试验设计与统计分析教案.docx
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试验设计与统计分析教案
《试验设计与统计剖析》教课设计
课程名称
试验设计与统计剖析
学分数
3
总学时：
54
课型
必修课（√）
选修课（
）
讲
课：
42
学时
理论课（√）
实验课（√）
实验课：
12
学时
任课教师
职称
副教授
讲课对象
12林学
基本教材
和主要参
考资料
教课目标
和要求
教课重点、难点
教材：
1.朱明哲主编.试验设计与统计剖析.中国农业第一版社，1992.
2.盖钧镒主编.试验统计方法.中国农业第一版社，2000
参照书：
1.李春喜主编.生物统计学（第三版）.科学第一版社，2005
2.盖钧镒主编.试验统计方法.中国农业第一版社，2000
3.袁志发周静芋主编.试验设计与剖析.高等教育第一版社，2000
4.杜荣骞主编.生物统计学.高等教育第一版社，2003
5.于洪彦主编.EXCEL统计剖析与决议.高等教育第一版社，2001
6.王文中主编.EXCEL在统计剖析中应用.中国铁道第一版社，2003
试验设计与统计剖析是运用数理统计理论与方法研究农业科学研究和技术工作中，所需的试验设计设计、实行和试验资料统计剖析方法的一门应用学科，是农学类、植物保护类专业的专业基础课。
本课程在高等数学、概率论与数理统计等课程的基础上，介绍数理统计的基本观点和基根源理，解说试验设计的基本要求、设计实行和试验资料统计剖析方法，既波及一些谨慎的数学理论和方法，又密切联合农业生产和科学研究实践。
作为农学类、植物保护类等专业专科生必修的一门专业基础课，教课目标是为进一步学习
遗传学、作物种植学、作物育种学等专业基础课和专业课确立必备的基础，为睁开农业科学研究和技术工作供给统计剖析工具，同时，还要培育学生剖析问题和解决问题的能力。
要修业生
掌握常用的统计剖析方法，基本的试验设计方法，Excel的统计剖析功能。
本课程从样本试验数据最基本的描绘统计开始，渐渐引入到统计理论散布，从而介绍这些统计理论在农业科学试验中的应用。
课程的重点是试验设计设计方法和常用的统计剖析方法，但也注意到实验室Excel统计剖析功能的应用。
因为课程内容中波及到一些谨慎的数学理论和方法，教课难点表现为观点多、符号多、公式多、计算量大，理论抽象，系统性强；本课程的另一特色是密切联合农业生产和科学研究实践，所以教课又一难点是实践性强，需要学习者有较好的专业背景知识。
教学进程
第
次课
理论课讲课章节
第一章
绪论及科学试验及其偏差控制
第二章
田间试验的设计与实行
第三章
次数散布和均匀数、变异数
第四章
统计假定查验
第五章
方差剖析
第六章
单要素方差剖析
第七章
多要素方差剖析
第八章
直线回归与有关
第九章
多元回归与有关
第十章
曲线回归与有关
第十一章
聚类剖析
第十二章
主成分剖析
合计
第
次课
实验课讲课内容
1
实验一
数据的整理与特色数的计算
2
实验二
统计假定测试
3
实验三
常用试验设计结果的统计剖析
4
实验四
直线回归和有关
5
合计
学时
3
3
3
3
6
3
6
3
3
3
3
3
42
学时
3
3
3
3
12
备注
本课程采纳多媒体课件教课，理论课解说安排在多媒体教室进行。
实验课安排在微机房进行。
《试验设计与统计剖析》教课设计（章节备课）
章节第一章绪论及科学试验及其偏差控制（3学时）
经过解说，使学生初步认识《试验设计与统计剖析》的研究对象、主要研究内容，
教课目标
理解该课程与其余课程的关系，认识本课程学习的特色与要求，培育学生对本门课程
和要求
学习的兴趣，为后续学习打下基础。
重点：
1.
试验设计与统计剖析的研究对象和内容
重
点
2.
试验设计与统计剖析与其余学科的关系
难
点
3.
