МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
Кафедра общей генетики, селекции и семеноводства
Утверждаю
|
Зав. кафедрой
|
|
__________ М.К. Керефова
|
|
«___» _________ 2013 г.
|
Согласовано
|
Декан БФ
|
|
__________ А.Ю. Паритов
|
|
«___» _________ 2013 г.
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «Биологическая статистика»
Направление подготовки
020400.62 Биология
020400.65 Биология
(код и наименование направления подготовки)
Профиль подготовки
«Биология клетки»
(наименование профиля подготовки)
Квалификация (степень) выпускника
Специалист
Бакалавр
Форма обучения
очная
Нальчик 2013
Рецензент
Кандидат биологических наук, доцент Слонов Т.Л.
Рабочая программа по дисциплине Биологическая статистика /сост. М.М. Биттуева – Нальчик: ФГБОУ КБГУ, 2013.
Рабочая программа по дисциплине Биологическая статистике.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины, входящей в математический и естественнонаучный цикл, вариативная часть, для студентов специалистов 5 курса и бакалавров 4 курса обучения, очной формы по направлению подготовки 020400.65 и 020400.62 Биология.
Изучение данного курса поможет студентам в дальнейшей работе для научного обоснования достоверности полученных материалов и сделанных на их основе выводов по тем или иным проблемам.
Составитель ____________________ М.М. Биттуева
01.02.2013 г. (подпись)
|
Биттуева М.М., 2013
|
|
ФГБОУ КБГУ, 2013
|
Пример оформления основной части рабочей программы дисциплины
Содержание
|
|
с.
|
1
|
Цели и задачи освоения дисциплины……………………………………………
|
4
|
2
|
Место дисциплины в структуре ООП ВПО.......…………………………….......
|
-
|
3
|
Требования к результатам освоения содержания дисциплины..........................
|
-
|
4
|
Содержание и структура дисциплины (модуля)....…………………………......
|
5
|
4.1
|
Содержание разделов дисциплины.......................................................................
|
-
|
4.2
|
Структура дисциплины...........................................................................................
|
8
|
4.3
|
Лабораторные работы……………………………………………………….........
|
12
|
4.4
|
Практические занятия (семинары)....………………………………………........
|
-
|
4.5
|
Курсовой проект (курсовая работа).......................................................................
|
-
|
4.6
|
Самостоятельное изучение разделов дисциплины…………….………….........
|
13
|
5
|
Образовательные технологии................................................................................
|
-
|
5.1
|
Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях……………………………………………………………………………
|
-
|
6
|
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации....................................................................................
|
14
|
7
|
Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)......................……..
|
15
|
7.1
|
Основная литература…………………………………………………………......
|
-
|
7.2
|
Дополнительная литература………………………………………………….......
|
16
|
7.3
|
Периодические издания.....……………………………………….…………........
|
-
|
7.4
|
Интернет-ресурсы...................................................................................................
|
-
|
7.5
|
Методические указания к лабораторным занятиям ……………………..…….
|
-
|
7.6
|
Методические указания к практическим занятиям .............................................
|
-
|
|
Методические указания к курсовому проектированию и другим видам самостоятельной работы........................................................................................
|
-
|
7.7
|
Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных технологий ...................................................................……
|
16
|
8
|
Материально-техническое обеспечение дисциплины…………………….........
|
17
|
|
Дополнения и изменения в рабочей программе дисциплины …………….......
Лист согласования рабочей программы дисциплины…..………………….......
|
18
19
|
|
|
|
Цели и задачи освоения дисциплины
Целью преподавания дисциплины является ознакомить студентов-биологов с основными методами анализа экспериментального материала и оценки их достоверности с использованием различных математических и статистических формул и методов, а также научить студентов пользоваться этими формулами и методами.
Задачи: В задачу курса «Биологическая статистика» включается приобретение студентами знаний и навыков:
- по использованию математических методов для оценки экспериментального материала.
- по выбору наиболее оптимальных для данных исследований математических и статистических методов, для использования в своей дальнейшей деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Преподавание курса «Биологическая статистика» является необходимым этапом подготовки дипломированных специалистов биологов.
