試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析教學(xué)大綱

1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析教學(xué)大綱課程名稱：試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析課程類型：范圍選修課-專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué) 時(shí)：32學(xué)時(shí)，2學(xué)分適用對(duì)象：農(nóng)學(xué)、植物保護(hù)、生物技術(shù)、生物科學(xué)、草業(yè)科學(xué)等本科專業(yè)先修課程：生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、植物學(xué)、植物生理學(xué)、遺傳學(xué)、植物病理學(xué)和昆蟲(chóng)學(xué)等課程一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)以及對(duì)先開(kāi)課程要求試驗(yàn)設(shè)計(jì)是自然科學(xué)研究方法論領(lǐng)域中一個(gè)分支學(xué)科。正確設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案并對(duì)所獲調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析是每個(gè)研究工作者必須具備的基本功。尤其是在人類社會(huì)進(jìn)入科技發(fā)展的今天，如何花費(fèi)最小的代價(jià)取得所關(guān)心的信息，學(xué)習(xí)、掌握與應(yīng)用本課程知識(shí)就顯得尤為重要了。要求先開(kāi)課生物統(tǒng)計(jì)學(xué)要系統(tǒng)介紹描述統(tǒng)計(jì)、推斷統(tǒng)計(jì)、方差分析以及線性回歸

2、等基本概念、基本原理和方法。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)本課程重點(diǎn)講授各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的要點(diǎn)及特點(diǎn)，相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用條件、方法、步驟及結(jié)果解釋；模擬研究、田間研究的試驗(yàn)方法，調(diào)查數(shù)據(jù)獲得的基本知識(shí)和技能。課程的難點(diǎn)是闡述在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)誤差的最小化和無(wú)偏估計(jì)，如何進(jìn)行環(huán)境設(shè)計(jì)和處理設(shè)計(jì)。三、與其他課程關(guān)系本課程較其他統(tǒng)計(jì)學(xué)更側(cè)重統(tǒng)計(jì)模型及其在有關(guān)專業(yè)課中較為深入應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、調(diào)查設(shè)計(jì)方法。課程中例題涉及遺傳育種、作物栽培、土壤肥料、植物病理和昆蟲(chóng)、果樹(shù)蔬菜、食品加工等多方面，是為上述這些課程打基礎(chǔ)，同時(shí)也為進(jìn)行一些科學(xué)研究和撰寫(xiě)的畢業(yè)論文提供設(shè)計(jì)和分析方法。四、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配及基本要求第

3、一章：緒論（2學(xué)時(shí)）基本要求：了解試驗(yàn)設(shè)計(jì)在科學(xué)研究中的地位、作用及試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容；了解合理制定試驗(yàn)方案原則，理解試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的產(chǎn)生及控制途徑。重點(diǎn)：試驗(yàn)方案、試驗(yàn)誤差、精確度與準(zhǔn)確度難點(diǎn)：試驗(yàn)效應(yīng)、互作、試驗(yàn)誤差的規(guī)律性和層次性第一節(jié) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)在科學(xué)研究中的作用1. 科學(xué)研究的基本過(guò)程2. 科學(xué)研究的基本方法3. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容第二節(jié) 試驗(yàn)方案1. 試驗(yàn)因素與水平2. 試驗(yàn)指標(biāo)與效應(yīng)3. 制定試驗(yàn)方案的要點(diǎn)第三節(jié) 試驗(yàn)誤差及其控制途徑1. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差和精確性2. 試驗(yàn)誤差來(lái)源3. 隨機(jī)誤差的規(guī)律性4. 隨機(jī)誤差的層次性5. 隨機(jī)誤差的控制第四節(jié) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及研究方法的發(fā)展1. 試驗(yàn)

4、設(shè)計(jì)學(xué)科的歷史和發(fā)展2. 科學(xué)研究中不同階段的試驗(yàn)設(shè)計(jì)第二章：完全區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析（8學(xué)時(shí)）基本要求：掌握單因素及多因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析；掌握單因素及多因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)及結(jié)果分析，了解雙向隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)及結(jié)果分析；掌握單因素及兩因素拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析，了解希臘拉丁方、多重正交拉丁方設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：各種完全區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)分析的方法。難點(diǎn)：固定模型、隨機(jī)模型及混合模型含義，各模型期望均方分量和系數(shù)的構(gòu)成。第一節(jié) 完全隨機(jī)設(shè)計(jì)及分析1. 單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)分析2. 多因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)分析第二節(jié) 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)及分析1. 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)特點(diǎn)、方法及結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析2. 雙向隨機(jī)區(qū)組

