田間試驗與統(tǒng)計分析教案

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如皋市技工學校 教 案 課題 第一章 田間試驗的概述 課時 目的要求 了解田間試驗的意義、要求和作用；理解田間試驗的種類和效應、互作的估計；了解田間試驗的布置與管理的要求和技術；理解試驗誤差以及與準確度、精確度的關系，比較的可靠性與誤差大小的關系，誤差的來源及減小誤差的方法。 重點 田間試驗的布置與管理、試驗誤差的概念、準確度與精確度的概念、 難點 試驗誤差及其控制途徑 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 田間試驗的任務和要求 田間試驗的任務，田間試驗的實驗室試驗、盆栽試驗等的關系。田間試驗的要求： （一）試驗目的要明確； （二）試驗結果要可靠； （三）試驗條件要有代表性； （四）試驗結果要能夠重復。 試驗方案 試驗方案的概念，田間試驗的種類——單因素試驗、多因素試驗和綜合性試驗。試驗因素的效應和交互作用，確定試驗方案的要點。 田間試驗的布置與管理 田間試驗計劃的制訂。試驗地準備和田間區(qū)劃，種子準備，播種或移栽，栽培管理，觀察記載，收獲及脫粒。 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 試驗誤差及其控制途徑 試驗誤差的概念，試驗誤差的來源分為： （一）試驗材料固有的差異； （二）農(nóng)事操作和管理技術不一致； （三）土壤差異以及肥力不均、病蟲害侵襲等?？刂普`差的途徑。 作業(yè)或練習 習題3、4、5、8、10 如皋市技工學校 教 案 課題 第二章 資料的整理與描述 課時 目的要求 掌握變數(shù)、變量、總體、樣本、參數(shù)和統(tǒng)計數(shù)的概念；了解連續(xù)性變數(shù)、間斷性變數(shù)的特征和次數(shù)分布，掌握兩種變數(shù)次數(shù)分布表、次數(shù)分布圖的制作。 重點 初步了解變數(shù)分布的特點；掌握算術平均數(shù)、幾何平均數(shù)、中位數(shù)及眾數(shù)的意義和計算方法； 難點 掌握總體與樣本訪方差、標準差和變異系數(shù)的意義、計算方法，以及利用次數(shù)分布表計算平均數(shù)和標準差的方法。 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 總體、樣本和隨機樣本的概念 總體、有限總休、無限總體、觀察值、變數(shù)、總體參數(shù)的意義。樣本的意義，樣本統(tǒng)計數(shù)、總體參數(shù)的估計值概念。隨機樣本、對總體的無偏估計概念。 次數(shù)分布 一、試驗資料的性質： （一）數(shù)量性狀的資料： （1）用計數(shù)方法獲得的不連續(xù)或間斷性變數(shù)； （2）用量測方法獲得的連續(xù)性變數(shù)。 （二）質量性狀的資料： （1）用計數(shù)方法所得的資料； （2）給予每類性狀以相當?shù)燃壏椒ㄋ觅Y料。 二、次數(shù)分布表：制作次數(shù)分布表的意義。間斷性變數(shù)資料的整理，連續(xù)性變數(shù)的整理；確定組數(shù)、組距、組限、 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 組中點值和數(shù)據(jù)歸組的方法，做成次數(shù)分布表。屬性變數(shù)資料的整理。 三、次數(shù)分布圖：方柱形圖、多邊形圖適用于表示連續(xù)性變數(shù)的次數(shù)分布資料。條形圖適用于間斷性變數(shù)和屬性變數(shù)的資料。三種圖形的繪制方法。 平均數(shù) 平均數(shù)的意義和種類：算術平均數(shù)、中數(shù)、眾數(shù)、幾何平均數(shù)。 算術平均數(shù)的計算方法，算術平均數(shù)的主要特性： （一）離均差的總和等于零； （二）離均差平方的總和較各觀察值與任意數(shù)值的差數(shù)平方的總和為小。有限總體的平均數(shù)。 變異數(shù) 資料變異數(shù)的意義和種類： 一、極差（又稱全距）：利用兩個極端觀察值的相差來估測資料的變異度。 二、方差：方差的意義，以樣本平均數(shù)作為共同比較的標準，利用全部觀察值與平均數(shù)的差數(shù)平方的總和，再被其自由度除后的商數(shù)來度量資料的變異度。