《食品试验设计与数据处理》课程教学大纲

《食品试验设计与数据处理》课程教学大纲一、课程基本信息学时：32学时学分：2.0考核方式：考查,平时成绩占总成绩的30%。中文简介：本课程是统计学原理、技术和方法在食品科学研究和食品工业领域中的应用，主要讲述了当前食品科学领域常用的数据资料的整理、统计假设检验、方差分析、直线回归与相关等统计分析方法，侧重阐述了抽样方法与试验设计基础、完全随机设计与随机区组试验设计及其统计方法，着重介绍了正交试验设计的原理、步骤、方法、实验结果分析；课程着重于基本概念、基本方法和技术的介绍，特别注意学生实际动手能力的培养，每一种设计方案或分析方法都安排有步骤完整、过程详细的实例加以说明，各章都有明确的教学目标且配备有习题并附简要答案以供参考和练习。本课程属于食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的专业基础选修课，是一门培养和提高学生如何应用统计学原理、技术和方法进行科学实验的理论性、实践性和应用性较强的一门专业基础课程，它是食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的专业素质教育和实践技能教育当中不可缺少的一个重要环节。对于食品科学与工程专业和食品质量与安全专业的学生来说，《食品试验设计与数据处理》课程既可以帮助他们提高食品科学与食品工业应用研究方面的实验能力，又可以增加对食品科学与工程设计的理解和应用，丰富和完善学生的专业知识结构，加强学生对食品科学与工程、食品质量与安全专业的认识和了解。通过课堂讲授、演示和分组讨论，要求学生能够了解当前食品科学与食品工业领域常用的数据资料的整理、统计假设检验、方差分析、直线回归与相关等统计分析方法，抽样方法与试验设计基础、随机区组试验设计及其统计方法以及正交试验设计的原理、步骤、方法、结果分析，课程着重于基本概念、基本方法的介绍，特别注意学生动手能力的培养，每一种设计或分析方法都安排有步骤完整、过程详细的实例加以说明，各章都有明确的教学目标且配备有习题并附简要答案以供参考和练习，从而培养和提高学生从事食品科学与工程研究的专业思维模式、培养创造性思维能力，逐步树立健全的专业思想，达到本专业培养目标和要求。教学目的与要求通过课堂讲授、演示与分组讨论，要求学生能够了解当前食品科学与食品工业领域常用的数据资料的整理、统计假设检验、方差分析、直线回归与相关等统计分析方法，抽样方法与试验设计基础、随机区组试验设计及其统计方法以及正交试验设计的原理、步骤、方法、结果分析，课程着重于基本概念、基本方法的介绍，特别注意学生动手能力的培养，每一种设计或分析方法都安排有步骤完整、过程详细的实例加以说明，各章都有明确的教学目标且配备有习题并附简要答案以供参考和练习，从而培养和提高学生从事食品科学研究的专业思维模式、培养创造性思维能力，逐步树立健全的专业理论思想，达到本专业培养目标和要求。三、教学方法与手段通过课堂文字讲授、幻灯片图片演示，课堂分组讨论和提问，课后作业练习以及有关专题介绍、专业问卷调查以及创新、创业课题小组活动等多种教学手段和方法，培养和提高学生从事食品科学与食品工业研究和产品设计、开发的专业思维模式，培养学生创新性、创造性思维能力以及分析问题和解决问题的实践能力。四、教学内容及目标教学内容教学目标学时分配第一章绪论1.第一节：试验设计与统计分析概述主要内容：试验设计与统计分析在食品科学研究中的应用、发展概况，试验设计与统计学发展的几个重要阶段以及在食品科学与食品工业中的应用概况。了解试验设计的几个重要阶段0.52.第二节：食品科学试验的特点和要求主要内容：食品科学与食品工业试验的特点和要求；我国食品工业试验设计的发展概况。了解试验设计的特点与要求0.5重点与难点：试验设计与统计学发展的几个重要阶段；食品科学与食品工业试验设计的特点和要求。衡量学习是否达到目标的标准:通过课堂提问与课后思考题，学生是否能结合我国食品工业试验设计的发展概况，了解食品科学试验的特点和要求。第二章数据资料的整理与特征数1．第一节：常用术语主要内容：总体与样本、参数与统计量、准确性与精确性、随机误差与系统误差；掌握基本概念以及如何提高科学试验的准确性与精确性。12．第二节：数据资料的性质主要内容：数据资料的来源、数量性状资料、质量性状资料；掌握数据分类及整理的基本步骤。0.53.第三节：资料的整理主要内容：连续性变数资料的整理、间断性变数资料的整理、质量性状资料的整理，常用统计表与统计图；掌握组限、组中值、组距、次数分布表以及常用统计图和统计表的应用0.54.第四节：资料的特征数主要内容：平均数、变异数掌握常用平均数的应用；理解变异系数及其功用1重点与难点：重点讲述不同类型资料的性质和整理方法以及资料特征数的计算方法衡量学习是否达到目标的标准:能否掌握组限、组中值、组距、次数分布表以及常用统计图和统计表的应用。第三章、理论分布与抽样分布第一节：理论分布主要内容：二项分布、泊松分布、正态分布、抽样分布；了解几种理论分布的特点及其相互之间的关系1重点与难点：常用理论分布的规律及相互关系；难点是t-分布及其与标准正态分布的关系；衡量学习是否达到目标的标准:学生是否理解均数标准误及均数差数标准误的意义，并掌握其计算方法。