单因素随机区组试验设计东北农业大学植物科学与技术试验教学中心

1、东北农业大学本科课程教学大纲课程名称：田间试验与统计方法英文名称：Field Experiment and Statistic-method课程编号：01600008j适用专业：草业科学、植物生产类总学时数：40 总学分：2.5大纲主撰人：李文霞内容简介试验设计与统计分析是一门收集整理数据、分析数据, 并根据数据进行推断的科学。本课程为高等农业院校农学类专业的专业基础课，主要讲授有关田间试验的基本知识和统计分析的基本方法和技能，为学习专业课程奠定基础，使学生具备承担科学试验，正确分析和评价科学试验结果及其可靠性的能力。教学大纲一、课堂讲授部分（一）分章节列出标题、各章节要点及授课时数（务必将要

2、点写清楚）第1章 绪论一、基本内容1.1 农业科学试验的任务和要求 1学时 农业科学试验和田间试验 农业科学试验的任务和来源 农业科学试验的基本要求1.2 试验误差及其控制 2学时 试验误差 试验误差的来源试验误差的控制1.3 生物统计学与农业科学试验 1学时 部分生物统计学基本概念 生物统计学的形成与发展 生物统计学在农业科学试验中的作用和注意问题二、教学目的与要求要求学生掌握农业科学试验的基本要求、试验误差的概念、来源和控制、部分生物统计学的概念，了解农业科学试验的任务和来源、生物统计学在农业科学试验中的作用和注意问题。三、重点与难点重点：农业科学试验的基本要求、试验误差的概念、来源和控制

3、、部分生物统计学的概念难点：试验误差的概念和生物统计学的基本概念的理解第2章 试验的设计和实施一、基本内容2.1 试验方案 1学时 试验方案的概念和类别 处理效应 试验方案的设计要点2.2 试验设计原则 1.5学时 重复 随机排列 局部控制2.3 小区技术 0.5学时 小区 区组和小区的排列 保护行2.4 常用的试验设计 1学时 对比法设计 间比法设计 完全随机设计 随机区组设计 拉丁方设计 裂区设计2.5 试验的实施（学生自学）2.6 田间抽样（学生自学）二、教学目的与要求要求学生掌握试验方案、试验设计原则、小区技术和常用的试验设计，自学试验的实施和田间抽样。三、重点与难点 重点：试验方案、

4、试验设计原则、小区技术和常用的试验设计。 难点：试验设计原则、小区技术、试验方案的设计要点的理解。第3章 描述性统计一、基本内容3.1 次数分布 1.5学时次数分布表定量资料、定性资料次数分布图柱形图、多边形图其它常用统计图结合Excel的作图向导讲解，重点柱形图和折线图3.2 平均数 1.5学时 算术平均数性质，计算方法 总体平均数意义几何平均数中数和众数调和平均数3.3 变异数 2学时 极差 方差标准差变异系数二、教学目的与要求要求学生了解次数分布，掌握平均数和变异数。三、重点与难点重点：算术平均数、几何平均数、方差、标准差、变异系数难点：平均数的意义和应用条件，方差、标准差、变异系数的计

5、算第4章 概率分布一、基本内容4.1 事件和概率 1学时事件事件之间的关系和运算概率概率计算法则4.2 随机变量及其分布 0.5学时 随机变量 随机变量的概率分布 随机变量的数字特征 大数定律4.3 二项分布 0.5学时4.3.1 0-1分布 二项分布概率函数、分布函数、期望和方差、应用4.4正态分布 1.5学时概率密度分布函数期望和方差正态分布的标准变换正态分布的概率计算4.5 抽样分布 0.5学时4.5.1 0-1总体抽样分布 正态总体抽样分布抽样分布定理中心极限定理二、教学目的与要求要求学生掌握概率、概率计算法则、随机变量的概率分布和数字特征、二项分布、正态分布的概率计算、抽样分布定理和

