《生物统计》教学课件：01 绪论

二、常用统计术语
（二）总体和样本
总体 分类:
有限总体 无限总体
现实总体 假象总体
例：北京地区2002年长白猪的日增重 总体：北京地区的长白猪构成 ？
“A knowledge of statistics is like a knowledge of foreign languages or of algebra; it may prove of use at any time under any circumstances.”
A.L. Bowley
“If your experiment needs statistics, you should have done a
better experiment.”
“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
– 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）
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
whether observed patterns are “real” or simply due to chance.
Design
Assist in the design of experiments and field studies
A priori decisions about usefulness of experiments.
如：体高，体重，性别，毛色，血型
观察值（observation）： 对变量进行观察或测量得到的数值
（二）总体( population )和样本 ( sample ) 总体
样本
二、常用统计术语 （二）总体和样本
总体 ( population ):
由研究目的确定 研究对象全体
二、常用统计术语 （二）总体和样本
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
• 二元性
– 理论与实际数据
• 归纳性
An Idyll of Gold Valley
教学内容
• 范围：
– 第10、11章：不讲述，不考试； – 重点：5~9、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：《生物统计学》
中国农业大学出版社
★2）试验设计（例如对比或两向分组） 3）试验及观测记载
★4）统计分析（例如两组检验或方差分析） 5）撰写论文
这个例子的正确分组应当是：
统计学可以解决什么问题
让我们从对几个专业术语的理解开始……
二、常用统计术语 （一）变量和观察值 变量（variable）：指生物的某种特征 是数 量或者需要描述（也转换为数量） 特征：具有变异性 （以群体为研究对象）
主编 张勤
2008年第二版
主要参考书
• 《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.
学生9种智能(每种10道题)的观测 值
(采用评分制 1-7分)
统计推断
271个观察值
学生1 40 30 60 30 60 50 60 50 40
学生2 60 50 30 40 60 50 50 40 50
…… …… …… …… …… …… …… …… …… ……
学生271 50 40 20 60 50 40 30 40 60
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？
科目 语文 数学 自然 体育 音乐 美术 共计
人数 7 6 2 5 6 21 47
描述性统计
描述性统计
描述性统计
【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9种智能的观测值
统计推断
从表格1 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 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 能力均在41 分以上，但是语言能力同其他能力相比较低。
统计推断
从标准差看，这九种能力的标准差在8 和10 之间， 表明了得到的这组数据比较整齐。
统计推断
如表格2 所示，男女生九种智能的具体情况为：从平均 值上可以得出，男女生在数学逻辑能力、空间判断能力上 存在显著性的差异。
试验设计
示例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 的香猪20头并随机地分成四组，每组 5头，分 别喂一种饲料，在相同的饲养条件下饲
总体 ( population ):
由研究目的确定 研究对象全体
成年中国人的身高 ：
则总体由全体成年中国人的身高构成
成年中国人的体重 ： 则总体由全体成年中国人的体重构成
二、常用统计术语 （二）总体和样本
总体 ( population ):
研究目的 全体研究对象
个体(individual ) ： N 为总体中个体 数
– 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
Байду номын сангаас
一、生物统计学
Biostatistics , Biometrics
收集数据：通过抽 样调查或科学试验 取得数据资料
整理资料：找出数 据资料的基本特征
分析资料：从数据 资料中获取有关的 信息 解释资料：
对所研究的问题作 出统计推断
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
Ernest Rutherford to say what the experiment
died of.”
Sir Ronald Fisher
Karl Pearson
Some opinions of statistics
“There are three types of lies: lies, damn lies, and statistics!” -Benjamin Disraeli
生物统计附试验设计
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 can’t do
Can
Can’t
• provide objective tell the truth (probabilistic
绪论开始
第一章 绪 论
一、生物统计学 Biostatistics , Biometrics
……
数 学 ……
……
人口统计学 社会统计学
数理统计 … …
生物统计学
1.统计学一般理论
2.统计方法的数学 原理
统计学是研究数 据资料的收集、 整理、分析和解 释的科学。
生物统计学：应用于
生物科学研究的统计 学
• help you critically
mean biological significance,
evaluate arguments nor vice versa!
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
进入校门的男女同学有多少人；
❖第二天让学生调查在中午12∶00～12∶10之间进入
校门的穿皮鞋、运动鞋、其它鞋的同学各有多少人；
❖第三天让学生调查在中午12∶00～12∶10之间进入
校门的每个年级同学各有多少人；
❖第四天让学生调查在中午12∶00～12∶10之间进入
校门的各个年龄段的学生各有多少人
某小学五(2) 班收集的 “你最喜欢的 一门学科” 原始数据。
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1~2次
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 应用：生物科学
生物统计与试验设计
试验≠实验
• 生物统计：统计学应 用于生物学；
– 统计学：操纵数据的 科学；
• 试验设计：按统计学 原则制定实验计划；
统计学的争论：矛盾中的艺术！
Some opinions of statistics
误差的分类随机误差samplingerror相同条件下重复观察排除明显的系统误差测量结果仍会有随机性地变化实验或测量环境的微小波动实验或测量手段工作状态微小波动测量者生理状态变化引起的感觉判别能力的波动等误差的分类售货员使用的秤没有校准实际是400克被认为是500克身高测量时使用同一种测量器同一测量员在同一时间地点对同一个体的上次测量的身高有微小差异系统误差与随机误差的区别系统误差
2.统计分析的工具 --- 本课程教学中将介绍Excel 中的数据分析宏
3.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：
描述性统计
❖教师第一天让学生调查在中午12∶00～12∶10之间
统计学的用途
Description Hypothesis-testing
• Provide a data Evaluate
summary
biological
• Help discover trends hypotheses by
and patterns.
testing to see
• Evaluate magnitude and direction of experimental effects
criteria for evaluating conclusions only!)
hypotheses
compensate for poor design
• help optimize effort
indicate biological significance: statistical significance does not
饲料
增重(Kg)
养，经过一段时间后
1 57 37 54 42 60 测量增重的结果得到
2 13 39 41 33 19 左边的表格，要检验
3 13 15 13 29 20 四种饲料的增重效果 4 18 24 38 22 13 是否有显著的差异？
动物科学研究的程序： 1）确定课题（例如药物的治疗效果）