5、設(shè)計(jì)特點(diǎn)及結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析3. 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的相對(duì)效率第三節(jié) 拉丁方設(shè)計(jì)及分析1. 拉丁方設(shè)計(jì)特點(diǎn)、方法及結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析2. 正交拉丁方設(shè)計(jì)3. 希臘拉丁方設(shè)計(jì)4. 多重正交拉丁方設(shè)計(jì)第四節(jié) 完全隨機(jī)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的協(xié)方差分析1. 因果關(guān)系資料2. 相關(guān)關(guān)系資料第三章： 不完全區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析（12學(xué)時(shí)）基本要求：掌握平衡不完全區(qū)組、二裂式裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)；了解再裂區(qū)及條區(qū)設(shè)計(jì)；了解因子設(shè)計(jì)和正交設(shè)計(jì)表頭形式及設(shè)計(jì)特點(diǎn)；掌握2k因子設(shè)計(jì)及正交設(shè)計(jì)方法和結(jié)果分析，了解均勻設(shè)計(jì)。重點(diǎn)： 單因素平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)、二裂式裂區(qū)設(shè)計(jì)、23因子設(shè)計(jì)及正交設(shè)計(jì)難點(diǎn)： 平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)參數(shù)構(gòu)成，裂區(qū)試驗(yàn)分析，因子設(shè)

6、計(jì)及正交設(shè)計(jì)表頭設(shè)計(jì)第一節(jié) 平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)及分析1. 平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)的參數(shù)及條件2. 平衡不完全區(qū)組的設(shè)計(jì)方法3. 平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)實(shí)例第二節(jié) 裂區(qū)設(shè)計(jì)及分析1. 二裂式裂區(qū)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析2. 再裂式裂區(qū)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析3. 條區(qū)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析第三節(jié) 因子設(shè)計(jì)及分析1因子設(shè)計(jì)的原理和作用22 因子試驗(yàn)及分析323因子試驗(yàn)及分析第四節(jié) 混雜設(shè)計(jì)及分析1. 混雜設(shè)計(jì)的原理和作用23因子試驗(yàn)的完全混雜設(shè)計(jì)及分析第五節(jié) 正交設(shè)計(jì)及分析1. 正交表和正交設(shè)計(jì)的特點(diǎn)2. 正交設(shè)計(jì)的步驟及結(jié)果分析3. 正交表的形式與表頭設(shè)計(jì)4. 水平數(shù)不等的正交試驗(yàn)第四章： 回歸設(shè)計(jì)及分析（6學(xué)時(shí)）基本要求：掌握回

7、歸正交設(shè)計(jì)方法及一次回歸正交設(shè)計(jì)的回歸系數(shù)計(jì)算與檢驗(yàn)；了解回歸轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的條件、方法及統(tǒng)計(jì)分析。重點(diǎn)： 回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)的編碼水平確定，回歸系數(shù)計(jì)算與檢驗(yàn)難點(diǎn)： 編碼水平確定，回歸方程顯著性檢驗(yàn)第一節(jié) 回歸正交設(shè)計(jì)及分析1. 回歸正交設(shè)計(jì)方法及特點(diǎn)2. 回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)的編碼水平和實(shí)施水平3. 一次回歸正交設(shè)計(jì)的回歸系數(shù)計(jì)算與檢驗(yàn)第二節(jié) 回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)及分析1. 回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的基本思想2. 一次旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)方案及統(tǒng)計(jì)分析3. 二次旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)方案及統(tǒng)計(jì)分析4. 設(shè)計(jì)中的其他編碼尺度第三節(jié) 回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)及分析（自學(xué)） 第四節(jié) 均勻設(shè)計(jì)及分析1. 均勻設(shè)計(jì)的特點(diǎn)2. 均勻設(shè)計(jì)與均勻設(shè)計(jì)表3. 均勻設(shè)計(jì)分析第五節(jié) 格子設(shè)

