《生物統(tǒng)計與試驗設計》課程教學大綱

第頁《生物統(tǒng)計與試驗設計》課程教學大綱課程簡介課程中文名生物統(tǒng)計與試驗設計課程英文名BiologicalStatisticsandExperimentalDesigns課程代碼137D08E課程學分2總學時數(shù)34課程類別□通識課程□學科基礎課專業(yè)課□實驗實踐課□其他課程性質必修□選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合□其他考核方式□閉卷□開卷一頁開卷□面試□口試□答辯□論文□報告□大型作業(yè)□課程作品□其他開課學院海洋學院開課基層教學組織生物技術系面向專業(yè)生物技術專業(yè)開課學期2.1學期課程負責人審核人先修課程高等數(shù)學后續(xù)課程無課程網址/mycourse/teachercourse?moocId=206581962&clazzid=13267280&edit=true&v=0&cpi=0&pageHeader=0課程簡介（中文）“生物統(tǒng)計與試驗設計”是生物科學和概率統(tǒng)計有機結合而形成的一門學科，是生命科學及相關專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，是在學生學習了高等數(shù)學等數(shù)學基礎課程和部分生物基礎課程后開設的一門課程。生物統(tǒng)計與試驗設計是探索生命科學領域中的隨機現(xiàn)象、揭示其規(guī)律性的必不可少的工具。本課程以生命科學領域的隨機現(xiàn)象為研究對象，介紹如何用概率論與數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法對生命科學領域中的問題進行數(shù)據的收集、并對獲得的數(shù)據進行整理計算和統(tǒng)計分析，從而揭示生物體內在的規(guī)律或生物與環(huán)境之間的關系。通過本課程的學習使得學生掌握數(shù)據收集、匯總、統(tǒng)計、作圖的基本知識、原理和方法，具有設計實驗、分析數(shù)據、制表作圖的能力。（英文）課程目標《生物統(tǒng)計與試驗設計》是以生命科學領域的隨機現(xiàn)象為研究對象，講述如何用概率論與數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法對生命科學領域中的問題進行數(shù)據的收集、并對獲得的數(shù)據進行整理計算和統(tǒng)計分析，從而揭示生物體內在的規(guī)律或生物與環(huán)境之間的關系。結合國家建設和民族復興的新時代背景，鍛煉學生辯證思維、系統(tǒng)思維及底線思維的科學思維模式，增強學生的家國情懷與文化自信，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。通過理論教學和實踐活動，達到以下課程目標：表1課程目標序號具體課程目標課程目標1具備一定的認識問題、分析問題和解決問題的能力，具有辯證思維、系統(tǒng)思維的科學思維模式，及時了解生物統(tǒng)計學的新理論新方法，及時掌握國家相關方面的科技戰(zhàn)略需求，樹立強烈的愛國主義使命感與責任心。課程目標2掌握生物統(tǒng)計與試驗設計的基本原理和方法，并能應用這些原理和方法對生物科學領域中的問題進行數(shù)據的收集、整理計算和統(tǒng)計分析。課程目標3對數(shù)據建立感知，對隨機現(xiàn)象具有足夠的認識，形成系統(tǒng)性的統(tǒng)計思維方法及解決科學問題。課程目標4建立統(tǒng)計推斷的基本思想、掌握試驗設計與統(tǒng)計分析的基本技能，形成科學的思維能力和創(chuàng)新能力；利用統(tǒng)計學分析工具進行數(shù)據收集、整理和分析，進行科研創(chuàng)新和知識管理。課程目標5養(yǎng)成較強的自主學習意識和能力，能夠較好地處理獨立自主與團隊協(xié)作的關系。課程目標與畢業(yè)要求對應關系表2課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：過硬的思想政治素質和深厚的人文情懷：有正確的世界觀、人生觀、價值觀，善于用馬克思主義的立場、觀點和方法來認識問題、解決問題；有正確的歷史觀、民族觀、國家觀和文化觀，堅持道路自信、理論自信、制度自信和文化自信，全面發(fā)展成為社會主義的合格公民。1.3艱苦奮斗精神和務實作風。始終保持昂揚的斗志和堅韌不拔的作風，堅定不移地朝著既定的奮斗目標前進。