《生物统计》课程教学大纲 生物统计 课程名称 Biostatistics 课程代码 21213788 课程性质 专业教育课程 课程类别 专业基础课程 先修课程 高等数学 学分/学时 3.0/48 理论学时 /实验学时 40/8 农学 智慧农业 适用专业 植物保护 开课单位 农学院 设施农业科学与工程 课程负责人石培春 审定日期2022年9月 一、课程简介 《试验设计与统计分析》是农学院农学、智慧农业、植物保护、设施农业科学与工程专 业的专业基础课、必修课，是一门将理论与实践高度统一的工具性课程。通过学习，学生具 有运用统计学原理进行试验设计、选择正确的统计方法分析试验结果及解释分析结果的能力， 运用统计软件正确处理和分析试验数据的能力、科学研究、统计思维和亚革务实的科研精神 等综合能力，增强学生专业认同感，运用统计学基础知识对专业领域有关问题进行一定分析 判断的能力。 课程系统阐述田间试验的设计与实施、试验资料的整理与描述、常用概率分布等统计学 基本原理，介绍常用的统计分析方法和原理及在生产实践上的应用，为后续专业课程的学习、 大学生创新项目、毕业设计和将来的科学研究奠定统计学基础。 二、课程目标 本课程有3个课程目标，具体如下： 目标1：了解在科学研究中进行试验设计和统计分析的重要性，掌握常用田间试验设计 与实施及对原始数据进行初步整理和描述的方法，熟知常用的概率分布。 目标2：掌握生物统计方法的基本原理和分析步骤，应用几种基本的生物统计方法进行 专业试验结果的统计分析，并获得可靠的结论，其备批判性思维和创新思想能。 目标3：具备常用统计软件SPSS处理和分析试验数据的基本技能并对结果作出科学正 确的结论，解决农业生产实际问题的能力
17 《生物统计》课程教学大纲 课程名称 生物统计 Biostatistics 课程代码 21213788 课程性质 专业教育课程 课程类别 专业基础课程 先修课程 高等数学 学分/学时 3.0/48 理论学时 /实验学时 40/8 适用专业 农学 智慧农业 植物保护 设施农业科学与工程 开课单位 农学院 课程负责人 石培春 审定日期 2022 年 9 月 一、课程简介 《试验设计与统计分析》是农学院农学、智慧农业、植物保护、设施农业科学与工程专 业的专业基础课、必修课，是一门将理论与实践高度统一的工具性课程。通过学习，学生具 有运用统计学原理进行试验设计、选择正确的统计方法分析试验结果及解释分析结果的能力， 运用统计软件正确处理和分析试验数据的能力、科学研究、统计思维和严谨务实的科研精神 等综合能力，增强学生专业认同感，运用统计学基础知识对专业领域有关问题进行一定分析 判断的能力。 课程系统阐述田间试验的设计与实施、试验资料的整理与描述、常用概率分布等统计学 基本原理，介绍常用的统计分析方法和原理及在生产实践上的应用，为后续专业课程的学习、 大学生创新项目、毕业设计和将来的科学研究奠定统计学基础。 二、课程目标 本课程有 3 个课程目标，具体如下： 目标 1：了解在科学研究中进行试验设计和统计分析的重要性，掌握常用田间试验设计 与实施及对原始数据进行初步整理和描述的方法， 熟知常用的概率分布。 目标 2：掌握生物统计方法的基本原理和分析步骤，应用几种基本的生物统计方法进行 专业试验结果的统计分析，并获得可靠的结论, 具备批判性思维和创新思想能。 目标 3：具备常用统计软件 SPSS 处理和分析试验数据的基本技能并对结果作出科学正 确的结论，解决农业生产实际问题的能力