6、中心极限定理。三、重点与难点重点：概率的概念、概率计算法则、随机变量的概率分布和数字特征、二项分布的特征数、正态分布的概率计算、抽样分布定理和中心极限定理。难点：概率的概念的理解、随机变量的概率分布和数字特征的关系、总体与抽样分布的关系。第5章 统计推断一、基本内容5.1 统计假设检验的基本原理 1学时 统计推断的意义和内容 统计假设检验的基本步骤 两尾检验与一尾检验 统计假设检验的两类错误5.2 平均数的假设检验 1.5学时 单个样本平均数的假设检验 两个独立样本平均数相比较的假设检验 配对小样本差数平均数的假设检验成对数据比较与成组数据比较的区别5.3 二项资料百分数的假设检验 0.5学时

7、单个样本百分数的假设检验两个样本百分数相比较的假设检验5.4 方差的假设检验 0.5学时 单个样本样本方差的假设检验两个样本方差相比较的假设检验多个样本方差相比较的假设检验5.5 参数的区间估计 0.5学时总体平均数的估计总体平均数差数的估计（学生自学）二项总体百分数的区间估计二项总体百分数差数的区间估计（学生自学）总体方差的估计（学生自学）二、教学目的与要求要求学生理解并掌握统计假设检验的基本步骤、两尾检验与一尾检验、统计假设检验的两类错误、能够进行平均数的假设检验、参数的区间估计、了解二项资料百分数的假设检验和方差的假设检验。三、重点与难点重点：统计假设检验的基本步骤、两尾检验与一尾检验、

8、平均数的假设检验难点：统计假设检验的基本步骤第6章 c2检验一、基本内容6.1 c2检验概述 0.5学时次数资料的c2检验 c2检验的基本方法及其应用6.2 c2适合性检验 1学时次数资料的适合性检验拟合优度检验（学生自学）6.3 独立性检验 1.5学时6.3.1 2×2联列表的检验6.3.2 2×c联列表的检验 r×c联列表的检验二、教学目的与要求要求学生利用c2检验进行次数资料的适合性检验、独立性检验三、重点与难点重点：c2检验的基本方法及连续性校正的条件。难点：适合性检验、独立性检验的无效假设和备则假设的提出。第7章 方差分析一、基本内容7.1 方差分析的意

9、义 0.5学时7.2 方差分析的步骤 3学时 自由度与平方和的分解 总变异、处理、误差的平方和与自由度7.2.2 F检验 多重比较SSR法和DLSD法7.3 方差分析的数学模型与期望均方 0.5学时 数学模型 期望均方7.4 方差分析的基本假定和数据转换 1学时 基本假定 数据转换 应用条件二、教学目的与要求要求学生了解方差分析的意义，掌握方差分析的步骤和数据转换三、重点与难点重点：方差分析的步骤、数据转换难点：自由度与平方和的分解和多重比较的公式理解与记忆，数据转换应用的条件。第8章 单因素试验的统计分析一、基本内容8.1 顺序排列试验的统计分析 1学时 对比法试验的统计分析 间比法试验的统

10、计分析8.2 单因素完全随机试验的统计分析 2.5学时组内观察值数目相等的完全随机试验的统计分析组内观察值数目不等的完全随机试验的统计分析8.3 单因素随机区组试验的统计分析 2学时 单因素随机区组试验结果的统计分析 单因素随机区组试验的线性模型和期望均方（学生自学） 单因素随机区组试验的缺区估计（学生自学）8.4 拉丁方试验的统计分析 0.5学时拉丁方试验结果的统计分析 拉丁方的线性模型与期望均方（学生自学）二、教学目的与要求要求学生了解顺序排列试验的统计分析的结论和拉丁方试验的统计分析、掌握单因素完全随机试验的统计分析和单因素随机区组试验的统计分析。三、重点与难点重点：单因素完全随机试验的

