《实验设计与数据处理A》课程教学大纲（本科）.docx

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1、实验设计与数据处理A（Experiment Design and Data Processing A）课程代码：16410008学分：24学时：（其中：讲课学时：16上机学时：8 课外学时：0）先修课程：线性代数、医学统计学、计算机基础适用专业：制药工程教材：教学课件、视频一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）本课程将培养学生科学地分析问题、设计实验的思维和能力，以及有效地开展处理数据, 对结果进行合理的分析推断的能力。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力 目标。）1.知识目标方面：课程目标1.1掌握实验设计与数据处

2、理的基础概念课程目标1.2掌握正交试验设计、均匀设计、响应曲面设计、配方试验设计、优选法的基 本原理、适用范围和特点课程目标1.3掌握正交试验设计、均匀设计、响应曲面设计、配方试验设计、优选法的设 计和数据处理步骤2.能力与素质方面：课程目标2.1具备分析问题的能力，能正确表述工程问题课程目标2. 2具备选择实验设计方案进行实验设计的能力课程目标2.3具备数据分析的能力课程目标2.4掌握常用的实验设计和数据分析软件（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-4, 4-1, 4-31.毕业要求2-4：能够正确表述一个工程问题解

3、决方案并分析其合理性。2.毕业要求4-1：能基于专业理论设计针对制药过程中的特定需求的可行性实验方案。3.毕业要求4-3：能针对实验数据进行分析与解释，得出合理有效的结论。课程目标毕业要求指总、课程目 标1.1课程目 标1. 2课程目 标1. 3课程目 标2. 1课程目 标2. 2课程目 标2. 3课程目 标2. 4毕业要求2-4VVV毕业要求4-1VVV毕业要求4-3VVV注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入也可标注“H、M、L”。二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章绪论（一）课程内容知识点：（1）实验设计和数据处理的基本概念、意义；（2）实验设计和数据处理的发展和应用概况；

4、（3）实验设计和数据处理的方法简介；（4）学习实验设计和数据处理应注意的问题。能力点：（1）实际问题（实验）的科学表述。（二）教学要求（1）理解实验设计和数据处理的性质、意义和应用；（2）熟悉实验设计和数据处理的基本步骤；（3）掌握实验设计和数据处理的基本概念及常用方法等；（4）掌握对实际问题（实验）按实验设计模式进行分析表述方法;了解学习本学科的学习方法。（三）重点与难点1 .重点（1）实验设计和数据处理的基本概念。（2）实际问题（实验）的科学表述。2 .难点(1)实际问题(实验)的科学表述。第二章试验数据的误差分析(一)课程内容知识点：(1)误差的基本概念；(2)实验数据误差的来源及分类；

5、(3)实验数据的精准度；(4)坏值及其剔除；(5)误差控制一一费歇尔三原则。能力点：(1)考虑实际问题(实验)的误差并选择合理方法进行控制。(二)教学要求(1)理解误差的基本概念及分类；(2)掌握实验数据精准度判断指标；(3)掌握可疑数据处理及误差控制原则。(三)重点与难点3 .重点(1)可疑数据处理原则；(2)误差控制原则。4 .难点(1)可疑数据处理原则；(2)对实际问题误差的分析。第三章优选法(-)课程内容知识点：(1)单因素优选法；A、平分法；B、黄金分割法(0.618法)；C、分数法；(2)多因素优选法；A、等高线法；B、纵横对折法；C、平行线法；能力点：（1）使用优选法分析表述实际

6、问题（实验）；（2）根据实际问题（实验）选择合适优选法设计实验；（4）对实验数据进行分析；（二）教学要求（1）掌握不同优选方法的特点及适用范围。（2）掌握使用优选法分析表述实际问题（实验）方法，并正确选择优选法；（3）掌握使用优选法正确设计实验、对实验数据进行分析的方法。（三）重点与难点5 .重点（1）各种优选方法的特点及适用范围；（2）正确选择优选法进行实验设计。6 .难点（1）各种优选方法的适用范围。第四章正交试验设计（-）课程内容知识点：（1）正交实验设计的基本概念；（2）正交表；（3）正交实验设计的基本步骤；（4）有交互作用的正交实验设计；（5）混合正交表实验设计；（6）改造正交表实验

7、设计；（7）安排因素及其水平实验设计；（8）正交实验设计结果的直观分析；（9）正交实验设计结果的方差分析；（10）正交实验设计的效应分析。能力点：（1）使用正交实验设计原理分析表述实际问题（实验）；（2）根据正交实验设计特点选择适用的实际问题（实验），正确选用正交表设计实验;（3）使用直观分析、方差分析或效应分析对实验数据进行分析；（4）正交实验设计和数据分析软件使用。（二）教学要求(1)明确正交实验设计的特点及适用范围；(2)掌握正交表结构及选用原则；(3)掌握正交设计基本步骤；(4) 了解其它正交设计的方法；(5)掌握正交实验设计结果的直观分析和方差分析方法；(6) 了解正交实验设计的效应

8、分析；(7)掌握常用软件进行正交实验设计及数据分析的操作方法。(三)重点与难点1 .重点(1)正交实验设计的特点及适用范围；(2)正交表的结构及选用原则；(3)正交实验设计步骤；(4)正交实验设计结果的直观分析方法；(5)正交实验设计结果的方差分析方法。2 .难点(1)正交表的选用。第五章均匀设计(-)课程内容知识点：(1)均匀设计的基本概念；(2)均匀设计表；(3)等水平均匀设计表；(4)混合水平均匀设计表；(5)均匀设计基本步骤；(6)均匀设计结果分析。能力点：(1)使用均匀设计原理分析表述实际问题(实验)；(2)根据均匀设计特点选择适用的问题(实验)，正确选择均匀设计表设计实验;(3)使

