《实验设计与数据处理》教学大纲
教案物理化学实验热力学实验与数据处理
教案物理化学实验热力学实验与数据处理教案：物理化学实验-热力学实验与数据处理一、实验目的本实验旨在通过测量物质在不同温度下的热力学性质，掌握热力学实验的基本原理和实验方法，并学习数据处理和结果分析的基本技巧。
二、实验仪器与试剂1. 实验仪器：- 恒温水浴- 热电偶温度计- 热电偶电压测量仪- 温度控制器2. 试剂：- 实验样品（可根据实际情况自行选择）三、实验步骤1. 实验前准备：- 根据实验需要准备好试样，并将其保持在恒温条件下，确保其达到与实验环境相同的温度。
- 确保热电偶温度计、热电偶电压测量仪和温度控制器工作正常，并校准仪器。
2. 实验过程：1) 将试样放在恒温水浴中，待其温度稳定后，记录下初始温度并作为实验过程的起始温度。
2) 开始记录实验过程中试样的温度变化，并按实验计划逐渐改变温度。
可通过调节水浴温度或加入冷热介质来实现。
3) 在每个温度点上，等待试样温度稳定后，使用热电偶温度计测量试样的温度，并利用热电偶电压测量仪记录下相应的电压值。
4) 循环步骤3，直至完成全部预定温度点的测量。
3. 数据处理1) 温度与电压的记录数据可以通过电脑软件自动采集，也可以手动记录在表格中。
2) 根据热力学理论和实验结果，绘制温度与电压的曲线图。
可以使用Excel等软件进行数据处理和绘图。
3) 利用实验数据和绘制的曲线，可以计算出试样的热容量、热导率等热力学参数。
4) 将实验结果进行分析和讨论，与理论知识进行比较，得出结论并提出可能的误差来源和改进措施。
四、实验注意事项1. 实验操作时要注意安全，遵守实验室的相关规定。
2. 实验前准备工作要做到位，确保仪器和试剂的状态良好。
3. 实验过程中要严格控制温度变化的速度，以保证实验数据的准确性。
4. 在记录数据时要认真仔细，确保数据的准确性和完整性。
五、实验结果与讨论根据实验所得数据和绘制的曲线，我们可以得出试样的热容量、热导率等热力学参数。
通过与理论知识进行比较，我们可以评价实验结果的准确性，并分析可能存在的误差来源。
实验课程 教学大纲
实验课程教学大纲一、实验课程教学大纲实验课程是高等教育中重要的一环，旨在培养学生的实践能力和创新意识。
本文将根据实验课程的特点和目标，给出一个适用的教学大纲。
二、课程背景和目的实验课程是为了帮助学生巩固所学的理论知识，并将其应用于实际操作中。
通过实验课程，学生可以学习到实验设计、数据分析、实验仪器操作等实践技能，同时也能培养学生的观察力、实验思维和创新能力。
三、课程重点和内容安排1. 实验室安全和基本操作技能在开展实验课程之前，必须确保学生具备实验室安全意识和基本操作技能。
此部分内容建议作为前导课程，引导学生正确佩戴实验室个人防护用品，掌握常见实验仪器的使用方法和实验室安全规范。
2. 实验设计与操作实验设计是实验课程的核心，学生需要学习如何设计合理的实验方案，并能准确地操作实验仪器。
此部分内容建议包括以下几个方面：（1）实验目的和实验原理的分析和理解；（2）实验步骤和操作流程的规划与编写；（3）样本制备和试剂的选择与配制；（4）实验仪器的正确使用和数据采集。
3. 数据处理和结果分析实验数据的处理和结果分析是实验课程的重要环节。
学生应该学会使用统计学方法处理实验数据，进行数据图表绘制，并能准确地对实验结果进行分析和解释。
4. 实验报告的撰写实验报告是对实验课程进行总结和评价的重要方法。
学生需要学习科学写作的基本要素和规范，包括实验目的、方法、结果和结论的清晰陈述，实验数据和图表的正确使用，以及引用文献和参考资料的格式要求。
四、教学方法和评价标准1. 教学方法实验课程教学应采用灵活多样的教学方法，包括讲授、示范、实践操作和讨论等。
教师应充分引导学生主动参与，培养学生的动手能力和实际操作能力。
2. 评价标准针对实验课程的评价，可以从以下几个方面进行考核：（1）实验成绩评定：包括实验设计、操作流程的准确性，数据处理和结果分析的正确性。
（2）实验报告评定：包括报告结构和内容的完整性，科学写作的规范性和逻辑性。
动物学实验课程教学大纲
动物学实验课程教学大纲一、课程背景与目的动物学实验课程是高等教育中生物学相关专业的重要课程之一，旨在培养学生对动物形态、生理和行为等方面的系统认识和实验操作能力。
该课程通过实验教学，使学生能够熟悉动物学研究的基本方法和实验技术，提高动物学研究的综合能力。
二、课程内容1. 动物学实验基础知识掌握- 动物学基础概念的学习：包括动物的分类、命名与命名规则等。
- 动物解剖学基础：学习常见动物的形态特征、器官结构等。
- 动物生理学基础：了解动物的生理机能，包括营养吸收、呼吸、循环、排泄等方面的研究。
2. 动物学实验技术和方法- 动物的饲养和繁殖技术：掌握科学、合理的动物饲养和繁殖方法，确保实验动物的健康和利用效果。
