《试验设计方法B》课程教学大纲（本科）

1、试验设计方法BDesign of Experiment课程代码：22410070学分：L5学 时：24 （其中：讲课学时：20实验学时：4上机学时：0课外学时：0） 先修课程：概率统计、无机化学、有机化学、物理化学、环境科学基础等课程 适用专业：环境工程教 材：试验设计方法，赵选民编，科学出版社，2014年版一课程性质与课程目标（一）课程性质试验设计方法是环境工程专业的专业基础课程。该门课程是一种方法设计课程，也是一 门应用数学，通过该门课程的学习，期望学生能针对相关环境工程问题，根据试验的目的，通过 查询资料、总结以往研究结果，能制定出科学合理的试验方案，对方案执行能进行过程管理，能 正确采

2、集试验数据，并对数据进行统计分析，揭示出隐藏的内部规律，优化工艺条件，也能为下 一步的试验指明方向。（二）课程目标课程目标1:掌握试验设计的术语，能用相关术语正确表述待研究的问题，并根据试验目的 具有选择合适试验方案的能力；课程目标2：根据试验的目的与要求，具有单因素试验方案设计的能力；课程目标3：根据试验的目的与要求，具有多因素试验方案设计的能力；课程目标4：熟悉试验结果分析与评价方法，具有对试验结果进行统计分析并揭示因素与试 验指标之间内在规律的能力。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-2. 4-1与4-3o.毕业要求2-2：能正确表达环境

3、工程问题的解决方案，并能研究文献寻找可替代的解决方 案；.毕业要求4-1：能够针对复杂环境工程问题比较和选择合理的实验方法；.毕业要求4-3：能够正确采集、整理实验数据，对数据进行分析和模拟，并通过信息综合 得到合理有效的结论。课程目标毕业要求指标课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求2-27毕业要求4-1毕业要求4-3q二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容1、试验设计的定义2、试验设计方法的发展概况3、试验设计的基本原则4、与试验设计相关的术语（二）教学要求了解试验设计的起源与发展，熟悉试验设计的术语，能用相关术语正确表述待研究的问题; 能将试验设计的三原则应用于试验方案

4、的实施中；根据试验目的具有选择合适的试验方案的能 力。（三）重点与难点.重点掌握因素与水平的选择原则、试验误差的来源；.难点掌握如何计算试验结果中的简单效应、主效应与交互效应。第二章试验结果的分析与评价（一）课程内容1、数理统计的几个基本概念2、异常数据的检验方法3、试验结果的数据表达式及其应用4、参数估计与假设检验5、单因素试验方差分析6、多重比较法7、双因素试验方差分析（二）教学要求掌握试验结果特征数计算方法，会用特征数表述试验结果、分析试验问题；能将统计判别法 应用于异常数据的判定中；掌握试验数据的表达式，能应用表达式对试验结果拆分，并预估未测 定试验处理的试验指标值及对遗失结果补遗；能

5、对单、双因素试验结果进行方差分析，评价多 个平均值之间的差异；若多个平均值之间有差异，能应用多重比较法对平均值进行两两比较。（三）重点与难点.重点应用方差分析评价平均值之间的差异；.难点有重复试验的双因素方差分析。第三章正交试验设计（-）课程内容1、多因素试验问题的提出2、正交表简介3、正交试验结果的分析方法4、有交互作用的正交试验设计与结果分析5、多指标多因素试验问题的处理方法6、正交表的构表方法7、正交试验设计的灵活应用8、正交表区组设计（二）教学要求能正确表述多因素试验问题，根据因素个数与水平数以及要考察的交互作用，具有设计正交 试验方案的能力；能采用极差分析法与方差分析法对正交试验结果

6、进行计算与分析，确定因素主 次顺序，进行显著性检验，进行优水平选择，优化工艺条件；能将正交试验设计灵活、创新的应 用于多指标试验问题、不等水平的混合型试验问题以及不完全区组试验问题的分析与方案设计 中，也能对得到的试验结果进行极差或方差分析，展望出最佳工艺组合。（三）重点与难点.重点能将正交试验设计熟练应用于多因素试验问题的方案设计及结果分析中；.难点对正交试验结果进行方差分析。第四章 平衡不完全区组试验设计（-）课程内容1、平衡不完全区组试验设计表概述2、平衡不完全区组试验结果的计算分析（二）教学要求当一个区组容纳不下所有试验处理时，具有平衡不完全区组试验方案设计的能力；能对试验 结果进行分

7、析与评价，根据计算所得的效应值对每个试验处理的指标值进行修正；能将平衡不完 全区组设计灵活的与单因素、多因素试验相结合使用。（三）重点与难点.重点能将平衡不完全区组试验设计灵活与单因素、多因素试验问题相结合进行方案设计与结果分 析；.难点理解试验结果的分析原理。第五章线性回归（一）课程内容1、一元线性回归2、一元非线性回归（二）教学要求根据试验目的，对试验结果进行一元线性或一元非线性回归，并对回归方程进行显著性检验; 根据因素（自变量）的取值，对试验指标值能进行预报，也能根据试验指标的要求对因素（自变 量）的取值范围进行控制。（三）重点与难点.重点熟悉一元线性回归中回归方程的建立步骤；.难点对

8、回归方程进行显著性检验。第六章均匀试验设计（一）课程内容1、均匀设计表概述2、均匀试验方案设计方法3、试验结果分析（二）教学要求根据试验的目的与要求，能正确表述多因素多水平试验问题，具有选用合适均匀设计表并完 成试验方案设计的能力；能正确采集、记录数据，并对因素与试验指标之间的关系进行回归处理, 对回归方程进行显著性检验，具有分析因素与试验指标之间的内在联系规律的能力。（三）重点与难点.重点能根据实验目的完成均匀试验方案设计与结果分析；.难点对多因素试验结果进行回归分析。三、本课程开设的实睑项目实验1活性炭脱色单因素实验编号实验项目名称学时类型要求支撑的课 程目标1活性炭脱色单因素实验2综合性

9、必做1、2、42活性炭脱色多因素实验2综合性必做1、3、4要求学生具有单因素试验方案设计与结果分析的能力；预习影响活性炭脱色效果的主要因素 及其单因素试验方案设计的原理；熟悉磁力搅拌仪与分光光度计的使用流程；配制亚甲基蓝标准 溶液并绘制其吸光度值标准曲线；实验后认真写出实验报告，正确分析数据，阐述单因素对脱色 效果的影响规律。实验2活性炭脱色多因素试验要求学生具有多因素试验方案设计与结果分析的能力；预习正交试验方案设计的原理与结果 分析的流程；预习Fisher试验过程控制三原则；实验过程中能正确采集并记录试验结果；会用极 差分析法或方差分析法进行结果分析；实验后认真写出实验报告，详细分析实验数据，阐述各个 因素的主次顺序或显著性程度，评价各因素的优水平，确定最佳吸附条件。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目课堂 教学实验上机课程 实践小计标.第一章22讲授法1第二章44讲授法+研究型教学 方法1、4第三章8412讲授法+研究型教学 方法1、 2、 3、 4第四章22讲授法+研究型教学 方法1、 2、 3、 4第五章22讲授法+研究型教学 方法1、4第六章22讲授法+研究型教学 方法1、3、4合计20424五、课程考核考核方式考核要求考核权重备注平时成绩作业3-4次、点名1-2次、讨论1次20%期末考试开