《试验设计与优化》教学大纲

《试验设计与优化》教学大纲《Experimental Design and Optimization》Syllabus

课程代码：0610124621

学分：2

学时：（其中：讲课学时：26 实践或实验学时：上机学时：8）

先修课程：要求先修完无机化学、分析化学、高等数学

适用专业：化学、化学教育、化学工艺、制药工程

建议教材：自编教材

开课系部：化学与生物工程系

一、课程的性质与任务

课程性质：《试验设计与优化》是研究试验设计方法与实验数据分析方法的一门应用数学课程，主要内容包括试验设计的正交设计方法与其它的一些常用优化方法。本课程是化学专业本科班专业基础课，选修课程。

课程任务：学完本课程后，可使学生掌握基本的数据处理方法，并用它来设计实验、优化实验。学生要会处理实验数据并能独立设计试验，并为学生在以后的学习、科研或工作中灵活运用打下坚实的基础。

二、课程的基本内容及要求

第一章统计学基础

课程教学内容：

1. 正态分布

1.1绪论

1.2基本概念

1.3 真值基本单位和标准参考物质

1.4 加和号的运算

1.5 随机误差的正态分布

1.6 正态分布表的使用

1.7 正态分布的数字特征。

2．分析结果的合理表达

2.1有限次测定的统计处理

2.2区间估计和分析结果的表达

2.3 预测分析数据和置信度

2.4 总体平均值的区间估计

2.5测定结果不确定度和分析结果的表达

2.6有效数字的取舍

课程的重点、难点：

重点：

1.正态分布的数字特征

2.总体平均值的区间估计

难点：

1.数字的正态分布

2.分析数据的表达方法

课程教学要求：

1．了解正态分布相关的基本概念以及正态分布的数字特征。

2．理解真值基本单位和标准参考物质，随机误差的正态分布，分析数据的表达方法。

3．掌握正态分布表的使用，学会预测分析数据的置信度及总体平均值的区间估计。

第二章数据的统计检验

课程教学内容：

1．偶然误差的检验

1.1概况

1.2 小概率事件原则

1.3 方差的检验。

2．系统误差的检验

2.1 t检验

2.2方差检验

2.3 离群值的检验

课程的重点、难点：

重点：

1．各种检验基础思想

2．各种检验基础思想

难点：

1．方差的检验

2．t检验

课程教学要求：

1．了解偶然误差检验和系统误差检验的方法。

2．理解误差检验和系统误差检验的基础思想。

3．掌握t检验和方差检验及离群值检验的方法。

第三章方差分析

课程教学内容：

1．单因素方差分析

1.1变差平方和的加和性

1.2 单因素试验的方差分析。

2．二因素方差分析

2.1双因素试验的方差分析

课程的重点、难点：

重点：

双因素实验的方差分析

难点：

1．两因素交叉分组全面试验的方差分析

2．变差平方和的加和性

课程教学要求：

1．了解两两多重比较问题。

2．理解单因素与双因素有重复问题与无重复问题进行方差分析的基本原理。

3．掌握方差分析的基本原理及分析方法。

第四章试验数据的回归分析

课程教学内容：

1．一元线性回归

1.1 基本概念

1.2 一元线性回归。

2．多元线性及多项式回归

2.1多元线性回归

2.2非线性回归

课程的重点、难点：

重点：

1．一元线性回归

2．多元线性回归和多项式回归

难点：

1．非线性回归的线性转化

2．多项式回归

课程教学要求：

1．了解一元及多元线性回归的基本概念。

2．理解多元线性回归和非线性回归的问题。

3．掌握一元及多元线性回归方程的建立和检验的方法。

第五章正交试验设计

课程教学内容：

1．正交试验设计和正交表

1.1 基本概念。

2．正交试验设计结果的直观分析

2.1正交试验设计结果的直观分析。

3．正交试验设计结果的均衡评定

3.1正交试验设计结果的均衡评定

4．正交试验设计结果的方差分析

4.1正交试验设计结果的方差分析

课程的重点、难点：

重点：

1．进行正交试验设计的方法

2．条件求和及极差的计算

3．进行正交试验结果的均衡评定

4．正交试验设计结果的方差分析

难点：

1．正交性和正交表

2．直观分析结果的表述

3．评分法和均衡评定

4．变差平方和的计算

课程教学要求：

1．了解多指标问题的各种解决方法。

2．理解正交试验设计的方法。

3．掌握正交表的使用，会用直观分析与方差分析方法分析试验结果。

第六章均匀设计

课程教学内容：

1．均匀设计和均匀表

1.1 均匀设计表。

1.2均匀设计的基本步骤。

2．均匀设计的结果处理

2.1均匀设计的应用。

课程的重点、难点：

重点：

1．进行均匀设计

2．进行均匀设计并对实验结果进行分析

难点：

1．均匀设计表的选择

2．均匀设计结果分析时，回归方程的建立和规划求解

课程教学要求：

1．了解多元回归分析方法。

2．理解均匀设计的步骤与结果分析。

3．掌握均匀表的使用，会构造一张均匀表。

第七章回归正交试验设计

课程教学内容：

1．回归正交试验设计的方法

1.1一次回归正交试验设计。

2．回归正交试验设计的结果处理

2.2一次回归正交试验设计的结果分析。

课程的重点、难点：

重点：

1．进行一次回归正交试验设计

2．进行一次回归正交试验设计并分析其结果

难点：

1．一次回归正交试验设计正交表的填写

2．回归方程的计算方法

课程教学要求：

1．了解多指标问题的各种解决方法。

2．理解正交试验设计的方法。

3．掌握正交表的使用及正交试验设计的方法，会用直观分析与方差分析方法分析试验结果。