海南大学 生物统计学课程 教 案 课程编号：0100B001 教师姓名：唐燕琼 适用专业：农学、草业科学、生物技术等
1 海南大学 生物统计学课程 课程编号：0100B001 教师姓名：唐燕琼 适用专业：农学、草业科学、生物技术等
章 第一章绪论 课时 1 节 介绍生物统计学研究对象、内容以及与其他学科的关系，使学生明确 普蒂 本课程学习的重要性，了解本课程学习的特点与要求。 1.生物统计学(Biometry)的概念 教学 2.生物统计的内容及其作用 重 突出方法： 反复举科研实例说明生物统计学的重要性 1.如何结合专业说明为何要学习生物统计。 突破方法： 举农学、园艺、草业科学、生物技术相关的科研正反实例，说明科学 合理设计与正确统计分析的重要性
2 章 第一章 绪论 课时 1 节 教学 目的 介绍生物统计学研究对象、内容以及与其他学科的关系，使学生明确 本课程学习的重要性，了解本课程学习的特点与要求。 教学 重点 1. 生物统计学（Biometry）的概念 2. 生物统计的内容及其作用 突出方法： 反复举科研实例说明生物统计学的重要性 教学 难点 1. 如何结合专业说明为何要学习生物统计。 突破方法： 举农学、园艺、草业科学、生物技术相关的科研正反实例，说明科学 合理设计与正确统计分析的重要性
相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 列出主要参考文献 《试验统计方法》，盖钧镒主编，中国农业出版社，2000。 2 《试验设计与统计分析》，金益主编，中国农业出版社，2007 3. 《SAS统计分析教程》，唐燕琼主编，中国农业出版社，2006。 4. 《试验统计引论》，韩汉鹏主编，中国林业出版社，2006。 《热带作物的试验设计与统计分析》，林德光著，华南热带农业大学，1985 6.《生物统计的数学原理》，林德光，辽宁人民出版社，1982。 7. 《试验设计与统计分析学习指导》，黄亚群主编，中国农业出版社，2008， 8. 《果树试验设计与统计》，刘权主编，中国农业出版社，1997。 9.《肥料试验及统计分析》，陶勤南主编，中国农业出版社，1997。 10.《食品试验设计与统计分析》，王钦德主编，中国农业出版社，2002。 11.《试验设计与分析》，袁志发主编，高等教育出版社，2000。 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 生物统计是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，是一门 教 应用数学。它不仅给我们提供了如何正确地设计科学试验和收集数据的方 法，而且也提供了如何正确地整理、分析数据，得出客观、科学的结论的 学 方法。生物统计学是现代生物学研究不可缺少的工具，特别对于实验设计的理 解和研究结果数据的分析，它都是必备的知识和方法 过 通过该门课程的学习，不仅可以掌握基本的试验设计和统计分析方 程 法，而且是今后遗传学、育种学、免疫学、细胞工程和微生物学等后续课 程的学习准备必要的基础，它是生物技术、农学、草业科学等专业重要 的专业基础课。 如何获得合理的数据，如何正确统计分析，这是本课程的主要学习的内容。 这门课程将学些什么？有何特点，学习过程中要注意些什么？
3 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 列出主要参考文献 1. 《试验统计方法》，盖钧镒主编，中国农业出版社，2000。 2. 《试验设计与统计分析》，金益主编，中国农业出版社，2007。 3. 《SAS 统计分析教程》，唐燕琼主编，中国农业出版社，2006。 4. 《试验统计引论》，韩汉鹏主编，中国林业出版社，2006。 5. 《热带作物的试验设计与统计分析》，林德光著，华南热带农业大学，1985。 6. 《生物统计的数学原理》，林德光，辽宁人民出版社,1982。 7. 《试验设计与统计分析学习指导》，黄亚群主编，中国农业出版社，2008。 8. 《果树试验设计与统计》，刘权主编，中国农业出版社，1997。 9. 《肥料试验及统计分析》，陶勤南主编，中国农业出版社，1997。 10. 《食品试验设计与统计分析》，王钦德主编，中国农业出版社，2002。 11. 《试验设计与分析》，袁志发主编，高等教育出版社，2000。 