- 动物标本制作技术：学习动物标本制作的基本方法和技术要点，提高动物形态特征的观察和描述能力。
- 动物实验操作技术：包括动物取样、动物体内探测、动物生理指标测定等实验操作的基本技术方法。
3. 动物学实验设计与分析- 动物学实验设计：学习合理的实验设计原则与方法，包括实验组与对照组的设定、样本数量的确定等。
- 实验数据处理与分析：加强实验数据处理与分析的能力，掌握常用的统计方法和数据呈现方式，形成科学、客观的实验结果。
4. 动物学实验应用与伦理- 动物学实验应用领域：介绍动物学实验在医学、生态学、农业等领域的应用，培养学生将所学知识应用于实际问题分析和解决的能力。
- 动物学实验伦理：了解动物学实验的伦理规范与要求，引导学生对动物实验的道德、合理性进行思考与探索。
三、教学方法与评估方式1. 教学方法- 实验教学：结合实验操作进行理论与实践相结合的教学。
- 讨论与研讨：鼓励学生积极参与课堂讨论和研讨，加深对动物学知识的理解和应用。
- 课堂演示：通过课堂演示，展示实验操作步骤、技术要点等。
2. 评估方式- 实验报告：要求学生按实验要求完成实验，并撰写实验报告。
- 课堂参与：学生积极参与课堂讨论和研讨，回答问题，发表意见。
制药工程专业《试验设计与数据处理》教学大纲
《试验设计与数据处理》教学大纲课程编码：0413105002课程名称：试验设计与数据处理学时/学分：24/1.5先修课程：《高等数学》适用专业：化学工程与工艺、制药工程、化学开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是面向化学工程与工艺、制药工程及化学专业学生的专业选修课程。
2．课程任务：本课程的基本任务是在学生学习《高等数学》等专业基础课程的前提下，向学生介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法，为其后续专业实验、毕业论文环节的顺利进行打下良好基础。
二、课程教学基本要求通过本课程的教学，使学生了解并掌握科学试验中试验前的试验方案设计以及对试验所获得数据进行分析和处理的基本理论和知识，学会使用科学的试验设计方法设计试验并对试验得到的大量数据进行正确的分析和处理，同时能够合理地设计试验，使试验次数尽可能少并在较短的时间内以较少的成本来达到预期的试验目标，进而摸索出较优的工艺条件或配方。
通过培养学生合理设计化学工程试验，并对试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（如确定最优工艺条件或配方）的目的。
成绩考核形式：期末成绩（70%）＋平时成绩（作业、课堂提问等）（30%)。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求了解试验设计与数据处理的概念和发展，学习此门课程的目的与意义；掌握试验设计的三个基本要素。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生能准确理解指标、因素、水平等基本概念，掌握试验设计与数据处理的基本要素。
3.教学重点和难点教学重点是试验设计的基本要素。
教学难点是试验设计中因素与水平的选取原则。
4.教学内容（1）试验与试验设计的基本概念（2）试验设计与数据处理的发展概况（3）试验设计的基本要素主要知识点：指标；因素；水平。
（4）试验设计与数据处理的目的第二章试验数据的误差分析1.教学基本要求理解误差分析的重要性，各种试验误差的来源，误差理论的基本问题，掌握误差的检验与控制方法；掌握有效数字的修约标准与运算规则；能够运用误差的传递公式判断间接测量或函数误差的主要来源，选择合适的测量仪器或方法；能够根据具体情况运用合适的方法对数据进行显著性检验，并对数据中可能存在的异常值进行检验和处理。
《试验设计及最优化》课程教学大纲
“DesignofExperimentaland Optimization” mainly teaches the methods and skills of experimental design and data processing. It is a fundamental professional course that provides practical and scientific knowledge of experimental design and data processing skills for personnel engaged in scientific research, engineering experiments, and engineering design in the fields of chemical engineering and material science.