樣本和總體的均方（或稱方差）的計算公式。 三、標準差：為方差的平方根值。 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 （一）自由度的意義； （二）標準差的計算方法： 1.直接計算法；2.矯正數(shù)法。 四、變異系數(shù)：乃一樣本的標準差對其平均數(shù)的百分數(shù)，用以比較兩個樣本的變異度。 由次數(shù)分布表計算平均數(shù)和標準差 一、加權法：平均數(shù)的計算公式和方法，標準差的計算公式和方法。 二、等級差法：平均數(shù)的計算公式和方法，標準差的計算公式和方法。 作業(yè)或練習 習題1、2、3、4、5、6 如皋市技工學校 教 案 課題 第三章 常用概率分布 課時 目的要求 理解變量與隨機事件關系，掌握概率基本運算方法；掌握間斷性變數(shù)的理論分布（如二項分布、泊松分布）及其概率運算，掌握連續(xù)性變數(shù)正態(tài)分布的基本特征，并能進行正態(tài)隨機變量的概率運算。 重點 了解無偏估計概念和中心極限定理；掌握樣本平均數(shù)及平均數(shù)差數(shù)分布的特征，理解標準差誤的概念。理解抽樣分布的概念，總體參數(shù)與樣本統(tǒng)計數(shù)之間的關系 難點 理解在二項總體中抽樣時，樣本總和數(shù)及平均數(shù)（成數(shù)）的概率分布和它們之間的關系。 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 概率的概念及其計算法則 事件、概率的概念，統(tǒng)計概率的定義，“小概率實際不可能性”原理。復合事件的意義和關系，計算概率的法則。 二項分布 重復試驗的概率分布，隨機變數(shù)的概率函數(shù)f（x）和隨機變數(shù)的累積函數(shù)F（x）的概念和實例。 二項分布事例及其分布的參數(shù)，概率函數(shù)和累積函數(shù)的計算方法。 正態(tài)分布 二項分布的極限事例引導出正態(tài)分布方程，正態(tài)分布方程的解釋，正態(tài)分布曲線的特性。計算正態(tài)分布曲線區(qū)間面積或概率的方法，累積函數(shù)和分布密度函數(shù)的意義和應用，一尾概率和兩尾概率的意義。 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 抽樣分布 抽樣分布試驗的概念，樣本平均數(shù)的抽樣分布，分布的平均數(shù)的方差計算，分布作成為正態(tài)分布N（xm，n/2s），中心極限定理，說明如總體不是正態(tài)分布，但樣本容量適當大時，平均數(shù)分布仍為正態(tài)分布。 兩個正態(tài)總體抽出的獨立樣本的平均差數(shù)分布作正態(tài)分布及其差數(shù)：N（2)()(1212,xxxx--sm）。 二項總體抽樣 百分數(shù)或成數(shù)數(shù)據(jù)均作為二項總體。二項總體的分布分三種：二項分布、樣本平均數(shù)（成數(shù)P）分布和樣本總和數(shù)（次數(shù)x）分布。三種二項總體的抽樣分布的參數(shù)（平均數(shù)和標準差）彼此間的關系以及應用實例。 作業(yè)或練習習題3、4、6、7、10 如皋市技工學校 教 案 課題 第四章 假設檢驗 課時 目的要求 了解統(tǒng)計假設測驗的意義和內容，掌握統(tǒng)計假設測驗的步驟和方法，接受或否定無效假設的原理。了解一尾測驗和兩尾測驗的使用場合與區(qū)別；理解假設測驗的兩類錯誤（a、β錯誤），減小兩類錯誤的方法 重點 掌握t分布的特點及t測驗的方法，掌握單個樣本、兩個樣本平均數(shù)間差異顯著性測驗（分成組比較和成對比較兩種情況下的測驗）的方法 難點 能進行百分數(shù)之間的比較測驗；理解參數(shù)的區(qū)間估計的概念，掌握計算置信區(qū)間的方法。 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 統(tǒng)計假設測驗的基本原理 統(tǒng)計假設的基本概念。測驗的基本方法： （一）對總體提出一個假設。 （二）在假設是正確的假定下，研究樣本統(tǒng)計的抽樣分布。 （三）根據(jù)“小概率事件實際不可能性”原理來接受或否定假設。