《实验设计及数据处理教学》课程实施大纲.docx

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1、实验设计与数据处理课程实施大纲目录1 .教学理念.课程介绍21.1 课程的性质2课程在学科专业结构中的地位、作用21.2 课程的前沿及发展趋势2学习本课程的必要性22 .教师简介2教师的职称、学历错误!未定义书签。2.1 教育背景错误!未定义书签。2.2 研究兴趣（方向）错误!未定义书签。3 .先修课程2.课程目标33.1 知识与技能方面3过程与方法方面33.2 情感、态度与价值观方面3.课程内容33.3 课程的内容概要3教学重点、难点及处理方法53.4 学时安排（共16学时）6.课程实施73.5 教学单元一：第一章 绪论7教学单元二：实验数据的误差分析83.6 教学单元三：实验数据的图表表示

2、法9教学单元四：实验的方差分析103.7 教学单元五：实验数据的回归分析16教学单元六：正交实验设计174 .课程要求24学生自学要求244.1 课外阅读要求24课堂讨论要求244.2 课程实践要求24.课程考核244.3 出勤（迟到、早退等）、作业、报告等的要求24成绩的构成与评分规则说明255 .学术诚信25杜撰数据、信息处理等255.1 学术剽窃处理等25.课堂规范265.2 课堂纪律26 及实验设计及数据处理的重要性，采用对比、实例、导入的方法。7.1.5 作业安排及课后反思无。7.1.6 课前准备情况及其他相关特殊要求课前预习相关内容。7.1.7 参考资料（具体到哪一章节或页码）李云

3、雁，胡传荣.试验设计与数据处理，北京：化学工业出版社，2008o7.2教学单元二：实验数据的误差分析721教学日期第2次课（共8次），具体教学日期以教务处实际安排为准。722教学目标理解真值与平均值，误差的基本概念，实验数据误差的来源及分类， 实验数据的精准度，实验数据误差的统计检验，误差的传递。723教学内容（含重点、难点）教学内容：第二章实验数据的误差分析真值和误差2.1 实验数据的精准度随机误差、系统误差的统计检验2.2 误差的传递重点：误差的基本概念，实验误差的统计检验，误差的传递的应用。难点：实验数据误差的来源4教学过程及方法2.1 真值和误差（讲述、实例）实验数据的精准度（讲述、实

4、例）2.2 随机误差、系统误差的统计检验（讲述、实例）误差的传递（讲述、实例）2.3 5作业安排及课后反思教材习题量2-3题。2.4 6课前准备情况及其他相关特殊要求课前预习相关内容。727参考资料（具体到哪一章节或页码）李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理，北京：化学工业出版社，20087.3教学单元三：实验数据的图表表示法731教学日期第3次课（共8次），具体教学日期以教务处实际安排为准。732教学目标可以熟练的使用图示法和列表法来处理数据。教学内容（含重点、难点）教学内容：1.1.1 表法3.2图示法重点：图示法的特点和使用。难点：实验数据的表示方法：包括列表法和图不法，含Excel和Or

5、igin 在图形绘制中的应用。7.3.4 教学过程及方法通过教师讲授和分析，举例让学生理解和掌握。7.3.5 作业安排及课后反思作业次数、数量：次数1,习题量1-2题。7.3.6 课前准备情况及其他相关特殊要求课前预习相关内容。737参考资料（具体到哪一章节或页码）李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理，北京：化学工业出版社，20087.4教学单元四：实验的方差分析教学日期第4次课（共8次），具体教学日期以教务处实际安排为准。742教学目标7.4.1 方差分析的基本步骤；单因素试验结果的方差分析；多重比 较的方法及适用条件，多重比较结果的表示方法；两因素交叉分组资料的 方差分析。7.4.2 方差分