11、统计分析和单因素随机区组试验的统计分析。难点：单因素完全随机试验和单因素随机区组试验的差别。第9章 直线回归和相关分析一、基本内容9.1 回归和相关的意义 1学时9.2 直线回归 1.5学时 直线回归方程与参数估计直线回归方程的计算直线回归方程的图示直线回归的估计标准误直线回归的数学模型和基本假定（学生自学）9.3直线回归的假设检验 1学时 t检验9.3.2 F测验9.4 回归预测与控制（学生自学）预测控制9.5直线相关 1.5学时 相关系数 相关系数的假设检验 决定系数9.6 直线回归与相关的内在关系和应用要点 直线回归与相关的内在关系 直线回归与相关的应用要点二、教学目的与要求要求学生学习

12、并掌握直线回归方程的建立和相关系数的计算，并测验其显著性。三、重点与难点重点：直线回归方程的计算、直线回归的假设检验、相关系数和相关系数的假设检验。难点：直线回归的假设检验、相关系数的假设检验、直线回归与相关的内在关系。（二）教材及主要参考书1教材：（2000年后出版的书籍）试验设计与统计分析，金益主编，中国农业出版社，2007 2主要参考书：（2000年后出版的书籍）（1）田间试验与统计分析，宁海龙主编，东北农业大学，2006（2）试验与统计，冯学民、周洪飞主编，哈尔滨工程大学出版社，2002教学大纲说明一、教学目的、课程性质任务，与其他课程的关系，所需先修课程。田间试验与统计方法是高等农林

13、院校植物生产类及其相关专业的专业基础课，主要讲授农业科学试验的设计、实施和试验结果的统计分析方法。因此，该课程是学生学习专业课程和从事农业科学研究、农业技术推广等工作的工具。田间试验与统计方法采用多媒体课件，在多媒体教室讲授。使用多媒体技术可以提高授课效率，可以现场运行、修改例子程序，实现直观教学，提高授课效果。本课程的先修课要求学生掌握植物生产类的专业基本基础课，如遗传学、植物生理和作物育种等课程。此外，该课程还要求对数据进行统计分析，因此学生还应掌握线形代数、高等数学等数学知识。二、教学要求及选编教材的依据。田间试验与统计方法是学生学习专业课程和从事农业科学研究、农业技术推广等工作的工具。

14、然而，在田间试验与统计方法的实际教学中，我们发现该门课程存在的突出问题是学生不会用统计方法收集数据、整理数据、分析数据，达不到应用统计方法解决实际问题的能力。这可能是由于学生练习的少，更可能是由于该门课程计算量大、公式多，以板书教学的形式已跟不上课堂要求。因此，该门课程要求采用多媒体教学。另外，要求有实验课以提高学生的动手实践能力。本门课程选用东北农业大学农学院金益教授主编、东北农业大学农学院宁海龙副教授及其它各农业院校生物统计专家参编的全国高等农林院校“十一五”规划教材试验设计与统计分析（中国农业出版社，2007）。该教材根据以往生物统计类教材的缺点进行改革，将生物统计学方法和结果与生物学意

15、义紧密联系。适用于农、林、草业、园、果、蔬类各专业、生物类各专业、植物保护类各专业。该教材是目前国内最新、最严密的生物统计类教材。三、教学环节和教学方法。为全面提高学生能力，我们首先改变了“满堂灌”的教学方法，而采用“问题引导法”进行教学，即从农业科研中的实际问题出发，引导学生思考和分析，从中抽象提取出统计问题。其次给学生提供了一定的统计实践机会，统计实验是学生掌握统计分析技能的重要手段。我们在教学中除要求学生学会用计算器进行统计计算外，还在课堂上进行统计软件教学内容的演示，并配合课堂教学安排了多次课余时间的计算机软件实习，以此使学生在实际动手中掌握统计知识，培养学生应用软件解决农业实际问题的

