《实验设计与数据处理》 (11)课程教学大纲.docx

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1、实验设计与数据处理教学大纲课程名称：实验设计与数据处理课程类别（必修/选修）：选修课程英文名称：Experiment Design and Data Processing总学时/周学时/学分：24/2/1.5其中实验/实践学时：（）先修课程：高等数学，概率论与数理统计，分析化学，有机化学后续课程支撑：专业实训、专业综合设计实验、毕业设计授课时间：1-12周周四3-4节授课地点:松山湖校区7B-205授课对象：开课学院：化学工程与能源技术学院任课教师姓名/职称：答疑时间、地点与方式：1.上课时学生可自由提问；2.课前和课后，对有疑问的同学进行答疑；3.利用QQ、微信等进行远程答疑；4.课外平时学

2、生可到 12L303进行答疑。课程考核方式：开卷（4）闭卷。课程论文。其它（）使用教材：刘振学，王力.实验设计与数据处理，北京：化学工业出版社第二版，2015. 教学参考资料：课程简介：实验设计与数据处理是针对化学、化工、应化、能源、材料等理工类相关专业本科生开设的一门专业选修课程。主要讨论试验工作的设计方法、 分析数据的统计处理、质量控制方法以及误差理论等内容，是为从事科学研究、工程实验、工程设计工作提供基本训练的基础性课程。课程主要分为两 大部分，分别为数据处理部分和实验设计部分。1-4章为第一部分，主要介绍实验数据的误差分析、实验数据的表图表示法、实验的方差分析、重点介 绍方差分析的应用

3、，并利用方差分析解决一些实际问题；5-9章为第二部分，为实验设计及统计方法应用内容，主要介绍优选法、正交实验设计、随机 化区组和拉丁方等内容。除此之外，课程将简单介绍一些常用数据处理软件的应用。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：课程教学目标支撑毕业要求指标点毕业要求目标1:理解实验设计的原理和方法，具备化学化工相关工 程实践的实验方案设计能力，掌握数据分析的一些基本方 法，具备统计意识，在化学化工相关工程实践中能够科学 的处理实验数据，并对试验结果进行关联、分析处理，获 取合理有效的结论。4-2能够根据化学工程实践的目的开 展实验，并基于科学原理采集、整理 实验数据，及合理地分析与处理数据

4、4能够基于科学原理并采用科学方法对精细化工和 化工系统等的生产过程中复杂工程问题进行研究， 包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合 得到合理有效的结论。目标2：能够运用学到的理论知识，结合计算机软、硬件技 术及仿真工具，通过设计实验，完成对产品开发和生产中 复杂工程问题的预测与模拟，分析和解决实验过程中的问 题。5-3能恰当使用计算机软、硬件技术及 仿真工具，完成对产品开发和生产中 复杂工程问题的预测与模拟，并能够 理解其局限性。5能够针对化工生产中的复杂工程问题，开发、选 择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息 技术工具，包括对产品开发和生产中的复杂工程问 题的预测与模拟，并能够

5、理解其局限性。目标3：理解在科学实验中存在的数据“误差”和对实验设 计的影响，在化学化工行业相关的实验方案设计时，具备 综合考虑多种制约因素的意识。6-2能够客观评价专业工程实践和化 工产品生产对社会、健康、安全、法 律以及文化的潜在影响，并理解应承 担的社会责任。6能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价 专业工程实践和化工产品生产中的复杂工程问题 解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影 响，并理解应承担的责任。理论教学进程表周次教学主题授课教师学 时 数教学内容（重点、难点、课程思政融入点）教学模式线下/混合 式教学 方法作业安排支撑课 程目标1绪论、误差分 析相关概念涂军令2重点

6、：实验设计与数据处理的发展概况、性质和价值， 实验研究方法；真值与平均值，误差的基本概念，试 验数据误差的来源及分类难点：深入理解该课程可以解决的问题及相关方法论；线下讲授课程思政作业:要求 学生每人至少阅读 两篇与数据处理有目标3试验数据的准确度、精准度；自由度的理解以及标准 偏差的计算方法课程思政融入点：引用人类脱贫的中国实践的相 关数据，理解相关概念，了解脱贫攻坚的伟大历史意 义。关的文章或书籍2偶然误差的 正态分布、误 差传递涂军令2重点：实验数据误差的统计检验，有效数字和试验结 果的表示，误差的传递。难点：误差的传递以及偶然误差的正态分布相关理论线下讲授偶然误差、误差传递 相关计算目