试验偏差及其控制
4.试验方案
教课方法多媒体课件教课
新课导入：
关于我们学农业的来说，不论是农学、中药、资环专业，仍是园艺、植
保专业，都离不开试验研究。
研究的对象是复杂的生物有机体（作物、中药材、蔬菜、
果树、昆虫等），农业试验好多都是在田间进行，生物有机体的生长发育、生理活动、
生长变化及有机体受外界环境要素的影响等（光照、温度、水分、土壤条件等），都
使生物学研究的试验结果有较大的差别性，这类差别性常常会掩饰该生物体自己的特
殊规律。
同时，我们获取的结果常常是一堆凌乱无章的数据。
怎样经过这些凌乱无章
教的数据，找出试验资料内在的规律性呢？
生物学研究实践证明，只有正确地应用生物
统计的原理和剖析方法对试验进行合理设计，对数据进行客观剖析，才能获取科学的
学
结论。
那么怎样进行合理的试验设计和科学客观的统计剖析呢？
这就是《试验设计与
进统计剖析》这门课程要给大家介绍的内容。
程新课解说：
一、《试验设计与统计剖析》的主要内容
《试验设计与统计剖析》是运用数理统计的理论与方法研究试验设计的设计、实
施和数据资料统计剖析方法的科学。
二、《试验设计与统计剖析》基本作用
1.供给整理和描绘数据资料的科学方法
2.判断试验结果的靠谱性
教
学
进
程
总结
3.供给由样本推测整体的方法
4.供给试验设计的一些重要原则
三、《试验设计与统计剖析》特色、要乞降学习方法
特色：
观点多、符号多、公式多、计算量大、理论抽象、系统性强、实践性强
侧重基本观点、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。
要求：
1.娴熟掌握几种基本的试验设计方法，能独立、正确进行试验设计；
2.娴熟掌握几种基本的生物统计方法，能独立进行试验结果的统计剖析；
3.培育谨慎精美的治学态度，培育独立勤苦的治学能力。
四、科学试验及其偏差控制
1.科学研究与科学试验
2.试验方案
3.试验偏差及其控制建议学习方法：
1.弄懂基根源理和公式、理解其含义和应用条件
2.仔细造作业，加深对公式及统计步骤的认识。
3.培育科学的统计思想方法
4.联系实质，联合专业，认识统计方法的实质应用。
经过绪论的介绍同学们认识了《试验设计与统计剖析》这门课程研究的主要内容和它的基本作用。
同时也认识了课程的特色和老师对大家的要求，希望同学们在此后的学习过程中能依照要乞降建议的学习方法，认仔细真地听课、独立勤苦的学习，真切地做到学有所得，有所收获。
1.简述控制试验偏差的几种方法？
作业
《试验设计与统计剖析》教课设计（章节备课）
章节
教课目标
和要求
重点
难点
教课方法
第二章田间试验的设计与实行（3学时）
认识田间试验的意义、要乞降作用；理解田间试验的种类和效应、互作的预计，认识田间试验的部署与管理的要乞降技术；理解试验偏差以及与正确度、精准度的关系，比较的靠谱性与偏差大小的关系，偏差的根源及减小偏差的方法。
重点：
田间试验的部署与管理、试验偏差的观点、正确度与精准度的观点难点：
试验偏差及其控制门路
直接讲陈法、示例法、发问、启迪法，
主要运用多媒体课件展现，重要内容采纳书写板书
第一节田间试验的任务和要求（1学时）
田间试验的任务，田间试验的实验室试验、盆栽试验等的关系。
田间试验的要求：
（一）试验目的要明确；
（二）试验结果要靠谱；（三）试验条件要有代表性；（四）试验结果要能够重复。
教
第二节
试验方案（1学时）
试验方案的观点，田间试验的种类——单要素试验、多要素试验和综合性试验。
学
试验要素的效应和交互作用，确立试验方案的重点。
进
第三节
田间试验的部署与管理（
1学时）
程田间试验计划的制定。
试验地准备和田间区划，种子准备，播种或移栽，种植管
理，察看记录，收获及脱粒。
第四节试验偏差及其控制门路（1学时）
试验偏差的观点，试验偏差的根源分为：
（一）试验资料固有的差别；
（二）农事操作和管理技术不一致；（三）土壤差别以及肥力不均、病虫害侵袭等。
控制偏差的门路
1.举例说明田间试验的特色和对田间试验的要求；
2.剖析试验地土壤差别的特色，怎样经过小区技术和试验设计控制土壤差别？
本章思虑题
3.一个长江中下游地域的棉花品种试验，供试品种10个，采纳四次重复随机区组设计，
小区面积10平方米，试画出田间栽种图。
《试验设计与统计剖析》教课设计（章节备课）
章节第三章次数散布和均匀数、变异数（3学时）
1．认识整体与样本、参数与统计数等常用统计术语的观点和试验资料的分类；
教课目标
2．掌握次数散布表和次数散布图的制作方法；
