课程概述

《实验设计与数据处理》是一门运用数理统计的原理和方法研究生物现象的数量特征及其变异规律的学科。通过本课程学习，能够使学生掌握生物科学试验设计的原则和技术，熟练设计和制定合适的生物科学试验方案，并正确选用统计分析方法，用统计分析软件SPSS进行数据的处理与分析，减少试验误差的干扰，帮助研究者从繁杂冗余的生物大数据中得到本质和规律，从而得出正确的结论。

授课大纲

绪论（1学时）

能够正确说出统计学的概念，知道生物统计学的作用；能够说出一些著名统计学家对应发明的统计分析方法；能够说出实际问题所对应的的总体，能够区分参数和统计量课时

课时

  • 1.1 什么是生物统计
    • ,
  • 1.2 统计中的几个基本概念

数据的描述（3学时）

能够列举数据可视化的图表，并比较它们之间的异同点；能够正确计算出具体样本数据的众数、中位数和均值，并列举它们的特点；能够正确计算出具体样本数据的方差和标准差的数值，并说出它们的特点；能够用SPSS对数据进行描述性统计分析，并进行相应的可视化操作

课时

  • 2.1 数据可视化：第一印象
    • ,
  • 2.2 集中趋势的度量：中庸之道
    • ,
  • 2.3 变异的度量：强大的“距”
    • ,
  • 2.4 SPSS数据的描述

常见的概率分布和统计分布（3学时）

能够正确复述随机变量的概念，能够区分概率分布和频数分布；能够说出二项分布的特点，以及二项分布在实际生活中的应用场合；能够说出正态分布的特点，会计算正态分布在任意区间的概率；能够复述抽样分布的概念，说明具体问题中样本均值抽样分布的形成过程和特征；能够说出t分布、F分布和卡方分布的曲线特点

课时

  • 3.1 随机现象的形状：概率分布
    • ,
  • 3.2 坚持离散：二项分布
    • ,
  • 3.3 走向常态：正态分布
    • ,
  • 3.4 抽样分布
    • ,
  • 3.5 重要的三个抽样分布

假设检验（6学时）

能够正确复述原假设、备择假设、显著性水平α、拒绝域、小概率事件原理的概念；能够说出假设检验的过程；能够对具体问题提出合理的假设；能够判断具体问题对应的假设检验类型：单样本t检验、独立样本t检验还是配对样本t检验；双侧检验还是单侧检验；能够区分P值和显著性水平α；能够用SPSS对具体数据进行参数t检验，并给出正确的检验结论

课时

  • 4.1 假设检验的基本原理
    • ,
  • 4.2 单个总体均值的假设检验
    • ,
  • 4.3 两个总体均值的假设检验
    • ,
  • 4.4 SPSS参数t检验

参数估计（2学时）

能够说出参数估计的两种方法；能够说出点估计量的三个评判标准；能够说出置信水平、置信区间的含义；能够判断不同的前提条件，计算总体参数的置信区间

课时

  • 5.1 点估计
    • ,
  • 5.2 区间估计

方差分析（8学时）

能够说出方差分析的概念及应用场合；能够说出误差的来源，以及形成这些误差的原因；能够说出方差分析的步骤；能够选择合适的方法进行多重比较，并对结果进行标注；能够用SPSS进行方差分析，并给出正确的结论

课时

  • 6.1 方差分析的基本概念
    • ,
  • 6.2 方差分析之F检验
    • ,
  • 6.3 方差分析的流程及前提假定
    • ,
  • 6.4 单因素方差分析
    • ,
  • 6.5 双因素方差分析
    • ,
  • 6.6 SPSS单因素方差分析
    • ,
  • 6.7 SPSS双因素方差分析

卡方检验（3学时）

能够说出卡方检验的概念和应用场合；能够说出卡方检验的步骤；能够判断卡方检验的类型；能够用SPSS进行卡方检验，并给出正确的结论

课时

  • 7.1 卡方检验的原理
    • ,
  • 7.2 适合性检验
    • ,
  • 7.3 独立性检验
    • ,
  • 7.4 SPSS卡方适合性检验
    • ,
  • 7.5 SPSS 卡方独立性检验

相关与回归分析（4学时）

能够说出变量间的相关关系的种类；能够判断变量间是什么样的相关关系；能够用SPSS对两个变量进行简单相关分析，并给出正确的结论；能够说出最小二乘估计法的原理；能够说出判断回归方程效力的拟合优度指标有哪些；能够用SPSS进行回归分析，并给出回归方程、拟合优度和显著性检验的正确结果

课时

  • 8.1 变量间的关系
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  • 8.2 直线相关分析
    • ,
  • 8.3 直线回归方程
    • ,
  • 8.4 直线回归方程的效力和检验
    • ,
  • 8.5 SPSS直线相关与回归分析

常见的试验设计方法（2学时）

能够正确说出田间试验设计的三大原则及各自的作用；能够根据要求设计不同情况下的试验设计图

课时

  • 9.1 科学的试验设计
    • ,
  • 9.2 完全随机设计
    • ,
  • 9.3 随机区组设计

参考资料

[1] 王颉.试验设计与SPSS应用. 北京：化学工业出版社，2007年.

[2]杜荣骞. 生物统计学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2005年.

[3]苏金明.统计软件SPSS for Windows实用指南. 北京：电子工业出版社，2000年.

[4]袁志发，周静芋.试验设计与分析. 北京：中国农业出版社，2000年.