《生物统计》课程教学大纲

1《生物统计附试验设计》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：250435课程名称：生物统计附试验设计英文名称：StatisticsAddedExperimentalDesignsforBiology课程类别：专业基础课学时：54学分：3.0适用对象:动物科学、水产科学专业适用考核方式：考试（平时成绩占30%）先修课程：高等数学、线性代数、概率论等二、课程简介《生物统计附试验设计》课程分8章共4个单元。第一单元包括试验方案的制定、试验设计原则、误差控制途径、试验设计以及试验数据的获取。第二单元包括总体的理论分布、统计数的抽样分布，以及统计数的理论分布。第三单元主要讲授假设测验的基本原理，包括u测验和t测验、次数资料的统计分析、方差分析和多重比较、单因素和多因素试验结果的统计分析。第四单元主要讲授二类和二类以上变数关系间的分析，包括一元相关回归和协方差分析。本课程教学以高等数学、应用数学(含概率论和线性代数)为基础，概念较多、理论抽象、系统严密、实践性强、公式复杂、符号繁多、计算量大。适用于动物科学、水产科学等专业。StatisticsAddedExperimentalDesignsforBiologyincludes10chaptersandfourmodules.Thefirstmoduleincludesthedevelopmentofexperimentprogram,theprinciplesofexperimentdesign,thechannelsoferrorcontrol,fieldexperimentdesignandtheacquisitionofexperimentdata.Thesecondmoduleincludesthetheorydistributionofthepopulation,thesamplingdistributionofstatisticdata,andthetheorydistributionofstatisticdata.Thethirdmoduleincludestheu-testandt-test,thestatisticalanalysisofthefrequencydata,analysisofvarianceandmultiplecomparisonsandthestatisticalanalysisofthesingle-factorandmultiple-factorexperimentresults.Thefourthmodulemainlyincludeslinear,multipleregressionandcorrelation.ThiscurriculumisbasedontheAdvancedMathematicsandtheAppliedMathematics(includingtheprobabilitytheoryandlinearalgebra)andincludesmanyconcepts,abstracttheory,refinedsystemandstrong2practicality,complexformulas,andalargeamountofsymbolsandcomputation.StatisticsAddedExperimentalDesignsforBiologyissuitableforthestudentsofanimalscience,fisheryscienceprofessionalandsoon.三、课程性质与教学目的《生物统计附试验设计》是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，在高等数学、线性代数、概率论等课程的基础上，讲授田间试验的基本要求、试验设计和实施以及试验资料的整理与统计分析方法，既涉及一些严谨的数学理论和方法，又紧密结合科学研究实践。通过该门课程的学习，不仅可以掌握基本的试验（调查）设计和统计分析方法，而且为今后群体遗传学、数量遗传学、动物育种学和动物饲养学等后续课程的学习准备必要的基础。同时，还有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。《生物统计附试验设计》是动物科学专业重要的专业基础课。四、教学内容及要求第一章试验资料的整理与特征数（一）目的与要求1．了解总体与样本、参数与统计数等常用统计术语的概念和试验资料的分类。2．掌握次数分布表和次数分布图的制作方法。3．掌握平均数和变异数的意义和计算方法。（二）教学内容第一节试验资料的性质1．主要内容(1)几个常用的统计术语总体与样本介绍总体、总体容量、有限总体、无限总体、样本、样本容量、大样本、小样本、随机样本、非随机样本的概念，以及样本与总体的关系。参数与统计数介绍参数与统计数的概念及其相互关系。(2)试验资料的分类数量性状资料介绍数量性状的概念，计量资料和计数资料的区别与性质。3质量性状资料介绍质量性状的概念，及其数量化方法——统计次数法和分级法。2．基本概念和知识点基本概念:常用的统计术语概念知识点:试验资料的性质与分类3．问题与应用（能力要求）了解资料的分类方法。第二节资料的整理1．主要内容（1）次数分布表计量资料的次数分布表举例说明计量资料次数分布表的制作方法与步骤求极差、确定组数与组距、确定组中值与组限、数据归组。计数资料的次数分布表介绍数量性状和质量性状计数资料次数分布表的制做方法。（2）次数分布图柱形图介绍柱形式图(直方图)的绘制方法.拆线图介绍拆线图的绘制方法。条形图介绍条形图的绘制方法。2．基本概念和知识点知识点:次数分布表与次数分布图的制作3．问题与应用（能力要求）本节接触到的数据、表格很多，学习中要培养学生实事求是的工作作风和严谨的科学态度。第三节资料的特征数1．主要内容(1)平均数算术平均数介绍算术平均数的定义、性质和计算方法。中数定义和计算方法。4众数定义和计算方法。几何平均数定义和计算方法。