《实验设计与数据处理（化工）》课程教学大纲

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 课程英文名称：Experimental Design and Data Processing课程编码： 课程类别/性质：专业选修课学 分： 1.5 总学时/理论/实验（上机）：24/16/8开课单位：化学与环境工程学院 适用专业：化工（工艺）先修课程：概率论与数理统计、线性代数、计算机基础 一、课程简介 实验设计与数据处理是化学工程与工艺类专业开设的专业基础选修课程，主要阐述试验设计的基本原则、有效地控制试验误差、科学合理地安排试验、并采用统计学方法从大量试验数据中总结出科学的结论等，课程内容包括三大部分：误差的估计与分析、试验设计方法、

2、数据的统计分析与上机练习，其中核心内容是优化试验设计方法与试验数据的统计分析。该课程是实践性较强的专业基础性课程，需要运用概率论与数理统计、线性代数、计算机基础、化工原理等多种学科知识来阐述明确试验指标的影响因素、优化试验设计方案、进行数据统计分析及工艺参数确定。要求学生学习该课程后，掌握误差的基本理论、常用的试验设计方法、数据的方差分析方法、回归分析方法等；具备根据不同的试验研究目的确定优化的试验设计方案、降低试验误差、提高试验准确度、并采用合理的数理统计分析方法整理试验数据、总结科学结论的能力；树立正确的职业道德观、培养学生求真务实、刻苦钻研、勇于探索的科学精神。保证学生达成本专业的相应毕

3、业要求，为今后从事于化学工程与工艺类的科学试验、技术改进、工艺创新等打下坚实的理论基础。二、课程教学目标通过本课程的学习使学生掌握提高试验准确性、减少试验误差的方法、常用的正交试验设计、均匀设计方法、数据的方差分析与回归分析法等，培养学生具备统计分析思维和化工类实验方案优化设计、归纳整理科学结论的能力，树立诚信道德底线、坚守职业道德素养，以科学严谨态度处理异常试验数据，要利用专业知识给出合理解释，教育学生杜绝为了易于分析篡改试验数据。价值目标：（1）增强学生文化自信和民族自豪感、培养学生积极投身科学信念和爱国主义情怀，以我国著名科学家华罗庚院士、王元院士、数学家方开泰教授对我国优化试验设计及统

4、计分析方面的突出贡献激励学生。（2）紧扣社会主义新时代发展需要，强化社会责任和担当，植根绿色化工理念，全面提升产品质量，优化产品的设计，完善清洁生产过程，确保人民身体健康。 2知识和能力目标：（1）能够对实验数据进行正确的处理、分析与总结，通过化工专业知识综合分析获得合理可靠的结论，并应用于化工工业生产实践中（毕业要求4.3）；（2）能够掌握计算机等现代工具在化工工程中应用，能够利用计算机技术进行较复杂的化工工程问题进行统计分析、评价、预测和模拟，并理解其范围和局限性（毕业要求5.3）。 （3）能够以习近平社会主义新时代发展需要，理解社会主义核心价值观，植根绿色化工理念，有责任有担当，能够贡献

5、国家和服务社会，（毕业要求8.2）。 三、课程教学内容及学时分配课程教学内容及学习要求章节内容思政融入点要 求学时支撑毕业要求指标点理解掌握分析与应用第一章 概述第一节 实验设计与数据处理的作用社会主义核心价值观，文化自信和民族自豪感高高中28.2第二节 试验设计的基础知识高高高第三节 试验设计的基本原则高高高第四节 数据资料的特征数高高高2第五节 误差的来源高高高第六节 优选设计高高中第二章 方差分析第一节 单因素的方差分析绿色化工理念高高高24.3第二节 无交互作用的两因素资料方差分析高高高2第三节 有交互作用的两因素资料方差分析高高中第三章 回归与相关第一节 回归与相关的基本概念科学严谨

6、态度高高高24.3第二节 一元线性回归分析与检验高高高第三节 多元线性回归分析与检验中中中2第四章 正交设计第一节 正交设计简介创新与责任高高高4.35.3第二节 正交设计的基本步骤高高高2第三节 正交设计的直观分析高高高第四节 试验结果的方差分析高中中2第五章 均匀设计第一节 均匀设计的概念与特点增强民族自豪感高高高8.2第二节 均匀设计表及其应用高高中第六章 EXCEL的方差分析第一节 EXCEL的绘图功能（上机练习）自主学习、报效国家高高高44.35.3第二节 单因素的方差分析（上机练习）高高高第三节 双因素的方差分析（上机练习）高高中第七章 EXCEL和SPSS的回归分析第一节 EXC

7、EL的线性回归（上机练习）自主学习、报效国家高高高2第二节 EXCEL的非线性回归（上机练习）高高中第三节 SPSS的线性回归（上机练习）高高高2第四节 SPSS的非线性回归（上机练习）中中中四、实验内容与学时分配无五、教学方法 该课程的主流教学方式方法以教师讲授和学生上机练习相结合，在讲授时将多媒体教学和板书相结合，课后布置作业，学生可查阅相关文献或小组讨论后作答；待讲授方差分析和回归分析理论后，结合实例让学生进行上机练习，教师随堂答疑和辅导。常采用的教学形态是线下教学，但若出现传染性强的新冠肺炎疫情防控形势严俊情况下，采用线上教学。六、考核及成绩评定方式 课程考核包括课内实训、大型作业两个部分。课内实训成绩：30%，包括课外作业3次（毕业要求4.3、5.3），课堂测试、提问及考勤若干次。期末考查成绩：70%，采取大型作业方式，内容涵盖本课程的基本概念、基本理论和基本方法。考查题型包括：概念题、计算机绘图题、计算分析题、实验设计题等。其中，误差类型（10分）（毕业要求8.2）、方差分析方法（30分）（毕业要求4.3）、回归分析方法（35分）（毕业要求4.3）、正交实验设计法（25分）（毕业要求4.3、5.3）。七、参考教学资源刘振学，王力等编. 实验设计与数据处理M北京：化学工业出版社，2015年第2版何为，薛卫东，唐斌主编优化试验设计方