田间试验与统计分析教学大纲.doc

田间试验与统计分析教学大纲（农学类专业专科学生）第一部分 课程的性质和任务田间试验与统计分析，是运用数理统计理论与方法研究农业科学研究和技术工作中，所需的田间试验设计、实施和试验资料统计分析方法的一门应用学科，是农学类专业的专业基础课。本课程在高等数学、线性代数、概率论初步等课程的基础上，介绍数理统计的基本概念和基本原理，讲解田间试验的基本要求、设计实施和试验资料统计分析方法。本课程既涉及一些严谨的数学理论和方法，又紧密结合农业生产和科学研究实践。通过学习为进一步学习遗传学、作物栽培学、作物育种学等专业基础课和专业课打下坚实的基础，同时学会如何利用这一工具进行农业科学研究和技术工作方法。第二部分 基本要求通过本课程的学习，学生应达到以下要求：1. 有关试验数据分析的基本技能，如整理数据和计算平均数、变异数等，对试验结果有一个数量概念。2.有关从试验数据进行归纳的统计推断原理和程序。3. 掌握试验设计的基本原则和各种设计的要点及特点。 4.能根据所给试验条件,能够正确选用试验设计方法,并做出试验设计。 5.掌握EXCEL常见函数主要功能和数据分析工具。第三部分 教学说明及学时分配本课程总共60学时，讲授44学时，实验8个计16学时。本课程以概率论、数理统计为基础，介绍田间试验与统计分析的基本概念、基本知识和基本方法，着重讲解农学类专业常用田间试验的设计、实施和统计分析方法。本课程概念较多、理论抽象、系统严密、实践性强、公式复杂、符号繁多、计算量大，除课堂讲授外，要求学生认真完成习题作业，并结合农业生产和科学研究实践，有针对性的安排上机实习和田间实习，注意培养学生运用所学知识和技能分析问题和解决问题的能力。（一）教学环节1、课堂讲授着重讲解基本概念、基本原理和基本方法，突出重点和难点。各种统计分析方法的介绍主要结合例题来讲解。2、实验及习题 实验对于帮助学生巩固和加深理解教学的基本内容是很有作用的。本课程拟安排八个实验，利用EXCEL所提供函数和数据分析工具实现所授统计方法计算。本课程的实践性较强，学生只有多做习题，多上机练习，才能更好的掌握各种统计分析方法。4、考试、考查本课程将考试和考查结合起来。每次实验作业和课外习题都进行评分作为考查成绩，并以考查成绩占30% 、期末考试成绩占70%的比例计算学生的总成绩。（二）学时分配各章学时分配章序内容讲授学时实验学时第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章合计绪论试验数据收集整理与特征数概率和概率分布假设测验和区间估计2测验田间试验原理与方法单因素试验设计与结果分析多因素试验设计与结果分析直线回归与相关分析曲线回归137843447344222222 2216第四部分 讲授纲要绪 论目的要求：介绍本门学科研究对象、内容以及与其他学科的关系，使学生明确本课程学习的重要性，了解本课程学习的特点与要求。教学内容：一、田间试验与统计分析的研究对象和内容田间试验与统计分析，是运用数理统计理论研究农业科学试验和技术工作中，所需的田间试验设计、实施和试验资料统计分析方法的一门应用学科。本课程在高等数学、线性代数、概率论等课程的基础上，介绍数理统计的基本概念和基本原理，讲解田间试验的基本要求、设计、实施和试验资料统计分析方法。二、 田间试验与统计分析与其他学科的关系本课程所学理论和方法，既是进一步学习遗传学、作物栽培学、作物育种学等专业基础课和专业课必备的基础，又是进行农业科学研究和技术工作必不可少的工具。同时，还有利于培养分析问题和解决问题的能力。三、田间试验与统计分析学习的特点与要求本课程既涉及一些严谨的数学理论和方法，又紧密结合农业生产和科学研究实践，具有概念较多、理论抽象、系统严密、实践性强、公式复杂、符号繁多、计算量大的特点。学习过程中，要求及时预习和复习，准确理解并记忆各种概念、方法和公式，认真完成上机实习和习题作业。第一章 试验数据收集整理与特征数目的要求：(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)掌握频数分布表和频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。教学内容：第一节 试验资料的性质一、几个常用的统计术语(一) 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。(二) 参数与统计数介绍参数与统计数的概念及其相互关系。二、试验资料的分类(一) 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。(二) 质量性状资料介绍质量性状的概念，及其数量化方法统计频数法和分级法。