6、析的基本假定；方差分析的数学模型与期望均方。7.4.3 了解方差分析的意义及概念；数据转换的目的和方法。7.4.4 教学内容（含重点、难点）教学内容：、方差分析的基本概念(1)方差分析的定义；(2)方差分析的基本假定；(3)数据转换。二、方差分析的基本原理(1)数据结构和数学模型；(2)平方和、自由度的剖分；(3)均方及期望均方；(4) F检验；(5)多重比较。三、单因素资料的方差分析(1)组内样本容量相同的单因素资料；(2)组内样本容量不等时的单 因素资料。四、两因素资料的方差分析(1)组内无重复观测值的两向分类资料的方差分析；(2)组合内有重复观测值的两因子资料方差分析。重点：(1)方差分

7、析的基本步骤；(2)单因素试验结果的方差分析；(3)多重比较的方法及适用条件，多重比较结果的表示方法；(4)两因素交叉分组资料的方差分析。难点：(1)多重比较结果的字母表示法；(2)组内有重复观测值的两因素交叉分组资料的方差分析。7.4.5 教学过程及方法一、方差分析的基本概念(讲述、实例)首先讲述3个或3个以上平均数间差异的显著性检验不能采用t检验, 这是因为：检验过程繁琐；无统一的试验误差；误差估计的精确性 低；检验的I型错误率大。（1）方差分析的定义然后讲述方差分析的定义：方差分析的基本思路就是把整个试验（设 有k个样本）资料作为一个整体来考虑，把整个试验的总变异按照变异的 来源分解成不

8、同因素的变异，把总方差分解成不同因素的方差。由于方差 等于平方和除以自由度，因此把总方差分解成不同因素的方差，就是把总 方差的平方和、自由度分解为相应于不同变异来源的平方和、自由度，进 而获得不同变异来源方差的估计值，从而发现不同变异来源方差的相对重 要性。（2）方差分析的基本假定接着介绍方差分析的基本假定：效应的可加性；分布的正态性；方差 的同质性。（3）数据转换然后介绍非线性数据的数据转换：平方根转换；对数转换；反正弦转 换；倒数转换。二、方差分析的基本原理（讲述、实例）（1）数据结构和数学模型首先讲述数据结构和数学模型，因为方差分析是建立在一定的线性数 学模型基础上的，所谓线性模型是指每

9、一个观测值都可以分割成若干个线 性部分，这是方差分析中平方和、自由度剖分的理论依据。（2）平方和、自由度的剖分（重点详解）k .kk .S%一 制2 =Z5. 一 君2 +ZZ（马 一 Z）2i= j=i=li=l j=l上式中，2（%-元）2是各处理均数和与总平均数元的离均差平方和 /=1与重复数n的乘积，反映了重复n次的处理间的变异，称为处理间平方和,记为S5,o即珥=式（吊-君2；而次一（工厂叩产则是各处理内离均差平z=lZ=1 j=方和之和，反映了各处理内的变异（即误差），称为处理内平方和或误差平方和，记为S。即SS”火 （局-兄.）2。S1实际上是各处理内平方和之和, i=j=lk即

10、 SSZSS/。于是有：SSt=SSi+SSc。1=1dfT=nk- dft = k - I dfe=dfT-df,（3）均方及期望均方将上面计算的各种平方和除以各自的自由度便得到总均方、处理间均方和处理内均方，这就从均方（即样本方差）角度反映了处理间变异和处 理内（误差）变异。可以证明，MSe. MS,的期望分别为：成（g） = 02+_L2。（4） F检验在进行了变异分解的基础上，就可以进行F检验：F检验的步骤为：（1）建立假设：。：从= vs兄：各人不等或不全相等（2）计算检验统计量：尸=此 MSe（3）统计推断。（5）多重比较F检验是一个整体概念，F检验的结果为差异显著，从而否定了 H

11、0, 接受HA,这说明各组平均值之间是有显著差异，但在这些平均数之间到 底是全部都差异显著，还是部分差异显著？如果是部分差异显著，那么是 哪几个平均数间差异显著呢？因此，为了分析各样本平均数间的显著关系, 还应作多重比较。多重比较方法包括：最小显著差数法(least significant difference),即 LSD 法；最小显著极差法(Least significant ranges),即 LSR 法。LSR法包括：q检验法(Student-Newman-Keuls法，简称SNK法)和 新复极差法(new multiple range method),又称 Duncan 法，还称 S