试验设计及最优化
课程名称
中文
试验设计及最优化
课程编号
0005200105
英文
DesignofExperimentaland Optimization
开课单位
化学化工学院
考核方式
考试
学时
32
学分
2
课程术学位硕士生、专业学位硕士生、非全日制专业学位硕士生
课程简介(中文)：
《试验设计及最优化》主要讲授试验设计与数据处理的方法和技能，是一门为从事化工、材料等方面的科学研究、工程实验以及工程设计等工作的研究人员提供相应的试验设计与数据处理知识与技能的基础性专业课程。
教材及主要参考书目：
李云雁，胡传荣编，《试验设计与数据处理》第三版，化学工业出版社，2017.9
实验设计与数据处理课程教学大纲
《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：Experiment Design and Data Processing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（一）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。
（二）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。
数据处理与分析教学大纲
数据处理与分析教学大纲数据处理与分析教学大纲导言数据处理与分析已经成为当今社会中不可或缺的技能之一。
随着信息时代的到来，大量的数据不断涌现，如何从海量数据中提取有价值的信息，成为了许多行业和领域的核心需求。
因此，为了培养学生的数据处理与分析能力，制定一套全面而系统的教学大纲至关重要。
一、课程目标1. 培养学生的数据处理与分析思维能力。
通过学习数据处理与分析，培养学生的逻辑思维、问题解决和创新能力，使他们能够熟练运用各种工具和方法来处理和分析数据。
2. 培养学生的数据处理与分析技能。
通过理论和实践相结合的教学方法，使学生能够掌握数据处理与分析的基本原理和方法，并能够灵活运用于实际工作中。
3. 培养学生的团队合作和沟通能力。
数据处理与分析通常需要多人合作完成，因此，培养学生的团队合作和沟通能力，使他们能够与他人有效地合作并分享分析结果。
二、课程内容1. 数据处理基础知识在本部分，学生将学习数据处理的基本概念、数据类型和数据收集方法。
他们将了解如何收集、整理和清洗数据，以确保数据的准确性和可靠性。
2. 数据分析方法在本部分，学生将学习常用的数据分析方法，如统计分析、数据挖掘和机器学习等。
他们将学会如何运用这些方法来发现数据中的模式、规律和趋势，并从中提取有价值的信息。
3. 数据可视化数据可视化是将数据以图表、图形等形式展示出来，以便更直观地理解和分析数据。
在本部分，学生将学习如何使用数据可视化工具和技术，如图表、地图和动态可视化等，来展示和解释数据。
4. 数据处理与分析工具在本部分，学生将学习常用的数据处理与分析工具，如Excel、Python、R和Tableau等。
他们将学会如何使用这些工具来处理和分析数据，并通过实践项目来巩固所学知识。
5. 实践项目在本部分，学生将参与实践项目，通过解决实际问题来应用所学的数据处理与分析技能。
他们将从数据收集、清洗、分析到结果呈现的全过程中，锻炼自己的实践能力和团队合作能力。
实验设计与数据处理课程教学大纲
《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: Experiment Design and Data Processing课程总学时: 24 讲课: 20 实验: 4 上机: 0适用专业: 工业工程一、大纲编写（修订）时间: 2017.7二、大纲使用说明（一）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。
（二）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、中文摘要三、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。