顯著水平的概念。否定區(qū)域或接受區(qū)域的概念。兩尾測驗和一尾測驗的區(qū)別及其應用，假設測驗中的兩類錯誤及其控制途徑。 平均數(shù)的假設測驗 平均數(shù)假設測驗采用U測驗（大樣本）和t測驗（小樣本）。t分布及其性質，t表的應用以及它和正態(tài)分布FN(x)值表的關系。單個樣本平均數(shù)的假設測驗；兩個樣本平均數(shù)相比較的假設測驗； （一）成組數(shù)據(jù)的平均數(shù)比較分 為三種測驗方法： 1.在兩個樣本的總體方差21s和22s為已知時，用U測驗； 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 2.在兩個樣本的總體方差21s和22s為未知，但可假定相等，用t測驗； 3.兩個樣本的總體方差21s和22s為未知，且不相等，仍用t測驗，但須另估計t 的自由度（又稱近似的t測驗）。 （二）成對數(shù)據(jù)的比較：比較的應用條件及測驗計算方法。 百分數(shù)的假設測驗 二項總體抽樣的單個樣本百分數(shù)的假設測定。兩個樣本百分數(shù)相比較的假設測驗。百分數(shù)假設測驗的連續(xù)性矯正，性質和矯正方法。 參數(shù)的區(qū)間估計 點估計和區(qū)間估計，置信區(qū)間和置信限，置信度的概念。 總體平均數(shù)m的置信區(qū)間估計： （一）在總體方差2s為已知時和 （二）總體方差2s為未知，但從樣本均方2S估計。兩個總體平均數(shù)差數(shù)（21mm-）的置信區(qū)間估計。 作業(yè)或練習習題4、5、6、7、10、11 如皋市技工學校 教 案 課題 第五章 方差分析的基本原理與步驟 課時 目的要求 了解平均數(shù)個數(shù)K≥3時的t、u測驗存在的問題和解決方法；理解方差分析的基本原理，掌握分解資料平方和與自由度的方法，理解F分布以及利用F分布進行測驗的原理、程序和方法。 重點 掌握應用LSD、SSR和q法等進行多重比較的程序。理解方差分析的線性模型和期望均方。了解固定模型、隨機模型及混合模型的概念，能根據(jù)期望均方進行F測驗。 難點 掌握單向分組資料、兩向分組資料和系統(tǒng)分組資料的方差分析，并能對分析結果作出科學合理的解釋。了解方差分析的基本假定和數(shù)據(jù)轉換方法。 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 方差分析的基本原理 數(shù)據(jù)結構的線性模型與自由度和平方和的分解。自由度和平方和的加性恒等式。F分布及其性質，F(xiàn)測驗與F表的應用。多重比較（平均數(shù)間比較）的意義和方法，分為最小顯著差數(shù)法（LSD法）和最小顯著極差法（LSR法）兩類，LSR法中又分為新復極差測驗（Duncan法）和q測驗。SSR表和q表的應用。多重比較的表示方法。 單向分組資料的方差分析 資料按單向分組的概念，單向分組的數(shù)據(jù)結構模型。各個組具有觀察值數(shù)目相等與不相等情況的方差分析。組內又分為亞組的單向分組資料（系統(tǒng)分組）資料的性質及其方差分析。 兩向分組資料的方差分析 資料按兩向分組（交叉分組）的概念，組合內僅有單個觀察值的兩向分組資料的方差分析，方差分析中剩余項變異的性質。組合內有重復觀察值的兩向分組資料的方差分析。 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 方差分析的基本假定和數(shù)據(jù)轉換 方差分析的基本假定：處理效應、環(huán)境效應及試驗誤差的可加性；試驗誤差隨機性、相互獨立的，而且作正態(tài)分布N（0，2s），以及誤差的同質性。數(shù)據(jù)轉換的意義，轉換的種類有平方根轉換、反正弦轉換和對數(shù)轉換，每種轉換的作用。 期望均方估計 介紹期望均方的概念，固定模型和隨機模型的區(qū)別和應用。 作業(yè)或練習 習題6、7、8、9 如皋市技工學校 教 案 課題 第六章 方差分析的實際應用 課時 目的要求 掌握順序排列設計包括對比法和間比法試驗結果的統(tǒng)計分析和隨機排列設計中完全隨機試驗、隨機區(qū)組試驗和拉丁方試驗結果的方差分析。 重點 理解這些試驗分析的區(qū)別與聯(lián)系，并能對分析結果作出科學合理的解釋。 