12、SR 法(shortest significant ranges)。同时讲解多重比较结果的表示方法：三角形表示法和标记字母法。三种多重比较方法，其检验尺度：LSD法W新复极差法Wq检验法。根 据实际的需要进行选择。举例讲解多重比较方法的选择。三、单因素资料的方差分析(讲述、实例)(1)组内样本容量相同的单因素资料的方差分析所谓单因素资料是指在试验时仅考虑一个因素，除这一因素外，其余 因素均控制在同一水平上，这一个被考虑的因素被分成若干个等级，每一 等级就称为一个水平。当每一组内的试验对象数相等时，就称为组内样本 容量相等的单因素资料。其方差分析的公式与过程同方差分析的基本原理 所讲内容。通过实

13、例讲解组内样本容量相同的单因素资料的方差分析的过 程。(2)组内样本容量不等时的单因素资料的方差分析在实际试验中，由于各种原因(例如试验对象死亡)，有时会出现各组 观测值不等的情况，这时，方差分析与前面介绍的组内样本容量相等时的 方差分析略有不同。设有k个组，每组的样本容量分别为nl, n2, nk,各ni不全相等，这类问题的数学模型与前面是相同的，但在分析时所 使用的公式有些调整。通过实例讲解组内样本容量相同的单因素资料的方 差分析的过程。四、两因素资料的方差分析（讲述、对比、实例）很多情况下，我们要设计两种不同的因素同时作用于试验对象，或在 考虑某一种因素对试验对象产生影响时，还需要考虑不

14、同的环境情况，这 样当试验结束后，数据的分析就必须进行两因素或称双向分类（组）资料 的方差分析。（1）组内无重复观测值的两向分类资料的方差分析（重点详解）首先讲解组内无重复观测值的两向分类资料观测值的数学模型： 勺= + % +功+4,这一模型表示每一个观测值/包含了总体平均值，同 时还受A因子第i个效应，B因子第j个效应的影响，而为（0,/）。然后 讲解方差分解。无重复的两向资料可以看作是两个单因素资料的纵横重叠，即B因素 的水平数就是A因素各水平的重复，反之，A因素的水平数也是B因素各 水平的重复数，在作这类资料的方差分析时，A, B两因素的变异都从总变 异中被解析了出来，这样，误差项中就

15、只剩下了随机误差。通过实例讲解 组合内无重复观测值的两因子资料方差分析的过程。（2）组合内有重复观测值的两因子资料方差分析（重点详解）首先讲解合内有重复观测值的两因子资料的数学模型：设因素有a个水平，有b个水平，共有ab个组合，每一组合内有n个观测值（nN 2 ）, 整批资料共有abn个观测值，其数学模型为：为= + %+a+（+.。然后讲解其方差分解。在这一类型的方查分析中，人们的重点和兴趣往往 集中在互作的检验上，因此一般首先完成互作的F检验，若F显著，可不 再检验A因子、B因子是否显著，习惯上我们还是同时完成A、B两因子 的F检验，然后都组合进行多重比较。通过实例讲解组合内有重复观测值

16、的两因子资料方差分析的过程。7.4.6 作业安排及课后反思作业次数、数量：次数1,习题量1-2题7.4.7 课前准备情况及其他相关特殊要求课前预习相关内容。7.4.8 参考资料（具体到哪一章节或页码）李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理，北京：化学工业出版社，2008 7.5教学单元五：实验数据的回归分析751教学日期第5-6次课（共8次），具体教学日期以教务处实际安排为准。7.5.2 教学目标可以一元线性回归分析，多元线性回归分析，非线性回归分析，含Excel 在回归分析中的应用。7.5.3 教学内容（含重点、难点）教学内容：7.5.4 5.1基本概念元线性回归分析7.5.5 元线性回归分析线

