Планирование радиоэкологического эксперимента: Рабочая программа дисциплины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОФИЗИКИ

Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по специализации 010432 «Физическая экология»

Одобрено на заседании кафедры биофизики Зав. кафедрой биофизики В.А. Кратасюк______________ «___»____________________2002 г. УДК 577.3.001.57 Автор-составитель: В.В. Коваленко

ПЛАНИРОВАНИЕ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Рабочая программа дисциплины для специальности 010400 «Физика» специализации 010432 «Физическая экология» очной формы обучения

Планирование радиоэкологического эксперимента: Рабоч. программа дисциплины. Красноярск: РИО КрасГУ, 2002. - 6 с. (экспресс-издание). Предназначена для специальностей 0104000 «Физика» специализации 010432 «Физическая экология» очной формы обучения

 КрасГУ, 2002

Красноярск 2002

2

I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ Цель курса – обучение студентов основам статистического планирования, сбора и анализа экспериментальных данных, получаемых при радиоэкологических исследованиях. Задачи курса – сформировать у студентов прочные знания и умение применять их в дальнейшей практической работе, направленной на изучение радиационной обстановки в окружающей среде. Требования к уровню освоения содержания курса – дипломированный специалист в области физической экологии должен знать основные понятия прикладной математической статистики, владеть методами статистического анализа экспериментальных данных и планирования эксперимента с учётом возможностей и ограничений используемых статистических методов. II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Тема 1. Предмет, метод и задачи статистики Содержание статистики как научной дисциплины. Предмет, методы, цели и задачи математической статистики при анализе экспериментальных данных. История развития статистической науки. Особенности использования статистического анализа при проведении радиоэкологических экспериментов. Тема 2. Основные этапы статистических исследований Получение исходных данных, анализ их корректности и полноты. Систематизация результатов. Обработка и анализ результатов. Формирование статистических выводов.

этих величин. Значимость среднего. Доверительные пределы среднего. Закон сложения ошибок. Ошибки косвенных наблюдений. Тема 6. Проверка статистических гипотез Проверка принадлежности данных одной совокупности. Методы оценки соответствия эмпирического распределения одному из законов распределения случайных величин. Сравнение двух или нескольких средних. Сравнение двух или нескольких дисперсий. Тема 7. Дисперсионный анализ Сущность и цель дисперсионного анализа. Требования к исходным данным. Анализ с двумя факторами. Анализ с тремя и более факторами. Выявление эффектов взаимодействия. Тема 8. Анализ связи между переменными Основные понятия корреляционного и регрессионного анализа. Корреляционный анализ. Корреляционное поле. Мера взаимосвязи. Взаимосвязь качественных данных. Взаимосвязь количественных данных. Взаимосвязь полуколичественных данных. Методы вычисления коэффициентов корреляции – признаков, бисериальной, ранговой, парной линейной и нелинейной, множественной корреляции. Корреляция и причинная зависимость. Регрессионный анализ. Уравнение линии регрессии. Оценка значимости коэффициентов уравнения регрессии. Сравнение коэффициентов регрессии. Использование уравнения регрессии для установления пределов обнаружения и определения, характерных для аналитического метода.

Тема 3. Основные понятия статистики Генеральная и выборочная статистические совокупности. Случайные события и величины. Вероятность. Статистические гипотезы. Нулевая гипотеза. Ошибки первого и второго рода. Критерии значимости. Уровни значимости.

Тема 9. Кластерный анализ Сущность и цель кластерного анализа. Последовательность действий. Меры сходства в кластерном анализе – парные коэффициенты корреляции, эвклидово расстояние, другие дистанционные коэффициенты. Методы отображения результатов кластерного анализа – 2 час.

Тема 4. Статистические распределения выборочных экспериментальных данных Эмпирические распределения экспериментальных данных. Законы распределения случайных величин – нормальное распределение и логарифмически-нормальное распределение, распределение Пуассона и биномиальное распределение. Другие распределения, часто используемые при обработке данных.

Тема 10. Моделирование полей переменных, изменчивых в пространстве и времени Радиоэкологические объекты как поля переменных, изменчивых в пространстве и времени. Способы сглаживания случайных полей. Методы выявления закономерной и случайной составляющих изменчивости. Фон, аномалия, линия или поверхность тренда. Особенности анализа временных рядов. Прогнозирование временных рядов.

Тема 5. Выборочные характеристики Меры положения. Точечные оценки. Средние значения и меры их рассеивания. Дисперсия и среднее квадратическое отклонение. Вычисление 3

Тема 11. Основы планирования экспериментов Сущность, цель и условия планирования экспериментов. Отбор проб и рандомизация условий эксперимента, выбор числа наблюдений, выбор метода 4

статистического анализа, документация экспериментальных данных. Методы планирования эксперимента, направленные на минимизацию числа экспериментов. Латинский квадрат. Тема 12. Применение персональных компьютеров в статистическом анализе Возможности программных продуктов «Статистика» и Excel статистическом планировании и анализе экспериментальных данных.

при

3. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе: Справочник. – М.: Статистика, 1979. – 447 с. 4. Налимов В.В. Применение математической статистики при анализе вещества. – М.: Издательство физико-математической литературы, 1960. – 430 с. 5. Худсон Д. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятностей и элементарной статистике. – М.: Мир, 1970. – 296 с.

III. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ Текущий контроль осуществляется в форме: – проведения семинаров; – написания и обсуждения рефератов; – контрольных работ. Итоговый контроль – зачёты или устный экзамен. IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА Список литературы Основной 1. Вентцель Е.С. Общая теория статистики: Учебник. – М.: Наука, 1969. – 576 с. 2. Гланц С. Медико-биологическая статистика. – М.: Мир, 1998. – 459 с. 3. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учебное пособие. – М.: Высш. шк., 1999. – 400 с. 4. Горелова Г.В., Кацко И.А. Теория вероятностей и математическая статистика в задачах и примерах с применением Exel: Учебное пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 400 с. 5. Дёрффель К. Статистика в аналитической химии. Пер. с нем. – М.: Мир, 1994. – 268 с. 6. Ефимова М.Р., Рябцев В.М. Общая теория статистики: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 1991. – 304 с. 7. Морозов Ю.В. Основы высшей математики и статистики: Учебник. – М.: Медицина, 1998. – 232 с. 8. Переяслова И.Г., Колбачёв Е.б. Основы статистики: Серия «Учебники, учебные пособия». – Ростов н/Д.: Феникс, 1999. – 320 с. Дополнительный 1. Боровиков В. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. – СПб.: Питер, 2001. – 656 с. 2. Боровиков В.П., Боровиков И.П. STATISTICA – статистический анализ и обработка данных в среде Windows. – М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. – 608 с.

5

6

Планирование радиоэкологического эксперимента Составитель: Виталий Владимирович Коваленко Редактор И.А. Вейсик Корректура автора

Подписано в печать 17.02.2003 Тиражируется на электронных носителях Заказ 249 Дата выхода 18.02.2003 Адрес в Internet: www.lan.krasu.ru/studies/editions.asp Отдел информационных ресурсов управления информатизации КрасГУ 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. 22-05, e-mail: [email protected]

Издательский центр Красноярского государственного университета 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, e-mail: [email protected]

7