1畢業(yè)要求4：專業(yè)知識：能夠應用生物技術專業(yè)的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析生物學中復雜現(xiàn)象和問題的原因，并獲得有效結論。4.2能基于生物技術及相關科學原理、數(shù)學模型和概率統(tǒng)計等方法正確表達生物學復雜的現(xiàn)象或問題；2,3畢業(yè)要求6：使用現(xiàn)代工具能夠針對生物技術相關領域復雜現(xiàn)實問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源和信息技術工具，并能夠理解其局限性。6.2能夠針對生物學的復雜問題，選擇與使用恰當?shù)膬x器、信息資源和專業(yè)模擬軟件，對問題進行分析、計算與設計；3,4畢業(yè)要求9：個人和團隊：能夠理解團隊合作的意義，能夠在團隊中根據角色要求（團隊成員或負責人）發(fā)揮相應的作用，并與團隊成員有效溝通，協(xié)調工作。9.1能與其他專業(yè)的成員有效溝通，合作共事，能夠對生物技術專業(yè)問題進行科學分析，能權衡利弊，并做出合理決策。9.3掌握生物技術專業(yè)項目管理的基本原理和方法，具備一定的研究或開發(fā)項目組織、管理和領導能力。3,4,5課程目標與教學內容和方法的對應關系表3課程目標與教學內容、教學方法的對應關系教學內容詳細內容與要求教學方法課程目標1.概論（1）教學內容：統(tǒng)計學的產生、分類和研究方法；生物統(tǒng)計學常用術語（2）教學重點：生物學常用術語（3）教學難點：參數(shù)與統(tǒng)計數(shù)，樣本與整體的區(qū)分（4）教學要求：初步建立統(tǒng)計分析的基礎思想，理解并識記生物學常用術語。思政融合點1：通過對統(tǒng)計學發(fā)展史、歷史上統(tǒng)計學知識運用的典型案例等資料的閱讀，增強學生的四個意思、四個自信，引導學生深刻理解并自覺實踐各行業(yè)的職業(yè)精神和職業(yè)規(guī)范。課堂講授；課后資料統(tǒng)計學發(fā)展史資料查閱1,22.資料整理與特征數(shù)計算（1）教學內容：統(tǒng)計資料的整理、分析、制表；特征數(shù)計算；（2）教學重點：統(tǒng)計資料的分析、制表（3）教學難點：特征數(shù)如變異量的計算，異常值的剔除原則。（4）教學要求：對原始資料能夠獨自進行整理匯總分析制表，并科學的剔除異常值。課堂講授、課后作業(yè)、軟件使用23.概率和概率分布（1）教學內容：概率基礎知識簡介：事件、概率、隨機變量等常見的理論分布：二項分布、泊松分布及正態(tài)分布無偏差估計樣本平均數(shù)、平均數(shù)差數(shù)的分布t分布、χ2分布、F分布（2）教學重點：常見理論分布的特征及t分布、χ2分布、F分布的查表（3）教學難點：無偏差估計、樣本平均數(shù)、平均數(shù)差數(shù)的分布的特征（4）教學要求：掌握常見理論分布的特征及相關計算，會運用t分布、χ2分布、F分布表查表并進行相關計算。課堂講授、討論、課后作業(yè)、軟件使用2,34.統(tǒng)計推斷（1）教學內容：假設檢驗的原理與方法樣本平均數(shù)、頻率的假設檢驗參數(shù)的區(qū)間估計和點估計樣本方差的同質性檢驗（2）教學重點：假設檢驗的原理和方法；參數(shù)區(qū)間估計和點估計。（3）教學難點：參數(shù)區(qū)間估計和點估計（4）教學要求：掌握假設檢驗的基本原理和方法，會進行參數(shù)的區(qū)間估計與點估計的相關計算。思政融合點2：通過對假設檢驗和區(qū)間估計、點估計進行相關的案例分析，引導學生運用系統(tǒng)思維、辯證思維等科學思維方式客觀辯證的分析客觀事實，不人云亦云，激發(fā)學生的愛國主義熱情、自豪感與使命感。課堂講授、案例分析、課后作業(yè)、單元測試3,45.方差分析（1）教學內容：方差分析的方法單因素、二因素方差分析的案例分析（2）教學重點：方差分析的實際應用（3）教學難點：方差分析的數(shù)學模型（4）教學要求：掌握單因素、二因素方差分析的基本方法，能夠獨立的對相關數(shù)據進行方差分析。課堂講授、案例分析、課后作業(yè)、單元測試2,3,46.試驗設計的基本原則和方法，簡單的試驗設計方法（1）教學內容：試驗設計的基本原理簡單的試驗設計方法正交表的構造、正交試驗設計的原理和方法正交試驗設計結果的統(tǒng)計分析（2）教學重點：試驗設計的基本原理及正交試驗設計的原理和方法（3）教學難點：正交試驗設計結果的統(tǒng)計分析（4）教學要求：掌握試驗設計的基本原則，會進行簡單正交試驗的設計及相關結果的統(tǒng)計分析思政融合點3：結合生物技術專業(yè)學生的特點，通過學生運用所學對生物資源、環(huán)境保護等方面自己感興趣的點進行相關試驗設計，對其進行科學思維方式的訓練，引導學生建立科學理論，培養(yǎng)其探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。