试验设计与统计分析 教学大纲
山西农业大学信息学院《试验设计与统计分析》教学大纲课程名称：试验设计与统计分析Experiment Design and Statistical Analysis课程编码：105011课程类别：专业基础课学时/学分：48学时/3学分适用专业：资环、环科等专业一、前言1、课程性质《试验设计与统计分析》，是数理统计学在生物科学领域的应用，主要涉及科学研究中的试验设计、抽样观测和统计推断，是一门应用数学。
课程还同时融入国际权威的SAS统计分析，通过上机处理试验实例的数据，巩固和加深理解所学统计原理及方法。
课程不仅讨论如何科学地设计试验，而且还讨论如何科学地收集数据、整理数据、分析数据、解释数据和做出结论，是从事科学研究必不可少的基础知识。
《试验设计与统计分析》是资环、环科专业的一门专业基础必修课程。
2、教学目标通过课堂讲授、课下作业和上机数据处理三个环节的教学过程，使学生掌握基本的试验设计与统计分析方法，掌握试验数据处理的程式步骤和技能。
3、教学要求针对试验设计与统计分析的学科特点，结合专业的性质，讲授课程时理论与方法并重，力图把统计原理讲解的清晰易懂，使学生了解典型内容的基本原理和方法，理解统计方法的理论背景，掌握一些基本技能，从而培养学生分析解决实际问题的能力。
4、先修课程高等数学、线性代数、概率论等二、课程内容绪论教学内容及总体要求：掌握：（1）试验设计与统计分析的概念、特点；（2）总体与样本、样本含量、参数与统计量的概念；（3）统计分析的基本要求。
了解：（1）试验设计与统计分析的作用及其主要内容；（2）试验设计与统计分析的发展概况；（3）错误与误差、准确性与精确性的概念。
教学目标：通过学习，使学生掌握试验设计与统计分析的概念、特点；总体与样本、样本含量、参数与统计量的概念；统计分析的基本要求。
教学方式方法建议：课堂讲授、课堂讨论学时：2学时一、试验在科学研究中的作用二、试验研究的一般程式及过程三、试验设计与统计分析的涵义四、试验设计与统计分析的必要性五、课程特点与学习方法六、常用术语和基本概念思考题：1、总体与样本、样本含量、参数与统计量的概念；2、统计分析的基本要求第一章田间试验设计（6学时）第一节田间试验设计基础1、田间试验设计概述2、试验设计中的基本概念第二节田间试验的种类1、按试验性质分类2、按因子多少分类第三节田间试验的特点和要求一、田间试验的特点二、田间试验的基本要求第四节试验误差与土壤差异一、田间试验的误差二、试验地的土壤差异三、试验地的选择和培养第五节田间试验设计原则一、重复二、随机排列三、局部控制第六节试验小区的控制技术一、试验小区的面积二、小区的形状三、重复次数四、对照区的设置五、保护行的设置六、重复区和小区的排列第七节常用的试验设计方法一、完全随机设计二、随机区组设计三、拉丁方设计四、巢式设计五、裂区设计掌握：（1）试验设计的概念、特点和基本要求、试验方案的拟定；（2）试验设计的基本原则、作用及其相互关系；（3）完全随机试验设计、随机区组设计的概念及其方法、特点和试验结果的统计分析方法；（4）试验研究中样本含量的估计。
实验课程 教学大纲
实验课程教学大纲一、课程简介实验课程作为教学中的重要组成部分，旨在帮助学生在实践中掌握知识，培养实验技能和科学精神。
本门实验课程将结合理论知识，通过一系列有趣的实验操作，让学生更深入地理解相关学科内容。
二、课程目标1. 帮助学生掌握实验操作的基本原理和技能；2. 培养学生观察、思考、实验设计和数据处理的能力；3. 培养学生合作与沟通能力，培养实验态度和科学精神。
三、教学内容1. 实验1：xxx（具体内容、步骤、实验器材及注意事项）2. 实验2：xxx（具体内容、步骤、实验器材及注意事项）3. 实验3：xxx（具体内容、步骤、实验器材及注意事项）4. 实验4：xxx（具体内容、步骤、实验器材及注意事项）5. 实验5：xxx（具体内容、步骤、实验器材及注意事项）四、教学安排与评分方式1. 课程时长：每次实验课程为3小时，共计15小时；2. 授课方式：采用实验指导书，学生根据指导书进行实验操作；3. 作业要求：每次实验课后需完成实验报告，内容包括实验目的、步骤、结果分析及心得体会；4. 评分方式：实验操作及报告占总成绩的70%，实验作业占30%。