17、性回归分析重点：一元线性回归方程的建立及回归效果的显著性检验。难点：无教学过程及方法一元线性回归分析，多元线性回归分析，非线性回归分析，含Excel 在回归分析中的应用。通过教师讲授和分析，举例让学生理解和掌握。7.5.6 作业安排及课后反思作业次数、数量：次数1,习题量2-3题7.5.7 前准备情况及其他相关特殊要求课前预习相关内容。757参考资料(具体到哪一章节或页码)李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理，北京：化学工业出版社，20087.6教学单元六：正交实验设计761教学日期第7-8次课(共8次)，具体教学日期以教务处实际安排为准。762教学目标(1)掌握正交试验的方案设计；正交试验结果

18、的直观分析；正交试验 结果的方差分析。(2)熟悉正交表的概念和性质；正交试验设计原理。(3) 了解正交表的分类；正交表的正交性；正交设计的注意问题。教学内容(含重点、难点)1L2课堂礼仪2612 .课程资源26.教学合约2713 .其他说明27教学内容： 6.1 概念6.2正交试验设计结果的直观分析法 6.2 6.3正交试验设计结果的方差分析法重点：正交表及其选用方法，单指标无交互作用的正交实验设计及极 差分析。难点：无4教学过程及方法一、概念二、正交试验结果的直观分析法（讲述、实例）（1）单指标正交试验设计（重点详解）通过例题来进行讲解。从某原料中提取一营养物质，根据前人的文献 报道，知道有

19、三个因素影响提取过程中的得率：温度A,提取时间B,催化 剂量C,根据具体情况，选出三个因素的三个水平来进行试验，今欲找出 各因素的最佳组合，并确定各因素在提取中的主次顺序。方案设计a.确定实验目的，得率应是越高越好。b.制定因素水平表，确定因素及各因素合适的水平，如何确定因素，如 何确定各因素的水平。主要根据文献资料，本人的专业知识和经验。列出 因素水平表来：水平因素A()B(min)C(ppm)150301026045153706020c.选取正交表及进行表头设计，本例中选用L9（34）正交表，A,B,C三因素分别为第1, 2, 3歹U,第4列为空列。试验号因素A温度B时间C催化剂12341

20、1 (50)1 (30)1 (10)1212223133342 (60)12 (15)3522 (45)316231273 (70)13 (20)283213933 (60)21试验结果的统计分析对于正交试验设计，其统计、分析的目的主要有一下几项：a.分清因素 的主次；b.找出优化方案；c.分析因素与指标的关系。直接分析：第9号试验的提取率为最高，达82%,由于本次正交试验 未完成全部的试验，仅9个试验，因此，在这33=27个全部试验中，这一 a3b3c2是否为最好搭配，还应进行进一步的计算分析。计算分析：这里的计算仅为最简单的分析。根据各因素的水平将各提 取率得到各个K值，及平均值k值。R为

21、极差，即同一因子中，最大平均 值减去最小平均值之差。试验号因素提取率温度B时间C催化剂411(50)1 (30)1 (10)1482122264313335942(60)12 (15)361522 (45)3168623125473(70)13 (20)2738321380933(60)2182K1171182182589K2183212207K3235195200k5760.760.7k6170.769k78.86566.7R21.3108.3A因素的极差值最大，达21.3,这说明温度为主要因素；依极差的大 小，因素的主次顺序为ABC,即三个因素中，A为最重要因素，其次 是B,再次是C。本例

22、营养物质提取率为想上选指标。因此应选最大水平组 合A3B2c2为最优组合，从理论计算上得到这一组合后，还应进行验证。(2)正交试验设计原理(重点详解)正交试验设计所以能用较少的试验次数，取得良好的试验效果，并找 到最佳或最佳组合点，是因为它具有以下两条性质：均衡分散性；综合可 比性。以图举例来比较为直观解释。(3)多指标正交试验设计在生产和研究中，有时要同时考虑多个指标或称多个性状，要兼顾各 个指标，以达到平衡的关系，即找出每个指标尽可能好的生产条件，即应 该综合分析多指标试验设计结果，常用来作多指标正交试验设计的方法有 综合平衡法和综合评分法两种，我们仅介绍综合平衡分析法。即先找出各 个指标