第二节 频数分布一、频数分布表(一) 计量资料的频数分布表举例说明计量资料频数分布表的制做方法与步骤求极差、确定组数与组距、确定组中值与组限、数据归组。(二) 计数资料的频数分布表介绍数量性状和质量性状计数资料频数分布表的制做方法。二、频数分布图(一) 柱形图介绍柱形式图(直方图)的绘制方法.(二) 拆线图介绍拆线图的绘制方法。(三) 条形图介绍条形图的绘制方法。第三节平均数一、算术平均数介绍算术平均数的定义、性质和计算方法。二、中数定义和计算方法。三、众数定义和计算方法。四、几何平均数定义和计算方法。 第四节 变异数一、极差定义及适用范围。二、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。三、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。第二章 概率和概率分布目的要求：(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)了解正态分布和二项分布的概念、基本性质和概率计算；(3)掌握抽样分布的概念以及样本平均数的抽样分布。教学内容：第一节 概率基础一、事件举例说明必然事件、不可能事件和随机事件的概念。二、概率举例说明统计概率的概念及其计算方法。三、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%。第二节 正态分布一、正态分布的概念介绍正态分布的概念、分布密度函数和分布图。二、正态分布的性质介绍正态分布的性质。三、正态分布的概率计算(一) 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。(二) 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。第三节 二项分布一、二项分布的概念举例说明二项分布的概念。二、 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。第四节 抽样分布一、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。二、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。第三章假设测验和区间估计目的要求：(1)了解统计假设测验的基本原理和步骤，以及一尾测验与两尾测验的区别；(2)了解t分布的定义、参数和性质；(3)掌握平均数、百分数假设测验的方法；(4)掌握参数区间估计的原理和方法。教学内容：第一节 统计假设测验的基本原理一、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。二、统计假设测验的基本步骤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。三、统计假设测验的几何意义举例说明统计假设测验的几何意义接受区间和否定区间。四、两尾测验和一尾测验举例说明两尾测验与一尾测验的区别。第二节 平均数的假设测验一、t分布介绍t分布的概念和性质，举例说明t值表的用法。二、样本平均数与总体平均数差异的假设测验举例说明样本平均数与总体平均数差异的假设测验。三、两个样本平均数差异的假设测验(一)成组数据的平均数比较举例说明两样本所属总体方差相等和不相等情况下成组数据平均数比较的方法。(二) 成对数据的比较举例说明成对数据比较方法。第三节 百分数资料的假设测验一、样本百分数的假设测验举例说明样本百分数与总体百分数差的假设测验。二、两个样本百分数的假设测验举例说明两个样本百分数差异的假设测验。第四节 参数的区间估计介绍参数区间估计的原理，举例说明常见参数的区间估计方法。第四章 卡平方(2)测验目的要求：(1)了解卡平方的定义、分布函数及其性质；(2)掌握卡平方测验的基本原理和步骤；(3)掌握频数资料的适合性测验和独立性测验方法。教学内容：第一节 2分布与2测验一、2分布介绍2的定义、分布函数及其性质。二、2测验的基本方法与步骤介绍2测验的基本方法与步骤。第二节适合性测验举例说明适合性测验的方法和步骤。第三节 独立性测验举例说明22表、2c表和rc表的独立性测验方法和步骤。第五章 田间试验原理与方法目的要求：(1)掌握田间试验的基本概念，了解田间试验的任务、特点与要求；(2)了解试验误差的来源和种类，掌握田间试验设计的基本原则和控制试验误差的方法；(3)掌握试验方案制订的要点和常用田间试验设计方法；(4)了解田间试验实施的步骤和要求。教学内容：第一节 田间试验的基本概念一、田间试验的基本概念和术语(一) 田间试验的概念介绍试验、农业试验和田间试验的概念。