各课程目标对毕业要求指标点的支撑关系见下表： 课程目标 毕业要求 华业要求指标点 指标点4.1：掌握生物学、统计学、气象学、农业工程学 (设施)4.专业素养 园艺植物保护学等专业基础知识。 (农学)4。专业素养 指标点4.1：掌握生物学、遗传学、土壤肥料学、农业气象 课程目标1 (智慧农业)2.理学素 学、生态学、植物保护等农学专业基础知识： 指标点2.2：具有农学、计算机、农业信息等专业基础理论 (植保)2.理学素养 知识与实验技能。 指标点2.2：具有生物学、农学等专业基础理论与实验技能。 指标点5.3：具有运用所学的知识解决本领域内实际问题的 能力。 指标点4.4：具备应用作物学及相关领域基本原理、方法， (设施)5.审辩创新 对农业领域复杂问题进行综合分析、研究与诊断，提出相 (农学)4.专业素养 应对策和建议，形成解决方案的能力。 课程目标2 (智慧农业)5.审辨创 指标点5.1：具有批判性思维和创新能力，能够将创新思维 创新能力在智慧农业创新创业活动中付诸实践。 (植保)5.审辨创新 指标点5,2：具有扎实的专业理论知识与技能，能够发现 辨析农业领域的相关现象和问题，并提出自己的见解或应 对措施。 指标点4.4：具有认识和解决本专业内问题的科学思维和方 法。 指标点3.3：能够恰当使用现代信息技术手段和分析工具， (设施)4.专业素养 对作物科学领域的数据信息进行收集和分析处理，完成所 (农学)3.信息运用 从事的专业任务。 课程目标3 (智慧农业)3.信息运 令 指标点4.2：具备独立获取知识和信息处理的能力，能够 应用现代信息技术手段和工具对智慧农业领域的数据信息 (植保)3.信息运用 进行统计、分析、模拟和预测等。 指标点3,2：能够应用现代信息技术手段和工具对植物保护 领域的数据信息进行统计分析、预测。 18
18 各课程目标对毕业要求指标点的支撑关系见下表： 课程目标 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 1 （设施）4. 专业素养 （农学）4. 专业素养 （智慧农业）2 .理学素 养 （植保）2. 理学素养 指标点 4.1：掌握生物学、统计学、气象学、农业工程学、 园艺植物保护学等专业基础知识。 指标点 4.1：掌握生物学、遗传学、土壤肥料学、农业气象 学、生态学、植物保护等农学专业基础知识； 指标点 2.2：具有农学、计算机、农业信息等专业基础理论 知识与实验技能。 指标点 2.2：具有生物学、农学等专业基础理论与实验技能。 课程目标 2 （设施）5. 审辩创新 （农学）4. 专业素养 （智慧农业）5. 审辨创 新 （植保）5. 审辨创新 指标点 5.3：具有运用所学的知识解决本领域内实际问题的 能力。 指标点 4.4：具备应用作物学及相关领域基本原理、方法， 对农业领域复杂问题进行综合分析、研究与诊断，提出相 应对策和建议，形成解决方案的能力。 指标点 5.1：具有批判性思维和创新能力，能够将创新思维、 创新能力在智慧农业创新创业活动中付诸实践。 指标点 5.2：具有扎实的专业理论知识与技能，能够发现、 辨析农业领域的相关现象和问题，并提出自己的见解或应 对措施。 课程目标 3 (设施）4. 专业素养 （农学）3. 信息运用 （智慧农业）3. 信息运 用 （植保）3. 信息运用 指标点 4.4：具有认识和解决本专业内问题的科学思维和方 法。 指标点 3.3：能够恰当使用现代信息技术手段和分析工具， 对作物科学领域的数据信息进行收集和分析处理，完成所 从事的专业任务。 指标点 4.2 ：具备独立获取知识和信息处理的能力，能够 应用现代信息技术手段和工具对智慧农业领域的数据信息 进行统计、分析、模拟和预测等。 指标点 3.2：能够应用现代信息技术手段和工具对植物保护 领域的数据信息进行统计分析、预测
