《生物统计与试验设计》教学大纲

《生物统计与试验设计》课程教学大纲一、课程信息及开设依据（一）课程信息英文课程名称Biostatisticsandexperimentaldesign学分32总学时32课程编码0903210058理论学分数2实验学分数适用专业动物科学先修课程《概率论》、《高等数学》、《线性代数》开设课程学院动物科学与技术学院课程类别□通识课程▇专业基础□专业（□必修□限选□任选）□实践环节（二）课程开设依据随着科技的发展，统计在生命科学中的作用越来越重要，特别在目前大数据时代的背景环境下，生物学科前沿的分子数据处理越来越多，没有统计学知识是无法进行分子数据的海量运算的,也无法整理生物学科中常规试验数据的分析。生物统计学是用统计学原理和方法来处理生物学资料的学科。对于从事生命科学研究的人员而言，生物统计学是一门必须掌握的工具课程，也是动物科学专业重要的专业基础课，其为后续遗传学、群体遗传学、数量遗传学、动物育种学和动物饲养学等课程的学习准备提供必要的基础。二、课程目标（说明通过本课程学习，学生知识、能力、素质等方面发展所要达到的预期结果）（一）具体目标通过学习本课程，学习者应：①掌握生物统计的特点、基本概念；常见的几种基本的试验设计方法，能够独立、正确地进行试验设计；几种基本的生物统计方法。②掌握计算器的使用，能够独立进行动物科学试验结果的统计分析。③获得计算机统计软件的操作技能，能够使用SPSS统计软件、R语言对动物科学试验结果数据进行统计分析。④学会统计思维，提高对自然界与社会中具有不确定性之事物的认识能力，从不确定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。（二）课程目标与毕业要求的关系课程目标支撑的毕业要求支撑的毕业要求指标点课程目标1毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。毕业要求5：掌握动物资源调查、种畜禽评估、繁殖技术、饲养和饲料配合、牧场设计、动物生产、兽医卫生防疫、畜产品开发利用等方法与技术。3-1掌握生物统计的特点、基本概念，理解生物统计的作用。掌握试验设计基本原则，常见的试验设计方法，例如：成组资料设计，配对设计，完全随机区组设计等；掌握生物科学研究中常用的概率分布—正态分布、二项分布及泊松分布、样本平均数的抽样分布和t分布等；熟练掌握几种基本的生物统计方法—t检验、卡方检验、方差分析、直线回归与相关分析等。5-1掌握动物资源调查方法，掌握调查设计的原理。课程目标2毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。3-2掌握计算器统计功能键的使用方法，并能够借助计算器将动物科学试验数据资料运算正确。课程目标3毕业要求2：具备扎实的外语基础和较强的计算机应用能力。2-1掌握计算机常见的统计软件，能够操作SPSS统计软件、R语言对动物科学试验结果数据进行统计分析。课程目标4毕业要求6：具备农业可持续发展的意识和基本知识，了解畜牧业生产和动物科学的学科前沿和发展趋势；毕业要求8：掌握文件检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力；9：具有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力。6-1了解畜牧业生产和动物科学的学科前沿和发展趋势；8-1具有一定的科学研究能力；9-1具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力。三、课程教学内容对毕业要求及指标点的支撑（一）理论教学安排章节或知识模块教学内容支持毕业要求指标点的能力要求学时分配学生任务第一章绪论1．生物统计学的概念、特点；2.总体与样本、样本含量、变量与随机变量、参数与统计量等概念；3.生物统计学的作用及其主要内容；4.生物统计学的发展概况。支持毕业要求指标点：毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。2作业要求：掌握生物统计学的概念、特点，总体与样本、变量与随机变量、参数与统计量等常用统计术语。自学要求：要求学生查找相关生物统计的资料。讨论：不同参考资料对生物统计学的定义有什么相同和不同的地方。第二章资料的整理与基本分析1.资料的分类及各种资料的特点；2.连续性资料的整理与分组方法及其步骤；3.离散性资料的整理方法及其步骤；常用的统计表与统计图。4.平均数的含义及其计算方法，算术平均数的性质，标准差和变异系数的含义、计算及性质，加权法计算平均数、标准差。5.计算器的使用方法。支持毕业要求指标点：毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。2作业要求：掌握算术平均数、标准差和变异系数的直接计算及加权法计算平均数、标准差。掌握计算器的使用方法。讨论：各种平均数各在何种情况下使用。第三章随机变量与概率分布1.随机变量的定义与类型；2.概率密度函数、概率分布函数、概率函数的定义；3.正态分布、二项分布、泊松分布的概念、基本性质，借助正态分布概率分布函数表计算正态分布的概率。4.样本平均数抽样分布、卡方分布、t分布、F分布的概念、基本性质；5.以上理论分布的轮廓，会查分位数表。支持毕业要求指标点：毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。6作业要求：掌握正态分布性质，计算正态分布任意区间概率；掌握抽样分布性质，会查卡方分布、t分布、F分布的分位数。自学要求：要求学生查找相关概率论的资料。讨论：常见的几个概率分布定义从概率论数学定义角度和抽样分布定义角度看有什么不同和相同之处。第四章统计推断与差异显著性检验1.统计假设检验、参数区间估计的基本原理和步骤；2.