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1、试验设计与分析教学大纲课程名称：试验设计与分析课程类型：范围选修课-专业基础课学 时：32学时，2学分适用对象：农学、植物保护、生物技术、生物科学、草业科学等本科专业先修课程：生物统计学、植物学、植物生理学、遗传学、植物病理学和昆虫学等课程一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求试验设计是自然科学研究方法论领域中一个分支学科。正确设计试验方案并对所获调查数据进行科学的统计分析是每个研究工作者必须具备的基本功。尤其是在人类社会进入科技发展的今天，如何花费最小的代价取得所关心的信息，学习、掌握与应用本课程知识就显得尤为重要了。要求先开课生物统计学要系统介绍描述统计、推断统计、方差分析以及线性回归
2、等基本概念、基本原理和方法。二、教学重点及难点本课程重点讲授各种试验设计方法的要点及特点，相应的统计分析应用条件、方法、步骤及结果解释；模拟研究、田间研究的试验方法，调查数据获得的基本知识和技能。课程的难点是阐述在实验过程中如何实现误差的最小化和无偏估计，如何进行环境设计和处理设计。三、与其他课程关系本课程较其他统计学更侧重统计模型及其在有关专业课中较为深入应用，强调试验设计、调查设计方法。课程中例题涉及遗传育种、作物栽培、土壤肥料、植物病理和昆虫、果树蔬菜、食品加工等多方面，是为上述这些课程打基础，同时也为进行一些科学研究和撰写的毕业论文提供设计和分析方法。四、教学内容、学时分配及基本要求第
3、一章：绪论（2学时）基本要求：了解试验设计在科学研究中的地位、作用及试验设计的主要内容；了解合理制定试验方案原则，理解试验数据误差的产生及控制途径。重点：试验方案、试验误差、精确度与准确度难点：试验效应、互作、试验误差的规律性和层次性第一节 试验设计在科学研究中的作用1. 科学研究的基本过程2. 科学研究的基本方法3. 试验设计的主要内容第二节 试验方案1. 试验因素与水平2. 试验指标与效应3. 制定试验方案的要点第三节 试验误差及其控制途径1. 试验数据的误差和精确性2. 试验误差来源3. 随机误差的规律性4. 随机误差的层次性5. 随机误差的控制第四节 试验设计及研究方法的发展1. 试验
4、设计学科的历史和发展2. 科学研究中不同阶段的试验设计第二章：完全区组试验设计及分析（8学时）基本要求：掌握单因素及多因素完全随机试验设计及结果分析；掌握单因素及多因素随机区组设计及结果分析，了解双向随机区组设计及结果分析；掌握单因素及两因素拉丁方试验设计及结果分析，了解希腊拉丁方、多重正交拉丁方设计。重点：各种完全区组试验设计及统计分析的方法。难点：固定模型、随机模型及混合模型含义，各模型期望均方分量和系数的构成。第一节 完全随机设计及分析1. 单因素完全随机设计及统计分析2. 多因素完全随机设计及统计分析第二节 随机区组设计及分析1. 随机区组设计特点、方法及结果统计分析2. 双向随机区组
5、设计特点及结果统计分析3. 随机区组设计的相对效率第三节 拉丁方设计及分析1. 拉丁方设计特点、方法及结果统计分析2. 正交拉丁方设计3. 希腊拉丁方设计4. 多重正交拉丁方设计第四节 完全随机和随机区组设计的协方差分析1. 因果关系资料2. 相关关系资料第三章： 不完全区组试验设计及分析（12学时）基本要求：掌握平衡不完全区组、二裂式裂区试验设计；了解再裂区及条区设计；了解因子设计和正交设计表头形式及设计特点；掌握2k因子设计及正交设计方法和结果分析，了解均匀设计。重点： 单因素平衡不完全区组设计、二裂式裂区设计、23因子设计及正交设计难点： 平衡不完全区组设计参数构成，裂区试验分析，因子设