三、教学内容 知识草元 对空课凝目标 学习成果 教学内容 课短目标达成方式 耀 1教学活动： 解的的和内容 1统计学分类 会各个领城的案 .统计的误用和用 2》案例教学： 论 果程目标1、2.3 生物的 学研究中的地位和作用 绝 )文献阅读、思专栏课外拓展学时 阅读， 民精神、胡杨精神 1.了解田试验的意义、任务与要求，掌军日 试哈常用术语 1)老媒体教学 异的 及田同试验误差末源 思同试验 课程目标1、2 田同试验种类、叔定试验方案的基本要 理论 掌据常用的田间试验设计方法和实施。 教学 学时 9.拉丁方设 思政感悟 ,表区试验设计 课后作业 民自精神 ,掌据资料整理的方法 量性状资 表和装计图 理论 误程日标1、2 的集中度 一利用统 4计量资科的整理 2 文 学时 ,思政专栏课外拓展 解事件、事件发生做率，掌探概率和小餐率 1.概率的统计意义 测试、课后作业」 分用 课程用12 学据离型和连线型变量的瓶率分布 式分布的定义、性质、概率计算和网 正本分布和正态的定和 概率计 29
19 三、教学内容 知识单元 对应课程目标 学习成果 教学内容 课程目标达成方式 学时 分配 1.绪论 课程目标 1、2、3 1.了解统计的重要作用； 2.掌握统计分析在农业科学研究中的作用； 3.了解统计学的发展概况； 4.重点掌握本课程的目的和内容； 课程思政点：①利用统计在军事上的案例（弘扬 抗美援朝精神 ）；②英国洛桑试验站及创始人洛 桑在生物统计和田间试验设计方面的巨大贡献 及袁隆平院士和曹连莆教授案例（扎实做科研， 兵团精神、胡杨精神）。 1.统计学分类 2.统计渗透在社会各个领域的案例 3.统计的误用和滥用 4.生物统计在科学研究中的地位和作用 5.生物统计概念 6.统计学的发展：古典记录统计学、近代描述 统计学和现代推断统计学 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）案例教学； 2. 学习任务： （1）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读。 理论 1 学时 2.田间试验 概述 课程目标 1、2 1.了解田间试验的意义、任务与要求，掌握田 间试验常用术语； 2.掌握田间试验误差的来源及控制途径，土壤 差异及试验地选择，田间试验基本原则和控制 土壤差异的小区技术； 3.掌握田间试验种类、拟定试验方案的基本要 求和方法； 4、掌握常用的田间试验设计方法和实施。 课程思政点：①试验重演性-通过国内外学术不 端案例（治学严谨，坚决抵制学术不端行为）； ②系统误差—“天眼”为什么选址在贵州及天 眼背后的故事，南仁东 22 年的梦想与坚守（爱 国情怀、民族自豪感、工匠精神）。 1.田间试验要求 2.田间试验常用术语 3.系统误差和随机误差及田间试验误差来源 4.田间试验设计三原则 5.控制土壤差异的小区技术 6.田间试验的分类和方案 7.完全随机试验设计 8.随机区组试验设计 9.拉丁方设计 10.裂区试验设计 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）启发式教学； （3）案例教学； （4）课堂讨论； （5）任务驱动式教学。 2. 学习任务： （1）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读、思政感悟； （2）章节测试、课后作业。 理论 6 学时 3.资料的整 理与描述 课程目标 1、2 1.掌握试验资料的分类与特点； 2.掌握资料整理的方法； 3.了解常用统计表和统计图； 4.掌握描述统计； 课程思政点：资料的集中程度和离散程度-利用统 计学的有关知识解读脱贫攻坚政策 ，理解国家的 方针政策，感受社会主义制度的优越性，增强四 个自信。 1.数量性状资料的分类和特点 2.质量性状资料分类和特点 3.计数资料的整理 4.计量资料的整理 5.常用的统计图 6.平均数的分类、统计意义和计算方法 7.常用的变异数的统计意义和计算方法 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）案例教学； （3）启发式教学； 2. 