生物信息學專業SAS統計分析與MATLAB應用教學探討

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1、生物信息學專業SAS統計分析與MATLAB應用教學探摘要：選取SAS和MATLAB作為課程所用軟件，通過結合具體的生物信息學研究實例學習，瞭解及掌握統計分析軟件SAS和軟件MATLAB的用法，為今後生物信息學軟件的使用打好基礎關鍵詞：統計分析;SAS；MATLAB；生物信息學生物信息學(Bioinformatics)是伴隨著人類基因組計劃而興起的一門新興的交叉學科。它的出現在促使生物學和醫學的研究向處理高通量數據需求發展的同時，又引入瞭眾多復雜的統計學方法。然而，西班牙學者Em订i和Carles撰文指出2001年nature登載的18

2、1篇研究論文中，38%的文章至少有一處統計錯誤。顯然，即使高水平研究論文也存在統計學問題，這就提醒我們在進行統計分析教學的時候要嚴格把握好各種統計概念，選擇合適的統計分析軟件1、課程內容選擇統計學軟件是我們應用統計方法不可缺少的工具。時下統計學軟件名目繁多，各具特色，諸如SAS、SPSS、TSP、Excel、Eviews、StatisticalMinitab等等在數據處理和統計分析方面，統計分析系統(StatisticsAnalysisSystem,SAS)已經成為國際上的標準軟件系統。尤其在教育、科研領域,SAS軟件已成為專業研究人

3、員進行統計分析的標準軟件。SAS系統由多個功能模塊組合而成，其基本部分是BASESAS模塊。除此之外，還包含以下不同的模塊:SAS/STAT（統計分析模塊）、SAS/GRAPH（繪模塊）、SAS/QC（質量控制模塊）、SAS/ETS（經濟計量學和時間序列分析模塊）.SAS/OR（運籌學模塊）等等MATLAB（MatrixLaboratory）是一種解釋性執行語言，具有強大的計算、仿真、繪等功能。它使用簡單，擴充方便，具有豐富的函數庫（工具箱），計算的功能實現比較簡單，因此逐漸成為大學生學習研究必不可少的分析軟件。盡管MATLAB的功能

4、非常強大，而且生物信息學專業學生大部分的基礎、專業課程都涉及到相應的MATLAB軟件使用，但是卻沒有專門對其統計方法的使用介紹綜上所述,SAS在專業領域應用很多，幾乎作為醫學統計學必學軟件:MATLAB擁有強大的函數功能，結合生物信息學專業學生現有知識結構和將來研究學習、工作的需求，我們選取這兩種軟件作為課程內容。鑒於本課程許多內容涉及的數學問題和計算較復雜，並且要結合計算機軟件來完成，因此根據本學科的特點和學生的實際情況探索一個有效的教學方法，有助於學生掌握好這個工具。通過近兩年教學工作中積累的一些經驗，我們已經形成瞭一套較為完整的

5、授課體系2、課程基本框架《SAS統計分析與MATLAB應用》是我院生物信息學專業一門特色的實踐性基礎課，是研究在生物信息學中如何應用SAS和MATLAB軟件的學科。它需要學生在掌握瞭紮實的概率論與數理統計、生物統計和多元統計理論的基礎上，進一步實現計算機軟件的掌握。近年來隨著計算機的發展和應用的普及，這門學科將成為科學研究和生產實踐中數據分析的一種重要手段。通過本課程的學習，主要任務是使學生掌握SAS和MATLAB的基本語法、功能及統計應用，能夠熟練運用這兩個軟件解決實際的生物信息學問題,為今後生物信息學軟件的使用打好基礎。具體課程內

6、容安排包括：SAS方面:①SAS系統概述，包括SAS窗口系統的使用方法,SAS程序的編寫、修改和運行;②數據集的建立和整理:利用viewtable編輯數據集;利用DATA語句的傳統數據步程序；外部數據文件的讀取;③SAS實用過程（如PRINT.FORMAT.TRANSPOSE等）和數值資料統計描述（如MEANS、FREQ、UNIVARIAT等）；④數值資料的統計推斷（進行t檢驗的MEANS、TTEST過程，方差分析的ANOVA、GLM過程）；⑤相關和回歸分析（CORR、REG、LOGISTIC過程）；⑥多元統計分析的聚類分析（CLUS

7、TER.TREE過程），主成分分析（PRINCOMP過程）和因子分析（FACTOR過程）MATLAB方面：①MATLAB數值計算，包括矩陣和數組的運算;②數據結構和全局變量，程序結構，程序流控制，以及M文件的調試;（f）MATLAB中的計算結果的可視化和高級形處理，包括二維形的繪制，三維形的繪制;④常見概率分佈，樣本的統計描述以及回歸分析函數3、授課方式探討傳統的SAS以及MATLAB教學傾向於基礎理論知識的講解，並且實驗教學中采納的案例大多是農業、環境或者動物實驗的數據,對於依托醫學的生物信息學專業學生來說，並不是他們興趣所在。由於

8、生物信息學專業的建立隻有短短幾年，學生在沒開專業課之前對於生物信息學的瞭解寥寥無幾。他們更關註於這個專業將來能夠從事什麼工作，發展前景如何？因此，我們在教學過程中針對這種情況,有的放矢的選擇醫學，尤其是生物信息學方向的已