《生物统计学》教学大纲

生物统计学教学大纲课程名称：生物统计学课程类型：范围选修课-基础课学 时：56学时，3.5学分适用对象：农学、植物保护、生物技术、生物科学、草业科学等本科专业先修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、植物学、植物生理学、遗传学等课程一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求统计学是论述收集、分析并解释数字信息的科学，生物统计学则是一门运用统计学的原理和方法，研究生物学数据资料的一般统计学。统计方法是现代生物学研究不可缺少的工具。正确的统计分析能够帮助我们正确认识事物客观存在的规律性。概率论与数理统计等先开课程的重点是讲述没有量纲或单位抽象的数量规律，为生物学科应用这些规律打基础。 二、教学重点及难点本课程教学的全过程可以看成是一个生物信息搜集、处理、分析，从而提炼新的生物信息的过程。教学重点是通过生物现象的数量观察、对比、归纳和分析，揭示那些困惑费解的生物学问题，从偶然性的剖析中，发现事物的必然性，指导生物科学的理论和实践。本课程的难点是概念较多、理论抽象、系统严密、实践性强、公式复杂、符号繁多、计算量大，因此，教学安排上除精讲48学时外，有针对性的安排上机操作8学时。三、与其他课程关系生物统计学与数学有密切关系，现代统计学用到了较多的数学知识，研究理论生物统计学的人需要有较深的数学功底，应用统计方法的人也应具备良好的数学基础。统计学又是一门应用性很强的学科，几乎生物学科所有的门类都要研究和分析数据，掌握生物学类学科专业基础课和专业课程知识有利于对统计分析的结果做出合理的解释和分析。四、教学内容、学时分配及基本要求绪论（1学时）基本要求：理解什么是统计？什么是统计学；统计数据与统计学的关系，描述统计与推断统计内涵；统计方法能解决生物学科中哪些问题，了解生物统计学的产生与发展。 重点：统计工作、统计数据及统计学以及它们间的关系。难点：描述统计与推断统计的区别，应用的场合。1 统计与统计学2 生物统计学的任务3 生物统计学的产生与发展第一章 统计数据的收集与整理（5学时）基本要求：了解数据收集及预处理的内容和方法，掌握不同类型分布图的制作及应用；掌握集中趋势、离散趋势及分布形状的统计特征数计算及应用。 重点：集中趋势、离散趋势及分布形状的统计数计算难点：数据的计量尺度，集中趋势、离散趋势及分布形状的统计特征数应用第一节 数据收集和预处理1. 几个常用的统计术语2. 数据收集和预处理第二节 数据整理和显示1.数据的整理2.数据的显示第三节 数据分布特征的测度1.集中趋势的测度2.离散程度的测度3.偏态和峭度的测度第二章 理论分布与抽样分布（8学时）基本要求：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；理解正态分布、二项分布、泊松分布和抽样分布的概念、基本性质，掌握这些理论分布的概率计算。重点：小概率事件实际不可能性原理，正态分布、二项分布概率计算，统计数的抽样分布难点：正态分布、二项分布概率计算，统计数的抽样分布规律第一节 概率基础（复习）1. 事件2. 概率3. 小概率事件实际不可能性原理第二节 几种常见的离散型概率分布1. 二项分布2. 另外几种离散型概率分布第三节 正态分布1. 正态分布的概念2. 正态分布的性质3. 正态分布的概率计算第四节抽样分布1. 随机抽样和无偏估计2. 从一个正态总体中抽取的样本统计量的分布3. 从两个正态总体中抽取的样本统计量的分布第三章 统计推断 （6学时）基本要求：理解统计假设测验、参数区间估计的基本原理和步骤，一尾测验与两尾测验的区别以及统计假设测验两类错误的概念；掌握两类错误降低概率的措施；掌握平均数、百分数假设测验的方法。重点： 平均数、百分数假设测验和区间估计的方法，降低两类错误概率的措施难点： 两类错误的含义及b错误发生的概率计算第一节 统计假设测验的基本原理1. 统计假设测验的基本原理2. 统计假设测验的基本步骤3. 统计假设测验的几何意义4. 两尾测验和一尾测验5. 两类错误的概念和概率第二节 平均数的假设测验1. 样本平均数与总体平均数差异的假设测验2. 两个样本平均数差异的假设测验第三节 百分数资料的假设测验1.样本百分数的假设测验2.两个样本百分数的假设测验第四节参数的区间估计1.参数区间估计的原理2.举例说明常见参数的区间估计方法第四章 拟合优度检验（5学时）基本要求：掌握拟优合度检验的基本原理和步骤；掌握对二项分布和正态分布的检验；掌握独立性测验方法；了解齐性检验方法。重点：拟优合度检验的基本原理、步骤难点：各种类型次数资料的理论期望值的计算、联合性检验方法第一节 拟合优度检验的一般原理1.概念2.一般程序第二节 拟合优度检验1. 对二项分布的检验2. 对正态分布的检验第三节 独立性测验1.22表、2c表和rc表的独立性测验方法和步骤2.22表精确检验法。第四节 齐性检验1.联合性检验方法和步骤2.概率的混合第五章 单因素方差分析（6学时）基本要求：理解方差分析的基本原理；掌握单因素试验的方差分析方法；理解方差分析的数学模型、基本假定和数据转换方法。重点：方差分析的基本原理、线性模型和期望均方，平均数间的多重比较及字母法表示难点：线性模型、期望均方第一节 方差分析的基本原理1. 方差分析的一般概念2. 处理效应与模型3. 等重复和不等重复时的平方和计算第二节 多重比较1. 