教 学 过 程 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 生物统计是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，是一门 应用数学。它不仅给我们提供了如何正确地设计科学试验和收集数据的方 法，而且也提供了如何正确地整理、分析数据，得出客观、科学的结论的 方法。生物统计学是现代生物学研究不可缺少的工具,特别对于实验设计的理 解和研究结果数据的分析,它都是必备的知识和方法。 通过该门课程的学习，不仅可以掌握基本的试验设计和统计分析方 法，而且是今后遗传学、育种学、免疫学、细胞工程和微生物学等后续课 程的学习准备必要的基础，它是生物技术、农学、草业科学等专业重要 的专业基础课。 如何获得合理的数据，如何正确统计分析，这是本课程的主要学习的内容。 这门课程将学些什么？有何特点，学习过程中要注意些什么？
二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等） 一、生物统计及其作用 1.生物统计(Biometry)的概念 生物统计是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，是一门应用 数学。习惯上叫生统。 2.为什么要学生物统计？ “生物统计”不仅是农学、植物保护、园艺、草业、动物科学等植物生产 和植物保护专业的核心课程，也是生物技术和生命科学等专业重要的专业基础 课。 为了推动农业的发展，常常要进行科学研究。进行科学研究离不开调查或 试验。进行调查或试验必须解决二个问题： 如何合理地进行调查或试验设计：如何科学地整理、分析所收集得来的具 有变异的资料，揭示出隐藏在其内部的规律性。 生物统计是农业科学工作者进行科学试验的重要依据，是科学工作者的基 本功。因用数理统计来分析数据，只能在试验数据满足一定条件下和假设时才 有效。因而在试验前就必须对试验进行周密审慎的设计，使其满足统计方法的 要求。好的试验设计，可以使研究得到满意的结果：末经合理设计的试验虽然 可以得到数据，也可以机械地使用统计方法，甚至于滥用统计方法，多数情况 会得到使人们不能置信的或错误的推断和结论。 3。生物统计内容及作用 a.提供试验或调查设计的原理与方法，主要解决合理地收集必要而有代表 性资料的问题。 b.提供科学的整理和描述数据资料的方法：提供样本推断总体的科学方法： 确定和度量事物间的相互关系方法，以判断试验结果的可靠性，得出科学合理 的统计结论，指导科研、生产实践
4 二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等） 一、生物统计及其作用 1.生物统计（Biometry）的概念 生物统计是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，是一门应用 数学。习惯上叫生统。 2.为什么要学生物统计？ “生物统计”不仅是农学、植物保护、园艺、草业、动物科学等植物生产 和植物保护专业的核心课程，也是生物技术和生命科学等专业重要的专业基础 课。 为了推动农业的发展，常常要进行科学研究。进行科学研究离不开调查或 试验。进行调查或试验必须解决二个问题： 如何合理地进行调查或试验设计；如何科学地整理、分析所收集得来的具 有变异的资料，揭示出隐藏在其内部的规律性。 生物统计是农业科学工作者进行科学试验的重要依据，是科学工作者的基 本功。因用数理统计来分析数据，只能在试验数据满足一定条件下和假设时才 有效。因而在试验前就必须对试验进行周密审慎的设计，使其满足统计方法的 要求。好的试验设计，可以使研究得到满意的结果；末经合理设计的试验虽然 可以得到数据，也可以机械地使用统计方法，甚至于滥用统计方法，多数情况 会得到使人们不能置信的或错误的推断和结论。 3. 生物统计内容及作用 a．提供试验或调查设计的原理与方法，主要解决合理地收集必要而有代表 性资料的问题。 b．提供科学的整理和描述数据资料的方法;提供样本推断总体的科学方法; 确定和度量事物间的相互关系方法,以判断试验结果的可靠性，得出科学合理 的统计结论，指导科研、生产实践
