《生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

第頁《生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱課程簡介課程中文名生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程英文名BiologicalStatisticsandExperimentalDesigns課程代碼137D08E課程學(xué)分2總學(xué)時(shí)數(shù)34課程類別□通識課程□學(xué)科基礎(chǔ)課專業(yè)課□實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課□其他課程性質(zhì)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(bào)告□大型作業(yè)□課程作品□其他開課學(xué)院海洋學(xué)院開課基層教學(xué)組織生物技術(shù)系面向?qū)I(yè)生物技術(shù)專業(yè)開課學(xué)期2.1學(xué)期課程負(fù)責(zé)人審核人先修課程高等數(shù)學(xué)后續(xù)課程無課程網(wǎng)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(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)”是生物科學(xué)和概率統(tǒng)計(jì)有機(jī)結(jié)合而形成的一門學(xué)科，是生命科學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，是在學(xué)生學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程和部分生物基礎(chǔ)課程后開設(shè)的一門課程。生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)是探索生命科學(xué)領(lǐng)域中的隨機(jī)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(xué)領(lǐng)域的隨機(jī)現(xiàn)象為研究對象，介紹如何用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法對生命科學(xué)領(lǐng)域中的問題進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、并對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析，從而揭示生物體內(nèi)在的規(guī)律或生物與環(huán)境之間的關(guān)系。通過本課程的學(xué)習(xí)使得學(xué)生掌握數(shù)據(jù)收集、匯總、統(tǒng)計(jì)、作圖的基本知識、原理和方法，具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、制表作圖的能力。（英文）課程目標(biāo)《生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)》是以生命科學(xué)領(lǐng)域的隨機(jī)現(xiàn)象為研究對象，講述如何用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法對生命科學(xué)領(lǐng)域中的問題進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、并對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析，從而揭示生物體內(nèi)在的規(guī)律或生物與環(huán)境之間的關(guān)系。結(jié)合國家建設(shè)和民族復(fù)興的新時(shí)代背景，鍛煉學(xué)生辯證思維、系統(tǒng)思維及底線思維的科學(xué)思維模式，增強(qiáng)學(xué)生的家國情懷與文化自信，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。通過理論教學(xué)和實(shí)踐活動，達(dá)到以下課程目標(biāo)：表1課程目標(biāo)序號具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1具備一定的認(rèn)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(xué)思維模式，及時(shí)了解生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的新理論新方法，及時(shí)掌握國家相關(guān)方面的科技戰(zhàn)略需求，樹立強(qiáng)烈的愛國主義使命感與責(zé)任心。課程目標(biāo)2掌握生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，并能應(yīng)用這些原理和方法對生物科學(xué)領(lǐng)域中的問題進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、整理計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析。課程目標(biāo)3對數(shù)據(jù)建立感知，對隨機(jī)現(xiàn)象具有足夠的認(rèn)識，形成系統(tǒng)性的統(tǒng)計(jì)思維方法及解決科學(xué)問題。課程目標(biāo)4建立統(tǒng)計(jì)推斷的基本思想、掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析的基本技能，形成科學(xué)的思維能力和創(chuàng)新能力；利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理和分析，進(jìn)行科研創(chuàng)新和知識管理。課程目標(biāo)5養(yǎng)成較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)意識和能力，能夠較好地處理獨(dú)立自主與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的關(guān)系。課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系表2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：過硬的思想政治素質(zhì)和深厚的人文情懷：有正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，善于用馬克思主義的立場、觀點(diǎn)和方法來認(rèn)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(jiān)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(wù)實(shí)作風(fēng)。始終保持昂揚(yáng)的斗志和堅(jiān)韌不拔的作風(fēng)，堅(jiān)定不移地朝著既定的奮斗目標(biāo)前進(jìn)。1畢業(yè)要求4：專業(yè)知識：能夠應(yīng)用生物技術(shù)專業(yè)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析生物學(xué)中復(fù)雜現(xiàn)象和問題的原因，并獲得有效結(jié)論。