第四章、统计假设检验第一节：统计假设检验概述主要内容：基本原理、步骤、几何意义和两类错误、两尾检验与一尾检验；掌握假设检验基本步骤、注意事项；理解什么情况下作两尾检验或者一尾检验2第二节：样本平均数的假设检验主要内容：单个样本平均数的假设检验，两个样本平均数的假设检验、统计假设检验中应注意的问题；掌握u检验和t检验的条件和方法；理解第一类和第二类错误及如何控制这两类错误；2第三节：假设检验中应注意的问题主要内容：严密的试验设计和正确的试验技术；合适的统计假设检验方法；正确理解差异显著性的统计意义；合理建立统计假设，正确计算统计量；科学地结论。理解显著水平及与假设检验结果的关系；1第四节：参数的区间估计主要内容：总体平均数的区间估计、两个总体平均数差数的区间估计；掌握参数点估计、区间估计、置信区间、置信概率的基本概念；理解参数两种估计方法的区别和联系。2重点与难点：重点是统计假设检验基本原理和步骤；难点是总体平均数的区间估计和两个总体平均数差数的区间估计；衡量学习是否达到目标的标准:是否能熟练掌握参数的区间估计并加以应用。第五章、方差分析第一节：方差分析的基本原理主要内容：平方和与自由度的分解、F分布与F检验、方差分析的线性模型；掌握平方和与自由度的分解以及F检验的步骤和方法；1第二节：多重比较主要内容：最小显著差数法、最小显著极差法、q-检验法、多重比较的方法选择和表示方法；掌握多重比较的方法选择；1第三节：单向分组资料的方差分析主要内容:各处理重复数相等的方差分析、各处理重复数不相等的方差分析；掌握处理重复数相等、不相等德方差分析方法及多重比较；1第四节：两向分组资料的方差分析主要内容：两向分组单独观察值试验的方差分析、两向分组有重复观察值试验的方差分析；掌握无重复和重复试验的方差分析以及简单效应和交互作用效应的计算和应用；1第五节：方差分析的基本假定和数据转换主要内容：方差分析的基本假定和数据转换。了解数据转换常用的方法及应用‘’1重点与难点：重点是各处理重复数相等的方差分析、各处理重复数不相等的方差分析；难点是两向分组资料的方差分析。衡量学习是否达到目标的标准：是否能熟练进行两向分组资料的方差分析。第六章、直线回归与相关第一节：回归与相关的概念主要内容：确定关系（函数关系）、不确定关系（相关关系）；掌握回归与相关的区别与联系。1第二节：直线回归主要内容：直线回归方程的建立、直线回归方程的假设检验；回归截距、回归系数的计算；直线回归的假设检验；掌握回归与相关的区别与联系以及直线回归方程的建立及其假设检验。1第三节：直线相关主要内容：决定系数与相关系数、相关系数的计算、相关系数的假设检验；掌握相关系数的计算与假设检验；了解应用直线回归与相关的注意事项。1重点与难点：重点是掌握回归与相关的区别与联系以及直线回归方程的建立及其假设检验。衡量学习是否达到目标的标准：是否掌握相关系数的计算与相关系数的假设检验。第七章、试验设计基础与抽样方法第一节：试验设计的基本概念主要内容：试验设计的基本概念如试验指标、试验因素、因素水平、试验处理、试验单位、重复、全面试验、部分实施；理解试验指标、因素等有关基本概念，并举例加以说明。0.5第二节：食品科学试验研究的基本要求和注意事项主要内容：基本要求、注意事项。了解食品科学试验研究的基本要求和注意事项。0.5第三节：试验设计的基本原则主要内容：重复原则、随机化原则、局部控制；理解三大原则的概念及三者之间关系。0.5第四节：试验计划与方案主要内容：试验计划、试验方案；了解如何拟定一个试验计划及其要点。0.5第五节：试验误差及控制主要内容：试验误差的来源、试验误差的控制了解试验误差的来源及如何控制试验误差。1第六节：完全随机设计主要内容：单因素及二因素等重复试验的完全随机设计；理解区组概念和完全随机设计的优缺点。2第七节：样本含量的确定主要内容：试验研究中样本含量的确定，抽样检验时样本含量的估计；掌握和了解几种样本含量的确定方法。0.5重点与难点：重点是试验设计的基本原则、试验误差控制及其完全随机设计方法；难点是样本含量的确定。衡量学习是否达到目标的标准：是否掌握完全随机设计及其样本含量的确定。第八章、随机区组试验设计及统计分析第一节：随机区组试验设计方法主要内容：设计方法、设计特点、注意事项；理解随机区组试验设计的特点；了解其与完全随机设计的异同之处。0.5第二节：随机区组试验结果的统计分析主要内容：单因素随机区组试验结果的方差分析、双因素随机区组试验结果的方差分析；理解随机区组试验中划分区组只是为了减少误差的影响，以提高试验精度，并不需要考察区组效应，故区组项不需要作F检验。，2第三节：随机区组缺值估计及其统计分析主要内容：缺值估计的基本原理、方法及实例理解缺值估计的基本原理及其应用条件。1重点与难点：随机区组试验结果的方差分析；衡量学习是否达到目标的标准：是否熟练掌握二因素试验随机区组试验结果的方差分析方法。第九章、正交试验设计及统计分析第一节：正交试验设计的的意义主要内容：目的、意义、正交拉丁方、正交试验设计；理解正交试验设计的的目的及意义0.5第二节：正交表主要内容：正交表符号、基本性质、交互作用；了解正交试验设计的定义和特点。0.5第三节：正交试验设计的基本步骤和方法主要内容：明确目的、确定指标、列因素水平表、选择合适的正交表、进行表头设计排出试验方案；正交试验的方差分析；掌握考核指标、表头设计、混杂、空列、正交试验结果的极差分析法与方差分析方法。2