《概率论与数理统计》课程教学大纲

《概率论与数理统计（实验设计与数据处理）》课程教学大纲一、课程信息课程代码319B3217课程名称概率论与数理统计（实验设计与数据处理）课程性质学科必修学分212学时24+16先修课程计算机应用基础、大学数学、线性代数课程负责人适用专业生物制药课程简介（300字左右）：《试验设计与数据处理》课程教学目的是使学生认识和理解本专业的科学研究思路和研究方法，学生具备基本的实验设计能力和数据处理分析能力，以及回归建模的能力。课程主要内容包含：实验设计，常规的数据分析方法：t检验、方差分析、非参数检验、正交实验，回归建模：一元线性回归、多元线性回归。该课程的教学目标是使学生基于实验设计三原则以及误差控制方法，能初步的设计实验方案；能根据实验的性质特点，采用正确的方法对实验数据进行分析，得出正确的结论；能通过构建回归模型解决本专业的现实问题二、课程目标通过本课程的学习，学生应具备以下几方面的目标：1.通过本课程学习，学生掌握试验指标、因素、水平等知识，掌握实验设计的基本要求与设计原则，熟悉实验误差来源及控制，具备基本的实验设计能力。2.通过本课程学习，学生具有实验数据整理以及常规的数据分析能力，包括t检验、方差分析、非参数检验、正交实验分析等,具有构建一元和多元线性回归等模型的能力。3.熟练掌握常用数据处理软件SPSS的使用，具有一定的计算机及信息技术应用能力。