和要求
3．掌握均匀数和变异数的意义和计算方法。
重点重点：
各样资料的次数散布表和次数散布图的方法及其步骤、均匀数、变异数的计算
难点难点：
均匀数、变异数应用
直接讲陈法、示例法、发问、启迪法，
教课方法
主要运用多媒体课件展现，重要内容采纳书写板书
新课导入：
试验资料的采集整理是数据资料办理的首要环节。
数据的采集是统计剖析
的第一步，也是所有统计工作的基础，
基础工作做的不好，此后的统计剖析就没法睁开。
经过检查或试验能够获取大批试验数据
这些数据在未整理以前，一般是分别的、零星
的和孤立的，是一堆无序的数字。
直接用它，是不可以反应任何问题的。
只有经过对资料
的整理剖析，进行归类，使其系统化，才能把数据中包含的客观规律发掘出来。
新课解说：
第一节数据的采集（1
学时）
一、几个常用的统计术语
教
整体、有限总休、无穷整体、察看值、变量、统计数、参数
二、数据的采集
学
间接根源：
利用他人检查或试验的数据
直接根源：
直接的检查和科学试验
进
统计检查的方式：
１．普查
程
２．统计报表
３．抽样检查（１）机械抽样（２）典型抽样（３）随机抽样
三、数据的检查与查对
数据自己能否有错误、取样能否有差错、不合理数据的订正；
从而保证数据资料的完好、真切和靠谱。
第二节
资料的整理
（1学时）
一、试验资料的分类（连续性资料，失散性资料）
（一）数目性状的资料：
（1）用计数方法获取的不连续或中断性变数；
（2）用量测方法获取的连续性变数。
（二）质量性状的资料：
（1）用计数方法所得的资料；
（2）赐予每类性状以相当等级方法所得资料。
二、次数散布表：
制作次数散布表的意义;中断性变数资料的整理，连续性变数的整理；确立组数、组距、组限、组中点值和数据归组的方法，做成次数散布表。
属性变数资料的整理。
三、次数散布图：
方柱形图、多边形图合用于表示连续性变数的次数散布资料。
断性变数和属性变数的资料。
三种图形的绘制方法。
条形图合用于间
第三节
均匀数
（1
学时）
一、算术均匀数
（一）算术均匀数的计算方法
xx
１．直接法xμ
nN
fx
2．加权法x
f
教
（二）算术均匀数的主要特征：
１．离均差的总和等于零；（xx）0
学２．离均差平方的总和较各察看值与随意数值的差数平方的总和为小。
（xx）2最小
进二、几何均匀数
Gnx1x2...xn
三、中数
程
四、众数
第四节变异数（1学时）
一、极差（又称全距）
利用两个极端察看值的相差来估测资料的变异度。
R=max-min二、方差
以样本均匀数作为共同比较的标准，利用所有察看值与均匀数的差数平方的总和，再被其自由度除后的商数来胸怀资料的变异度。
S2
（x
x）2
σ2
（xμ）2
n
1
N
三、标准差：
为方差的平方根值
（一）自由度的意义；
（二）标准差的计算方法：
1.直接计算法
（x
x）2
x2（
x）2
S
=
n
n
1
n
1
2.加权法
f（x
x）2
fx2（
fx）2
S
=
n
n
1
n
1
四、变异系数：
样本的标准差对其均匀数的百分数，用以比较两个样本的变异度。
s
CV100%
x
数据的采集和整理剖析是试验工作的重要构成部分。
数据的采集常用的方法有检查和试验，资料的整理一般需要经过对原始数据进行检查、查对，制作次数散布表和
总结次数散布图来达成。
定量的来描绘数据资料的散布特色，则需要计算它的特色数，均匀数是反应集中性的特色数，主要包含算术均匀数、几何均匀数、中数和众数；而反应失散性的变异数主要包含极差、方差、标准差和变异系数。
1.什么叫整体、样本、随机样本、样本容量、参数和统计数？
2.为何随机样本拥有整体的代表性？
由随机数字表获得随机样本的基本方法？
3.试验数据资料能够分为哪几类？
本章思虑题4.编制次数散布表的利处安在？
5．常用的统计图各有什么特色？
6．胸怀集中趋向与失散趋向的指标各有哪些？
7.均匀数、方差、标准差和变异系数的统计学含义是什么？
应用上各有什么特色？
作业P134题、6题、7题
《试验设计与统计剖析》教课设计（章节备课）
章节
教课目标
和要求
重点
难点
教课方法
教
学
进
程
第四章统计假定查验3学时
1．认识统计假定测试的意义和内容
2．掌握统计假定测试的基根源理和步骤、一尾测试与两尾测试的差别；
3．理解假定测试的两类错误及减小两类错误的方法；
4．掌握单个样本、两个样本均匀数间差别明显性测试的方法
5．掌握单个百分数假定测试的方法,认识两个百分数假定测试的方法；
