《生物统计》教学课件:01-绪论.ppt
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- 生物统计 生物 统计 教学 课件 01 绪论
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1、Biostatistics and Experimental Design开场白:绪论之前开设本课程的目的 通过对本课程的学习,使学生掌握统计学的基本思想、基本概念与基本方法;着重培养学生正确运用统计方法和统计软件解决实际问题的能力。掌握统计学方法的特点及适用范围,正确运用统计软件处理常见数据资料 生物统计课的性质 必修课,3.5/2学分;属于应用科学,以概率论为基础,对实验数据进行分析的理学学科。教学计划 总学时:56/32 课堂讲授:4学时/周 考试时间:考试周 成绩构成 平时作业:10 期中考试:10 期末考试:80 学以致用:安排习题课12次教学内容 范围:第10、11章:不讲述,不考
2、试;重点:59、13 考试:不重复PPT、往年试题;学习本课程的基本要求 课前预习 坚持上课 按时完成和提交作业 有问题随时提问 有建议及时贡献 实验报告纸 科学计算器教材:教材:生物统计学生物统计学中国农业大学出版社中国农业大学出版社主编主编 张勤张勤2008年第二版年第二版 生物统计学,杜荣骞,1999,高等教育出版社 应用概率统计,曾善玉主编,2000,科学出版社 Statistical Methods,G.W.Snedecor and W.G.Cocheran,7th edition,1980,The Iowa State University Press,USA.主要参考书绪论开始第
3、一章第一章 绪绪 论论一、生物统计学一、生物统计学 Biostatistics,Biometrics 数数学学 数理统计数理统计人口统计学人口统计学社会统计学社会统计学 生物统计学生物统计学1.统计学一般理论统计学一般理论2.统计方法的数学统计方法的数学原理原理统计学统计学是研究数是研究数据资料的据资料的收集、收集、整理、分析和解整理、分析和解释释的科学。的科学。收集数据:收集数据:通过抽通过抽样调查或科学试验样调查或科学试验取得数据资料取得数据资料 整理资料:整理资料:找出数找出数据资料的基本特征据资料的基本特征 分析资料:分析资料:从数据从数据资料中获取有关的资料中获取有关的信息信息 解释
4、资料:解释资料:对所研究的问题作对所研究的问题作出统计推断出统计推断生物统计学:应用于生物科学研究的统计学统计学历史 起源:古希腊亚里士多德时代,迄今已有2300年历史了!主要研究社会和经济;第一阶段:城邦政情matters of state 第二阶段:政治算数political arithmetic 1690威廉佩弟(英):政治算数,近代统计学之父 第三阶段:统计分析科学(数理统计)science of statistical analysis 1908Gosset(英)的student-t分布 Quelet(比)推广统计学在社会、自然、工程领域应用一、生物统计学一、生物统计学 Biosta
5、tistics,Biometrics 是数理统计的原理和方法在生物科学中的应用是数理统计的原理和方法在生物科学中的应用 原理和方法:数理统计原理和方法:数理统计应用:生物科学应用:生物科学生物统计与试验设计 生物统计:统计学应生物统计:统计学应用于生物学;用于生物学;统计学:操纵数据的统计学:操纵数据的科学;科学;试验设计试验设计:按统计学:按统计学原则制定实验计划;原则制定实验计划;试验试验实验实验统计学的争论:矛盾中的艺术!Some opinions of statistics“If your experiment needs statistics,you should have done
6、 a better experiment.”Ernest Rutherford“To call in a statistician after the experiment is done may be no more than asking him to perform a postmortem examination;he may be able to say what the experiment died of.”Sir Ronald FisherKarl PearsonSome opinions of statistics“A knowledge of statistics is l
