Metody statystyczne w biologii

Celem przedmiotu jest przygotowanie studentów do samodzielnego planowania doświadczeń, przeprowadzania obliczeń statystycznych na danych liczbowych uzyskanych w doświadczeniach oraz poprawnej interpretacji wyników. Wykłady rozpoczynają się od przypomnienia wiadomości z rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej, a następnie omawiane są podstawowe testy statystyczne służące do weryfikacji różnych hipotez statystycznych, z omówieniem założeń, jakie muszą być spełnione w przypadku stosowania poszczególnych testów (m.in. test t Studenta dla grup niezależnych i par skorelowanych, test dla proporcji, analiza wariancji w różnych układach doświadczenia, test chi-kwadrat, regresja i korelacja liniowa, testy nieparametryczne). Ćwiczenia prowadzone są w pracowni komputerowej, w której studenci korzystając z pakietu programów statystycznych SAS, rozwiązują zadania dotyczące analizy przykładowych danych doświadczalnych i poprawnej interpretacji wyników.

Wykłady:

1. Przypomnienie wiadomości z rachunku prawdopodobieństwa

a) prawdopodobieństwo i jego własności

b) zmienna losowa, rozkład, dystrybuanta

c) rozkład normalny

2. Podstawowe pojęcia statystyki matematycznej

a) populacja i próba; rozkład teoretyczny i empiryczny

b) charakterystyki z próby (średnia arytmetyczna, mediana, moda, wariancja, odchylenie standardowe, współczynnik zmienności, błąd standardowy średniej)

c) hipoteza i test statystyczny; błąd I i II rodzaju, poziom istotności i obszar krytyczny testu

3. Planowanie doświadczeń i testowanie hipotez

a) doświadczenia w układzie grup niezależnych i par skorelowanych

b) analiza wariancji w układzie jednoczynnikowym

c) analiza wariancji w układzie wieloczynnikowym; pojęcie interakcji

d) analiza wariancji w układzie hierarchicznym, kwadratu łacińskiego, bloków losowanych

e) regresja liniowa i współczynnik korelacji liniowej

f) test chi-kwadrat jako test zgodności i test niezależności

g) testy nieparametryczne

h) testy normalności rozkładu

Ćwiczenia:

1. Obliczanie prawdopodobieństwa, wyznaczanie rozkładu zmiennej losowej i dystrybuanty, rozkład normalny (standaryzacja zmiennych i liczenie prawdopodobieństwa)

2. Testy istotności służące porównaniu średnich dwóch populacji – wybór metody dostosowanej do opisanego zadania i interpretacja wyników, obliczenia w systemie SAS

3. Jednoczynnikowa analiza wariancji i testy dla porównań wielokrotnych (m.in. Tukey i Schaeffe), obliczenia w systemie SAS

4. Analiza wariancji w układzie hierarchicznym, obliczenia w systemie SAS

5. Analiza wariancji w układzie kwadratu łacińskiego i bloków losowanych, obliczenia w systemie SAS

6. Dwuczynnikowa analiza wariancji z interakcją, interpretacja wyników z systemu SAS

7. Regresja liniowa i wielokrotna, korelacja, obliczenia w systemie SAS

8. Zastosowanie testu chi-kwadrat w różnych wariantach

9. Testy nieparametryczne, testy normalności rozkładu

1. Steel R., Torrie J. - Principles and procedures of statistics. A biometrical approach.

2. Łomnicki A. - Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników.

3. Żuk B. - Biometria stosowana.

4. Olech W., Wieczorek M. - Zastosowanie metod statystyki w doświadczalnictwie zootechnicznym.

5. Elandt R. - Statystyka matematyczna w zastosowaniu do doświadczalnictwa rolniczego.

WIEDZA - zna i rozumie:

1. Pojęcia oraz posiada zaawansowaną wiedzę z zakresu statystyki jako narzędzia badawczego w naukach rolniczych i przyrodniczych (BIOS2_W02)

2. Metody wykorzystywane do analizy danych uzyskanych z przeprowadzanych eksperymentów (BIOS2_W15)

UMIEJĘTNOŚCI - potrafi:

1. Prawidłowo planować doświadczenia, dobierać i posługiwać się metodami statystyki matematycznej w analizie danych doświadczalnych i obserwacji terenowych (BIOS2_U01)

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - jest gotów do:

1. Pracy w zespole, a także systematycznej pracy nad projektami, których realizacja jest długofalowa (BIOS2_K02)

Egzamin w formie odpowiedzi pisemnej; na ocenę pozytywną należy udzielić ponad 50% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania; udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 60%.

Ćwiczenia - na ocenę pozytywną należy prawidłowo odpowiedzieć na ponad 50% pytań kolokwiów zaliczeniowych; udział oceny z zaliczenia ćwiczeń projektowych w ocenie końcowej wynosi 40%.

Kryteria oceniania (ćwiczenia, egzamin):

ocena dostateczna (3,0): 51-60% punktów,

ocena ponad dostateczna (3,5): 61-70% punktów,

ocena dobra (4,0): 71-80% punktów,

ocena ponad dobra (4,5): 81-90% punktów,

ocena bardzo dobra (5,0): ponad 90% punktów.