ANÁLISIS DE DATOS Y DISEÑO EXPERIMENTAL - IE

ANÁLISIS DE DATOS Y DISEÑO EXPERIMENTAL
GRADO: Biología
AÑO ACADÉMICO:
CURSO: 2º
1º SEMESTRE 2º SEMESTRE
TIPO DE ASIGNATURA: BÁSICA OBLIGATORIA OPTATIVA
NÚMERO DE CRÉDITOS (ECTS): 6
IDIOMA EN QUE IMPARTE LA ASIGNATURA: Español.
TUTORÍAS: Se solicitarán a través del Campus On-Line, siempre y cuando las dudas o cuestiones que se
desee plantear no puedan ser resueltas a través de un foro o vía e-mail. Se buscará una fecha y hora que
resulten convenientes tanto al alumno como al docente.
MODALIDAD DE ENSEÑANZA: Presencial.
PRERREQUISITOS: El alumno deberá tener nociones básicas de Matemáticas (propiedades
de los logaritmos; funciones exponencial, logarítmica y potencia; notación matricial) y
Bioestadística (estadística descriptiva, pruebas de hipótesis), así como conocimientos básicos
en hojas de cálculo Excel.
1- DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA
La asignatura de Análisis de Datos Y Diseño Experimental se plantea como una continuación
de las asignaturas de Matemáticas (1º curso) y Bioestadística (primer semestre de 2º curso) y,
a la vez, como una base para materias posteriores, Ecología (2º), Investigación en Biología (3º
Curso) o la realización de trabajos de investigación (Tesis Final Grado, 4º curso).
Esta asignatura se enmarca, por tanto, dentro un plan más amplio de formación del futuro
biólogo con una sólida base en el análisis cuantitativo, algo imprescindible para afrontar con
garantías los retos de la biología del siglo XXI, para lo que se requiere un uso fluido del análisis
estadístico que permita resolver problemas de forma cuantitativa, diseñar experimentos, probar
hipótesis, modelar datos y realizar predicciones en un mundo cambiante.
2- PROPÓSITO, OBJETIVOS Y COMPETENCIAS
Propósito: Adquirir las herramientas, habilidades y conocimientos necesarios para ser capaz
de diseñar experimentos y producir resultados cuantitativos, es decir, desarrollar de forma
eficiente cómo obtener datos, manejarlos, analizarlos, interpretarlos y presentarlos de forma
adecuada.
Objetivos:
• Aprender a organizar, explorar y presentar datos de forma adecuada
• Presentar y aplicar las principales técnicas estadísticas clásicas y modernas para el
análisis de datos
• Mostrar la importancia de la variabilidad en biología y cómo medirla.
Editado por el Departamento de Publicaciones del IE.
Versión original, xx-xx-09. Última revisión, xx-xx-09.
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• Saber diseñar experimentos e interpretar los resultados
• Introducir a los alumnos al lenguaje R, un lenguaje y software libre para análisis de datos
y gráficos, ampliamente usado en biología. .
• Introducir a los alumnos en el uso de modelos estadísticos aplicados a la biología.
• Introducir a los alumnos en el uso de la máxima verosimilitud (maximum likelihood) y la
estadística bayesiana.
• Demostrar la importancia del análisis cuantitativo, en general, y de la estadística, en
particular, para la biología del siglo XXI.
Estos objetivos podrán alcanzarse como resultado de un proceso de aprendizaje en el que se
trabajarán las siguientes competencias genéricas:
COMPETENCIAS GENÉRICAS O TRANSVERSALES
INSTRUMENTALES PERSONALES SISTÉMICAS
• Capacidad de análisis y síntesis.
• Comunicación oral y escrita en la
lengua nativa.
• Conocimiento de una lengua
extranjera.
• Conocimientos de informática
relativos al ámbito de estudio.
• Capacidad de gestión de la
información.
• Resolución de problemas.
• Toma de decisiones
• Matemáticas y estadística
aplicadas a la Biología
• Trabajo en equipo.
• Habilidad en relaciones
interpersonales.