试验设计这一概念有广义与狭义之分： 广义的试验设计是指试验研究课题设计，也就是指整个试验计划的拟定 包含课题名称、试验目的，研究依据、内容及预期达到的效果，试验方案，供 试单位的选取、重复数的确定、试验单位的分组，试验的记录项目和要求，试 验结果的分析方法，经济效益或社会效益的估计，己具备的条件，需要购置的 仪器设备，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安排和经费预算，成 果鉴定，学术论文撰写等内容。 狭义的试验设计主要是指试验单位的选取、重复数目的确定及试验单位的 分组。 生物统计中的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试验设计能控制和 降低试验误差，提高试验的精确性，为统计分析获得试验处理效应和试验误差 的无偏估计提供必要的数据。 调查设计这一概念也有广义与狭义之分： 广义的调查设计是指整个调查计划的制定，包括调查研究的目的、对 象与范围，调查项目及调查表，抽样方法的选取，抽样单位、抽样数量的确定 数据处理方法，调查组织工作，调查报告撰写与要求，经费预算等内容。 教 狭义的调查设计主要包含抽样方法的选取，抽样单位、抽样数目的确定 等内容。 生物统计中的调查设计主要指狭义的调查设计。合理的调查设计能控制与 降低抽样误差，提高调查的精确性，为获得总体参数的可靠估计提供必要的数 据。 试验或调查设计主要解决合理地收集必要而有代表性资料的问题。 2)提供整理、分析资料的方法 整理资料的基本方法是根据资料的特性将其整理成统计表、绘制成统计 图。通过统计表、图可以大致看到所得资料集中、离散的情况。并利用所收 集得来的数据计算出几个统计量，以表示该资料的数量特征、估计相应的总体 参数。 统计分析最重要内容是差异显著性检验，其次是相关分析与回归分析，另 外还包括非参数检验法。 显著性检验的方法很多，常用的有t检验、方差分析、x2检验等。 统计分析法最重要的内容是差异显著性检验。通过抽样调查或控制试验， 获得的是具有变异的资料。 产生变异的原因是什么？是由于进行比较的处理间（例如不同品种、不同 饲料配方间有实质性的差异)或是由于无法控制的偶然因素所引起？ 显著性检验的目的就在于承认并尽量排除这些无法控制的偶然因素的干 扰，将处理间是否存在本质差异揭示出来。 t检验一一主要用于检验两个处理平均数差异是否显著：
5 教 学 过 程 试验设计这一概念有广义与狭义之分： 广义的试验设计是指试验研究课题设计，也就是指整个试验计划的拟定 ， 包含课题名称、试验目的，研究依据、内容及预期达到的效果，试验方案，供 试单位的选取、重复数的确定、试验单位的分组，试验的记录项目和要求，试 验结果的分析方法，经济效益或社会效益的估计，已具备的条件，需要购置的 仪器设备，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安排和经费预算，成 果鉴定，学术论文撰写等内容。 狭义的试验设计主要是指试验单位的选取、重复数目的确定及试验单位的 分组。 生物统计中的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试验设计能控制和 降低试验误差，提高试验的精确性，为统计分析获得试验处理效应和试验误差 的无偏估计提供必要的数据。 调查设计这一概念也有广义与狭义之分： 广义的调查设计 是 指 整个调查计划的制定，包括调查研究的目的、对 象与范围，调查项目及调查表，抽样方法的选取，抽样单位、抽样数量的确定， 数据处理方法，调查组织工作，调查报告撰写与要求，经费预算等内容。 狭义的调查设计 主要包含抽样方法的选取，抽样单位、抽样数目的确定 等内容。 生物统计中的调查设计主要指狭义的调查设计。合理的调查设计能控制与 降低抽样误差，提高调查的精确性，为获得总体参数的可靠估计提供必要的数 据。 试验或调查设计主要解决合理地收集必要而有代表性资料的问题。 2）提供整理、分析资料的方法 整理资料的基本方法是根据资料的特性将其整理成统计表、 绘制成统计 图。 通过统计表、图可以大致看到所得资料集中、离散的情况。并利用所收 集得来的数据计算出几个统计量，以表示该资料的数量特征、估计相应的总体 参数。 统计分析最重要内容是差异显著性检验, 其次是相关分析与回归分析，另 外还包括非参数检验法。 显著性检验的方法很多，常用的有 t 检验、方差分析、χ2检验等。 统计分析法 最重要的内容是差异显著性检验。通过抽样调查或控制试验， 获得的是具有变异的资料。 产生变异的原因是什么？是由于进行比较的处理间（例如不同品种、不同 饲料配方间有实质性的差异）或是由于无法控制的偶然因素所引起？ 显著性检验的目的就在于承认并尽量排除这些无法控制的偶然因素的干 扰，将处理间是否存在本质差异揭示出来。 t 检验——主要用于检验两个处理平均数差异是否显著；