Актуальность введения данной дисциплины обусловлена исключительно быстрым развитием современного естествознания. За немногие десятилетия совершенно изменилась физическая картина мира. Большой прогресс достигнут и в области биологии, которая сейчас охватывает явления жизни на самых различных уровнях, начиная от молекулярного и кончая популяциями и экосистемами – сложными совокупностями многих видов животных и растений, населяющих территорию нашей планеты.
Одним из важных факторов, стимулирующих дальнейшее развитие различных областей естественных наук, является внедрение в них математики, что также является показателем «зрелости» науки.
Поле для приложения статистических методов в биологии очень значительно, так как многие экологические, генетические, цитологические, микробиологические, радиобиологические явления – массовые по своей природе. Осуществление событий в больших совокупностях может быть оценено вероятностями, а анализ их требует применения статистических методов.
Статистические методы существенно необходимы и при постановке экспериментов, так как только с их помощью можно установить, зависит ли наблюдаемое различие между опытными и контрольными группами от влияния изучаемого фактора или же оно чисто случайное, т.е. определяется многими другими факторами, не контролируемыми и не поддающимися учету.
Понимание и учет статистических закономерностей помогают экспериментатору составить методически обоснованный план опытов, правильно их провести и, наконец, сделать объективные выводы.
На изyчение курса «Биологическая статистика» отводится 144 часа (из них лекционных - 18, лабораторных - 54 и для самостоятельной работы -45 часов, заканчивается зачетом (бакалавры) и экзаменом (специалисты).
3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по данному направлению подготовки (специальности):
а) общекультурных (ОК): ОК-1, ОК-6, ОК-8
б) профессиональных (ПК): ПК-6, ПК-7, ПК - 15
(Указываются ПК компетенции и их коды)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
- предмет, задачи и необходимости применения математических методов при изучении биологических процессов и явлений;
- основные методы систематизации экспериментального материала и составления вариационных рядов в случае прерывистой и непрерывной вариации;
- основные методы вычисления средней арифметической, среднего квадратического отклонения, коэффициента вариации с объяснением их роли и значении для характеристики вариационного ряда;
- особенности вычисления параметров выборочной совокупности при малом его объеме и с модификациями формул по вычислению параметров малых выборок;
- основные закономерности нормального и биноминального распределения, а также с теоремами сложения и умножения вероятностей;
- характер оценки параметров генеральной совокупности по параметрам выборочной совокупности. Ознакомить с методами сравнения основных характеристик вариационного ряда (средних арифметических, средних квадратических отклонений и т.д.);
- основные методы измерения связи между признаками. Ознакомить с методами вычисления коэффициента корреляции и регрессии;
- методы дисперсионного анализа.
Уметь:
- проводить и анализировать биологический эксперимент;
- связывать данные биологических дисциплин с методами вычисления, применяемыми в биологической статистике.
Владеть:
- методами анализа хи-квадрат;
- дисперсионного анализа;
- регрессионого анализа;
- корреляционного анализа.
4 Содержание и структура дисциплины (модуля)
4.1 Содержание разделов дисциплины
№ раздела
|
Наименование раздела
|
Содержание раздела
|
Форма текущего контроля
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
Введение. Систематизация материала. Графическое изображение вариационного ряда.
|
Необходимость применения математических методов к изучению биологических явлений. Методологические предпосылки правильного применения статистического метода в биологии. Понятия об однородности материала, точности и многократности измерений, репрезентативности выборки. Соотношение статистического метода с экспериментальным. Биологическая статистика и ее задачи. Понятие статистической совокупности. Генеральная совокупность. Выборка. Методы рендомизации, как основа обеспечения репрезентативности выборки.
Систематизация варьирующих величин – составление вариационного ряда.
Определение размаха варьирования. Ранжирование в случае прерывистой (дискретной) изменчивости, разбивка на классы в случае непрерывной изменчивости. Определение оптимального числа классов, расчет величины классового интервала. Систематизация в случае качественной (альтернативной) изменчивости. Полигон распределения, гистограмма распределения. Графическое изображения ряда, как метод анализа распределения.
|
ДЗ, Р, Т.
|
2
|
Основные характеристики вариационного ряда. Малые выборки и их особенности.
|
Характеристика центра распределения. Среднее арифметическое. Определение, значение и математические свойства. Мода и медиана.