最小显著差数法2. Duncan 检验3. 多重比较结果表示方法第三节 方差分析基本假定与数据转换1. 方差分析的基本假定2. 方差分析的数据转换第六章 两因素及多因素方差分析（4学时）基本要求：掌握两因素方差分析方法；理解多因素试验线性模型和不同变异来源期望均方构成，了解缺失数据的估计原理及方差分析方法。重点：主效、交互作用，交叉分组有重复观察值和没重复观察值的方差分析难点：固定模型、随机模型和混合模型的区分及期望分量构成第一节 两因素方差分析中的一些基本概念1. 模型类型2. 主效应和交互作用第二节 固定模型1. 无重复观察值两因素实验2. 有重复观察值两因素实验第三节 随机模型1. 线性统计模型2. 期望均方和统计量F的确定3. 统计参数构成第四节 混合模型1. 线性统计模型2. 期望均方和统计量F的确定第五节 两个以上因素的方差分析1. 平方和与自由度分解的一般规律2. 期望均方和统计量F的确定第六节 缺失数据的估计1. 缺失一个数据的弥补方法2. 缺失二个数据的估计3. 缺失数据的方差分析第七章 一元回归与简单相关分析（9学时）基本要求：理解回归与相关的概念，以及回归和相关分析的种类；掌握一元线性和非线性回归分析方法；掌握一元相关分析方法。重点：回归系数、相关系数、决定系数的含义、计算方法、显著检验以及应用，线性化的方法难点： 最小二乘法、失拟误差、利用回归方程进行预测第一节 回归与相关的概念1. 函数关系与统计关系2. 自变数与依变数3. 回归分析与相关分析第二节 一元线性回归方程1. 散点图2. 一元正态线性回归模型3. 一元线性回归方程的建立4. 一元线性回归的估计标准误第三节 一元线性回归的检验1. 回归系数和回归截距的显著性检验2. 两个回归方程的比较3. 一元回归的方差分析4. 点估计与区间估计5. 一元回归分析意义第四节 一元非线性回归分析1. 曲线类型与特点2. 线性化的方法和曲线拟合状况的检验第五节 线性相关分析1. 相关系数和决定系数2. 相关系数的假设测验3. 一元线性回归与相关分析的注意事项第八章 实验设计（4学时）基本要求：理解实验设计的基本原则，了解实验方案的制定方法，了解单因素和两因素实验设计方法重点：实验设计原则难点：完全随机设计、随机区组设计的特点及应用第一节 实验设计的基本原则1.重复2.随机排列3.局部控制第二节 实验方案的制定（自学）1. 实验计划书的编制2. 实验方法确定3. 田间规划第三节 单因素实验设计1. 完全随机化设计2. 随机化完全区组设计3. 套设计（自学）4. 拉丁方设计（自学）第四节 两因素实验设计1. 交叉分组实验设计2. 随机化完全区组设计3. 裂区实验设计（自学）4. 正交设计（自学）第十章 多元线性回归及复相关分析（选学）基本要求：掌握多元线性回归方程的建立；复相关系数和偏相关系数计算，了解最优回归方程选择方法重点：多元线性回归方程、复相关系数和偏相关系数计算难点： 多元回归系数和相关系数计算及显著性检验第一节 多元线性回归方程1. 多元线性回归模型2. 正规方程3. 多元线性回归方程的计算实例4. 多元线性回归方程的方差分析5. 偏回归系数的显著性检验第二节 复相关分析1. 复相关系数2. 偏相关系数第三节 逐步回归分析1.最优回归方程的选择2.逐步回归的计算方法实验一 Excel在描述统计中的应用（2学时）基本要求：了解资料搜集整理的意义，更好地掌握次数分布表、图的制作方法、各种特征数的计算方法。熟练掌握利用EXCEL进行数据整理、图表制作及特征数的计算重点：频数分布表、图的制作、各种特征数计算难点：frequency等函数的使用 1. EXCEL中的数据整理工具2. 利用EXCEL进行数据描述实验二 Excel在统计推断中的应用（2学时）基本要求：了解显著性测验的意义和基本原理，掌握利用EXCEL进行统计假设测验和区间估计的方法。重点： EXCEL中与假设测验有关的粘贴函数使用、数据分析工具进行假设测验操作方法难点： TINV、TDIST含义和使用1.利用函数进行样本平均数、平均数差数、方差、方差比的假设测验2.利用数据分析工具进行假设测验实验三 Excel在方差分析中的应用（2学时）基本要求：了解方差分析的意义和基本原理，熟悉方差分析的步骤，能够独立地利用EXCEL中的函数对交叉分组资料进行方差分析。重点：SUMSQ、DEVSQ、FINV等常用于方差分析的函数使用，数据分析工具进行方差分析难点： SUMSQ进行平方和的计算技巧1. 利用EXCEL中的函数进行单向分组和交叉分组资料的方差分析2. 利用数据分析工具进行单向分组和交叉分组资料的的方差分析实验四 Excel在线性回归与相关分析中的应用（2学时）基本要求：了解回归与相关分析的意义 ，掌握利用EXCEL计算一元回归方程与相关系数的方法和显著性检验方法。重点：回归系数、回归截距和相关系数计算难点：利用EXCEL粘贴函数计算回归和相关统计数1. 利用图表向导进行直线回归与相关分析2. 利用EXCEL粘贴函数进行直线回归与相关分析3. 利用数据分析工具进行直线回归与相关分析 五、教材及主要参考书教材：1. 杜荣骞主编生物统计学高等教育出版社2. 李松岗主编实用生物统计北京大学出版社。3. 本教研组自编生物统计学上机实习指导书参考书：1. 盖钧镒主编：试验统计方法，中国农业出版社。2. 王文中编 EXCEL在统计分析中应用 中国铁道出版社。3. 杜荣骞 生物统计学题解及练习 高等教育出