6、计及正交设计表头设计第一节 平衡不完全区组设计及分析1. 平衡不完全区组设计的参数及条件2. 平衡不完全区组的设计方法3. 平衡不完全区组设计实例第二节 裂区设计及分析1. 二裂式裂区设计及结果分析2. 再裂式裂区设计及结果分析3. 条区设计及结果分析第三节 因子设计及分析1因子设计的原理和作用22 因子试验及分析323因子试验及分析第四节 混杂设计及分析1. 混杂设计的原理和作用23因子试验的完全混杂设计及分析第五节 正交设计及分析1. 正交表和正交设计的特点2. 正交设计的步骤及结果分析3. 正交表的形式与表头设计4. 水平数不等的正交试验第四章： 回归设计及分析（6学时）基本要求：掌握回
7、归正交设计方法及一次回归正交设计的回归系数计算与检验；了解回归转设计的条件、方法及统计分析。重点： 回归试验设计的编码水平确定，回归系数计算与检验难点： 编码水平确定，回归方程显著性检验第一节 回归正交设计及分析1. 回归正交设计方法及特点2. 回归试验设计的编码水平和实施水平3. 一次回归正交设计的回归系数计算与检验第二节 回归旋转设计及分析1. 回归旋转设计的基本思想2. 一次旋转设计方案及统计分析3. 二次旋转设计方案及统计分析4. 设计中的其他编码尺度第三节 回归最优设计及分析（自学） 第四节 均匀设计及分析1. 均匀设计的特点2. 均匀设计与均匀设计表3. 均匀设计分析第五节 格子设
8、计及分析（自学）第五章：模拟研究方法(1.5学时)基本要求：了解模拟试验研究的特点、种类，掌握土培试验、营养液培养和砂砾培养的方法。重点： 土培、营养液、砂砾培养等模拟研究方法难点： 模拟培养的关键技术第一节 模拟研究的特点、种类及发展概况1. 盆钵模拟研究方法2. 植物短期培养模拟研究方法3. 控制模拟条件的其他生物研究方法第二节 土培试验的技术1. 土壤的准备2. 盆钵的选择和准备第三节 营养液培养 1. 配制营养混合液的原则与依据2. 常用营养液的种类3. 营养液的配制4. 溶液培养的准备、播种与管理第四节 砂砾培养 1. 砂砾培养的准备2. 装盆和播种第五节 控制模拟条件的生物研究方法
9、1. 流动培养及更换培养试验2. 灭菌培养试验3. 幼苗法第六章：田间研究方法(1.5学时)基本要求：了解田间试验的特点，掌握控制土壤差异的小区技术、田间实施技巧和方法。重点：控制土壤差异的小区技术难点：空白试验、试验地土壤误差的控制第一节 田间试验的特点和要求第二节 田间试验的误差与土壤差异1. 田间试验的误差2. 试验地土壤差异第三节 田间试验设计的原则1. 试验设计的原则2. 控制土壤差异的小区技术第四节 田间研究的实施1. 试验地的选择和准备2. 试验的布置3. 田间管理与观察4. 收获和考种第五节 大田示范试验技术1. 大田示范试验的意义和特点2. 大田示范试验技术3. 数据分析第七
10、章：调查设计（1学时）基本要求：了解设计的特点，掌握随机抽样、系统抽样、整群抽样及分层抽样等方法，掌握调查数据的误差控制。重点：随机抽样、系统抽样、整群抽样及分层抽样等抽样方法样本容量的确定难点：样本容量及抽样误差计算第一节 调查研究的特点第二节 调查的基本原则与内容1. 调查对象和观察单位2. 调查方法3. 观察指标4. 调查表和问卷的设计5. 调查方式6. 调查的组织计划第三节 常用的抽样方法1. 单纯随机抽样2. 系统抽样3. 整群抽样4. 分层抽样第四节 调查的质量控制五、教材及主要参考书 教材：1. 试验设计与分析 （面向21世纪课程教材）袁志发等 高等教育出版社2 试验统计方法（面向21世纪课程教材） 盖钧镒 中国农业出版社 主要参考书：1. 回归分析与试验设计 徐中儒 中国农业出版社2. 试验设计与分析 杨德 中国农业出版社3. 农业试验统计 莫惠栋 上海科学技术出版社4. 农业试验统计方法 范濂 河南科学技术出版社5. Design and analysis of experiments Dean A & Voss New York6. Fundamental concepts in the design of experiments 5th edition. Oxford University Press, Inc. New York