(二) 田间试验常用术语举例说明试验指标、试验因素、因素水平、试验处理、试验单元、试验小区、处理效应、主要效应和互作效应的概念。二、田间试验的任务、特点与要求(一) 田间试验的任务推动农业生产向前发展；联系农业科学研究与农业生产实践的桥梁；改进农业生产技术和发展农业科学研究。(二) 田间试验的特点试验的复杂性；具有地区性；试验周期长；存在试验误差。(三) 田间试验的要求试验目的明确；试验结果正确；试验条件有代表性；试验结论能够重复。第二节 试验误差及其控制途径一、试验误差的来源、种类和控制途径(一) 试验误差的概念介绍误差、系统误差、偶然误差的概念。(二) 试验误差的来源试验材料固有差异；试验实施不一致；外界条件差异。(三) 控制试验误差的途径选择同质的试验材料；统一试验操作技术；控制引起误差的主要外界条件。二、土壤差异与试验地的选择(一) 土壤差异的表现及估测方法介绍土壤差异的表现形式和估测方法。(二) 试验地的选择与培养介绍试验地选择条件和试验地培养方法。三、田间试验设计的基本原则(一) 重复介绍重复的概念和作用。(二) 随机排列介绍随机排列的概念、方法和作用。(三) 局部控制介绍局部控制的概念、方法和作用。图示重复、随机排列和局部控制的作用和关系。四、控制土壤差异的小区技术(一) 小区面积介绍小区面积与试验误差的关系、确定小区面积的依据。(二) 小区的形状和方向介绍小区形状和方向与试验误差的关系、长方形小区的优点和适当的长宽比、正方形小区的优点及适用情况。(三) 重复频数介绍重复频数与试验误差的关系、重复频数的确定。(四) 对照区介绍对照区的概念、设置对照区的目的和方法。(五) 保护行介绍保护行的概念、设置保护行的作用和方法。(六) 重复区(区组)与小区的排列介绍重复区和小区排列的原则和方法。第三节 田间试验设计一、 顺序排列试验设计(一) 对比法设计(二) 间比法设计二、 随机排列试验设计(一) 完全随机设计(二) 随机完全区组设计(三) 裂区设计第四节 试验方案及实施步骤（自学）一、 试验方案(一) 试验方案的概念介绍试验方案的概念和种类完全方案、不均衡方案和均衡不完全方案。(二) 拟订试验方案的要点根据试验目的、任务和条件选准试验因素；水平间差异适当；设置对照；贯彻唯一差异原则；尽量排除非试验因素的限制；对方案所预期得到的试验结果有所估计。二、 田间试验的实施步骤(一) 试验计划的制订介绍田间试验计划的内容和种植计划书的编制。(二) 试验地的准备和田间区划介绍试验地的准备和田间区划。(三) 试验材料的准备按种植计划书准备均匀一致的试验材料，编号核对，发芽试验，浸种催芽等。(四) 播种或移栽按种植计划书划区播种或移栽。(五) 田间管理按试验方案进行田间管理，自始至终贯彻唯一差异原则。(六) 观察记载和测定按试验方案观察记载。(七) 收获脱粒与计产精细收获脱粒，用适当方法计产。第六章 单因素试验设计与结果分析目的要求：(1)掌握单因素完全随机和随机区组试验设计及结果分析的方法；(2)了解缺区估计的原理和方法。教学内容：第一节 单因素随机区组试验结果的方差分析一、 完全随机试验（一） 试验设计（二）试验结果分析示例二、 随机区组试验（一）试验设计（二）试验结果分析示例（三）随机区组试验缺区估计介绍缺区估计的原理。举例说明缺一个小区单因素随机区组的方差分析方法。第七章 多因素试验设计与结果分析目的要求：(1)掌握二因素随机区组和裂区试验设计和分析方法；(2)了解裂区试验的缺区估计方法。教学内容：三、 第一节两因素随机区组试验设计与结果分析（一）试验设计（二）试验结果分析示例第二节 裂区试验设计与结果分析介绍裂区试验设计，举例说明裂区试验的方差分析及缺区估计方法。第八章 直线回归与相关分析目的要求：(1) 了解回归与相关的概念，以及回归和相关分析的种类；(2)掌握直线回归分析方法；(3)掌握线性相关分析方法。教学内容：第一节 回归与相关的概念介绍回归与相关的概念，以及回归和相关分析的种类。回归与相关分析的注意事项。第二节 直线回归分析一、回归方程介绍线性回归方程、回归系数、回归截距的概念和计算公式。 二、回归方程的建立举例说明回归方程的建立。三、回归的估计标准误举例说明回归方程估计标准误的计算方法。四、回归的假设测验举例说明回归关系的假设测验方法t测验和F测验。五、两个回归方程相比较的假设测验举例说明回归关系、回归截距相比较假设测验方法及回归方程的合并方法。六、回归的置信区间举例说明一元线性回归系数、回归截距和y估计值的置信区间计算方法。第三节 线性相关分析一、相关系数和决定系数介绍相关系数和决定系数的概念和定义，举例说明其计算方法。二、相关系数的假设测验举例说明相关系数的假设测验方法，介绍回归与相关的关系。第五部分 实验大纲实验一 试验数据的整理与特征数的计算目