五、教学团队本门实验课程由专业的实验老师授课，辅以实验助教进行实验指导和解答学生疑问。
六、其他注意事项1. 学生需遵守实验室规定，保证实验室安全；2. 学生需认真完成实验报告，不得抄袭作弊；3. 学生需按时参加实验课程，缺勤需要提前请假，并按照学校规定进行补课。
通过本门实验课程的学习，相信学生将能够更好地掌握相关学科知识，培养实践能力和科学素养。
祝愿学生在实验课程中取得优异成绩！。
《汽车试验设计与数据处理》课程教学大纲
《汽车试验设计与数据处理》课程教学大纲Automobile Experimental Design and Data Processing学分：1.5 总学时：24 理论学时：24 实验/实践学时：0一、课程性质与任务《汽车试验设计与数据处理》课程是车辆工程专业的一门专业选修课，本课程共24学时，1.5学分，考查课。
《汽车试验设计与数据处理》系统介绍了汽车试验的目的与意义、产生和起源、形成和发展、实施途径等，其内容有汽车试验基础，汽车试验设备与设施，整车技术参数的测量，汽车环境保护特性测量，汽车基本性能试验，汽车可靠性试验，汽车碰撞试验，汽车总成与零部件试验及汽车虚拟试验技术。
广泛吸收国内外先进技术成果，重点反映当前汽车试验科学的发展动态，特别注重汽车试验学理论的正确应用，突出汽车试验学的实施方法，有利于培养学生理论联系实际的学习及分析问题和解决问题的能力。
二、课程的基本要求学习本课程后，应达到下列基本要求：1. 了解汽车试验的目的与意义、产生和起源、形成和发展、实施途径等，了解当前汽车试验科学的发展动态；2. 掌握汽车可靠性试验，汽车碰撞试验，汽车总成与零部件试验及汽车虚拟试验技术。
三、先修课程先修课程：汽车构造、汽车理论。
四、主要参考教材[1] 郭应时.《汽车试验学》.北京:人民交通出版社,2005.五、课程内容（一）汽车试验基础主要内容：概述；汽车试验标准；汽车试验管理与实施；试验报告。
重点：汽车试验管理与实施、试验报告。
难点：汽车试验标准。
教学要求：了解概述；汽车试验标准，掌握汽车试验管理与实施、试验报告。
（二）汽车试验设备与设施主要内容：典型试验设备；典型试验设施；汽车试验场。
重点：典型试验设备。
难点：典型试验设施、汽车试验场。
教学要求：了解典型试验设施、汽车试验场，掌握典型试验设备。
（三）整车技术参数的检测主要内容：汽车几何参数测量；质量参数测量。
重点：质量参数测量。
难点：汽车几何参数测量。
《实验设计与数据处理》课程教学大纲
4.研究：能够基于科学和人文综合研究方法对设计问题进行研究，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。
教学内容与学时分配
（一）误差理论知识4学时
1.数据测量和概率基本知识
2.随机误差的分布规律和随机变量的数字特征
3.测量中的最可信赖值
4.误差的统计意义
5. t分布
（二）假设检验3学时
1.假设检验的基本思想
2.正态性检验
3. U检验、t检验、F检验
（三）试验设计与方差分析3学时
1.概述
2.方差分析法
3.方差分析法的应用
（3）掌握数据的回归分析方法，对设计问题进行理性分析，熟练使用技术工具来分析设计中的问题，并能总结个人和团队的汇报。［1、2、5、8、9］
课程简介
本课程介绍工程技术中常用的试验设计与数据处理方法，内容包括误差理论及数理统计基础，试验设计方法，正交试验设计与数据处理，回归分析等。旨在培养学生设计和组织实验方案的基本能力；培养学生分析实验数据与处理数据的能力。通过本课程的学习，将加深工业设计专业学生对如何评估产品的用户体验、人因性能等的理解，提升学生对量化分析在产品设计中的作用。
Major Applicable