4.2能基于生物技術(shù)及相關(guān)科學(xué)原理、數(shù)學(xué)模型和概率統(tǒng)計(jì)等方法正確表達(dá)生物學(xué)復(fù)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(shù)相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源和信息技術(shù)工具，并能夠理解其局限性。6.2能夠針對生物學(xué)的復(fù)雜問題，選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源和專業(yè)模擬軟件，對問題進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)；3,4畢業(yè)要求9：個(gè)人和團(tuán)隊(duì)：能夠理解團(tuán)隊(duì)合作的意義，能夠在團(tuán)隊(duì)中根據(jù)角色要求（團(tuán)隊(duì)成員或負(fù)責(zé)人）發(fā)揮相應(yīng)的作用，并與團(tuán)隊(duì)成員有效溝通，協(xié)調(diào)工作。9.1能與其他專業(yè)的成員有效溝通，合作共事，能夠?qū)ι锛夹g(shù)專業(yè)問題進(jìn)行科學(xué)分析，能權(quán)衡利弊，并做出合理決策。9.3掌握生物技術(shù)專業(yè)項(xiàng)目管理的基本原理和方法，具備一定的研究或開發(fā)項(xiàng)目組織、管理和領(lǐng)導(dǎo)能力。3,4,5課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容和方法的對應(yīng)關(guān)系表3課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的對應(yīng)關(guān)系教學(xué)內(nèi)容詳細(xì)內(nèi)容與要求教學(xué)方法課程目標(biāo)1.概論（1）教學(xué)內(nèi)容：統(tǒng)計(jì)學(xué)的產(chǎn)生、分類和研究方法；生物統(tǒng)計(jì)學(xué)常用術(shù)語（2）教學(xué)重點(diǎn)：生物學(xué)常用術(shù)語（3）教學(xué)難點(diǎn)：參數(shù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)，樣本與整體的區(qū)分（4）教學(xué)要求：初步建立統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)思想，理解并識記生物學(xué)常用術(shù)語。思政融合點(diǎn)1：通過對統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展史、歷史上統(tǒng)計(jì)學(xué)知識運(yùn)用的典型案例等資料的閱讀，增強(qiáng)學(xué)生的四個(gè)意思、四個(gè)自信，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解并自覺實(shí)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(jì)學(xué)發(fā)展史資料查閱1,22.資料整理與特征數(shù)計(jì)算（1）教學(xué)內(nèi)容：統(tǒng)計(jì)資料的整理、分析、制表；特征數(shù)計(jì)算；（2）教學(xué)重點(diǎn)：統(tǒng)計(jì)資料的分析、制表（3）教學(xué)難點(diǎn)：特征數(shù)如變異量的計(jì)算，異常值的剔除原則。（4）教學(xué)要求：對原始資料能夠獨(dú)自進(jìn)行整理匯總分析制表，并科學(xué)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(xué)內(nèi)容：概率基礎(chǔ)知識簡介：事件、概率、隨機(jī)變量等常見的理論分布：二項(xiàng)分布、泊松分布及正態(tài)分布無偏差估計(jì)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(xué)重點(diǎn)：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(xué)難點(diǎn)：無偏差估計(jì)、樣本平均數(shù)、平均數(shù)差數(shù)的分布的特征（4）教學(xué)要求：掌握常見理論分布的特征及相關(guān)計(jì)算，會運(yùn)用t分布、χ2分布、F分布表查表并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。課堂講授、討論、課后作業(yè)、軟件使用2,34.統(tǒng)計(jì)推斷（1）教學(xué)內(nèi)容：假設(shè)檢驗(yàn)的原理與方法樣本平均數(shù)、頻率的假設(shè)檢驗(yàn)參數(shù)的區(qū)間估計(jì)和點(diǎn)估計(jì)樣本方差的同質(zhì)性檢驗(yàn)（2）教學(xué)重點(diǎn)：假設(shè)檢驗(yàn)的原理和方法；參數(shù)區(qū)間估計(jì)和點(diǎn)估計(jì)。（3）教學(xué)難點(diǎn)：參數(shù)區(qū)間估計(jì)和點(diǎn)估計(jì)（4）教學(xué)要求：掌握假設(shè)檢驗(yàn)的基本原理和方法，會進(jìn)行參數(shù)的區(qū)間估計(jì)與點(diǎn)估計(jì)的相關(guān)計(jì)算。思政融合點(diǎn)2：通過對假設(shè)檢驗(yàn)和區(qū)間估計(jì)、點(diǎn)估計(jì)進(jìn)行相關(guān)的案例分析，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)思維、辯證思維等科學(xué)思維方式客觀辯證的分析客觀事實(shí)，不人云亦云，激發(fā)學(xué)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(xué)內(nèi)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(xué)重點(diǎn)：方差分析的實(shí)際應(yīng)用（3）教學(xué)難點(diǎn)：方差分析的數(shù)學(xué)模型（4）教學(xué)要求：掌握單因素、二因素方差分析的基本方法，能夠獨(dú)立的對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)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(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和方法，簡單的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法（1）教學(xué)內(nèi)容：試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理簡單的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法正交表的構(gòu)造、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和方法正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析（2）教學(xué)重點(diǎn)：試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和方法（3）教學(xué)難點(diǎn)：正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析（4）教學(xué)要求：掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則，會進(jìn)行簡單正