難點 對比和間比試驗的統(tǒng)計分析、完全隨機和隨機區(qū)組試驗的統(tǒng)計分析、拉丁方試驗的統(tǒng)計分析 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 對比和間比試驗的統(tǒng)計分析 對比法試驗結果的統(tǒng)計分析實例，以對鄰近對照區(qū)的百分數(shù)作評定標準，小區(qū)產(chǎn)量換算為畝產(chǎn)量的方法。間比法試驗結果的統(tǒng)計分析實例，以相鄰對照區(qū)平均數(shù)的百分數(shù)作評定標準。 完全隨機和隨機區(qū)組試驗的統(tǒng)計分析 完全隨機試驗設計的統(tǒng)計分析方法參見第五章第二節(jié)。隨機區(qū)組試驗結果的分析示例，包括自由度和平方和的分解，方差分析和F測驗，處理平均數(shù)間多重比較的三個步驟。缺區(qū)估計和分析。 拉丁方試驗的統(tǒng)計分析 拉丁方試驗結果的分析示例，包括自由度、平方和分解，方差分析和F測驗以及處理間比較步驟。缺區(qū)估計和分析 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 二因素隨機區(qū)組試驗的統(tǒng)計分析 試驗結果分析方法及示例，包括資料整理，自由度、平方和分解，方差分析和F測驗以及多重比較，處理間比較和互作分析。 裂區(qū)試驗的統(tǒng)計分析 試驗結果的方差分析及示例，分析步驟，效應和互作的估計和顯著性測驗，缺區(qū)估計。 多年多點隨機區(qū)組設計的綜合分析 育種試驗的后期階段。對品種應經(jīng)過多年多點的考察以確定品種的平均表現(xiàn)，對環(huán)境變化的穩(wěn)定性以及適應區(qū)域。這一節(jié)將以品種區(qū)域試驗為例說明多年多點統(tǒng)一隨機區(qū)組設計的綜合分析方法。 作業(yè)或練習 習題3、4、5、6 如皋市技工學校 教 案 課題 第八章 X2檢驗 課時 目的要求 能應用X2分布進行次數(shù)資料的適合性和獨立性測驗；理解卡平方的概念和分布形式，掌握卡平方測驗應用于方差比較的測驗方法。 重點 卡平方（X2）的概念和分布、適合性測驗、獨立性測驗 難點 掌握卡平方測驗應用于方差比較的測驗方法 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 組織方式 卡平方（X2）的概念和分布 卡平方的概念，計算公式的意義，一般應用于比較觀察次數(shù)與理論次數(shù)的符合程度。遺傳學孟德爾比數(shù)必須應用卡平方測驗。 卡平方分布的特性，具抽樣分布以自由度n而轉移，X2分布是一組曲線。X2分布的偏斜度在n=1時為最大，n增大，分布曲線趨對稱而接近于正態(tài)分布?？ㄆ椒椒植紴檫B續(xù)性分布。X2表的應用。 適合性測驗 適合性測驗常用于遺傳學研究，比較實驗數(shù)據(jù)是否與理論假設相符合。一對等位基因和兩對等位基因遺傳試驗的X2測驗。適合性測驗應用于測驗試驗數(shù)據(jù)次數(shù)分布與理論分布，如二項分布等的相符性。 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 獨立性測驗 測定兩個變數(shù)間是否相互獨立的X2測驗，次數(shù)資料的一種相關研究方法。分為22表、2c表、rc表的獨立性測驗。測驗所用公式和計算方法。 作業(yè)或練習 習題2、4、5、6 如皋市技工學校 教 案 課題 第九章 直線回歸與相關分析 課時 目的要求 了解回歸和相關分析的區(qū)別與聯(lián)系，掌握線性回歸和相關分析統(tǒng)計數(shù)的計算、測驗方法，能對統(tǒng)計數(shù)在生物學或專業(yè)上的意義作出適宜解釋 重點 掌握單向和兩向分組資料的協(xié)方差分析方法，能進行回歸系數(shù)同質性的測驗、回歸關系的測驗與矯正平均數(shù)顯著性測驗。 難點 回歸和相關的概念、直線回歸方程、直線回歸的假設測驗和區(qū)間估計、直線相關 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 回歸和相關的概念 直線相關（linear correlation）又稱簡單相關（simple correlation），用于雙變量正態(tài)分布資料。有正相關、負相關和零相關等關系。直線相關的性質可由散點圖直觀的說明。