最常用的工具之一,通过公式的应用,用户可以快速计算单元格中的数据结果,并从中整理出数据的关系。在Excel中,有一些预定义的公式,不需要用户自己编写,称之为函数。使用者可以直接套用得到可信任的结果而提高办公效率(表9-2)。(www.xing528.com)
表9-2 数据处理中常用的Excel函数
二、图示法
试验数据图示法,就是将试验数据用图形表示出来,使复杂的数据更加直观和形象,在数据分析中,一张好的数据图,往往胜过冗长的文字表述,通过数据图可以直观地看出试验数据变化的特征和规律,它的优点是形象直观、便于比较,容易看出数据中的极值点、转折点、周期性、变化率及其他特性。
用于试验数据处理的图形种类很多,本文主要介绍二维图形,常用的数据图有:线图、散点图、条形图和柱形图、圆形图和环形图等。
1.线图
线图是将图表中各点之间用线段连起来而形成的连续图形,图中各点的高度代表该点数据的值,它一般用来描述某一变量在一段时间内的变动情况,能较好地反映事物的发展趋势。一般分为单式线图和复式线图。单式线图表示某一种事物或者现象的动态变化情况。复试线图可以在同一图中表示两种及以上事物或者现象的动态变化情况,可用于不同事物或现象的比较。在绘制复试线图时,不同线上的数据点应该用不同的符号表示,以示区别,而且还应在图上明显地注明。
2.散点图
散点图用于表示两个变量间的相互关系,从散点图可以看出变量关系的统计规律。应用过程中,经常有人将散点图和折线图混淆,其实散点图和折线图的区别很大。折线图可以显示随单位而变化的连续数据,适用于显示在相等间隔下数据的趋势;散点图显示若干数据系列中各数值之间的关系,或者将两组数绘制为XY坐标的一个系列。在折线图中,类别数据沿水平轴均匀分布,所有值数据沿垂直轴均匀分布;散点图有两个数值轴,沿水平轴(X轴)方向显示一组数值数据,沿垂直轴(Y轴)方向显示另一组数值。散点图将这些数值合并到单一数据点并呈现出不均匀间隔或簇。散点图通常用于显示和比较数值,例如科学数据、统计数据和工程数据。
3.条形图和柱形图
条形图是用等宽条形的长短来表示数据的大小,以反映各数据点的差异。条形图纵置时称为柱形图,柱形图是用等宽长柱的高低表示数据的大小。值得注意的是,这类图形的两个坐标轴的性质不同,其中一条轴为数值轴,用于表示数量属性的因素或变量,另一条轴为分类轴,常表示的是非数量属性因素或变量。此外,条形图和柱形图也有单式和复式两种形式,如果只涉及一项指标,则采用单式,如果涉及两个或两个以上的指标,则可采用复式。
4.圆形图和环形图
圆形图也称饼图,它可以表示总体中各组分所占的比例。圆形图只适合于包含一个数据系列的情况,它在需要重点突出某个重要项时十分有用。将饼图的总面积看成100%,按各项的构成比将圆面积分成若干份,每3.6°圆心角所对应的面积1%,以扇形面积的大小来分别表示各项的比例。
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