6.掌握参数区间预计的原理和方法。
重点：
均匀数、百分数假定测试的方法，各种参数区间预计方法
难点：
统计假定测试的基根源理，一尾测试与两尾测试的差别，参数区间预计的原理
直接讲陈法、示例法、发问、启迪法，
本课程主要运用多媒体课件教课，重要内容联合书写板书解说
新课导入：
我们知道整体和样本的关系是两个方向的，前面讲了由整体→样本即抽样散布问题，从本章起议论由样本→整体，即统计推测的问题，由样本预计整体。
统计推测
就是依据抽样散布规律和概率理论，由一个或一系列样本的结果推论整体特色。
新课解说：
第一节统计假定测试的基根源理（2学时）
一、统计假定测试的实例
有一个小麦品种亩产量整体是正态散布，整体均匀亩产360kg，标准差40kg。
此品种经过多年栽种后出现退化，一定对其进行改进，改进后的品各栽种了16个小
区，获取其均匀亩产为380kg，试问改进后品种在产量性状上能否和原品种有明显差
异？
二、假定测试的基本步骤
（一）提出假定无效假定H0备择假定HA
（二）确立明显水平α=或α=
（三）计算概率在H0正确的前提下，依统计数的抽样散布，计算实质差别由偏差
造成的概率。
（四）推测H0的正误依据“小概率事件实质不行能性”原理来接受或否认假定。
三、一尾测试和两尾测试
（一）接受区和否认区
（二）一尾测试和两尾测试两尾测试和一尾测试的差别及其应用
四、假定测试的两类错误
（一）第一类错误
（二）第二类错误假定测试中的两类错误及其控制门路。
第二节单个均匀数的假定测试和区间预计（学时）
一、单个样本均匀数的假定测试
（一）测试方法
复习样本均匀数的抽样散布知识：
1.从
2已知的整体抽样，不论样本容量的大小，其样本均匀数
x的抽样散布必做
μ
μ
2
2
n。
正态散布，拥有均匀数
σ
σ
x
和方差
x
2.从
2未知的整体抽样，当样本容量足够大时（
n>30），其样本均匀数x的抽样
μ
μ
2
2
n。
散布趋于近正态散布，拥有均匀数
σ
σ
x
和方差
x
3.从
2未知的整体抽样，样本容量
n<30时，其样本均匀数
x的的抽样散布听从
t散布。
由抽样散布可知，单个均匀数的假定测试方法有U测试和t测试两种：
教
u
x-μ
2
σ
已知（不论n≥30，仍是n＜30
），
；
U测试：
σ
x
学
u
x-μ
2
sx
未知，但n≥30（大样本），
。
进
σ
程
t
x-μ
2
sx
t测试：
从
时，
。
未知的整体抽样，样本容量n<30
（二）测试步骤
P42例解说
二、整体均匀数的区间预计
参数的区间预计观点点预计和区间预计，置信区间和置信限，置信度的观点。
参数的区间预计原理
（一）切合u散布的区间预计
1.σ2已知
2.σ2未知，但n≥30（大样本）
（二）切合t散布的区间预计
P45例解说
三、影响预计偏差范围的要素
1.样本容量n，n越大，偏差范围越小。
2.明显水平a，a越小，ua（ta）越大，偏差范围越大。
3.样本标准差S，S越大，偏差范围越大。
第三两个均匀数的假和区估（学）
按数据料的根源，分成数据和成数据，例明成数据和成数据。
一、成数据的假和区估
复本均匀数差数的抽散布律，引出成数据的均匀数的方法
（一）成数据的均匀数比分三种方法：
1.
在两个本的体方差
σ2
和σ2
已知，用
U；
1
2
x1
x2或
x
x2
2
2
2
2
σ
σ
σ
s1
s2
u
1
x2
1
2
sx1
x2
u
Sx1x2
x1
n1
n2
n1
n2
σx1x2
P48
例解
2.
在两个本的体方差
σ2
和σ2
未知，但可假定相等，用
t
；
1
2
t
x1
x2
sx
1
x
2
se2
se2
se2s12（n11）s22（n2
1）
Sx1x2
n1
n2
n1-1n2-1
P50-51
例
解
教
3.
两个本的体方差
σ2和σ2
未知，且不相等，仍用t
，但另估t
1
2
学
t）。
的自由度（又称近似的
x
1
x2
sx
s12
s22
t
1
x
2
Sx
x
n1
n2
程
1
2
n1=n2=n，用df=n-1
的t
界。
n1≠n2，先算k，再用k算正的自由度。
（二）两体均匀数差数的区估（成数据）
二、成数据的假和区估
当元差别大，用完好随机将指有明影响。
把条件一致
的两个供元配成一，并多个配，再每一配两个元随机独立施一理，
就是配。
获取的数据称成数据。
（x11,x21）,（x12,x22）,⋯（x1i
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