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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：241.5其中实验/实践学时：o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：导师制项目实训、专业实训、专业综合设计实验、毕业设计授课时间：112周周四3-4节授课地点：松山湖校区7B-302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
2、平时学生可到 12L303进行答疑。课程考核方式：开卷（Y）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：（1）李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理，化学工业出版社第二版，2016.（2）C.F. Jeff Wu & Michael Hamada,张润楚译，试验设计与分析及参数优化，2003.课程简介：实验设计与数据处理是针对化学、化工、能源、食品、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
3、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，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，能够运用学到的理论知识设 计实验、分析和解决实验过程中的问
4、题4-2能够根据化学工程实践的目的设 计实验，并基于科学原理合理地分析 与处理数据4能够采用科学方法对化学领域工程问题进行研究 和分析，包括设计实验、处理与解释数据得到合理 有效的结论目标2：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5-3能正确采集、整理试验数据，对试 验结果进行关联、分析处理，获取合 理有效的结论5能够针对化学领域的复杂问题，选择和使用恰当 的技术和资源，应用现代工程和信息技术工具，包 括对复杂化学问题的预测，并能够理解其局限性。目标3：理解在科学实验中存在的数据“误差”和
5、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在化学实验设计中具备综合考虑 多种制约因素的意识，能够合理分析 和评价工程实践与相关因素间的关系6能够基于化学相关背景知识进行合理分析，评价 应用化学实践和相关工程问题解决方案对社会、健 康、安全、法律法规以及工程伦理的影响，并理解 应承担的社会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（线上/混 合式/线下教学 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：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，
6、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； 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 关的文章或书籍目标3关数据，理解相关概念，了解脱贫攻坚的伟大历史意 义。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
7、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 相关计算目标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、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
8、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28-10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 计算课程思政作业：根据 所学的正交实验原目标1分析课程思政融入点：介绍将正交试验理论应用于科研实 际
9、的案例，要求在科学研窕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。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
10、据及成绩比例（）权重（）课堂讨论平时作业期末考试目标14-2452130目标25-34104256目标36-225714总计10207()100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 (100)B(85)0(70)D(0)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，
11、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 按照规范执行课堂讨论评分标准观测点评分标准A (100)B(85)0(70)D(0)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 逻辑。能有条理的表达自己的意见，有 解决问题能力。能表达自己的意见，有解决 问题能力一般。不能准确表达自己的意 思，缺乏计划性、逻辑性。思维创造性独立思考，有创造性，能用不能用老师提供的方法解决问题，能用老师提供的方法解决独立思考能力差，缺乏创同的方法解决问题。有一定思考能力和创造性。问题，能够独立思考。造性，不能独立解决问题。课堂讨论态度积极参与课堂讨论，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。积极参与课堂讨论，讨论态度认 真，大胆提出问题，尝试表达自 己的想法。有参与课堂讨论，讨论态度 认真。不参与讨论，没有提问， 不敢表达自己的想法。