8、計(jì)及分析（自學(xué)）第五章：模擬研究方法(1.5學(xué)時(shí))基本要求：了解模擬試驗(yàn)研究的特點(diǎn)、種類，掌握土培試驗(yàn)、營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)和砂礫培養(yǎng)的方法。重點(diǎn)： 土培、營(yíng)養(yǎng)液、砂礫培養(yǎng)等模擬研究方法難點(diǎn)： 模擬培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié) 模擬研究的特點(diǎn)、種類及發(fā)展概況1. 盆缽模擬研究方法2. 植物短期培養(yǎng)模擬研究方法3. 控制模擬條件的其他生物研究方法第二節(jié) 土培試驗(yàn)的技術(shù)1. 土壤的準(zhǔn)備2. 盆缽的選擇和準(zhǔn)備第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng) 1. 配制營(yíng)養(yǎng)混合液的原則與依據(jù)2. 常用營(yíng)養(yǎng)液的種類3. 營(yíng)養(yǎng)液的配制4. 溶液培養(yǎng)的準(zhǔn)備、播種與管理第四節(jié) 砂礫培養(yǎng) 1. 砂礫培養(yǎng)的準(zhǔn)備2. 裝盆和播種第五節(jié) 控制模擬條件的生物研究方法

9、1. 流動(dòng)培養(yǎng)及更換培養(yǎng)試驗(yàn)2. 滅菌培養(yǎng)試驗(yàn)3. 幼苗法第六章：田間研究方法(1.5學(xué)時(shí))基本要求：了解田間試驗(yàn)的特點(diǎn)，掌握控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)、田間實(shí)施技巧和方法。重點(diǎn)：控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)難點(diǎn)：空白試驗(yàn)、試驗(yàn)地土壤誤差的控制第一節(jié) 田間試驗(yàn)的特點(diǎn)和要求第二節(jié) 田間試驗(yàn)的誤差與土壤差異1. 田間試驗(yàn)的誤差2. 試驗(yàn)地土壤差異第三節(jié) 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則1. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則2. 控制土壤差異的小區(qū)技術(shù)第四節(jié) 田間研究的實(shí)施1. 試驗(yàn)地的選擇和準(zhǔn)備2. 試驗(yàn)的布置3. 田間管理與觀察4. 收獲和考種第五節(jié) 大田示范試驗(yàn)技術(shù)1. 大田示范試驗(yàn)的意義和特點(diǎn)2. 大田示范試驗(yàn)技術(shù)3. 數(shù)據(jù)分析第七

10、章：調(diào)查設(shè)計(jì)（1學(xué)時(shí)）基本要求：了解設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，掌握隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)抽樣、整群抽樣及分層抽樣等方法，掌握調(diào)查數(shù)據(jù)的誤差控制。重點(diǎn)：隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)抽樣、整群抽樣及分層抽樣等抽樣方法樣本容量的確定難點(diǎn)：樣本容量及抽樣誤差計(jì)算第一節(jié) 調(diào)查研究的特點(diǎn)第二節(jié) 調(diào)查的基本原則與內(nèi)容1. 調(diào)查對(duì)象和觀察單位2. 調(diào)查方法3. 觀察指標(biāo)4. 調(diào)查表和問(wèn)卷的設(shè)計(jì)5. 調(diào)查方式6. 調(diào)查的組織計(jì)劃第三節(jié) 常用的抽樣方法1. 單純隨機(jī)抽樣2. 系統(tǒng)抽樣3. 整群抽樣4. 分層抽樣第四節(jié) 調(diào)查的質(zhì)量控制五、教材及主要參考書(shū) 教材：1. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析 （面向21世紀(jì)課程教材）袁志發(fā)等 高等教育出版社2 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法（面向21世紀(jì)課程教材） 蓋鈞鎰 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 主要參考書(shū)：1. 回歸分析與試驗(yàn)設(shè)計(jì) 徐中儒 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社2. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析 楊德 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社3. 農(nóng)業(yè)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì) 莫惠棟 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社4. 農(nóng)業(yè)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法 范濂 河南科學(xué)技術(shù)出版社