学习任务： （1）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读、思政感悟； （2）章节测试、课后作业。 理论 3 学时 4.常用概率 分布 课程目标 1、2、 3 1.了解事件、事件发生概率，掌握概率和小概率 原理； 2.掌握离散型和连续型变量的概率分布； 3.掌握二项式分布的定义、性质、概率计算和应 用条件； 1.概率的统计意义 2.小概率事件实际不可能性原理 3.离散型和连续型随机变量的概率分布 4.二项式分布的定义、特征和概率计算 5.正态分布和标准正态的定义和特征和概率计 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）案例教学； （3）启发式教学； （4）任务驱动式教学； 理论 6 学时
4.掌挥正态分布的定义、特征和概率计算 2 5.掌握样本平均数的抽样分布和标准误： 6样本平均数抽样分布总体的参数及和原总体 课程思政点：小概率原理的“大”教有意义。“蝴 之间的关系 (2)文献阅读、思政专栏课外拓展 蝶效应”、“愚公移山”、“滴水石穿”、“铁杵磨针 7.样本平均数抽样分布的性质和中心极限定理： 阅读、思政感悟： 等案例（坚忍不拔、锲而不舍的品质） 8.标准差和标准误的联系和区别 (3)章节测试、课后作业 1.教学活动： (1)多媒体教学： 1掌挥假设检验的基本原理： 1假设检验的意义和步骤 (2)启发式教学： 2.掌据单个样本平均数的假设检验 2假设检验的两类错误 (3)案例教学： 3.掌挥两个样本平均数的假设检验： 3.两尾检验和一尾检验 (4)课堂讨论： (5)任务动式教学 理论 4.了解百分数资料的假设检验： 4,单个样本平均数的u检验和t检验 7学时 4.假设检验 课程目标1、2、3 5,掌握参数的区间估计： 5.非配对设计的假设检验 (6)成果导向式教学 课程思政点：①概率性质的反证法逆向思维能力 6.配对设计的假设检验 2.学习任务： 实验 的培养（②从两类错误的角度思考新冠肺炎疫情 7.单个和两个样本百分数资料的假设检验 (1)文献阅读、思政专栏课外拓展 2学时 8.正态总体平均数和二项总体百分数的置信区 迹， 爆发初期试剂假阳性问愿（中国的大国担当和钟 (2)章节测试、课后作业： 南山精神，中华儿女的担当和责任)。 (3)思维导图： (4)上机实验报告。 1.教学活动 (1)多媒体教学： 1.方差分析的基本原理 1掌握方差分析的基本原理、方法和步骤： 2.方差分析的步骤 (2)启发式教学： 2.掌握单因素试验资料的方差分析： 3.单因素完全随机试验资料的方差分析 (3)案例教学 3.掌挥两因素试验资料的方差分析： 4.单因素随机区组试验资料的方差分析 (4)课堂讨论： 理论 4.了解三因素试验资料的方差分析： 5.两因素完全随机无重复资料的方差分析 (5)任务驱动式教学： 11学 5.方差分析 课程目标1、2、35.了解方差分析的基本假定和数据转换： 6,两因素完全随机有重复资料的方差分析 (6)成果导向式教学。 课程思政点：严谨的统计分析过程和课堂训练 7.两因素系统分组试验资料的方差分析 2 学习任务： 1)文献阅读、思政专栏课外拓展 4学时 (树立正确的统计伦理操守，提高统计尽责与统 8.两因素随机区组试验资料的方差分析 计问责的伦理精神，增强统计责任意识，脚踏实 9.三因素试验资料的方差分析 阅读： 地、崇尚科学)。 10.方差分析的基本假定 (2)章节测试、课后作业： 11.数据转换 (3)思维导图： (4)上机实验报告。 1掌据卡方定义、分布及卡方检验的意义 1.卡方检验的意义与原理 1.教学活动： 2.掌握卡方检验的步骤和卡方的连续性矫正： 2.卡方分布与特点 (1)多媒体教学： 3.掌挥适合性检验的意义和适合性检验的方法： 3.卡方检验的基本方法 (2)启发式教学： 6.卡方检验 课程目标2 4.掌挥独立性检验的意义和独立性检验的方法： 1卡平方鸱的雀续性桥正 (3)案例教学： 理论 5.掌挥适合性检验和独立性检验的区别： 5.适合性检验的意义和方法 (4)课堂讨论： 2学时 课程思政点：根据素坦尼克号男性、妇女和儿童 6独立性检验的意义和方法 (S)任野动式教学 的死亡数据和幸存数据提出问题：男人、女人和 7独立性检验和适合性检验在研究目的、归组(6)成果导向式教学法