23、最优的生产条件，然后对这些方法综合平衡，最好根据各个指标的 重要程度即其他相关情况找到兼顾每个指标尽可能好的生产条件。通过实例讲解多指标正交试验设计及其分析过程。(4)混合型正交试验设计当各因素由于各种客观条件不允许有相同的水平数或不需要有相同的水平数时，可采用混合型正交表进行试验设计。通过实例讲解混合型正交试验设计及其分析过程。(5)考虑交互作用的正交试验设计实际工作中，因素间除了因素本身对实验测试指标有作用外，还存在 着因素的联合作用，这种因素间联合产生的效应就是交互作用，在多因素 分析中，因素间的交互作用是很大的，往往是我们需要考察的重点对象。 通过举例说明具有交互作用的试验方法的设计与

24、分析。三、正交试验结果的方差分析方法(实例)(1)正交试验方差分析的一般表格形式正交试验设计方差分析的一般表格形式 正交表”(/)可按下方式 计算各值，并计算总平方和及各因素平方和S5.o其中：n为试验次数，m为水平数，k为因子数，r为每一水平的重复 数，且乌；而校正C/2/n, T为观测值总和，总平方和Ss,=Zx,2-。，误差项平方和sse = ssT -(ssA +ssB +)O试验号因素实验结果阳x；AB 列号12 k1121x21 11 11 11 anmhi%12 hkT =工工k2%21%22 k2kssT = Z# -T2 ! n1 11 1k”.kmlkjn2 knkk；k2

25、K11k2院12 k2 Kkk221k2K21 k2K2k111 1k：上2m2 kmkSS Jss1ss2 SSk.1 ”1各项平方和=S$1 =-2扁-72/ = 一（烂+舄+皤）一。,r z=i丫1工1SS R = SS2SS R = SS22 y/+（烂 + 扃+. +镐i1 m1SS =-Ykf2-T2/n = -（kf2+kl2 + d）crtrm=2水平时,左：+ t2 12SS/=，一且一= 一（% % -r nn二 _ （左1 厂左2/）2 +（%2/ _%3j）2 +（%3/ _左1/）2列出方差分析表:变异来源SSdfMSFA凡m-1SSA/dfAMS. I MS eBS

26、Sbm-1SSb / df axbMSr/MS。AXBSSaxB以x%SSAxB / dfAxBSAxB/MSe I1 I1 1 a i1111 I I 1 误差ssedfeSSe/dfe总的sstdfT(2)二水平正交试验的方差分析不考虑交互作用时的方差分析通过实例讲解不考虑交互作用时的二水平正交试验的方差分析。考虑交互作用时的方差分析通过实例讲解考虑交互作用时的二水平正交试验的方差分析。(3)三水平正交试验的方差分析不考虑交互作用的正交设计方差分析通过实例讲解不考虑交互作用时的三水平正交试验的方差分析。考虑交互作用的方差分析方法通过实例讲解考虑交互作用时的三水平正交试验的方差分析。(4)混

27、合型及有重复正交试验的方差分析当试验设计为混合型即L (喈、屣2)时，其方差分析基本同L (小)。 nn在很多情况下，每一试验号外面可能会进行不止一次的重复试验，即有重 复的试验，其方差分析通过实例进行讲解，该例中外面把混合型正交设计 与有重复的正交设计结合起来了。765作业安排及课后反思作业次数、数量：次数1,习题量2-3题7.6.6 课前准备情况及其他相关特殊要求课前预习相关内容。7.6.7 参考资料(具体到哪一章节或页码)李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理，北京：化学工业出版社，20088 .课程要求学生自学要求课前预习课前提出预习要求，课堂上以随机抽查学生回答的方式，考察学生预 习情况

28、。课后复习课后需对上课内容进行复习，下一堂课以随机抽查学生回答的方式， 考察学生复习情况。8.1 课外阅读要求对指定要求课外阅读的内容，以报告形式作为课外作业于指定时间上 交，计入平时成绩。8.2 课堂讨论要求对需要讨论的章节，教师提前一节课布置讨论内容，学生可主动发言 或教师随机抽问指定同学回答，根据回答情况计分并计入平时成绩加分项。8.3 课程实践要求本课程是工具课，对实践要求较高。要求同学认真完成课作业。9 .课程考核出勤(迟到、早退等)、作业、报告等的要求(1)迟到认定上课铃响后5分钟进入教室计为迟到，迟到学生须坐最后两排迟到席, 并在课后向老师说明迟到原因。(迟到不扣分)(2)早退认