课程目标对毕业要求的支撑关系表毕业要求毕业要求指标点课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学等学科的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析生物制药领域中的复杂工程问题，以获得有效结论。2.1能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，正确识别和判断生物药物制造过程中复杂生物工程问题的关键环节。L毕业要求4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对生物制药过程中的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。4.3能正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、建模。H毕业要求5使用现代工具：掌握现代科学仪器、工程工具、先进信息技术等原理和方法，开发和恰当使用现代工具对生物制药过程中的复杂工程问题进行模拟、预测和分析，并能够理解其局限性。5.2能够选择与使用恰当的现代仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对生物药物制造过程中的复杂生物工程问题进行分析、计算与设计。L三、教学内容与预期学习成效知识单元对应课程目标知识点预期学习成效实现环节学时实验设计课程目标11.试验设计的历史与发展2.科学研究的主要内容3.试验设计的基本要求和注意事项4.指标、因素与水平5.试验设计的基本原则6.常用术语、统计量及其计算7.试验方案拟订8.试验误差及控制知识目标：理解并能正确的复述相关概念，牢记实验设计原则和误差来源及其控制方法。能力目标：具备实验方案设计能力。教学方法：课堂讲授、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。3课程思政元素：科学精神、认识论、科学严谨课程思政教学内容设计：介绍统计学发展的历史、现状和未来，讲解科学家的故事，培养学生的科学精神和概率论及统计学的认识思维；通过介绍统计学数据分析的案例，启发学生的科学严谨性。数据分析软件（SPSS）课程目标31.SPSSforWindows的基本特点、安装、启动与退出2.数据文件的建立与操作（数据编辑窗(DataEditor)的使用）3.SPSSforWindows各菜单的功能4.Analyze菜单的各项功能知识目标：熟悉软件的数据分析菜单以及数据整理。能力目标：具备数据整理能力，熟悉软件的操作。教学方法：课堂讲授、软件演示；教学手段：多媒体课件和软件演示相结合。1课程思政元素：科学精神、科研兴趣课程思政教学内容设计：介绍数据分析和统计软件的基本知识和广泛用途，激发学生的科研兴趣。统计假设检验课程目标21.概率论基础知识2.抽样分布3.统计假设检验的意义和基本原理4.统计假设检验的步骤5.统计假充检验的两类错误6.两尾检验与一尾检验7.样本平均数的假设检验与SPSS的实现8.参数的区间估计知识目标：了解概率论理论分布与统计抽样分布的概念、统计假设检验的基本原理和一般方法，熟练掌握利用SPSS软件进行单样本t检验、独立样本的t检验和成对样本的t检验。能力目标：具备使用软件进行t检验分析的能力。教学方法：课堂讲授、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。6课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过实际案例讲解统计假设的基本思想和基本原理，以及参数估计的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。方差分析课程目标21.方差分析与t检验的比较2.单因素方差分析的基本原理3.单因素方差分析应用实例与SPSS实现4.两因素方差分析的基本原理5.两因素方差分析应用实例与SPSS实现6.两因素随机区组试验方差分析的基本原理7.两因素随机区组试验方差分析应用实例与SPSS实现8.方差分析的基本假定和数据转换知识目标：理解方差分析的基本原理,能正确复核方差分析的过程,能正确的进行方差分析、多重比较、数据转换。能力目标：具备使用软件进行方差分析的能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。6课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解方差分析的基本思想和基本原理及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。回归与相关课程目标21.回归与相关的基本概念2.一元线性回归3.直线回归应用实例与SPSS实现4.一元线性相关5.直线相关实例与SPSS实现6.多元线性回归7.多元线性回归实例与SPSS实现8.多元相关与偏相关(略讲)9.多元相关实例与SPSS实现知识目标：正确理解回归、相关分析的意义及有关概念，能正确的进行回归建模。能力目标：具备使用软件进行一元线性模型、多元线性模型和曲线回归的建模能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。3课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解回归分析的基本思想和基本原理及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。非参数统计课程目标21.什么是非参数统计2.检验3.符号检验4.符号秩和检验知识目标：正确理解非参数统计的概念，测正确的进行检验、符号秩和检验、列联表分析。能力目标：具备使用软件进行检验、符号秩和检验、列联表分析的能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。2课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解非参数统计的基本思想和基本原理及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。正交试验设计课程目标21.正交试验简介2.正交试验设计的意义3.正交表4.正交试验设计的基本步骤5.正交试验的结果与分析知识目标：能正确表述正交试验的基本原理和用途，能正确进行表头设计，能正确的进行正交实验数据的直观分析和方差分析。能力目标：能正确设计正交实验方案，具备使用软件进行正交实验数据分析的能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。3课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解正交实验设计的基本思想和基本原理及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。实验一SPSS数据编辑与基本统计量计算操作课程目标31.SPSS软件常用操作2.SPSS数据编辑操作3.SPSS中常用基本统计量的计算操作。知识目标：能正确的使用软件并整理数据能力目标：具有数据分析软件的操作能力。教学方法：软件操作演示教学手段：软件操作演示、学生上机练习2课程思政元素：科学精神、科研兴趣课程思政教学内容设计：介绍数据分析和统计软件的基本操作知识和广泛用途，激发学生的科研兴趣。实验二单样本和两个样本的T检验操作课程目标31.SPSS中单样本的T检验操作及分析2.SPSS中计算样本的置信区间的操作3.SPSS中成组样本的T检验操作及分析4.SPSS中成对样本的T检验操作及分析知识目标：能正确的使用软件进行t检验分析。能力目标：具有数据分析软件的操作能力。教学方法：软件操作演示教学手段：软件操作演示、学生上机练习3课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过实际案例讲解T检验的基本原理和软件实现及其用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。实验三单因素和无重复试验的多因素试验方差分析操作课程目标31.SPSS中单因素的方差分析的操作与结果分析2.SPSS中两因素及多因素的无重复试验的方差分析操作与结果分析知识目标：能正确的使用软件进行方差分析。能力目标：具有数据分析软件的操作能力。教学方法：软件操作演示教学手段：软件操作演示、学生上机练习3课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解单因素和无重复试验方差分析的基本原理和软件实现及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。实验四有重复试验的方差分析和数据转换操作课程目标31.SPSS中有重复试验的方差的主效应分析操作2.SPSS中有重复试验的方差的交互作用分析操作3.SPSS中对不满足方差分析的试验数据进行转换操作知识目标：能正确的使用软件进行方差分析。能力目标：具有数据分析软件的操作能力。教学方法：软件操作演示教学手段：软件操作演示、学生上机练习3课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解有重复试验的因素方差分析的基本原理和软件实现及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。实验五线性回归、相关与非参数统计操作课程目标31.SPSS中一元线性回归和相关的分析操作2.SPSS中多元线性回归和相关、偏相关的分析操作3.分析操作4.列联表分析5.符号与符号秩和检验知识目标：能正确的使用软件进行非参数统计分析。能力目标：具有数据分析软件的操作能力。教学方法：软件操作演示教学手段：软件操作演示、学生上机练习3课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解回归分析和非参数统计的基本原理和软件实现及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。实验六正交试验数据分析操作课程目标31.正交试验的直观分析（利用SPSS计算算术平均数）2.无交互作用的正交试验方差分析3.有交互作用的正交试验方差分析知识目标：能正确的使用软件进行正交实验数据分析。能力目标：具有数据分析软件的操作能力。教学方法：软件操作演示教学手段：软件操作演示、学生上机练习2课程思政元素：科学精神、辩证思维、科研兴趣课程思政教学内容设计：通过案例讲解正交试验的基本原理和软件实现及其在实际生活中的用途意义，培养学生的辩证思维能力，激发学生投身科研的兴趣。四、成绩评定及考核方式（理论、实验课程填写）知识单元对应课程目标考核方式成绩评定实验设计课程目标1平时表现+课后作业+期末考试平时表现（20%）课后作业（20%）期末考试（60%）数据分析软件（SPSS）课程目标3平时表现统计假设检验课程目标2、3平时表现+课后作业+期末考试方差分析课程目标2、3平时表现+课后作业+期末考试回归与相关课程目标2、3平时表现+课后作业+期末考试非参数统计课程目标2、3平时表现+课后作业+期末考试正交试验设计课程目标2、3平时表现+课后作业+期末考试平时表现评分标准（以满分100计）评价指标（100分）优（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）积极程度（50分）积极、踊跃老师鼓励后积极、踊跃老师鼓励后积极度不高消极回答正确程度（50分）回答正确无误、分析合理，结论有效回答问题基本正确，分析比较合理，结论有效回答问题错误较多，经老师提醒后仍然分析有误，结论无效答不对题单次作业评分标准（以满分100计）评价指标（100分）优（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）作业完成进度（20分）提前完成按时完成延时完成未完成概念清晰程度（30分）75%以上概念清晰50%以上概念清晰25%以上概念清晰不清晰正确性和结论有效性（50分）分析合理、全面，计算无误，结论有效分析较合理、全面，计算错误少，结论较有效分析基本合理，计算有较大的错误，结论基本有效存在严重错误

五、课程目标达成度评价依据课程目标考核环节(评价依据)期望值平均得分达成度计算课程目标1平时表现相关表现期望值A1=10a1=相关表现实际平均得分达成度=a1作业相关作业期望值B1=10b1=相关作业实际平均得分期末考试相关试题期望值C1=c1=相关试题实际平均得分课程目标2平时表现相关表现期望值A2=40a2=相关表现实际平均得分达成度=a作业相关作业期望值B2=40b2=相关作业实际平均得分期末考试相关试题期望值C2=c2=相关试题实际平均得分课程目标3平时表现相关表现期望值A3=40a3=相关表现实际平均得分达成度=a作业相关作业期望值B3=40b3=相关作业实际平均得分期末考试相关试题期望值C3=c3=相关试题实际平