相關系數(shù)又稱積差相關系數(shù)（coefficient of product-moment correlation），以符號r表示樣本相關系數(shù)，ρ表示總體相關系數(shù)。它是說明具有直線關系的兩個變量間，相關關系的密切程度與相關方向的指標。 兩個變數(shù)x和y的關系實例，散布圖。關系有兩種理論模型：回歸模型和相關模型。理解兩種模型的概念、區(qū)別和聯(lián)系。 直線回歸方程 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 直線回歸方程。方程統(tǒng)計數(shù)a和b的意義，直線回歸關系方程示例以及圖示。直線回歸的估計標準誤。 相關系數(shù)r沒有單位，其值為－1≤r≤1。其絕對值愈接近1，兩個變量間的直線相關愈密切；愈接近0，相關愈不密切。r值為正表示正相關，說明一變量隨另一變量增減而增減，方向相同；r值為負表示負相關，說明一變量增加、另一變量減少，即方向相反；r的絕對值等于1為完全相關。 3.樣本相關系數(shù)r的假設檢驗 （1）r界值表法； （2）t檢驗法 直線回歸的假設測驗和區(qū)間估計 直線回歸關系的t測驗和F測驗。兩個回歸系數(shù)比較的假設測驗。由x估計y總體平均數(shù)Y的標準誤和Y的置信限。由x估計y總體個數(shù)值Y的標準誤和Y的置信限。y估計值的置信限圖示方法。 直線相關 相關系數(shù)和決定系數(shù)的概念和示例計算。相關系數(shù)r的假設測驗。兩上相關系數(shù)比較時的假設測驗。 作業(yè)或練習 習題6、7、8、9、10、11 如皋市技工學校 教 案 課題 第十一章 協(xié)方差分析 課時 目的要求 了解協(xié)方差分析的意義經(jīng)過這種矯正，試驗誤差將減小，對試驗處理效應估計更為準確 重點 處理平均數(shù)的回歸矯正和矯正平均數(shù)的顯著性檢驗 難點 試驗數(shù)據(jù)進行分析的方法 教具 教學過程 教學內容及板書 教法 協(xié)方差分析的意義 協(xié)方差分析有二個意義 ，一是對試驗進行 統(tǒng)計控制，二是對協(xié)方差組分進行估計 ，二是對協(xié)方差組分進行估計 一、 對試驗進行統(tǒng)計控制 、對試驗進行統(tǒng)計控制 對試驗進行統(tǒng)計控制 對試驗進行統(tǒng)計控制 為了提高試驗的精確性和準確性 ，對處理 以外的一切條件都需要采取有效措施嚴加控制 將回歸分析與方差分析結合在一起 將回歸分析與方差分析結合在一起，對試驗 數(shù)據(jù)進行分析的方法 數(shù)據(jù)進行分析的方法，叫做協(xié)方差分析 ，叫做協(xié)方差分析 ，叫做協(xié)方差分析 叫做協(xié)方差分析 (analysis of covariance) 二、 估計協(xié)方差組分 、估計協(xié)方差組分 估計協(xié)方差組分 估計協(xié)方差組分 兩個相關變量相關系數(shù)： 若將公式右端的分子分母同除以自由度(n-1)，得 其中 是x的均方MSx，它是x的方差2x s的無偏估計量； 如皋市技工學校 教 案 教學過程 教學內容及板書 教法 是y的均方MSy，它是y的方差2y的無偏估計量； 稱為x與y的平均的離均差的乘積和，簡稱均積，記為MPxy，即 均積與均方具有相似的形式 ， 也有相似的 性質。在方差分析中 。在方差分析中 。在方差分析中，一個變量的總平方和與自 ，一個變量的總平方和與自 ，一個變量的總平方和與自 一個變量的總平方和與自 由度可按變異來源進行剖分 由度可按變異來源進行剖分，從而求得相應的均 ，從而求得相應的均 ，從而求得相應的均 從而求得相應的均 方。統(tǒng)計學已證明 。統(tǒng)計學已證明：兩個變量的總乘積和與自由 ：兩個變量的總乘積和與自由 ：兩個變量的總乘積和與自由 兩個變量的總乘積和與自由 度也可按變異來源進行剖分而獲得相應的均積 。 這種把兩個變量的總乘積和與自由度按變異來源 進行剖分并獲得獲得相應均積的方法亦稱為協(xié)方 差分析 。 單因素試驗資料的協(xié)方差分析 設有k個處理、n次重復的雙變量試驗資 料，每處理組內皆有 ，每處理組內皆有 每處理組內皆有 每處理組內皆有n對觀測值x、y，則該資 料為具kn對x、y觀測值的單向分組資料 觀測值的單向分組資料，其 數(shù)據(jù)一般模式如表所示。