• Razonamiento crítico.
• Actitud pro-activa.
• Aprendizaje autónomo.
• Liderazgo.
• Iniciativa y espíritu
emprendedor.
• Motivación por la calidad.
De igual forma, se trabajarán una serie de competencias específicas:
SABER
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
SABER HACER
• • Obtener información, diseñar experimentos e
interpretar los resultados
• Diseñar modelos de procesos biológicos
Observación: los códigos finales serán utilizados en apartados posteriores.
La asignatura se relaciona con los siguientes perfiles profesionales:
PERFILES PROFESIONALES
• Profesional de investigación y desarrollo científico en todos los campos de
avance fundamental y aplicado a las ciencias experimentales y de la vida.
• Profesional de la industria farmacéutica, agroalimentaria y química.
• Profesional agropecuario en la optimización de los cultivos de vegetales,
animales y hongos ya explotados regularmente.
• Profesional del medio ambiente.
• Profesional docente.
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3- CONTENIDOS
La asignatura se estructura en 8 módulos, con los siguientes contenidos:
1. Introducción. gestión y organización de datos. Importancia de la gestión adecuada de
datos. Importancia del diseño y análisis de datos en el proceso de una investigación.
2. Programas informáticos de análisis de datos: Excel, SPSS y R, un lenguaje y
software libre para análisis de datos y gráficos.
3. Probabilidad y distribuciones. Distribución binomial, gaussiana y poisson en biología.
Casos de estudio. Muestreo al azar y generación de distribuciones de probabilidad.
Importancia de la variabilidad en Biología, cómo medirla.
4. Diseño experimental. Formulación de preguntas de investigación, hipótesis y
predicciones. Importancia del diseño experimental. Datos preliminares, estudio piloto.
Manipulación experimental versus variación natural. Muestras, réplicas, pseudoréplicas y
aleatorización. Conceptos y aplicaciones del muestreo en biología. Tipos de diseño
experimental. Diseño completamente aleatorizado. Diseño en parejas o en bloques
completamente aleatorizados. Grupo control. Diseño split-plot
5. Exploración de datos. Tipos de gráficos. Formas eficientes de presentación de datos.
6. Profundización en el análisis de pruebas estadísticas. Pruebas paramétricas y no
paramétricas. T-student y U-Mann Whitney, Probabilidad alfa, beta. Importancia del
poder estadístico y el tamaño de muestra. ANOVA.
7. Nuevas técnicas de análisis de datos. Bootstrap y su aplicación en biología. Likelihood
o máxima verosimilitud. Introducción a la estadística bayesiana
8. Introducción a modelos estadísticos. El principio de Parsimonia. Tipos de modelos
estadísticos. Formulación de modelos. Ajuste del modelo a datos. Regresión. Estadística
mutivariante. Análisis de supervivencia
La distribución temporal detallada de cada una de las sesiones será establecida en el
cronograma del curso que será entregado a los alumnos por la Dirección del Programa de
Biología.
Los objetivos propios, las competencias específicas que se trabajan y el entorno en el que
se desarrollarán las diferentes sesiones se recogen en el siguiente cuadro.
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Módulo Actividad Objetivos Entorno
Introducción Introducción a la asignatura • Presentación del docente y de la asignatura: objetivos, contenidos, Aula de informática
metodología, evaluación, bibliografía, relación con otras materias.
• Interés de la asignatura para la profesión del biólogo.
Introducción Gestión y organización de datos • Aprender a gestionar y organizar de forma adecuada los datos antes Aula de informática
de proceder al análisis
• Mostrar la importancia del diseño experimental y análisis de datos
en Biología, especialmente en el proceso de investigación
Programas Manejo de programas informáticos para el • Adquirir destreza en el uso de los principales softwares para el Aula de informática
informáticos
de análisis
análisis de datos. Excel, SPSS y R
análisis de datos en Biología
• Conocer la potencialidad de los mismos
• Introducir el lenguaje y “universo” de R
Probabilidad Probabilidad y distribuciones. • Manejar y usar de forma adecuada conceptos de probabilidad Aula de informática
• Conocer las principales distribuciones de probabilidad en Biología
• Saber usar y aplicar diferentes distribuciones de probabilidad
mediante casos de estudio.