Bachelor Major of Industrial Design
Teaching Language
Teaching in Chinese
Prerequisites
Design psychology, ergonomics
试验设计与分析教学大纲
《试验设计与分析》教学大纲课程名称：试验设计与分析课程类型：范围选修课-专业基础课学时：32学时，2学分适用对象：农学、植物保护、生物技术、生物科学、草业科学等本科专业先修课程：生物统计学、植物学、植物生理学、遗传学、植物病理学和昆虫学等课程一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求试验设计是自然科学研究方法论领域中一个分支学科。
正确设计试验方案并对所获调查数据进行科学的统计分析是每个研究工作者必须具备的基本功。
尤其是在人类社会进入科技发展的今天，如何花费最小的代价取得所关心的信息，学习、掌握与应用本课程知识就显得尤为重要了。
要求先开课生物统计学要系统介绍描述统计、推断统计、方差分析以及线性回归等基本概念、基本原理和方法。
二、教学重点及难点本课程重点讲授各种试验设计方法的要点及特点，相应的统计分析应用条件、方法、步骤及结果解释；模拟研究、田间研究的试验方法，调查数据获得的基本知识和技能。
课程的难点是阐述在实验过程中如何实现误差的最小化和无偏估计，如何进行环境设计和处理设计。
三、与其他课程关系本课程较其他统计学更侧重统计模型及其在有关专业课中较为深入应用，强调试验设计、调查设计方法。
课程中例题涉及遗传育种、作物栽培、土壤肥料、植物病理和昆虫、果树蔬菜、食品加工等多方面，是为上述这些课程打基础，同时也为进行一些科学研究和撰写的毕业论文提供设计和分析方法。
四、教学内容、学时分配及基本要求第一章：绪论（2学时）基本要求：了解试验设计在科学研究中的地位、作用及试验设计的主要内容；了解合理制定试验方案原则，理解试验数据误差的产生及控制途径。
重点：试验方案、试验误差、精确度与准确度难点：试验效应、互作、试验误差的规律性和层次性第一节试验设计在科学研究中的作用1.科学研究的基本过程2.科学研究的基本方法3.试验设计的主要内容第二节试验方案1.试验因素与水平2.试验指标与效应3.制定试验方案的要点第三节试验误差及其控制途径1.试验数据的误差和精确性2.试验误差来源3.随机误差的规律性4.随机误差的层次性5.随机误差的控制第四节试验设计及研究方法的发展1.试验设计学科的历史和发展2.科学研究中不同阶段的试验设计第二章：完全区组试验设计及分析（8学时）基本要求：掌握单因素及多因素完全随机试验设计及结果分析；掌握单因素及多因素随机区组设计及结果分析，了解双向随机区组设计及结果分析；掌握单因素及两因素拉丁方试验设计及结果分析，了解希腊拉丁方、多重正交拉丁方设计。
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《实验设计与数据处理》教学大纲
（Experiment Design and Data Analysis）
一、基本信息
课程代码：
学分：2
总课时：32
课程性质：硕士专业必修课
适用专业：环境工程
先修课程：高等数学、概率论、线性代数
二、本课程教学目的和任务
本课程是环境工程硕士生的专业课。
数据分析作为一种研究手段，主要是通过从系统设计、参数设计和允许误差设计入手，运用一定的物质手段，在人为控制或模拟自然现象的条件下，使环境过程以纯粹的、典型的形式表现出来，以便进行观察、研究、探索环境本质及其规律，使试验设计建立在统计理论基础之上，试验设计与数据处理相并重。
三、大纲的教学体系
以课堂教学和上机操作为主，采用多媒体教学，辅以课堂讨论、专题讲解等内容。
主要开展环境试验的优化设计、环境数据的展示分析、环境数据的比较分析、环境数据的关系分析、环境数据的类别分析、环境数据的序列分析、环境数据的序列分析、正交试验的数据分析、回归分析、数据分析软件学习等内容。
四、教学内容及要求
第一章环境实验设计与数据处理概论