課堂講授、案例分析、課后作業(yè)2,3,47.直線回歸、可直線化的非線性回歸與相關分析（1）教學內容：回歸和相關的概念直線相關非線性回歸的直線化（2）教學重點：直線和非線性回歸的直線化的軟件應用（3）教學難點：直線回歸的數(shù)學模型（4）教學要求：會運用軟件進行數(shù)據的直線和可直線化的非線性回歸操作。課堂講授、軟件使用4,5學時分配各章節(jié)的學時分配如表4所示。表4學時分配表教學內容講課時數(shù)實驗時數(shù)實踐學時課內上機時數(shù)課外上機時數(shù)自學時數(shù)習題課討論時數(shù)1.概論22.資料整理與特征數(shù)計算23.概率和概率分布44.統(tǒng)計推斷85.方差分析86.試驗設計的基本原則和方法，簡單的試驗設計方法67.直線回歸、可直線化的非線性回歸與相關分析4合計34總計課內34學時課程學生成績評定方法1.課程考核與成績評定方法課程最終成績使用（百分制、五級制、二級制）；百分制課程最終成績構成比率：平時占50%，，期末占50%；理論課程期末考核形式（閉卷考試、開卷考試、一頁開卷、小論文、大型作業(yè)、報告）：一頁開卷平時成績以下幾項考核項目，總占比50%，考核項目包括：課程思政實踐（占5%）、出勤、課堂練習、課堂互動、單元測試、課后作業(yè)等。表5課程考核與成績評定方法成績構成考核項目考核關聯(lián)的課程目標考核依據與方法占總評成績的比重平時成績課程思政實踐1基于課堂案例的查詢、分析、展示，以及案例和課堂講授內容的融合度等，考查學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及辯證思維的能力，按優(yōu)秀、良好、中等、及格及不及格分別給分，后轉化為百分制。5%出勤1,2有事請假、無曠課現(xiàn)象或有免修申請（對重修的學生）且經過審批同意得100分，對無免修申請、不請假、無故曠課者，每曠一次課扣20%的出勤成績，多次曠課者扣完為止；至少考勤5次；占比5%。45%課堂練習2,3,4根據課堂練習提交情況及批閱成績，計算平均得分；至少3次課堂練習；占比10%課堂互動3,4通過課堂提問、搶答等環(huán)節(jié)，根據回答積極性、回答質量與回答次數(shù)計分；占比10%單元測試2,3,4,5通過課堂進行的隨機小測試的批閱成績，計算平均得分，至少2次；占比10%課后作業(yè)2,3,4,5布置課堂內容相關的課后練習，根據課堂作業(yè)提交與結果計分；占比10%期末考試一頁開卷1,2,3,4,5考試成績50%總評成績=平時成績*50%+期末成績*50%100%教學資源表6課程的基本教學資源資源類型資源教材《生物統(tǒng)計學》（第五版），李春喜，科學出版社參考書籍或文獻《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》，盛驟等，高等教育出版社；《生物統(tǒng)計學》，杜榮騫，高等教育出版社；《試驗設計與分析》（第二版），袁志發(fā)、貟海燕，中國農業(yè)出版社；《FundamentalsofBiostatistics》，BernardRosner》DuxburyPress課程網址無課程文檔無課程目標達成情況評價在課程結束后，需要對每一個課程目標（含思政課程目標）進行達成情況進行定性和定量評價，用以實現(xiàn)課程的持續(xù)改進。其中課程目標達成情況的定量評價算法如下：使用教學活動（如課程思政實踐（占5%）、出勤、課堂練習、課堂互動、單元測試、課后作業(yè)等）成績或期末考試部分題目得分率作為評價項目，來對某個課程目標進行達成情況的定量評價；為保證考核的全面性和可靠性，要求對每一個課程目標的評價項目選擇超過兩種；根據施教情況，評價項目可以由教師自行擴展，權重比例可以由教師自行設計；對某一個課程目標有支撐的各評價項目權重之和為1；使用所有學生（含不及格）的平均成績計算。課程分目標達成度計算公式如下（參照教學計劃，本課程分目標一共有5個）：i=i*A/100+i*B/100(i=1-5)其中：A、B分別對應平時考核和期末考核的平均成績（百分計）；各考核環(huán)節(jié)分目標權重系數(shù)如下表：分目標序號平時考核分目標權重系數(shù)i期末考核分目標權重系數(shù)i目標11.00目標20.50.5目標30.50.5目標40.60.4目標50.60.4注：平時考核、期末考核各占50%。課程總目標達成度計算公式如下：=S