Diseño Diseño experimental • Aprender a formular preguntas en investigación, hipótesis y
Aula de informática
predicciones.
• Mostrar la importancia del diseño experimental.
• Presentar las dos vías principales de contrastar hipótesis:
manipulación experimental versus variación natural.
• Introducir los conceptos de unidades de muestreo, réplicas,
pseudoréplicas y aleatorización.
• Reforzar los conceptos y aplicaciones del muestreo en biología.
• Calcular el número de muestras necesario para los objetivos y
restricciones (presupuestarias, de tiempo y éticas) de un estudio.
Diseño Tipos de diseño experimental • Presentar los principales tipos de diseño experimental usados en Aula de informática
Biología.
• Aplicar diferentes tipos de diseño mediante casos de estudio.
• Conocer los pros y contras de cada tipo de diseño experimental.
Exploración Exploración de datos • Aprender las diferentes técnicas de exploración de datos previo a la Aula de informática
realización de análisis más profundos.
• Conocer y usar formas eficientes de presentación de datos.
Pruebas Pruebas estadísticas • Reforzar el conocimiento de las pruebas o contrates estadísticos.
• Conocer la diferencia de las pruebas paramétricas y no
paramétricas.
• Saber aplicar las pruebas estadísticas de T-student, U-Mann
Whitney y ANOVA en sus diferentes versiones
• Conocer y entender los tipos de probabilidad alfa, beta y del poder
estadístico y del tamaño de efecto.
Aula de informática
Nuevas
técnicas
Nuevas técnicas de análisis
• Introducir al alumno en la técnica de análisis bootstrap y su utilidad
en biología.
• Aplicar la técnica bootstrap a un caso de estudio para estimar
Aula de informática
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Modelos
estadísticos
Modelos
estadísticos
Modelos estadísticos
Seminario de experto
riqueza de especies en un ecosistema.
• Introducir el concepto de máxima verosimilitud y su aplicación en
estadística moderna
• Introducir al alumno en la estadística bayesiana
• Introducir al alumno en el modelado estadístico
• Aprender a formular modelos
• Estudiar y analizar modelos de regresión Introducción a la
estadística multivariante .
• Conocer el caso del análisis de supervivencia
• Conocer un caso de estudio sobre aplicación de modelos
estadísticos en el estudio de la ecología y conservación de
especies.
• Presentar al alumno la experiencia laboral de un profesional.
Aula de informática
Por definir
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4- METODOLOGÍA Y DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA ECTS
La asignatura ha sido diseñada siguiendo las orientaciones del Espacio Europeo de
Educación Superior, asumiendo la formación en competencias y potenciando el desarrollo
personal del alumno a través del autoaprendizaje. Se ha elaborado un programa de
contenidos con una eminente carga práctica (75% del total).
El alumno deberá trabajar de forma autónoma y previamente a la fase presencial la teoría a
través de breves apuntes redactados por el docente, artículos, capítulos de libro, etc. Esta
documentación, que se complementará con lecturas obligatorias, recomendadas y optativas,
así como direcciones Web de apoyo cuando se considere conveniente, se proporcionará a
través del Campus On-Line. Esta misma herramienta se utilizará para comunicar las fechas de
entrega, así como cualquier comentario o cambio relativo a la asignatura. Esta documentación
se ha elaborado considerando que el trabajo autónomo del alumno, incluyendo la realización
de trabajos y la preparación de las clases, no debe exceder las 45 horas.