16、能力。统计学知识始终贯穿农业科研的全过程，即从研究设计开始到农业数据的收集、整理、分析与推断为止，其中统计分析方法的正确选择（应在实验研究方案制定时明确统计分析方法) 和应用在农业数据分析中至关重要。因此，在教学过程中，生物统计学的素质和能力的培养主要是指能正确选择和应用统计分析方法解决农业科研和推广工作中的实际问题，而统计方法的选择取决于实验的目的、设计类型、观察指标组成的资料性质和样本大小等。四、改革思路和说明。农业院校招收的学生均为理科学生，许多学生进入大学后难于适应新的学习方法，认为农业知识的学习不过是记忆和背诵，比较枯燥，久而久之就养成了不动脑、懒于思考的习惯。学生所学的农业课程在结

17、构和教学内容上过于侧重专业知识，形象思维能力较强，但抽象思维和逻辑判断能力较差，并缺乏综合素质的培养，课堂气氛不活跃，创新意识不强。目前，生物统计学的教学在我校一般安排在大二年级的第一、二学期和大三年级的第一学期，课时不超过40 学时，课堂教学已采用计算机、统计软件、多媒体教学课件以及写板书等多种形式，注重了统计学抽象思维和逻辑判断能力的培养，学生一旦弄懂了假设检验中反证法的逻辑推理，就能理解统计结论的概率性。在整个教学过程中尤其注重学生对统计学的基本知识、概念、原理、方法、符号、公式等的理解和接受，使学生感觉到统计学教学不再是数据的罗列和公式的堆砌，而是研究设计和数据表达的艺术，并体会到统计

18、思维和推理的乐趣。在教学过程中注重统计学基本知识、基本概念、基本原理、基本方法以及各种统计方法的适用范围与条件的讲授，使学生不再花大量时间去推敲和死记那些复杂的公式、不再难于分清和理解符号、公式、脚码等。在统计学开课之初，要使学生对农业统计学有正确的认识，不要误认为数学基础的好坏就决定了生物统计学的学习效果的好坏，要对学好生物统计学有充分信心，要让学生认识到思维模式转变的重要性，明确生物统计学重在应用，如何正确、合理地应用统计方法解决农业研究的统计问题才是学习的侧重点，至于计算，并不需要复杂的数学基础，简单的四则运算基础就足矣。因此，学好和用好农业统计学并不需要什么高深的数学知识，而要促使学生

19、在学习农业统计学的时候改变思维模式，实现农业的形象思维模式向统计学的抽象思维和逻辑推断模式的转变；要结合教材中例题的讲解以及作业的布置与批阅使学生便于理解和接受统计学中的基本概念、基本方法、统计符号、公式等。附件2：东北农业大学本科实验课程教学大纲实验课名称：田间试验与统计方法实验实验课英文名称：Experiment for Field-experiment and Statistic-method一、理论课程（或实验课程）课号：01600018z适用专业：植物生产类理论课程总学时：40实验总学时（周学时）：16（2）学分：0.5开出实验个数：综合实验 7 个；设计实验 1 个应开实验学期：与

20、田间试验与统计方法同一个学期二、实验课程简介田间试验与统计方法实验是配合田间试验与统计方法而开设的，为高等农业院校植物生产类专业的专业基础课，主要通过上机实践，实现试验的设计和数据的分析，巩固并应用有关田间试验设计的基本知识和统计分析的基本方法和技能，为学习专业课程奠定基础，使学生具备承担科学试验，正确分析和评价科学试验结果及其可靠性的能力。课堂讲授并实践的内容包括（1）田间试验的设计、（2）试验资料的描述性分析、（3）次数分析、（4）统计推断、（5）次数资料的统计分析、（6）单因素完全随机试验的统计分析、（7）单因素随机区组、拉丁方试验设计的统计分析、（8）一元相关和回归分析。三、实验教学目