7、标23有效数字、总 体的参数估 计涂军令2重点：有效数字的修约规则，样本数据的参数估计、 点估计和区间估计难点：参数估计的理解以及一般的统计检验线下讲授有效数字、区间估计 相关计兑目标24实验数据误 差的统计检 验涂军令2重点：异常值的检验方法，拉依达法、格鲁布斯法等 难点：系统误差、随机误差的检验，F检验法和t检 验法，秩和检验法课程思政融入点：介绍邓稼先团队在原子弹设计中“九 次运算”的故事，介绍近年来有关学术造假的案例及 其危害，要求学生严谨对待对于实验过程中产生的异 常值，坚决杜绝造假，培养学生严谨的科研和工作态 度。线下讲授课程思政作业:讨论 如何正确对待试验 中的异常值异常值检验、

8、误差检 验相关计算目标25-7方差分析涂军令6重点：方差分析的概念，方差分析基本步骤（自由度、 方差、F-检验），单因素实验方差分析难点：多因素重复实验方差分析线下讲授方差分析的计算与 应用目标28-1()实验设计及 正交实验涂军令6重点：正交实验设计的基本步骤，单指标正交实验设 计及极差分析；多指标正交实验设计，综合平衡法、 综合评分法；正交试验方差分析的基本步骤线下讲授正交实验的极差分 析案例计算、正交试 验的方差分析案例目标1难点：有交互作用的正交试验设计及其结果的极差分 析，混合水平的正交试验设计及其结果的极差分析； 一水平正交试验的方差分析，三水平正交试验的方差 分析课程思政融入点：

9、介绍将正交试验理论应用于科研实 际的案例，要求在科学研究中制定严谨的实验方案， 避免片面研究，忽略重要因素，培养学生知行合一， 实事求是的科研和工作精神。计算课程思政作业:根据 所学的正交实验原 理，设计一组科学的 实验方案。11多因素序贯 实验设计涂军令2重点：单因素优选法，单峰函数、黄金分割法、分数 法、对分法、盲人爬山法难点：双因素优选法，对开法、平行线法、从好点出发法、纵横对折法、最陡坡法线下讲授黄金分割法实际应 用及计算目标112区组实验和 拉丁方涂军令2重点：随机化区组设计的方法及应用，拉丁方的数据 处理及举例难点：拉丁方相关应用及计算线下讲授无目标1合计24备注：1）实际教学进程

10、可根据实际情况和疫情发展灵活调整。课程考核课程目标支撑毕业要求指标点评价依据及成绩比例（）权重（）平时作业研讨期末考试目标14-254213()目标25-31()44256目标36-252714总计201()7()100备注：1）根据东莞理工学院考试管理规定第十二条规定：旷课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。大纲编写时间：2023年8月26日系（部）审查意见：我系课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。系（部）主任签名:日期：2023年9月2日附录：各类考核评分标准表平时作业评分标准观测点评分标准A (90-100)B (80-89)C (60

11、-79)D(0-59)基本概念掌握程度概念清楚，答题正确。概念比较清楚，作业比较认真， 答题比较正确。概念基本清楚，答题基本正 确。概念不太清楚，答题错误 较多。解决问题的方案正确性解题思路清晰，计算正确概念比较清楚，作业比较认真， 答题比较正确。概念基本清楚，答题基本正 确。概念不太清楚，答题错误 较多。作业完成态度按时完成，书写工整、清晰， 符号、单位等按规范要求执行按时完成，书写清晰，主要符号、 单位按照规范执行按时完成，书写较为一般， 部分符号、单位按照规范执 行未交作业或后期补交，不 能辨识，符号、单位等不 按照规范执行研讨评分标准观测点评分标准A (90-100)B (80-89)

12、C (60-79)D(0-59)研讨态度积极参与研诗，讨论态度认真， 大胆提出和别人不同的问题， 大胆尝试表达自己的想法。积极参与研讨，讨论态度认真， 大胆提出问题，尝试表达自己的 想法。有参与研讨，讨论态度认 真。不参与研讨，没有提问， 不敢表达自己的想法。思维条理性能有条理的表达自己的意见， 解决问题过程清晰，有计划有能有条理的表达自己的意见，有能表达自己的意见，有解决不能准确表达自己的意逻辑。解决问题能力。问题能力一般。思，缺乏计划性、逻辑性。思维创造性独立思考，有创造性，能用不 同的方法解决问题。能用老师提供的方法解决问题， 有一定思考能力和创造性。能用老师提供的方法解决 问题，能够独立思考。独立思考能力差，缺乏创 造性，不能独立解决问题。