要求掌握（1）环境试验研究的目的与任务；（2）环境试验研究的类型；（3）环境试验研究的程序
重点内容：准确理解环境试验研究类型的区分；理解环境试验研究的设计步骤，以及试验设计的基本要求。
难点内容：理解环境试验因子、水平、处理、重复、响应指标等要素，了解准确度、精密度等概念。
第二章环境试验的优化设计
要求掌握（1）非均分设计；（2）黄金分割设计；（3）纵横对折设计；（4）平行线设计；（5）环境试验的正交设计；（6）环境试验点均匀设计；熟悉单因子、双因子优选设计的基本方法，熟悉正交表的定义和类型；了解均匀设计与正交设计的区别。
重点内容：正交试验的设计步骤，常见的正交设计运用方法，均匀设计的步骤
难点内容：了解分数法设计；旋升设计；逐步提高设计；陡度法设计；单纯形法设计等。
第三章环境数据的展示分析
要求掌握（1）频数频率分布表；（2）茎叶图和箱线图；（3）轮廓图和雷达图；（4）概率密度和分布函数。
熟悉常用的概率分布函数；了解正态分布。
重点内容：离散型概率分布和连续型概率分布的条件和数字特征，正态分布的概率密度函数及特点。
难点内容：了解空间序列数据的展示分析，联合概率分布和随机变量的函数。
第四章环境数据的比较分析
要求掌握（1）假设检验和方差分析的定义；（2）t检验；（3）χ2检验；（4）F检验；（5）方差分析定义；（6）协方差定义；熟悉单因子方差分析。
重点内容：正态分布检验；双因子方差分析。
难点内容：无交互作用的双因子方差分析；协方差分析应用。
第五章环境数据的关系分析
要求掌握（1）相关分析的类型；（2）偏相关分析的定义；（3）复相关分析的定义；（4）典型相关分析的定义。
重点内容：主成份分析的步骤、对应分析步骤。
难点内容：对应分析在环境研究中的应用。
第六章环境数据的类别分析
要求掌握（1）系统聚类分析的原理和步骤；（2）模糊聚类分析的原理；（3）Fisher判别分析原理；（4）距离判别分析原理。
重点内容：系统聚类分析在环境研究中的应用。
难点内容：模糊聚类分析的步骤。
第七章环境数据的序列分析
要求掌握（1）物元分析的定义；（2）投影寻踪的概念与特点；（3）分形的定义；（4）分数维数的种类。
重点内容：物元分析在环境研究中的应用。
难点内容：分形分维在环境研究中的应用。
第八章正交试验的数据分析
要求掌握（1）单个响应指标的饱和正交分析；（2）无重复正交试验点方差分析。
重点内容：多个相应指标的饱和正交分析、交互作用的正交试验直观分析。
难点内容：混合型正交试验设计的分析。
第九章回归分析
要求掌握（1）最小二乘估计的定义；（2）多元线性回归；（3）多项式回归；熟悉最优回归方程和响应面分析。
重点内容：关于参数的线性模型、非线性回归。
难点内容：回归模型的检验、逐步回归法。
第十章数据分析软件学习
要求掌握（1）origin基本操作；（2）二位图形绘制；（3）origin中excel的应用；（4）
多层origin绘图；熟悉origin数据的非线性拟合。
重点内容：三维图形绘制、layout的使用。
难点内容：数据分析、origin中的程序。
五、教学时数分配表
考核方式：开卷考试
成绩评定标准：平时相关专题讨论成绩占总成绩中的30％，期末考试成绩占总成绩的70％；根据学校教务处的规定，成绩评定为百分制。
七、教材及主要参考书
指定教材：张晟，陈玉成，环境试验优化设计与数据分析，化学工业出版社，2008。
参考书目：1、蒋至刚，生物实验设计与数据分析（翻译版），高等教育出版社，2003。
2、（美）Douglas C.Montgomery，实验设计与分析，中国统计出版社，1998。
3、杨得，试验设计与分析，中国农业出版社，2002。
4、周剑平，精通origin 7.0，北京航空航天大学出版社，2003。
八、其它说明
《实验设计与数据处理》为环境工程硕士生的专业基础课；数据处理分析内容深广，一些难点问题列为课外自学内容，并补充相关专题内容。
根据实际研究生对课程的理解程度，
故教学内容的深度可以有所差异。
任课教师根据具体情况对每章的内容进行处理。
执笔人: 张轶，王齐。