29、定教师点名后，无故离开教室者，记为早退。（早退作为旷课处理）（3）旷课认定教师点名不在场者，认定为旷课，点名后再到者，仍作旷课处理。累计3次无故缺课，做平时成绩不及格处理。（4）请假制度病假、事假请假条须在上课铃响之前出示，否则按缺课记录；医生诊 断需在一周内出示给主讲教师。如事出紧急，可通过同学口头请假，并在 下次上课时出示相关请假手续。课后作业课后作业按实际完成情况给分，未交作业计为0分，出现雷同、抄袭 现象均按照。分处理，未按规定时间上交者，只计50%。9.1 成绩的构成与评分规则说明总成绩100%=平时成绩（80%） +报告成绩（20%）,平时成绩构成计算 公式：作业成绩+考勤总成绩-

30、（考勤扣分+缺作业扣分）（按“优、良、中、 及格、不及格”五个等级给定）10 .学术诚信杜撰数据、信息处理等作业中的数据和信息要求注明来源。开放性作业答案情况雷同、抄袭 者，该次成绩计。分，并提出警告。10.1 学术剽窃处理等请同学们高度重视学术诚信问题，对自己负责，严格要求自己，遵守 四川理工学院相关的管理规范要求。出现剽窃、抄袭或其他欺诈行为一经证实，该课程成绩将被判不及格，情节严重者将上报学校。11 .课堂规范课堂纪律(1)尽量不要迟到、把最后两排空出来作为迟到席，迟到的同学坐迟 到席。(2)禁止无故早退。若在课堂期间有私事需要处理，可从后门安静离 开，处理后回到座位上。(3)上课期间请

31、不要把玩手机，请关闭手机，或将手机调至振动模式。(4)上课期间请不要说话或大声喧哗。(5)上课期间不准吃东西、不能睡觉、不看与本课程无关的书籍、报 纸、杂志等。1L2课堂礼仪(1)请注意服装礼仪，无故穿拖鞋、背心的同学请不要进入教室。(2)课堂讲授过程中若需表达自己的观点前，请举手示意，得到允许 后发言O(3)课堂提问过程中请不要随意提醒或帮答，若想阐述自己的观点， 需在答题同学言毕后，举手示意，得到允许后发言。(4)课堂讨论过程中请注意聆听别人的观点，发表自己观点时不许涉 及人身攻击。12 .课程资源教材与参考书李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理，北京：化学工业出版社，2008曹贵平，朱中南

32、，戴迎春.化工实验设计与数据处理，上海：华东理工 大学出版社，2009刘振学，王力 等 编.实验设计与数据处理，北京：化学工业出版社， 2015方开泰，马长兴.正交与均匀试验设计，北京：科学出版社，200113 .教学合约(1)我已经认真阅读了实验设计与数据处理课程实施大纲，并清楚 理解其中所陈述的内容；(2)任课教师已预备足够的时间让我咨询课程实施大纲的相关内容；(3)我认同任课教师针对课程实施所提的课程标准；(4)我同意遵守本课程实施大纲中所阐述的课程考核方式、学术诚信规 定、课堂规范等规定；14 .其他说明如果同学们有对本课程实施的意见和建议，欢迎大家提出。教学进程为计划方案，我有权根据

33、实际学习情况进行一定调整。1.教学理念实验设计与数据处理是试验设计与数据处理的方法在化学等学科 研究中的应用，是一门应用数学。它不仅提供如何正确地设计科学试验和 收集数据的方法，而且也提供如何正确地整理、分析数据，得出客观、科 学的结论的方法。学生在已学习微积分、线性代数、概率论等课 程的基础上，通过本门课程的学习，让学生熟练掌握所介绍的几种基本的 试验设计方法，能独立、正确进行试验设计；熟练掌握所介绍的几种基本 的数据处理与分析的方法。因此，在课堂教学过程中，我将注重理论联系实际，引导学生积极思 考，充分调动学生学习的积极性，引起学生学习的兴趣，帮助学生突破难 点。在教学过程中，我将遵守以下