方差分析 主要用于检验多个处理平均数间差异是否显著 x检验一一主要用于由质量性状得来的次数资料的显著性检验等。 相关分析与回归分析：即对试验指标或作物性状间的关系进行研究，或者 研究它们之间的联系性质和程度，或者寻求它们之间的联系形式。通过对资料 进行相关、回归分析，可以揭示出试验指标或性状间的内在联系，为新品种选 育、病虫害防治等提供强有力的依据。 非参数检验法，不考虑资料的分布类型，也不事先对有关总体参数进行 估算。 非参数检验法计算简便。当通常的检验方法对畜禽、水产科研中的某些资 料无能为力时，非参数检验法则正好发挥作用。 二、生统发展简史 十九世纪末发展起来的一门新兴学科，其发展大致可划分三个阶段： 1.古典记录统计学阶段 2.近代描述统计学阶段 3.现代推断统计学阶段 教 应用统计学于生物学研究的早期人物有 学 英国遗传学家道尔顿(E.Galton1822-1911)研究人类体高的遗传，发现 子女的体高与父母平均体高有回归的趋向。 过 1899年皮乐逊(K.Pearson18571936)提出测量实际数与理论数之间偏 离度(X)测验方法，属性统计分析上得到广泛的应用，并创立了世界权威 程 性杂志《生物统计学报》 高赛德(G.S.Gosset1876_1937)是皮尔逊的学生，创立小样本学说的T 测验法（属名学生氏），已成为当代生统工作的一种基本工具应用广泛。 纽耶曼(J.Neman)和皮尔逊分别在1936年和1938年提出了一种统计 设检验学说。 《试验设计与分析》的创立人是英国农学家、遗传学家、统计学家费雪尔 (R.A.Fisher18901962),他于20世纪20年代至40年代初，建立了试验设 计方法和方差分析。日本学者田口玄一等人(1947-1953)提出了正交试验设 计等，美国学者G.E.P.B0X(1957)提出了调优运算设计：中国学者方开泰等 (1978)提出了均匀设计，这些发展丰富了试验设计的内容。 我国在此领域比较有名的有： 王鉴明在农业上的应用 马育华（南津农学院） 在遗传育种上的应用 方开泰（中科院） 生物统计上数学原理的研究 林德光 生物统计的数学原理
6 教 学 过 程 方差分析——主要用于检验多个处理平均数间差异是否显著； x 2 检验 —— 主要用于由质量性状得来的次数资料的显著性检验等。 相关分析与回归分析：即对试验指标或作物性状间的关系进行研究，或者 研究它们之间的联系性质和程度，或者寻求它们之间的联系形式。通过对资料 进行相关、回归分析，可以揭示出试验指标或性状间的内在联系，为新品种选 育、病虫害防治等提供强有力的依据。 非参数检验法，不考虑资料的分布类型 ，也不事先对有关总体参数进行 估算。 非参数检验法计算简便。当通常的检验方法对畜禽、水产科研中的某些资 料无能为力时，非参数检验法则正好发挥作用。 二、生统发展简史 十九世纪末发展起来的一门新兴学科，其发展大致可划分三个阶段： 1. 古典记录统计学阶段 2. 近代描述统计学阶段 3. 现代推断统计学阶段。 应用统计学于生物学研究的早期人物有： 英国遗传学家道尔顿（F.Galton 1822-1911）研究人类体高的遗传，发现 子女的体高与父母平均体高有回归的趋向。 1899 年皮乐逊（K.Pearson 1857_1936）提出测量实际数与理论数之间偏 离度（Ｘ２）测验方法，属性统计分析上得到广泛的应用，并创立了世界权威 性杂志《生物统计学报》 高赛德（G.S.Gosset 1876_1937）是皮尔逊的学生，创立小样本学说的Ｔ 测验法（属名学生氏），已成为当代生统工作的一种基本工具应用广泛。 纽耶曼（J.Neman）和皮尔逊分别在 1936 年和 1938 年提出了一种统计假 设检验学说。 《试验设计与分析》的创立人是英国农学家、遗传学家、统计学家费雪尔 （R.A.Fisher 1890_1962），他于 20 世纪 20 年代至 40 年代初，建立了试验设 计方法和方差分析。日本学者田口玄一等人（1947-1953）提出了正交试验设 计等，美国学者 G.E.P.BOX（1957）提出了调优运算设计；中国学者方开泰等 （1978）提出了均匀设计，这些发展丰富了试验设计的内容。 我国在此领域比较有名的有： 王鉴明 在农业上的应用 马育华（南津农学院） 在遗传育种上的应用 方开泰（中科院） 生物统计上数学原理的研究 林德光 生物统计的数学原理