Las sesiones continuarán con la realización de una parte práctica por parte de los alumnos, ya
sea a través de la resolución de problemas, la realización de tareas prácticas o discutir un
problema. Al término de cada sesión o grupo de sesiones los alumnos entregarán de forma
individual, por parejas o grupos según la práctica realizada, un breve informe de prácticas
que será evaluado por el docente. Dicho informe consistirá en cuestiones relacionadas con el
desarrollo de las prácticas. En caso de que el grupo no haya sido capaz de terminar las
cuestiones antes del final de la sesión, será posible entregar dicho informe a través del Buzón
de Transferencia del Campus On-Line antes de las 24 horas del mismo día en el que se
desarrolle la práctica. La no entrega de dicho informe conllevará una calificación de cero. Si se
repite esta situación el alumno, además de recibir dicha calificación, deberá entregar un trabajo
extra para poder continuar cursando la asignatura. Cuando la complejidad del informe de
prácticas requiera un plazo mayor, el docente comunicará la oportuna fecha de entrega.
Como cierre de la sesión o grupo de sesiones de un módulo se realizará una puesta en común
de los resultados. Para dicha tarea cada grupo nombrará a un ‘Portavoz’ que será el
encargado de gestionar las tareas y los tiempos, así como de defender las propuestas y
resultados en las puestas en común. Esta tarea será rotativa para que todos los alumnos la
realicen.
A partir del inicio de la asignatura se constituirá un Foro de discusión on-line con los
siguientes objetivos:
• Control de la dinámica de la asignatura: resolución de dudas metodológicas, de fechas,
detección de problemas, etc.
• Comentario de las soluciones propuestas por los alumnos: tras la entrega de las
cuestiones éstas serán corregidas y se discutirán en el foro.
• Resolución de dudas específicas: sobre la teoría, las prácticas o la evaluación. Si
durante el trabajo autónomo del alumno con la teoría surge alguna duda que no pueda
ser resuelta con el material bibliográfico de apoyo, se podrá utilizar esta vía.
• Profundización en las temáticas vistas en clase: a través de comentarios, inquietudes o
dudas de los alumnos, o bien de temas de discusión propuestos por el docente.
• Comentario de noticias de actualidad relacionadas con la asignatura: serán bienvenidas
todas las aportaciones interesantes, constructivas y coherentes relacionadas con la
asignatura.
El alumno deberá consultar el foro de forma regular, valorándose positivamente la
participación y las aportaciones de calidad.
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Finalmente, para acercar al alumno la realidad del mundo profesional, se han incluido la
realización de 1 seminario de expertos. Como preparación de estas actividades, el alumno
realizará una búsqueda bibliográfica tutorizada y elaborará un breve informe, bien sobre el
estado actual de la cuestión, bien sobre las fronteras del conocimiento existente. Dicho trabajo
no tendrá que ser expuesto públicamente, si bien será puesto a disposición del grupo a través
del Campus on-line para su posible consulta y discusión.
Módulo Actividad Nº Sesiones Teoría Práctica
Introducción
Introducción a la asignatura
1 1 0
Introducción
Gestión y organización de datos
4 3 1
Programas informáticos
de análisis
Manejo de programas informáticos
para el análisis de datos. Excel,
SPSS y R
5 0.5 5.5
Probabilidad
Probabilidad y distribuciones.
4 1 3
Diseño
Diseño experimental
4 1 3
Diseño
Tipos de diseño experimental
3 0,5 2.5
Exploración
Exploración de datos
2 0 2
Pruebas
Pruebas estadísticas
4 0.5 3.5
Nuevas técnicas
Nuevas técnicas de análisis
4 0.5 3.5
Modelos estadísticos Modelos estadísticos
8 1 7
Modelos estadísticos Seminario de experto
1 1 0
TOTAL
40 9.5 31
Observación: cada sesión tiene una duración de hora y media (90 minutos). Cuando una actividad dure 2 ó más
sesiones, se realizará un breve descanso intermedio.
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5- SISTEMA DE EVALUACIÓN
5.1. CONSIDERACIONES GENERALES
Los alumnos que no se presenten sin causa justificada a la realización de uno de los
instrumentos de evaluación prefijado, serán calificados con la nota mínima, es decir, cero.
Para poder presentarse a cualquiera de las pruebas es obligatorio cumplir la normativa
académica de evaluación y permanencia de IE Universidad.
Los alumnos serán informados periódicamente sobre sus calificaciones parciales, de forma
que conozcan su evolución y el grado de cumplimiento de los requisitos para superar la
asignatura.
