实验设计与数据处理课程教学大纲.docx

实验设计与数据处理课程教学大纲课程代码：010332012课程英文名称：ExperimentDesignandDataProcessing课程总学时：24讲课：20实验：4上机：0适用专业：工业工程大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（-）课程的地位及教学目标该课程是为机械学院工业工程专业本科生开设的专业基础课,是工业工程专业本科生的选修课程,设置本课程旨在使学生了解并掌握科学实验中实验前的实验方案设计以及对实验所获得数据进行分析和处理的基本理论和知识，培养学生合理设计工业工程与人因工程的实验，并掌握实验数据进行科学分析和处理的技能，最终达到提高学生分析问题和解决问题的能力（如确定最优综合环境数据）的目标。（-）知识、能力及技能方面的基本要求该课程要求学生掌握一定的数学知识，尤其是统计学与高数知识。另外，该课程与工业工程专业中实验课程结合最佳，安排时间最佳为大三下学期或者大四上学期。学生需要有一定实验经历。（三）实施说明1 .本大纲编写适用于本科工业工程专业学生，课程以授课为主，以实验为辅，着重强调实际应用。2 .考虑到该课程教材可能发生变化，教师在授课过程中可对学时分配在小范围内进行适当调整。3 .教师在授课过程中发现部分与其他课程内容部分重叠或缺失的可以自行删减、或增加。（四）对先修课的要求该课程需要高等数学、线性代数、应用统计学、概率论与数理统计等方面的数学基础。（五）对习题课、实践环节的要求习题课以课后题为主，着重考察学生的解决问题能力，实验环节要求学生掌握具体的实验合理安排与数据处理。（六）课程考核方式1 .考核方式：考查。2 .考核目标：使学生掌握合理设计工业工程与人因工程的实验，并对实验数据进行科学分析和处理的技能。3 .成绩构成：期末成绩60%、平时成绩（包括作业、出勤率等）30%,实验成绩10%。（七）参考书目试验设计与数据处理（第二版），李云雁，化学工业出版社，2012年化工试验设计与数据处理，曹贵平，华东理工大学出版社，2009年试验设计与数据处理，吴贵生，冶金工业出版社，1997年二、中文摘要实验设汁与数据处理是以数理统计及线性代数为理论基础，经济地、科学地安排实验和分析处理实验结果的一项科学技术。其主要内容是包括实验数据的误差分析，方差分析，正交实验设计,回归分析等,其主要目的是讨论如何合理地安排实验方案和科学地分析处理试验数据和结果,从而达到解决生产中和科学研究中的实际问题。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1绪论222试验数据的误差分析442.1实验数据误差来源及分类222.2实验数据误差估计与检验223方差分析443.1单因素试验的方差分析223.2双因素试验的方差分析224回归分析225优选法445.1单因素优选法225.2双因素优选法226正交试验设计8446.1正交试验设计结果的直观分析法226.2正交试验设计结果的方差分析法22分拣豆子实验（不同环境）44合计24204四、教学内容及基本要求第Oi部分结论总学时（单位：学时）：2讲课:2实验:0上机:0具体内容：D实验与实验设计的基本概念2）实验设计与数据处理的发展概况3）实验设计的基本要素4）实验设计与数据处理的目的重点：了解实验设计和数据处理的基本概念，学习此门课程的目的与意义；掌握实验设计的三个基本要素。习题：掌握几种概念第02部分试验数据的误差分析总学时（单位：学时）：4讲课:4实验:0上机:0第2.1部分实验数据误差来源及分类（讲课2学时）具体内容：1）掌握真值与平均值2）掌握误差的基本概念3）掌握试验数据误差的来源及分类4）试验数据的精密度与准确度重点：了解真值与平均值的概念，各种试验数据误差的来源及分类，精密度与准确度的概念。第2.2部分实验数据误差估计与检验（讲课2学时）具体内容：D试验数据误差的统计假设检验2）异常样本值的判断和处理（过失误差的检验）3）有效数字4）误差的传递，重点：掌握绝对误差和相对误差的基本概念及计算方法，常用显著性检验的方法，异常样本值的判断和处理原则，有效数字的修约和运算规则，常用函数的误差传递公式及其应用。难点：显著性检验的方法，异常样本值的判断和处理原则习题：课后习题第。3部分方差分析总学时（单位：学时）:4讲课:4实验:0上机:0第3.1部分单因素试验的方差分析（讲课2学时）具体内容：掌握单因素试验的方差分析（one-wayana1ysisofvariance）重点：了解方差分析的原理；掌握单因素试验方差分析的基本方法。习题：课后习题第3.2部分双因素试验的方差分析（讲课2学时）具体内容：掌握双因素试验的方差分析（two-wayana1ysisofvariance）重点：了解方差分析的原理；掌握双因素方差分析的基本方法。难点：双因素方差分析习题：课后习题第。4部分回归分析总学时（单位：学时）：2讲课:2实验:0上机:0具体内容：D基本概念2）一元线性回归3）多元线性回归分析4）非线性回归分析重点：了解回归分析的基本概念;掌握一元与多元线性回归方程的计算方法及回归方程的显著性检验方法。难点：多元线性回归及非线性回归。习题：课后习题第05部分优选法总学时4学时，讲课4学时第5.1部分单因素优选法（讲课2学时）具体内容：D基本命题2）均分法3）比例分割法4）对分法5）黄金分割法（0.618法）6）分数法7）逐步提高法（爬山法）8）多峰情况重点：了解优选法的基本概念，了解单因素优选中的均分法、比例分割法、对分法，了解双因素及多因素优选的原则及方法；掌握单因素优选法中黄金分割法与分数法的原理和具体步骤。第5.2部分双因素优选法（讲课2学时）具体内容：D对开法2）旋升法3）平行线法4）按格上升法习题：课后习题。第。6部分正交试验设计总学时8学时，讲课4学时，实验4学时第6.1部分正交试验设计结果的直观分析法（讲课2学时）具体内容：D正交法概述2）单指标正交试验设计及其结果的直观分析3）多指标正交试验设计及其结果的直观分析4）有交互作用的正交试验设计5）混合水平的正交试验设计6）正交试验设计结果的方差分析法重点：了解正交试验的基本概念和正交表的特点；掌握等水平、混合水平和有交互作用正交试验方案设计方法及其结果的分析方法。难点：交互作用正交试验设计与混合水平的正交试验设计。第6.2部分正交试验设计结果的方差分析法（讲课2学时）具体内容：掌握方差分析的基本步骤与格式，掌握二水平与三水平正交试验的方差分析习题：课后习题O实验：分捡豆子实验（4学时）