Характеристики вариации. Среднее квадратическое отклонение (стандартное отклонение). Определение и значение. Понятие о степенях свободы. Коэффициент вариации, определение и его значение как меры изменчивости.
Особенности определения характеристик в случае разбивки вариационного ряда на классы.
Определение доли в случае качественной изменчивости, выражение её в процентах и промилле.
Особенности обработки вариационных рядов в случае небольшого числа членов (малые выборки). Модификации формулы среднего квадратического отклонения. Оценка параметров генеральной совокупности (распределение Стъюдента). Правила отбрасывания "выскакивающих" вариант.
|
ДЗ, Р, Т.
|
3
|
Анализ распределения. Нормальное распределение и его закономерности. Примеры типов распределения случайных величин
|
Случайные события. Понятие о вероятности случайного события Классическое определение вероятности. Эмпирические (опытные, апостериорные) и теоретические (истинные, априорные) вероятности. Прямые и обратные вероятности. Независимые события. Теоремы сложения и умножения вероятностей.
Распределение вариант в вариационном ряду и закономерности распределения вероятностей. Нормальное распределение. Параметры нормального распределения: математическое ожидание и дисперсия. Закономерности модификационной изменчивости - статистические закономерности.
Понятие о доверительных вероятностях и уровнях значимости Нормированное отклонение.
Биноминальное распределение. Параметры биноминального распределения и методы их оценки.
Нормальное распределение. Вычисление теоретически ожидаемого распределения на основании эмпирического.
Критерии χ2 (хи – квадрат), коэффициент Пирсона, его оценка с помощью таблиц. Степени свободы. Нулевая гипотеза
|
ДЗ, Р, Т.
|
4
|
0ценка параметров генеральной совокупности.
Сравнение статистических показателей (проверка
статистических гипотез).
|
Возможность суждения о параметрах генеральной совокупности по характеристикам выборки. Доверительные интервалы. Средняя ошибка средней арифметической, её определение и значение для оценки математического ожидания генеральной совокупности.
Средние ошибки других характеристик (среднего квадратического отклонения, коэффициента вариации, ошибки процентов) и их значение. Показатель точности опыта.
Сравнение средних арифметических двух заходящих друг за друга (трангрессивных) рядов. Понятие о нулевой гипотезе. Критерий t - Стъюдента. Особенности сравнения средних арифметических в случае малых или неравновеликих выборок. Методы сравнения других характеристик вариационных рядов.
|
ДЗ, Р, Т.
|
5
|
Измерение связи. Корреляционный анализ.
Регрессионный анализ.
|
Физиологическая корреляция. Функциональная связь и корреля- тивная изменчивость (сопряженная вариация). Понятие о двумерных случайных величинах. Измерение степени линейных корреляций. Составление таблиц. Коэффициент корреляции - критерий степени связи при двумерном нормальном распределении. Формулы и расчеты. Положительная и отрицательная корреляция. Оценка коэффициента корреляции.
Понятие о регрессии. Эмпирические линии регрессии. Уравнение регрессии. Теоретическая линия регрессии. Односторонняя регрессия. Коэффициент регрессии. Достоверность линии регрессии и коэффициента регрессии. Ошибка коэффициента регрессии и оценка его достоверности. Сравнение коэффициентов регрессии. Связь между регрессией и корреляцией.
|
ДЗ, Р, Т.
|
6
|
Дисперсионный анализ
|
Дисперсионный анализ и её сущность. Общие предпосылки использования дисперсионного анализа. Градации факторов и их характер. Схема варьирования при различии по одному фактору. Разное варьирование вариант и его характеристика. Суммы квадратов и их вычисление. Степени свободы. Общая схема дисперсионного анализа при различии по одному фактору. Схема варьирования при различии по двум факторам. Суммы квадратов степени свободы и их вычисление при двух факторах. Общая схема дисперсионного анализа при различии по двум факторам.
Пакеты статистических программ и работа с ними.
|
ДЗ, Р, Т.
|
4.2 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 часа).