5.2. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y PONDERACIÓN
La evaluación del alumno se realizará teniendo en cuenta los siguientes aspectos:
1. Informes de prácticas: completados durante las sesiones prácticas y entregados en
el plazo indicado. En su corrección se tendrá en cuenta tanto los resultados
numéricos como la claridad en la redacción, o el uso de un diseño/formato adecuado.
Se evaluará de 0 a 10. La calificación obtenida a través de la corrección de los
informes de prácticas contribuirá en un 30% a la nota final del alumno.
2. Examen o prueba escrita sobre los contenidos de la asignatura. Se evaluará de 0 a
10. La calificación obtenida contribuirá en un 40% a la nota final del alumno.
3. Foro on-line de la asignatura: las participaciones en esta plataforma que cumplan los
criterios descritos en el apartado anterior (calidad y coherencia) contribuirán en un
10% a la nota final del alumno.
4. Trabajo de complemento a los seminarios: esta tarea, que ha sido descrita en el
apartado anterior, contribuirá en un 10% a la nota final del alumno.
5. Valoración de las competencias genéricas: se valorarán las competencias genéricas
desarrolladas por el alumno a través de una escala semicuantitativa (1-5). La
calificación promedio contribuirá en un 10% a su nota final. Los puntos a considerar
son los siguientes.
COMPETENCIAS INSTRUMENTALES
Capacidad de análisis y síntesis
Comunicación oral y escrita
Conocimiento de una lengua extranjera
Conocimientos de informática relativos al
ámbito de estudio
Capacidad de gestión de la información
Resolución de problemas
VALORADO A TRAVÉS DE…
Puestas en común de los resultados, discusiones en clases
presenciales, informes escritos
Puestas en común de los resultados, discusiones en clases
presenciales, informes escritos
Comprensión de textos de apoyo
Manejo del software específico durante las sesiones
prácticas
Puestas en común de los resultados, discusiones en clases
presenciales, informes escritos
Puestas en común de los resultados, discusiones en clases
presenciales, informes escritos
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COMPETENCIAS PERSONALES
Trabajo en equipo
Habilidades en las relaciones
interpersonales
Razonamiento crítico
Actitud pro-activa
VALORADO A TRAVÉS DE…
Dinámica de trabajo en las sesiones presenciales y
actividades desarrolladas en el foro
Dinámica de trabajo en las sesiones presenciales y
actitudes mostradas en el foro
Puestas en común de los resultados, discusiones en clases
presenciales, informes escritos
Participación en las sesiones presenciales y en el foro
COMPETENCIAS SISTÉMICAS
Liderazgo
Iniciativa y espíritu emprendedor
Motivación por la calidad
VALORADO A TRAVÉS DE…
Labor como portavoz del grupo
Contribución con noticias relativas a la asignatura. Inicio de
discusiones sobre temas relacionados con la asignatura
Evolución del trabajo del alumno. Capacidad de esfuerzo y
superación observada
La nota final del alumno se obtendrá a partir de la ponderación de sus calificaciones
considerando el peso relativo de cada instrumento de evaluación.
En todo caso, deberá obtener una media igual o superior al cinco (5,0) en la nota final
para aprobar la asignatura.
En caso de no alcanzar o superar el cinco, el alumno deberá hacer uso de la convocatoria
extraordinaria. Los instrumentos de evaluación serán los mismos, aunque modificados.
Los informes de prácticas podrán ser revisados por el alumno para solventar los errores
cometidos. El foro on-line continuará abierto para que pueda participar en el mismo a
través de tareas dirigidas propuestas por el docente. El trabajo de complemento al
seminario podrá ser reelaborado. Por último, y en base al esfuerzo e implicación que haya
mostrado el alumno durante todas estas tareas, su valoración de las competencias
genéricas podrá ser revisada.
Los criterios para aprobar no se verán modificados: necesitará obtener una media igual o
superior al cinco (5,0) en la nota final para aprobar la convocatoria extraordinaria de la
asignatura.
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