9、用直观分析、回归分析对实验数据进行分析；(4)均匀设计和数据分析软件使用。(二)教学要求(1)理解均匀设计与正交设计异同点；(2)掌握均匀设计表特点及选用原则；(3)掌握均匀设计基本步骤；(4)掌握均匀设计结果分析方法；了解均匀设计的实际应用。(6)掌握常用软件进行均匀设计及数据分析的操作方法。(三)重点与难点1 .重点(1)均匀设计的特点；(2)均匀设计表结构及选用原则；(3)均匀设计基本步骤；(4)均匀设计回归分析；2 .难点(1)均匀设计表的选用；(2)结果回归分析。第六章响应曲面实验设计(-)课程内容.知识点：(1)响应曲面的概念；2) 一阶响应曲面设计方法(最速上升法)；(3)二次响

10、应曲面的设计方法；(4)基于多元正交多项式的响应曲面设计。能力点：(1)使用响应曲面实验设计原理分析表述实际问题(实验)；(2)根据响应曲面实验设计特点选择适用的实际问题(实验)，正确设计实验;7 3) Design-Expert在响应曲面设计中的应用。(二)教学要求(1)理解响应曲面的基本原理；(2)掌握一阶响应曲面设计方法(最速上升法)；(3)掌握二次响应曲面的设计方法；8 4) 了解基于多元正交多项式的响应曲面设计方法；(5)掌握使用Design-Expert进行响应曲面设计的操作方法。(三)重点与难点1 .重点(1)响应曲面的基本原理；(2)响应曲面使用条件；(3)响应曲面的设计方法(

11、中心复合设计、Box-Behnken设计)；(4) Design-Expert 操作方法。2 .难点(1)响应曲面使用条件判断。第七章配方试验设计(一)课程内容知识点：(1)配方试验设计约束条件；(2)单纯形配方设计；(3)单纯形的概念；(4)单纯形格子点设计；(5)单纯形重心设计；(6)配方均匀设计。能力点：(1)使用配方试验设计原理分析表述实际问题(实验)；(2)根据配方试验设计特点选择适用的问题(实验)，并正确选择方法设计实验;(3)使用回归分析对实验数据进行分析获得最优方案；(二)教学要求(1)理解配方试验设计基础概念和原理；(2)掌握配方设计的适用条件二(3)掌握配方试验设计方法和步

12、骤；(4)掌握数据处理方法。(三)重点与难点1 .重点(1)配方试验设计适用条件；(2)配方试验设计方法和步骤；(3)掌握数据处理方法。2 .难点(1)明确试验指标，确定配方组分；(2)规范变量与自然变量的转换。第八章实验设计和数据处理的实际操作(-)课程内容能力点(1)正交实验设计实际案例分析及操作训练；(2)均匀设计实际案例分析及操作训练；（3）响应曲面实验设计实际案例分析及操作训练。（4）配方试验设计实际案例分析及操作训练（二）教学要求（1）能根据实际案例使用不同设计方法进行实验设计以及数据处理;（2）熟练掌握计算机数据处理操作。（三）重点与难点.重点（1）对所学知识的综合应用。1 .难

13、点（1）根据实际问题，正确选择方法设计试验、得出合理结论。三、学时分配及教学方法注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格;章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小计第一章22讲授法、讨论法1. 1, 2. 1第二章22讲授法、讨论法1. 1, 2. 1第三章22讲授法、讨论法1. 1, 1.2, 1. 3, 2. 1, 2. 2, 2. 3第四章415讲授法、讨论法、演 示法、研究型教学方 法1 2 19213 L 工/4A 23 9第五章213讲授法、讨论法、演 示法、研究型教学方 法1 2 19P 1 3 L 工24 2 2 3 y

14、第六章213讲授法、讨论法、演 示法、研究型教学方 法1 *2 i9p 13 L144 4 一3 y第七章213讲授法、讨论法、演 示法、研究型教学方 法2 i213 L 工24A 2 3第八章44讨论法、研究型教学 方法2iMl213 , L k V 4 工23合计242.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例 等教学方法）等。四、课程考核考核形式考核要求考核权重备注出席/课堂表现无故缺席或上课做与课程无关事情 一次扣5分，扣完为止0. 1平时操作练习能准确完成练习作业2次，分步计分0.2大作业按实验要求，设计完整实验0.3小论文就学习内容进行综述，并结

15、合自身兴 趣提出设计方案和建议0.4注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。2 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。3 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。五、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）.试验设计与数据处理，李云雁、胡传荣编著，化学工业出版社，2008年7月第二版。1 .试验设计与数据处理，邱轶兵主编，中国科学技术大学出版社，2008年12月第一版。2 .优化试验设计方法及数据处理，何为、薛卫东、唐斌主编，化学工业出版社，2012年3月第一 版。3 .试验设计与Design-Expert、SPSS应用，徐向宏、何明珠主编，科学出版社，2010年7月第一 版。六、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）本课程以出席情况、课堂表现笔记、平时作业、大作业、小论文五部分作为考查指标确定最终 成绩。课堂表现以课堂笔记等为参考。2016年 6 月 23 日