34、原则：(1)公平对待每一位学生。无论学生成绩好坏，我都将公平、公正、 地对待每一位同学，对其学习、作业进行认真评判。(2)提高学生学习主观能动性。尽量以讨论、作业的形式，促进学生 自主学习，并对每一位同学进行认真评价，帮助学生养成自主学习习惯。(3)课堂讲授轻松、愉快。为避免学生学习流于形式，我将采用展示、 举例、对比、抽问等方式，提高课程趣味性，集中学生注意力。围绕“以学生为中心”的教学方法，提高知识的有效性，秉承“授人 以鱼不如授人以渔”教学理念，课程内容主要采用讲述法、实例法、对比 法、列举法、演示法讲授，除了教授知识，还教授同学们自主学习的方法, 通过学生的自主学习，掌握相关知识，并同

35、时具备自主学习的能力。2 .课程介绍课程的性质实验设计与数据处理是应用化学专业的基础任选课。2.1 课程在学科专业结构中的地位、作用实验设计与数据处理是化工学院各个专业的基础任选课，是一门 工具课，为学生在以后的专业课学习、生产实践、科研和管理提供试验设 计的方法与试验结果的统计分析方法。通过本课程的学习使学生掌握种基 本的试验设计方法，能独立、正确进行试验设计；熟练掌握所介绍的几种 基本的生物统计方法；能独立进行试验设计及结果的处理。2.2 课程的前沿及发展趋势实验设计与数据处理是各个学科领域生产实践和科学研究中必 不可少的工具，现已被广泛应用于化学、化工、生物学等各个方面。随着 科技的进步

36、，数据统计与处理越来越显示出它的重要性，对于每天产生的 海量分试验数据，必须借助于实验设计与数据处理的方法用计算机加 以分析处理、剔除冗余数据，这样才能从中获得有意义的数据，并很好的 表示出来。2.3 学习本课程的必要性实验设计与数据处理是一门工具课，为学生在以后的专业课学习、 生产实践、科研和管理提供试验设计的方法与试验结果的统计分析方法。 因此本门课程是学生毕业后从事本专业的生产管理和科研等所必需的。3 .教师简介4 .先修课程微积分、线性代数、概率论。5 .课程目标知识与技能方面掌握几种基本的试验设计方法，能独立、正确进行试验设计；熟练掌 握所介绍的几种基本的生物统计方法；能独立进行试验

37、设计及结果的统计 分析。5.1 过程与方法方面教师对教学内容进行优化，力求突出重点，让学生对实验设计与数 据处理课程有全面清晰的认识与了解，采取有效运用多媒体教学，注重 理论联系生活实际、加强互动式教学等灵活多样的课堂教学，提高学生学 习兴趣、积极性和学习效率，提高发现问题、研究问题和解决问题的能力, 实现创新人才的培养目标。5.2 情感、态度与价值观方面在课程讲授过程中，除对学生的知识、能力等进行培养外，我将注重 同学生进行情感、态度与价值观的交流。将学生当做自己的朋友，细心教 授，不以个人好恶对待学生，努力同学生建立良好的关系，让他们能与我 交谈、肯与我交谈，做他们除学习外的朋友。另外我将

38、着重对学生的职业 态度和价值观进行引导，促进学生树立正确的价值观、人生观、世界观， 帮助学生培养良好的职业操守，培养学生严谨的实验态度。6 .课程内容课程的内容概要1.1本课程所涉及的基本内容； 1.2.实验设计及数据处理的发展概况； 1.3实验设计及数据处理的重要性第二章 实验数据的误差分析 （3学时）2.1真值和误差；2.2实验数据的精准度；2.3随机误差、系统误 差的统计检验；2.4误差的传递；第三章 实验数据的图表表示法（2学时） 3.1列表法； 3.2图不法第四章实验的方差分析（2学时）4.1 方差分析的基本概念：（1）方差分析的定义；（2）方差分析的基 本假定；（3）数据转换。4.

