第二节  学习生物统计学的必要性

生物统计学是一门探索生物实验研究的设计，取样，分析，数据整理和推断的科学。使用数学统计学来处理生物现象的科学不像生物学那样是生物学方法论的分支。它与生物测量具有相同的含义，但前者几乎没有出现在该现象的统计处理机制中，因此生物测量是一个稍微狭窄的概念，有时与生物统计不同。在物理学测量中，测量误差是一个重要问题，需要在生物学研究中应用统计学处理，其第一个原因是变异是生物统计学研究和应用的必要工具。古希腊数学家毕达哥拉斯已经提出“数是万物之源”，所有的社会现象和自然现象都符合一定的数学规律，都属于统计学的研究范畴，无论是在自然科学领域还是社会领域科学，许多专业都将统计学作为必修课，生物学也不例外，如生物统计学，生态统计学，医学统计学和许多其他课程。其他领域包括经济统计学，人口统计学，工业统计学，体育统计学，教育统计学，历史统计学，银行统计学等。

统计学是生物学研究和应用不可或缺的工具，由生物学现象的基本特征决定，具有以下基本特征：变异性，随机性和复杂性。生物统计学是生物学的基础，它涉及生物学相关学科的许多统计学知识，如遗传学、生态学、医学、农学和生物学教学。现代生物统计学具有以下三个功能：

一、提供测实设计或调查设计的方法

在实验和调查中，实验设计的质量是研究工作成功的关键。合理的实验设计，可以利用较少的人力，物力和时间来准确地测试和观察记录，减少实验误差，获得丰富可靠的信息，提高测试的准确性，并从测试数据中可以获得测试处理效果并测试误差无偏估计。测试设计不合理，不可能获得正确的信息，不正确的信息是毫无价值的。合理的调查设计可以控制和减少抽样误差，提高调查的准确性，为获得可靠的总体参数估计提供必要的依据。

二、提供数据整理和分析的方法

在科学实验和生产实践中，我们将面临很多数据。为了从这些数据中得出客观的结论，为了找出法律，数据收集和整理分析需要一个严格和科学的方法。生物统计学为这种方法提供了理论和手段。例如，为了调查某个地区奶牛的产奶性能，我们可以获得大量关于不同个体，不同胎次的产奶量和脂肪率的数据，并且从这些杂乱的数据中，很难看到事物的规律性。如果采用生物统计学方法处理收集到的数据，使其组织化，通常我们可以了解牛奶生产的一般特征以及牛奶脂肪率和产量之间的关系，得出牛奶产量和乳脂高峰与改变规律，为选择奶牛提供依据。

三、正确判断实验结果的可靠性

在实验中，除了测试条件外，还有很多不可控制的影响测试数据的偶然因素，即测试误差。例如，在对两种不同配方饲料的比较研究中，我们选择了参加实验的许多类似条件（性别，年龄，遗传背景，体重等），分为两组不同的配方饲料在经过一段时间的实验后，可以收集到测试动物体重的数据。尽管动物的初始条件是相似的，但是由于个体生理特征的不同以及一些不可控因素对体重增加的影响，每个体重增加数据必须包含饲料的实际体重增加效应和偶然影响因素，只有正确确定这两种效应，并确定其对测试结果的影响大小，才能得出可靠的结论。生物统计学提供了一种理论方法来推断测试的真实或非真实效应。

通过学习生物统计学，学生可以发展以下能力：

1.生物统计学可以使人们在生命现象的研究中“心中有数”。“心中有数”是指对事物的处理情况和问题有基本的了解，“数字”的确切含义应该是“统计”，而不只是指“数据”。不学习统计数据，只能看到数据的表面现象，并不能理解数据背后的隐藏规则。统计是收集数据，整理和分析统计数据的科学研究，旨在探索数据的内在规律性，并对客观事物和规律有科学的认识。

2.生物统计学是一门教人们“运筹帷幄”的科学。“运筹帷幄”必须了解事物规律的发展。生物学也涉及到许多数学模型，如动物种群模型、药物剂量模型、潜伏期和感染控制模型等。还有很多问题，如吸烟是否与肺癌有关，两种饲料配方哪个更好，新药更有效，哪些因素对猪的增重率、猪瘦肉率有影响，遗传和环境哪个更重要，以及如何选择最佳种猪有显著影响。这些问题只能通过分析一定数量的数据来回答，只有统计数据可以告诉我们如何通过科学调查或实验获得高质量的数据，如何分析获得的数据以及如何作出最可靠的结论。

      3.统计学是培养科学素养的科学。科学素养主要包括三方面：理解科学知识，掌握科学方法，倡导科学精神。掌握科学方法是科学素养的核心内容，统计学是教授学生如何研究科学问题的知识，包括如何设计研究计划，如何收集、整理和分析数据，以及如何给出科学结论。