Metodyka i analiza doświadczeń przyrodniczych

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z zagadnieniami Statystyki Matematycznej w takim zakresie, aby mogli je wykorzystać przy planowaniu i przeprowadzaniu prostych doświadczeń przyrodniczych. Niezbędne jest rozpoczęcie tego wykładu od przypomnienia pod-stawowych pojęć z rachunku prawdopodobieństwa (prawdopodobieństwo, zmienna losowa, rozkład zmiennej losowej, dystrybuanta i gęstość rozkładu) oraz omówienia podstawowych rozkładów zmiennych losowych (m.in. rozkład Gaussa). Następne wykłady dotyczyć będą: 1) podstawowych pojęć statystycznych, 2) metod estymacji punktowej i przedziałowej, 3) prostych testów statystycznych.

Wykład:

1. Elementy rachunku prawdopodobieństwa: definicja i własności prawdopodobieństwa, zmienna losowa, rozkład zmiennej losowej, dystrybuanta i gęstość (definicje i własności), parametry rozkładu zmiennych losowych (wartość średnia, mediana, moda, wariancja, odchylenie standardowe, współczynnik zmienności, błąd standardowy średniej), przykładowe rozkłady zmiennych losowych (m.in. rozkład Gaussa, chi-kwadrat, t-Studenta, F-Snedecora). 3h

2. Podstawowe pojęcia statystyki matematycznej: populacja i próba, rozkład teoretyczny i empiryczny, test statystyczny, hipoteza statystyczna, rodzaje testów i hipotez, błędy związane z testowaniem hipotez, poziom istotności testu, obszar krytyczny i moc testu. 2h

3. Estymacja punktowa i przedziałowa. 2h

4. Testy dotyczące średniej i wariancji w populacji: porównanie średniej ze stałą, porównanie dwóch średnich, porównanie wariancji ze stałą, porównanie dwóch wariancji. 3h

5. Zależność między cechami – pojęcie korelacji i regresji. 2h

6. Modele liniowe i analiza wariancji. 3h

ĆWICZENIA

1. Podstawy kombinatoryki: symbol n-silnia, symbol Newtona, obliczanie liczby k-elementowych permutacji, wariacji, kombinacji dla n elementowej populacji generalnej 2h

2. Prawdopodobieństwo, definicje i własności prawdopodobieństwa, obliczanie wartości prawdopodobieństwa 2h

3. Zmienne losowe dyskretne i ciągłe, wyznaczanie rozkładu zmiennej losowej i dystrybuanty, gęstość rozkładu, podstawowe rozkłady zmiennych losowych 4h

4. Parametry rozkładu cech w populacji i próbie. Obliczanie wartości parametrów rozkładu w próbie, nieuporządkowanej i w szeregu rozdzielczym. 2h

5. Wyznaczanie przedziałów ufności dla średniej i wariancji próby 2h

6. Test „t”. Testowanie hipotez dotyczących porównania śreniej ze stałą i dwóch średnich. Test „t” dla par skorelowanych. Test F. Hipotezy dotyczące porównania wariancji. 4h

7. Analiza wariancji w układzie jednoczynnikowym. Test „F” w analizie wariancji. Szacowanie komponentów wariancji 2h

8. Analiza wariancji w układzie dwuczynnikowym, interakcja, efekty proste i główne. 4h

9. Porównania wielokrotne, test Scheffego, test Tukeya, kontrasty ortogonalne. 4h

10. Regresja liniowa, wyznaczanie równania regresji, współczynnik korelacji. Istotność współczynników regresji i korelacji. Analiza wariancji z regresją. 4h

Regina Elandt. „Statystyka matematyczna w zastosowaniu do doświadczalnictwa zootech-nicznego”

Robert G.D. Steel, James H. Torrie. „Principles and procedures of statistics. A biometrical approach”.

Bolesław Żuk. „Biometria Stosowana”

Adam Łomnicki. „Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników”

Wanda Olech, Mateusz Wieczorek. „Zastosowanie metod statystyki w doświadczalnictwie zootechnicznym”

WIEDZA:

1. Posiada wiedzę z zakresu podstawowych działów rachunku prawdopodobieństwa, statystyki matematycznej i teorii eksperymentu i objaśnia metody statystycznej analizy danych doświadczalnych, 2. Rozumie znaczenie istnienia zmienności między organizmami żywymi w przyrodzie i objaśnia możliwości badania i wykorzystania zmienności w doświadczeniach przyrodniczych, 3. Definiuje zagadnienia związane z etyką w naukach przyrodniczych, rozumie specyfikę doświadczeń z udziałem organizmów żywych i wskazuje metody dopuszczalne w eksperymentach przeprowadzanych z udziałem zwierząt

UMIEJĘTNOŚCI:

1. Wykorzystuje metody matematyczne, statystyczne i informatyczne do analizy danych eksperymentalnych, dobiera i stosuje metody odpowiednie dla układu doświadczenia, charakteryzuje i ocenia zależności między cechami w populacjach dwuwymiarowych, 2. Na podstawie danych eksperymentalnych ocenia możliwości wykorzystania i wdrażania technik badawczych w naukach biologicznych i rolnictwie, 3. Samodzielnie planuje i przeprowadza proste doświadczenie biologiczne oraz analizuje dane eksperymentalne i wyciąga prawidłowe wnioski

KOMPETENCJE SPOŁECZNE:

1. Potrafi pracować zespołowo przyjmując różne role; rozumie konieczność systematycznej pracy nad projektami, których realizacja jest długofalowa, 2. Rozumie i docenia znaczenie uczciwości w działaniach własnych i innych osób; postępuje etycznie, 3. Samodzielnie wyszukuje informacje w literaturze, także w językach obcych

pisemne zaliczenie zajęć