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)及相關(guān)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析思政融合點(diǎn)3：結(jié)合生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，通過學(xué)生運(yùn)用所學(xué)對生物資源、環(huán)境保護(hù)等方面自己感興趣的點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對其進(jìn)行科學(xué)思維方式的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)理論，培養(yǎng)其探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)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(guān)分析（1）教學(xué)內(nèi)容：回歸和相關(guān)的概念直線相關(guān)非線性回歸的直線化（2）教學(xué)重點(diǎn)：直線和非線性回歸的直線化的軟件應(yīng)用（3）教學(xué)難點(diǎn)：直線回歸的數(shù)學(xué)模型（4）教學(xué)要求：會運(yùn)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)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(xué)時(shí)分配各章節(jié)的學(xué)時(shí)分配如表4所示。表4學(xué)時(shí)分配表教學(xué)內(nèi)容講課時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)實(shí)踐學(xué)時(shí)課內(nèi)上機(jī)時(shí)數(shù)課外上機(jī)時(shí)數(shù)自學(xué)時(shí)數(shù)習(xí)題課討論時(shí)數(shù)1.概論22.資料整理與特征數(shù)計(jì)算23.概率和概率分布44.統(tǒng)計(jì)推斷85.方差分析86.試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和方法，簡單的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法67.直線回歸、可直線化的非線性回歸與相關(guān)分析4合計(jì)34總計(jì)課內(nèi)34學(xué)時(shí)課程學(xué)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(gòu)成比率：平時(shí)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(bào)告）：一頁開卷平時(shí)成績以下幾項(xiàng)考核項(xiàng)目，總占比50%，考核項(xiàng)目包括：課程思政實(shí)踐（占5%）、出勤、課堂練習(xí)、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(gòu)成考核項(xiàng)目考核關(guān)聯(lián)的課程目標(biāo)考核依據(jù)與方法占總評成績的比重平時(shí)成績課程思政實(shí)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(nèi)容的融合度等，考查學(xué)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(zhuǎn)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(xué)生）且經(jīng)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(xí)2,3,4根據(jù)課堂練習(xí)提交情況及批閱成績，計(jì)算平均得分；至少3次課堂練習(xí)；占比10%課堂互動3,4通過課堂提問、搶答等環(huán)節(jié)，根據(jù)回答積極性、回答質(zhì)量與回答次數(shù)計(jì)分；占比10%單元測試2,3,4,5通過課堂進(jìn)行的隨機(jī)小測試的批閱成績，計(jì)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(nèi)容相關(guān)的課后練習(xí)，根據(jù)課堂作業(yè)提交與結(jié)果計(jì)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(shí)成績*50%+期末成績*50%100%教學(xué)資源表6課程的基本教學(xué)資源資源類型資源教材《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》（第五版），李春喜，科學(xué)出版社參考書籍或文獻(xiàn)《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》，盛驟等，高等教育出版社；《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》，杜榮騫，高等教育出版社；《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析》（第二版），袁志發(fā)、貟海燕，中國農(nóng)業(yè)出版社；《FundamentalsofBiostatistics》，BernardRosner》DuxburyPress課程網(wǎng)址無課程文檔無課程目標(biāo)達(dá)成情況評價(jià)在課程結(jié)束后，需要對每一個(gè)課程目標(biāo)（含思政課程目標(biāo)）進(jìn)行達(dá)成情況進(jìn)行定性和定量評價(jià)，用以實(shí)現(xiàn)課程的持續(xù)改進(jìn)。其中課程目標(biāo)達(dá)成情況的定量評價(jià)算法如下：使用教學(xué)活動（如課程思政實(shí)踐（占5%）、出勤、課堂練習(xí)、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(jià)項(xiàng)目，來對某個(gè)課程目標(biāo)進(jìn)行達(dá)成情況的定量評價(jià)；為保證考核的全面性和可靠性，要求對每一個(gè)課程目標(biāo)的評價(jià)項(xiàng)目選擇超過兩種；根據(jù)施教情況，評價(jià)項(xiàng)目可以由教師自行擴(kuò)展，權(quán)重比例可以由教師自行設(shè)計(jì)；對某一個(gè)課程目標(biāo)有支撐的各評價(jià)項(xiàng)目權(quán)重之和為1；使用所有學(xué)生（含不及格）的平均成績計(jì)算。課程分目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算公式如下（參照教學(xué)計(jì)劃，本課程分目標(biāo)一共有5個(gè)）：i=i*A/100+i*B/100(i=1-5)其中：A、B分別對應(yīng)平時(shí)考核和期末考核的平均成績（百分計(jì)）；各考核環(huán)節(jié)分目標(biāo)權(quán)重系數(shù)如下表：分目標(biāo)序號平時(shí)考核分目標(biāo)權(quán)重系數(shù)i期末考核分目標(biāo)權(quán)重系數(shù)i目標(biāo)11.00目標(biāo)20.50.5目標(biāo)30.50.5目標(biāo)40.60.4目標(biāo)50.60.4注：平時(shí)考核、期末考核各占50%。課程總目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算公式如下：=S