一尾检验与两尾检验的区别；3.统计假设检验两类错误的概念；4.单个样本平均数假设检验；5.两个样本平均数假设检验，包括成组资料和配对资料。支持毕业要求指标点：毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。毕业要求8：掌握文件检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力；毕业要求9：具有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力。6作业要求：能够计算样本平均数差异显著性检验—Z检验和t检验，计算总体参数的置信区间。讨论：假设检验的无效假设和备择假设一般在什么前提条件下假设。第五章方差分析1.方差分析的基本原理；2.单因素多水平试验设计的方差分析方法、两因素双向交叉分组资料的方差分析方法；3.平均数间的多重比较数学方法及多重比较表示方法，重点理解标记字母法；4.方差分析的数学模型、基本假定和数据转换方法。支持毕业要求指标点：毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。毕业要求8：掌握文件检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力；毕业要求9：具有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力。6作业要求：计算单因素试验设计的方差分析数据资料、两因素双向交叉分组资料的方差分析。自学要求：巢式设计方差分析。讨论：单因素、两因素方差分析的区别和联系。第六章检验1.统计量的意义，检验的原理；2.适合性检验的方法步骤；3.独立性检验的方法步骤；4.适合性检验和独立性检验的区别。支持毕业要求指标点：毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。毕业要求8：掌握文件检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力；毕业要求9：具有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力。4作业要求：计算动物科学专业的适合性检验和独立性检验试验资料。讨论：适合性检验和独立性检验构建其他统计量的假设检验方法。第七章直线相关与回归1.相关与回归分析的概念，相关与回归的应用。2.直线相关分析方法，包括：相关程度的度量，相关系数的计算，相关系数的显著性检验。3.直线回归分析方法，包括：回归方程的建立，回归系数的计算，回归关系的显著性检验。支持毕业要求指标点：毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。毕业要求8：掌握文件检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力；毕业要求9：具有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力。4作业要求：计算动物科学专业的直线相关与回归分析的试验资料。自学要求：曲线相关。第八章试验设计及常见统计软件运用介绍1.动物试验方案的拟定；2.动物试验应注意的问题；3.试验设计的原则（重复、随机、局部控制）；4.试验设计的方法（完全随机设计、随机区组设计）5.简单介绍SPSS统计软件和R语言。支持毕业要求指标点：毕业要求2：具备扎实的外语基础和较强的计算机应用能力；毕业要求3：具备扎实的数学、化学等基本理论知识和分析操作能力。毕业要求8：掌握文件检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力；毕业要求9：具有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获取知识、信息处理和创新的基本能力。2作业要求：掌握试验设计的原则；试验设计的方法。四、考核方式及成绩评定（一）课程考核说明本课程的考核形式，如：课程考核方式分为平时考核和期末考核。平时考核方式包括课堂表现、平时作业、阶段性测试、调研报告等；期末考核可采用闭卷考试方式。（二）成绩评定1.总成绩评定总成绩=平时成绩*30%+期末成绩*70%备注：如果考核方式包括平时成绩和期末成绩两项，其中平时成绩和期末成绩的比例可由老师根据实际情况进行调整，但需经学院审核后报教务处备案。2.平时成绩评定考核方式:（1）课堂表现：通过学生在课堂上的表现情况、发言与提问情况，来评价学生相关的能力；（2）作业完成情况：围绕课程的学习目标进行作业的设计。如让学生简述对知识的认识，考核学生对于概念的理解情况，帮助学生将定义转化为自己的理解；（3）实践教学：如通过课堂教案设计、课堂片段展示与汇报，训练学生的课堂实践能力，使学生真正明确教学技能在实际教学中的应用，形成自己适合的教学风格；（4）课堂考勤（不超过总评成绩的10%）。平时成绩（100%）=课堂表现（30%）+作业完成情况（30%）+实践教学（30%）+课堂考勤（10%）3.期末成绩评定期末考核主要考察学生对基本概念、基本方法和基本原理的理解与运用等；方式为闭卷考试；要求学生掌握基本概念、基本原理，运用具体统计方法解决相关问题。五、课程反馈学生可在学习过程以及学习结束后，及时从任课教师处获得学习反馈，以便改进学习。六、课程评价与改进课程考核结束后，任课教师遵循学院教学工作委员会通过的课程达成度评价机制和评价方法，对本课程的毕业要求达成度进行自我评价。此外，学院的教学督导委员会将指派专门的教师，对本课程的达成度进行评价，并出具达成度评价报告。教师根据评价结果，完善课程目标、课程对毕业要求支撑，改进教学内容、教学方法，以便更好地支撑学