20 4.掌握正态分布的定义、特征和概率计算； 5.掌握样本平均数的抽样分布和标准误； 课程思政点：小概率原理的“大” 教育意义。“蝴 蝶效应”、“愚公移山”、“滴水石穿”、“铁杵磨针” 等案例（坚忍不拔、锲而不舍的品质）。 算 6.样本平均数抽样分布总体的参数及和原总体 之间的关系 7.样本平均数抽样分布的性质和中心极限定理; 8.标准差和标准误的联系和区别 2. 学习任务： （1）课堂练习； （2）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读、思政感悟； （3）章节测试、课后作业。 4.假设检验 课程目标 1、2、3 1.掌握假设检验的基本原理； 2.掌握单个样本平均数的假设检验； 3.掌握两个样本平均数的假设检验； 4.了解百分数资料的假设检验； 5.掌握参数的区间估计； 课程思政点：①概率性质的反证法(逆向思维能力 的培养)(②从两类错误的角度思考新冠肺炎疫情 爆发初期试剂假阳性问题（中国的大国担当和钟 南山精神，中华儿女的担当和责任）。 1.假设检验的意义和步骤 2.假设检验的两类错误 3.两尾检验和一尾检验 4.单个样本平均数的 u 检验和 t 检验 5.非配对设计的假设检验 6.配对设计的假设检验 7.单个和两个样本百分数资料的假设检验 8.正态总体平均数和二项总体百分数的置信区 间 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）启发式教学； （3）案例教学； （4）课堂讨论； （5）任务驱动式教学； （6）成果导向式教学。 2. 学习任务： （1）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读； （2）章节测试、课后作业； （3）思维导图； （4）上机实验报告。 理论 7 学时 + 实验 2 学时 5.方差分析 课程目标 1、2、3 1.掌握方差分析的基本原理、方法和步骤； 2.掌握单因素试验资料的方差分析； 3.掌握两因素试验资料的方差分析； 4.了解三因素试验资料的方差分析； 5.了解方差分析的基本假定和数据转换； 课程思政点：严谨的统计分析过程和课堂训练 （树立正确的统计伦理操守，提高统计尽责与统 计问责的伦理精神，增强统计责任意识，脚踏实 地、崇尚科学）。 1.方差分析的基本原理 2.方差分析的步骤 3.单因素完全随机试验资料的方差分析 4.单因素随机区组试验资料的方差分析 5.两因素完全随机无重复资料的方差分析 6.两因素完全随机有重复资料的方差分析 7.两因素系统分组试验资料的方差分析 8.两因素随机区组试验资料的方差分析 9.三因素试验资料的方差分析 10.方差分析的基本假定 11.数据转换 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）启发式教学； （3）案例教学； （4）课堂讨论； （5）任务驱动式教学； （6）成果导向式教学。 2. 学习任务： （1）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读； （2）章节测试、课后作业； （3）思维导图； （4）上机实验报告。 理论 11 学 时+ 实验 4 学时 6.卡方检验 课程目标 2 1.