7、ike a knowledge of foreign languages or of algebra;it may prove of use at any time under any circumstances.”A.L.Bowley“There are three types of lies:lies,damn lies,and statistics!”-Benjamin Disraeli实践证明:统计学是强大的科学!遗传学的建立;WHO吸烟有害健康;吸烟与肺癌相关;氨基酸水平与仔猪日增重关系;农产品质控标准建立;等等生物统计学的基本特点 概率性 以概率论为理论基础 其结果均伴随着某种概率
8、 二元性 理论与实际数据 归纳性 由现实数据资料中归纳出一般的原理-由特殊推导一般(由样本推导总体)引自吴仲贤统计遗传学(1982,科学出版社)An Idyll of Gold Valley为什么要学生物统计学?(1)生物统计学是生物科学研究的基本工具生物现象的特点:变异性:个体之间存在差异 不确定性(随机性):变异不能准确推算 复杂性:影响因素众多,有些是未知的常规的数学方法不能解决问题为什么要学习生物统计学(续)(2)必需利用统计学才能回答的问题 吸烟与肺癌是否有关?两种饲料配方哪种更好?新药物是否更有效?哪些因素对猪的增重速度有显著影响?可否通过背膘厚估计瘦肉率?遗传与环境哪个更重要?如
9、何选择遗传上最优良的种畜?牛奶中三聚氰胺含量是否超标?牛肉中瘦肉精含量是否超标?统计学的用途 Provide a data summary Help discover trends and patterns.Evaluate magnitude and direction of experimental effectsl Assist in the design of experiments and field studiesl A priori decisions about usefulness of experiments.l Evaluate biological hypotheses
10、 by testing to see whether observed patterns are“real”or simply due to chance.DescriptionDesignHypothesis-testing生物统计的主要内容 假设检验:方差分析、协方差分析 相关分析、回归分析 非参数检验、描述性统计 实验设计:完全随机设计、区组设计 拉丁方设计、正交设计What statistics can and cant do provide objective criteria for evaluating hypotheses help optimize effort help y
11、ou critically evaluate argumentsl tell the truth(probabilistic conclusions only!)l compensate for poor designl indicate biological significance:statistical significance does not mean biological significance,nor vice versa!CanCant生物统计学什么?统计思维;基本理论;基本检验方法;基本实验设计方案1.常用的统计分析方法、试验设计方法及原理常用的统计分析方法、试验设计方法及
12、原理 2.统计分析的工具统计分析的工具-本课程教学中将介绍本课程教学中将介绍Excel 中的数据分析宏中的数据分析宏 3.科技文献中统计分析结果的表述科技文献中统计分析结果的表述生物统计怎么学?记忆基本公式;理解原理及其应用前提;通过练习、实例解决实际问题;及时解决不懂问题由浅入深:实例 在小学生实践调查:在小学生实践调查:v教师第一天让学生调查在中午教师第一天让学生调查在中午12 0012 10之间之间进入校门的男女同学有多少人;进入校门的男女同学有多少人;v第二天让学生调查在中午第二天让学生调查在中午12 0012 10之间进入之间进入校门的穿皮鞋、运动鞋、其它鞋的同学各有多少人;校门的穿
13、皮鞋、运动鞋、其它鞋的同学各有多少人;v第三天让学生调查在中午第三天让学生调查在中午12 0012 10之间进入之间进入校门的每个年级同学各有多少人;校门的每个年级同学各有多少人;v第四天让学生调查在中午第四天让学生调查在中午12 0012 10之间进入之间进入校门的各个年龄段的学生各有多少人校门的各个年龄段的学生各有多少人 描述性统计描述性统计某小学五某小学五(2)班收集的班收集的“你最喜欢的你最喜欢的一门学科一门学科”原始数据。原始数据。科目科目 人数人数语文语文7数学数学6自然自然2体育体育5音乐音乐6美术美术21共计共计47描述性统计描述性统计描述性统计描述性统计描述性统计描述性统计【