Вид работы
|
Трудоемкость, часов
|
№ семестра
|
№ семестра
|
Всего
|
Общая трудоемкость
|
144
|
|
144
|
Аудиторная работа:
|
72
|
|
72
|
Лекции (Л)
|
18
|
|
18
|
Практические занятия (ПЗ)
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
54
|
|
54
|
Самостоятельная работа:
|
45
|
|
45
|
Курсовой проект (КП), курсовая работа (КР)1
|
|
|
|
Расчетно-графическое задание (РГЗ)
|
|
|
|
Реферат (Р)
|
|
|
|
Эссе (Э)
|
|
|
|
Самостоятельное изучение разделов
|
|
|
|
Контрольная работа (К)2
|
|
|
|
Самоподготовка (проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий, подготовка к лабораторным и практическим занятиям, коллоквиумам, рубежному контролю и т.д.),
|
|
|
|
Подготовка и сдача экзамена3
|
27
|
|
27
|
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
|
зачет
экзамен
|
|
зачет
экзамен
|
Разделы дисциплины, изучаемые в 7 и 9 семестре
№
раз-
дела
|
Наименование разделов
|
Количество часов
|
Всего
|
Аудиторная
работа
|
Вне-
ауд.
работа
СР
|
Л
|
ПЗ
|
ЛР
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
1
|
Лекция 1 (занятие № 1). Введение. Систематизация материала -2ч.
Необходимость применения математических методов к изучению
биологических явлений. Биологическая статистика и ее задачи.
Понятие о статистической совокупности.
Систематизация варьирующих величин составление вариационного ряда.
Графическое изображение вариационного ряда.
|
10
|
2
|
|
4
|
4
|
2
|
Лекция 2 (занятие № 2). Основные характеристики вариационного ряда -2ч.
1)Характеристика центра распределения (среднее арифметическое, мода, медиана).
2) Характеристики вариации (среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации).
|
11
|
1
|
|
6
|
4
|
3
|
Лекция 3 (занятие № 3). Основные характеристики вариационного ряда -2ч.
1) Особенности обработки вариационных рядов в малых выборках
2) Оценка параметров генеральной совокупности (распределение Стъюдента).
|
11
|
1
|
|
6
|
4
|
4
|
Лекция 4 (занятие № 4). Анализ распределения -2ч.
1) Понятие о вероятности.
2) Теоремы сложения и умножения вероятности.
3) Нормальное распределение и его параметры.
4) Биноминальное распределение.
|
12
|
2
|
|
6
|
4
|
5
|
Лекция 5 (занятие № 5). Оценка параметров генеральной совокупности. Сравнение статистических показателей.
1) Доверительные интервалы.
2)Средние ошибки средней арифметической, среднего квадратического отклонения и коэффициента вариации.
3)Сравнение средних арифметических и других характеристик вариационных рядов.
|
14
|
2
|
|
6
|
6
|
6
|
Лекция 6 (занятие № 6). Измерение связи. Корреляционный анализ.
1)Функциональная связь и коррелятивная изменчивость.
2) Коэффициент корреляции.
3) Оценка коэффициента корреляции
|
14
|
2
|
|
6
|
6
|
7
|
Лекция 7 (занятие № 7). Измерение связи. Регрессионный анализ.
1) Понятие о регрессии.
2) Коэффициент регрессии.
3) Оценка коэффициента регрессии.
|
12
|
2
|
|
6
|
4
|
8
|
Лекция 8 (занятие № 8). Дисперсионный анализ однофакторного опыта.
1) Дисперсионный анализ и его сущность.
2) Общая схема дисперсионного анализа при различии по одному фактору.
|
12
|
2
|
|
6
|
4
|
9
|
Лекция 9. Дисперсионный анализ двух- и многофакторного опытов.
1) Схема варьирования при различии по двум факторам.
2) Общая схема дисперсионного анализа при различии по двум факторам.
|
10
|
2
|
|
4
|
4
|
10
|
Лекция 10. Пакеты статистических программ и работа с ними.
|
11
|
2
|
|
4
|
5
|
|
Итого:
|
117
|
18
|
|
54
|
45
|
|