39、2 方差分析的基本原理：（1）数据结构和数学模型；（2）平方和、 自由度的剖分；（3）均方及期望均方；（4） F检验；（5）多重比较。4.3 单因素实验的方差分析：（1）组内样本容量相同的单因素资料;（2）组内样本容量不等时的单因素资料。4.4 双因素实验的方差分析：（1）组内无重复观测值的两向分类资料 的方差分析；（2）组合内有重复观测值的两因子资料方差分析。第五章 实验数据的回归分析（4学时）基本概念；5.2一元线性回归分析；5.3多元线性回归分析；5.4非线性回归分析；第六章正交试验设计（4学时）6.1 正交表（讲述、实例）（1）正交表的概念；（2）正交表的性质和分类；（3）正交表的正交

40、性。6.2 正交试验结果的直观分析法（1）单指标正交试验设计（2）正交试验设计原理；（3）多指标正交 试验设计；（4）混合型正交试验设；（5）考虑交互作用的正交试验设计。6.3 正交试验结果的方差分析方法（1）正交试验方差分析的一般表格形式；（2）二水平正交试验的方差 分析；（3）三水平正交试验的方差分析；（4）混合型及有重复正交试验的 方差分析。6.2 教学重点、难点及处理方法第一章绪论重点：实验设计与数据处理的意义。知识点：实验设计与数据处理的发展概况，实验设计与数据处理的意 义。处理方法：通过教师举化工实验设计与数据处理实例讲授和分析，让 学生理解。第二章实验数据的误差分析重点：误差的基

41、本概念，实验误差的统计检验，误差的传递的应用。难点：实验数据误差的来源。知识点：真值与平均值，误差的基本概念，实验数据误差的来源及分 类，实验数据的精准度，实验数据误差的统计检验，误差的传递。处理方法：通过教师讲授和分析，举例让学生理解和掌握。第三章实验数据的表图表示法重点：图示法的特点和使用。知识点：实验数据的表示方法：包括列表法和图不法，含Excel和Origin 在图形绘制中的应用。处理方法：通过教师讲授和分析，举例让学生理解和掌握。第四章实验的方差分析重点：单因素方差分析的基本步骤和简化计算。难点：方差的计算。知识点：方差分析的概念，单因素实验的方差分析，含Excel在单因素 实验方差

42、分析中的应用。处理方法：通过教师讲授和分析，举例让学生理解和掌握。第五章实验数据的回归分析重点：一元线性回归方程的建立及回归效果的显著性检验。知识点：一元线性回归分析，多元线性回归分析，非线性回归分析， 含Excel在回归分析中的应用。处理方法：通过教师讲授和分析，举例让学生理解和掌握。第六章正交实验设计重点：正交表及其选用方法，单指标无交互作用的正交实验设计及极 差分析。知识点：正交实验的基本概念，正交表及其选用方法，正交实验设计 的基本步骤，正交实验及结果的直观分析，含Excel在极差分析中的应用。处理方法：通过教师讲授和分析，举例让学生理解和掌握。6.3 学时安排（共16学时）第二章实验

43、数据的误差分析 （3学时）第三章实验数据的图表表示法（2学时）第四章实验的方差分析（2学时）第五章实验数据的回归分析（4学时）第六章正交试验设计（4学时）7.课程实施教学单元一：第一章绪论7.1.1 教学日期第1次课（共8次），具体教学日期以教务处实际安排为准。7.1.2 教学目标了解本课程所涉及的基本内容、实验设计及数据处理的发展概况及重 要性。7.1.3 教学内容（含重点、难点）教学内容：第一章绪论程所涉及的基本内容 1.1 实验设计及数据处理的发展概况验设计及数据处理的重要性重点：实验设计与数据处理的意义。难点：实验设计与数据处理的发展概况，实验设计与数据处理的意义。教学过程及方法分别讲述本课程所涉及的基本内容、实验设计及数据处理的发展概况