14、摘要】该研究采用问卷调查的方法,对温州市区初中生玩电脑游戏与9 种智能的关系进行研究。结果表明:第一,玩电脑游戏会对学生的智能产生影响;第二,平均每周玩电脑游戏的时间不同会对学生的智能产生不同的影响;第三,电脑游戏对性别不同的学生会产生不同的影响。【关键词】电脑游戏;智能发展;调查研究学生学生1学生学生2学生学生271406050305040603020304060606050505040605030504040 405060学生学生9种智能种智能(每种每种10道题道题)的观测的观测值值(采用评分制采用评分制 1-7分分)271个观察值个观察值统计推断统计推断学生学生9种智能的观测值种智能的观
15、测值 从表格从表格1 可以看出,初中学生的智能整体较好,基本学习能可以看出,初中学生的智能整体较好,基本学习能力、形态知觉能力、自省能力、身体运动能力和人际交往能力较力、形态知觉能力、自省能力、身体运动能力和人际交往能力较好,都达到好,都达到45 分左右,数学逻辑能力、空间判断能力和艺术创作分左右,数学逻辑能力、空间判断能力和艺术创作能力均在能力均在41 分以上,但是语言能力同其他能力相比较低。分以上,但是语言能力同其他能力相比较低。统计推断统计推断 从标准差看,这九种能力的标准差在从标准差看,这九种能力的标准差在8 和和10 之间,之间,表明了得到的这组数据比较整齐。表明了得到的这组数据比较
16、整齐。统计推断统计推断 如表格如表格2 所示,男女生九种智能的具体情况为:从平均所示,男女生九种智能的具体情况为:从平均值上可以得出,男值上可以得出,男女女生在数学逻辑能力、空间判断能力上生在数学逻辑能力、空间判断能力上存在显著性的差异。存在显著性的差异。统计推断统计推断示例示例比较四种不同饲料对香猪生长的影响,随比较四种不同饲料对香猪生长的影响,随机选择了性别、年龄、体重相同、无亲缘关系机选择了性别、年龄、体重相同、无亲缘关系的香猪的香猪20头并随机地分成四组,每组头并随机地分成四组,每组 5头,分头,分别喂一种饲料,在相同的饲养条件下饲别喂一种饲料,在相同的饲养条件下饲 养,经过一段时间后
17、养,经过一段时间后 测量增重的结果得到测量增重的结果得到 左边的表格,要检验左边的表格,要检验 四种饲料的增重效果四种饲料的增重效果 是否有显著的差异?是否有显著的差异?饲料饲料增重增重(Kg)123457 37 54 42 6013 39 41 33 1913 15 13 29 2018 24 38 22 13试验设计试验设计动物科学研究的程序:动物科学研究的程序:1 1)确定课题)确定课题(例如例如药物的治疗效果)药物的治疗效果)2 2)试验设计)试验设计(例如例如对比或两向分组)对比或两向分组)3 3)试验及观测记载)试验及观测记载4 4)统计分析)统计分析(例如例如两组检验或方差分析)
18、两组检验或方差分析)5 5)撰写论文)撰写论文这个例子的正确分组应当是:这个例子的正确分组应当是:让我们从对几个专业术语的理解开始让我们从对几个专业术语的理解开始二、常用统计术语二、常用统计术语(一)变量和观察值(一)变量和观察值 变量(变量(variable):):指生物的某种特征指生物的某种特征 是数是数量或者需要描述(也转换为数量)量或者需要描述(也转换为数量)如:体高,体重,性别,毛色,血型如:体高,体重,性别,毛色,血型特征:具有变异性特征:具有变异性(以群体为研究对象)(以群体为研究对象)观察值(观察值(observation):):对变量进行观察或测量得到的数值对变量进行观察或测
19、量得到的数值(二)总体(二)总体(population)和样本和样本(sample)总总 体体样本样本二、常用统计术语二、常用统计术语(二)总体和样本(二)总体和样本 总体总体 (population):由研究目的确定由研究目的确定 研究对象全体研究对象全体二、常用统计术语二、常用统计术语(二)总体和样本(二)总体和样本 总体总体 (population):由研究目的确定由研究目的确定 研究对象全体研究对象全体成年中国人的成年中国人的身高身高:则总体由全体成年中国人的则总体由全体成年中国人的身高身高构成构成 成年中国人的成年中国人的体重体重:则总体由全体成年中国人的则总体由全体成年中国人的体重
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