掌握卡方定义、分布及卡方检验的意义； 2.掌握卡方检验的步骤和卡方的连续性矫正； 3.掌握适合性检验的意义和适合性检验的方法； 4.掌握独立性检验的意义和独立性检验的方法； 5.掌握适合性检验和独立性检验的区别； 课程思政点：根据泰坦尼克号男性、妇女和儿童 的死亡数据和幸存数据提出问题：男人、女人和 1.卡方检验的意义与原理 2.卡方分布与特点 3.卡方检验的基本方法 4.卡平方测验的连续性矫正 5.适合性检验的意义和方法 6.独立性检验的意义和方法 7.独立性检验和适合性检验在研究目的、归组 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）启发式教学； （3）案例教学； （4）课堂讨论； （5）任务驱动式教学； （6）成果导向式教学法。 理论 2 学时
学习任务： (1)文献阅读、思政专栏课外拓展 使命意识)。 阅读： (2)章节测试、课后作业： 1掌挥回归和相关的概念 1.教学活动： 1变量间的关系 (1)多媒体教学 3.掌挥直线相关分析 2.统计关系的分类 (2)启发式教学： 4.掌挥直线回归分析和直线相关分析的区别和联 3回归分析的特点、分类及历史背景 (3)案例教学： 4.相关分析的特点和分类 (4)课堂讨论： 5.回归分析和相关分析的区别 (5)任务驱动式教学 7.直线回归 课程思政点：①高尔顿与回归分析的起源和科学 课程目标2、3 家们追求真理的事迹（严遂求实的科学作风。 6直线回归方程的建立 (6)成果导向式教学。 和相关分析 于探素的创新精神和百折不挠的奋斗精神)。② 7.直线回归方程的离回归标准误 2.学习任务： 8.直线回归的假设检验 幸士外析的短太是以钙据为本即安夏号据为 (1)文献阅读、思政专栏课外拓展 2学时 9.直线回归的区间估计 本。 数据是统计学的基本元素，也是后续统计 10.决定系数 描述和统计推断的基础。在进行数据收集整理 时，要求学生尊重数据和求真务实，树立用数据 11.相关系数和相关系数的显著性检验 (3)思维导图： 说话的严谨态度。 12.决定系数和相关系数的区别 (4)上机实验报告. 注：
21 儿童的幸存率相同吗？让学生根据已有数据进 行独立性检验，得出结论（大局、担当、责任和 使命意识）。 方式、提假设、计算理论值和自由度等方面区 别 2. 学习任务： （1）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读； （2）章节测试、课后作业； 7.直线回归 和相关分析 课程目标 2、3 1.掌握回归和相关的概念； 2.掌握直线回归分析； 3.掌握直线相关分析; 4.掌握直线回归分析和直线相关分析的区别和联 系； 课程思政点：①高尔顿与回归分析的起源和科学 家们追求真理的事迹（严谨求实的科学作风，勇 于探索的创新精神和百折不挠的奋斗精神）。② 统计分析的根本是以数据为本，即“客观数据为 本”。 数据是统计学的基本元素，也是后续统计 描述和统计推断的基础。在进行数据收集整理 时，要求学生尊重数据和求真务实，树立用数据 说话的严谨态度。 1.变量间的关系 2.统计关系的分类 3.回归分析的特点、分类及历史背景 4.相关分析的特点和分类 5.回归分析和相关分析的区别 6.直线回归方程的建立 7.直线回归方程的离回归标准误 8.直线回归的假设检验 9.直线回归的区间估计 10.决定系数 11.相关系数和相关系数的显著性检验 12.决定系数和相关系数的区别 1.教学活动： （1）多媒体教学； （2）启发式教学； （3）案例教学； （4）课堂讨论； （5）任务驱动式教学； （6）成果导向式教学。 2. 学习任务： （1）文献阅读、思政专栏课外拓展 阅读； （2）章节测试、课后作业； （3）思维导图； （4）上机实验报告。 理论 4 学时 +实验 2 学时 注：