调和平均数定义和计算方法。(2)变异数极差定义及适用范围。标准差介绍标准差的定义，自由度的意义。举例说明方差和标准差的计算方法。变异系数介绍变异系数的定义，举例说明其计算方法与应用。2．基本概念和知识点基本概念:平均数、标准差、变异系数概念知识点:平均数、标准差及变异系数的计算方法3．问题与应用（能力要求）掌握反映资料集中性和离中性的三个基本的统计量——平均数、标准差和变异系数的概念、性质及计算，并能对结果作出合理解释。培养学生科学的计算能力。（三）课后练习1．名词解释数量性状资料质量性状资料计数资料计量资料算术平均数几何平均数标准差方差离均差的平方和（平方和）变异系数2．简答题（1）资料可以分为哪几类？它们有何区别与联系？（2）常用统计图、统计表有哪些？（3）生物统计中常用的平均数有几种？各在什么情况下应用？（4）算术平均数有哪些基本性质？（5）标准差有哪些特性？3．计算题（1）10头母猪第一胎的产仔数分别为：9、8、7、10、12、10、11、14、8、9头。试计算这10头母猪第一胎产仔数的平均数、标准差和变异系数。（2）随机测量了某品种120头6月龄母猪的体长，经整理得到如5下次数分布表。试利用加权法计算其平均数、标准差与变异系数。（3）某良种羊群1995—2000年六个年度分别为240、320、360、400、420、450只，试求该良种羊群的年平均增长率。（4）调查甲、乙两地某品种成年母水牛的体高（cm）如下表，试比较两地成年母水牛体高的变异程度。甲地137133130128127119136132乙地128130129130131132129130（四）教学方法与手段本章接触到的数据、表格很多，在资料的分析整理过程中要实事求是、严谨精细，才能得出正确的结论。要求学生认真完成习题作业，并结合动物生产和科学研究实践，有针对性的安排实验教学。培养实事求是的工作作风和严谨的科学态度。第二章理论分布与抽样分布（1）目的与要求1．了解随机事件、统计概率及其运算，领会小概率事件实际不可能性原理2．了解二项分布和普阿松分布的概念、基本性质和概率计算3．掌握正态分布的概念和概率计算4．掌握抽样分布的概念以及样本平均数的抽样分布。（2）教学内容：第一节统计概率1．主要内容(1)事件举例说明必然事件、不可能事件和随机事件的概念。(2)概率举例说明统计概率的概念及其计算方法。(3)小概率事件实际不可能性原理举例说明小概率事件实际不可能性原理，以及生物学和农业科学上常用的小概率标准——5%和1%。62．基本概念和知识点基本概念:事件与概率概念知识点:概念计算方法及小概率事件原理3．问题与应用（能力要求）掌握概率的定义和小概率事件实际不可能性原理，第二节正态分布1．主要内容（1）正态分布的概念介绍正态分布的概念、分布密度函数和图象。（2）正态分布的性质介绍正态分布的性质。（3）正态分布的概率计算标准正态分布及其累积函数介绍正态分布的标准化及其累积函数。正态分布的概率计算方法举例说明正态分布的概率计算方法。2．基本概念和知识点基本概念:正态分布及标准正态分布概念知识点:标准正态分布概率计算；正态分布标准化及其概率计算3．问题与应用（能力要求）掌握生物科学研究中三种常用的概率分布之一--正态分布。培养从特殊到一般的科学的统计思维方法。第三节二项分布和普阿松分布1．主要内容（1）二项分布二项分布的概念举例说明二项分布的概念。二项分布的参数举例说明二项分布的参数和二项分布的近似分布。（2）普阿松分布7普阿松分布的概念介绍普阿松分布的概念和参数。普阿松分布的概率计算举例说明普阿松分布的概率计算。2．基本概念和知识点基本概念:二项分布及普阿松分布概念知识点:二项分布及普阿松分布的概率计算3．问题与应用（能力要求）掌握生物科学研究中三种常用的概率分布之--二项分布及泊松分布。培养从特殊到一般的科学的统计思维方法。第四节抽样分布1．主要内容（1）随机抽样和无偏估计介绍随机抽样的概念和形式——复置抽样和不复置抽样。用抽样试验，说明样本平均数是总体数学期望的无偏估计，样本方差是总体方差的无偏估计，以及样本标准差不是总体标准差的无偏估计。（2）样本平均数的抽样分布举例说明样本平均数的抽样分布——中心极限定理。2．基本概念和知识点基本概念:随机抽样概念知识点:样本平均数的抽样分布——中心极限定理。3．问题与应用（能力要求）理解样本平均数的抽样分布和t分布。培养从特殊到一般的科学的统计思维方法。（三）课后练习1．名词解释随机事件概率的统计定义小概率原理正态分布标准正态分布双侧概率（两尾概率）二项分布标准误t分布2．简答题（1）事件的概率具有那些基本性质？8（2）正态分布的密度曲线有何特点?（3）样本平均数抽样总体与原始总体的两个参数间有何联系？3．计算题（1）已知随机变量u服从N(0，1)，求P(u＜-1)，P(u≥2)，P（｜u｜≥2.58），P(-1.21≤u＜0.45)，并作图示意。（2）猪血红蛋白含量x服从正态分布N(12.86，1.332)，求猪血红蛋白含量x在11.53—14.19范围内的概率。（3）已知随机变量x服从二项分布B(10,0.6)，求P(2≤x≤6)，P(x≥7)，P(x3)。（4）已知随机变量x服从普阿松分布P(4)，求P(x=1)，P(x=2)（四）教学方法与手段本章概念较多、理论抽象、系统严密、符号繁多，结合课堂讨论和科学研究实践，有针对性地安排课后作业。第三章t检验（一）目的与要求1．了解一尾测验与两尾测验的区别；了解统计假设测验两类错误的概念、概率及其降低措施。2．了解t分布的定义、参数和性质。3．了解百分数假设测验的方法。4．掌握显著性检验的基本步骤。5．掌握样本平均数差异显著性检验的方法。6．掌握参数区间估计的原理和方法。（二）教学内容：第一节统计假设测验的基本原理1．主要内容(1)统计假设测验的基本原理举例说明样本观察值的构成分量和统计假设测验的基本原理。(2)统计假设测验的基本步骤9举例说明统计假设测验的基本步骤——提出无效假设和备择假设；确定显著水平；计算概率；统计推断。(3)统计假设测验的几何意义举例说明