三、课程内容、作用、深度、特点、要求 内容：农学、草业科学、农业资源与环境和生物技术等相关科研试验上常 用的统计方法和设计方法。 作用：①为试验提供设计方法和分析试验结果的方法： ②为进一步学习遗传学、育种学等打下基础。 深度：着重于基本概念、基本方法的介绍，有选择地介绍基本公式及其推证过 程，更多地从应用角度理解。 特点：概念多、公式多、表格多 要求： 教)灵活应用所学的常用试验设计方法和相应生物统计方法。 学 2)基本概念要清晰，基本方法要熟练，基本原理要了解，基本运算要正确 3)学会研究事物间的关系的数学方法，从而进行预测预报的研究等。 过 4)熟练使用科学型计算器，掌握常用农业统计分析法的SS编程及输出解释 程 5)懂判断别人的试验及调查结论的可靠程度。 *、建议学习方法 首先弄懂基本原理和公式、理解公式的含义和应用条件，不必深究推导： 认真做作业，加深对公式及统计步骤的了解： 培养科学的统计思维方法。生物统计中新的思考方法 -从不肯定性或概 率的角度来思考问题和分析科学试验的结果： 联系实际，结合专业，了解统计方法的实际应用。平时多留心杂志、书籍中 的表格、数据及其分析和解释，以熟悉表达方法和应用。 四、成绩评定：平时30%（作业、出勤、回答问题等） 考试 70% 三、总结与巩固 1,小结 教 本章主要闸述常用试验设计与生物统计学的研究内容及作用。 2.考核知识点 学 生物统计学概念、研究内容及作用，广义、狭义试验设计。 过 3.考核要求 掌握生物统计学研究内容及其作用，了解学完课程的基本要求 程4.思考题 1结合专业，简述为何要学习生物统计？ 教学 通过反复举农业、植保、花卉/冰果保鲜、牧草、组织培养、分子标记等的 后 科研正反面实例，阐述试验设计与统计分析课程的重要性，说明“生统”是科 记 研工作者的基本功等。引起了学生浓厚的兴趣，达到了教学目标要求
7 教 学 过 程 三、课程内容、作用、深度、特点、要求 内容：农学、草业科学、农业资源与环境和生物技术等相关科研试验上常 用的统计方法和设计方法。 作用： ①为试验提供设计方法和分析试验结果的方法； ②为进一步学习遗传学、育种学等打下基础。 深度：着重于基本概念、基本方法的介绍，有选择地介绍基本公式及其推证过 程，更多地从应用角度理解。 特点：概念多、公式多、表格多 要求： 1) 灵活应用所学的常用试验设计方法和相应生物统计方法。 2) 基本概念要清晰，基本方法要熟练，基本原理要了解，基本运算要正确。 3) 学会研究事物间的关系的数学方法，从而进行预测预报的研究等。 4) 熟练使用科学型计算器，掌握常用农业统计分析法的SAS编程及输出解释。 5) 懂判断别人的试验及调查结论的可靠程度。 **、建议学习方法 首先弄懂基本原理和公式、理解公式的含义和应用条件，不必深究推导； 认真做作业，加深对公式及统计步骤的了解； 培养科学的统计思维方法。生物统计中新的思考方法——从不肯定性或概 率的角度来思考问题和分析科学试验的结果； 联系实际，结合专业，了解统计方法的实际应用。平时多留心杂志、书籍中 的表格、数据及其分析和解释，以熟悉表达方法和应用。 四、成绩评定：平时 30%（作业、出勤、回答问题等） 考试 70% 教 学 过 程 三、总结与巩固 1.小结 本章主要阐述常用试验设计与生物统计学的研究内容及作用。 2.考核知识点 生物统计学概念、研究内容及作用，广义、狭义试验设计。 3.考核要求 掌握生物统计学研究内容及其作用，了解学完课程的基本要求。 4.思考题 1.结合专业，简述为何要学习生物统计？ 教 学 后 记 通过反复举农业、植保、花卉/水果保鲜、牧草、组织培养、分子标记等的 科研正反面实例，阐述试验设计与统计分析课程的重要性，说明“生统”是科 研工作者的基本功等。引起了学生浓厚的兴趣，达到了教学目标要求
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