Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,484

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ (УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ)

Любимов В.Б. 1 Занина М.А. 2 Балина К.В. 3
1 ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»
2 ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского»
3 Брянский лицея № 1 им. А.С. Пушкина

Математическая статистика – наука о количественном анализе, определении особенностей массовых явлений в природе и обществе. Особое значение статистика приобрела при оценке степени антропогенного влияния на окружающую среду, изучении состояний популяций, видов, биоценозов, искусственных и природных экосистем, их толерантности, продуктивности и устойчивости. Биометрия успешно используется при обработке и анализе данных мониторинга состояния окружающей среды, для прогноза и моделирования явлений и процессов. Статистические методы применяются в тех случаях, когда изучаются не отдельные единицы, а совокупности. Обязательным условием для правильного применения методов математической статистики является качественная однородность изучаемого материала.

Впервые методы математической статистики были применены для изучения биологических явлений (изменчивости и наследственности) в 1889 г. английским ученым Ф. Гальтоном, являющимся и основателем новой науки – биометрии (биос – жизнь, мейтрейн – измерять), изучающей применение статистических методов в исследовании живой природы. Термин «вариационная статистика» для обозначения методов математической статистики, применяемых в биологии, был введен в 1899 г. Дункером. Следовательно, термин «биометрия» и «вариационная статистика» – синонимы. В начале двадцатого столетия в России методы математической статистики изучались в высших учебных заведениях и широко использовались в исследованиях биологического направления и опытном деле для анализа результатов исследований и определения их достоверности. Однако в конце тридцатых годов возникло оппозиционное настроение по отношению к применению статистической обработки данных в биологических исследованиях, что в конечном итоге привело к исключению биометрии из числа обязательных курсов на биологических факультетах. С этого периода в научно-исследовательских учреждениях биологического профиля прекратили обработку данных статистическими методами и довольствовались определением средних арифметических значений для вариантов опыта в процентах от контроля. И только в 1956 г. президентом ВАСХНИЛ П.П. Лобановым на Всесоюзном совещании было отмечено о необходимости внедрения математической статистики для обработки и анализа материала, полученного в результате осуществления научно-исследовательской работы, проведения опытов и экспериментов. П.П. Лобанов отмечал, что объективность и достоверность научных выводов, основанных на точных исследованиях, является непреложным условием в работе каждого исследователя. Курс биометрии на биологических факультетах вновь стал вводиться только с 1957 г. Однако последствия исключения биометрии из числа обязательных курсов для изучения студентами биофаков заметно ощущается и сегодня.

В результате введения в общеобразовательную и высшую школу дисциплин экологического профиля, организации школьных экологических центров (ШЭЦ), активизации работ на опытных участках в школах и вузах, предусматривающих комплекс проведения экологических исследований и постановку экспериментов, опытов, их анализа, изучение биометрии приобретает особую значимость и актуальность.

В учебном пособии, составленном авторами, приводятся наиболее приемлемые методы математической статистики, без которых немыслима научно-исследовательская и практическая работа в области биологии и экологии.

Учебное пособие составлено на основе фундаментальных работ Ю.И. Гильдермана, А.И. Федорова, Г.Ф. Лакина, Н.Л. Удольской, Г.Н. Зайцева, рекомендаций Ю.Г. Пузаченко (в экологических и географических исследованиях), а также собственного опыта авторов по применению математической статистики в интродукции, ботанике, экологии и биологии.

В учебном пособии представлен курс лекций и практических занятий в объеме, необходимом для изучения студентами предмета «Математическая статистика в экологических исследованиях». В работе приведен тематический план лекционных занятий, краткий курс лекций и задания для выполнения самостоятельных работ по каждой из лекционных тем, а также контрольные тесты и глоссарий.

Нами курс «Математическая статистика в экологических исследованиях» преподается на естественно-географическом факультете ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского и факультете экологии и биологии Балашовского института (филиала) ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского». Большое внимание в курсе уделяется статистике, применяемой в экобиологических полевых, экспериментальных и лабораторных исследованиях, что позволяет студентам в дальнейшем использовать полученные знания в научно-исследовательской и практической деятельности.

Основной задачей курса ставится развитие у студентов умений и навыков применения математической статистики в решении научных и практических вопросов в области биологии и экологии.

Для реализации учебного процесса используются измерительные приборы, электронные калькуляторы, компьютеры и компьютерная программа Microsoft Office Excel 2007, а также учебные пособия, справочники и методические материалы по применению математических методов в ботанике, биологии, общей и прикладной экологии и опытном деле. Для практических занятий используются как данные экологических исследований, полученные студентами во время учебных, производственных и преддипломных практик, на экспериментальных участках, в лабораториях, так и представленные преподавателями раздаточные материалы.

Математические методы в биологии и экологии имеют большое теоретическое и практическое значение. Статистическая обработка цифрового материала, полученного путем опытов, учетов и наблюдений, необходима для проверки степени достоверности результатов, правильности их обобщения и анализа, моделировании биологических и экологических процессов и явлений. Дисциплина «Математическая статистика в экологических исследованиях» способствует рациональному решению актуальных вопросов, стоящих перед современной биологией, общей и прикладной экологией.

При реализации программы студенты получат необходимые знания по использованию математических методов в экологии и биологии. Получат необходимые знания, умения и навыки работы с применением компьютерных программы. В том числе по выбору математического метода в зависимости от поставленной экологической задачи; сбору информации и камеральной обработке; составлению больших и малых вариационных рядов; определению средней арифметической и других статистических показателей, характеризующих среднее арифметическое значение выборки; корреляции и регрессии; сравнению выборок и статистических параметров.

Дидактическими единицами в программе курса являются: введение в биометрию, история развития науки, цели и задачи изучения математических методов в биологии и экологии, значение математического подхода в исследовании и практической деятельности в области экологии и биологии.

Учебное пособие разработано с учётом последних изменений в системе высшего профессионального образования Российской Федерации и соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования третьего поколения.

Структура учебного пособия представлена введением, рабочей программой, курсом лекций, заданиями для выполнения практических работ, тестами, вопросами к зачёту, глоссарием, списком литературы и приложением.

Для выполнения практических работ на занятиях в аудиторное время в методическом пособии указан алгоритм последовательности выполнения заданий.

Учебное пособие представляет интерес для преподавателей, студентов, бакалавров и магистров, обучающихся по биологическим и экологическим специальностям.

Рецензенты: Штурбабин А.Ф. – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Балашовского филиала РАНХ и ГС; Кертанова В.В. – кандидат педагогических наук, доцент Балашовского института (филиала) ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского».

Учебное пособие рекомендовано к печати Ученым советом Балашовского института (филиала) ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского».


Библиографическая ссылка

Любимов В.Б., Занина М.А., Балина К.В. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ (УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ) // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 10-2. – С. 189-191;
URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=8605 (дата обращения: 05.12.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074