21、标及基本要求要求学生应用SAS软件进行试验的设计，模拟数据、应用算法程序分析数据、解释数据、写出结论等过程。灵活掌握并应用田间试验与统计方法理论知识，熟练应用SAS软件。四、教材及主要参考书（2000年后出版的书籍）金益. 试验设计与统计分析，中国农业出版社，2007 宁海龙. 田间试验和统计方法，东北农业大学，2006黄玉碧. 试验设计与统计分析上机指导. 中国农业出版社，2007五、考核办法试验报告结合期末上机考核，各占50%。大纲主撰人：宁海龙 李文霞 （一）实验项目1常用试验设计方法1实验特点实验类型：设计 实验类别：基础 计划学时： 2学时 每组人数：1 首开日期：2实验目的与要求要

22、求学生掌握PLAN过程进行完全随机设计、随机区组设计、拉丁方设计、裂区设计等。3主要仪器设备序号主要仪器设备名称型号规格数量1安装SAS8.2软件的电脑4实验内容提要1.完全随机设计2.随机区组设计3.拉丁方设计4.裂区设计5实验操作要点PLAN语句有一个选项，SEED= n，用于产生随机数字。6注意事项在FACTORS或TREATMENTS语句中，要求name = m OF n 选择方式，可用来指明处理因素的名称和水平，选择方式有RANDOM、ORDERED和CYCLIC。（二）实验项目2样本数据的描述分析1实验特点实验类型：综合 实验类别：基础 计划学时： 2学时 每组人数：1 首开日期：

23、2实验目的与要求要求学生掌握用SAS对样本数据进行全面描述，得出样本的各种特征数以及频数分布图。3主要仪器设备序号主要仪器设备名称型号规格数量1安装SAS8.2软件的电脑4实验内容提要1. 用MEANS语句对数据描述分析2. 次数分布表的编制3. 次数分布图的绘制5实验操作要点用MEANS过程描述数据。6注意事项MEANS过程所计算的统计量是用关键词表示，掌握这些关键词及其含义。（三）实验项目3假设测验1实验特点实验类型：综合 实验类别：基础 计划学时： 2学时 每组人数：1 首开日期：2实验目的与要求要求学生掌握用SAS进行单个样本、成对数据和成组数据的假设测验。3主要仪器设备序号主要仪器设

24、备名称型号规格数量1安装SAS8.2软件的电脑4实验内容提要1. 单个样本的t测验2. 成对数据的t测验3. 成组数据t测验5实验操作要点对于单个样本的t测验，可以使用PROC MEANS过程，可以使用PROC TTEST过程作成组数据t测验。6注意事项在PROC MEANS语句中的t是在H0：=0假设下所得到的统计量，在这里H0：=45.55，因此在INPUT语句后，用赋值语句建立一个新变量diff。（四）实验项目4次数资料的统计分析1实验特点实验类型：综合 实验类别：基础 计划学时： 2学时 每组人数：1 首开日期：2实验目的与要求使用PROC FREQ过程进行2测验。3主要仪器设备序号主

25、要仪器设备名称型号规格数量1安装SAS8.2软件的电脑4实验内容提要1. 2×2表的独立性测验2. r×c表的独立性测验5实验操作要点使用PROC FREQ过程进行2测验，首先应使用TABLE语句生成一个两向表。6注意事项TABLE语句的“后，可供使用的选项有24个，其中的几个主要选项如下：CHISQ：2检验及2×2表的 Fisher精确检验。EXACT：对大于2×2表进行Fisher精确检验。ALPHA=（p）：设置置信区间时使用的显著水平，缺省时=0.05。MISSIN：要求FREQ把缺失值当做非缺失值看待，在计算百分数或其它统计量时包括它们。（五）实验项目5完全随机设计试验资料的方差分析1实验特点实验类型：综合 实验类别：基础 计划学时： 2学时 每组人数：1 首开日期：2实验目的与要求要求学生掌握重复数相等和重复数不等单因素两种情况。3主要仪器设备序号主要仪器设备名称型号规格数量1安装SAS8.2软件的