《试验设计》课程教学大纲

1、试验设计课程教学大纲 一、课程信息课程代码（COURSE CODE）316B4121课程名称（COURSE TITLE）试验设计课程性质（COURSE CHARACTER）专业选修课学分（CREDIT）3.0学时（CONTACT HOURS）48先修课程（PRE-COURSE）概率论与数理统计、回归分析课程负责人（COURSE COORDINATOR）适用专业统计学课程简介：试验设计是数理统计学的一个重要分支，属于工业统计范畴，它研究正确地设计试验计划与分析试验数据的理论和方法。试验设计不仅在试验科学领域，而且在产品设计、管理科学和社会科学领域中有着日益广泛的应用。试验设计这门学科由于其应用的

2、广泛性，备受统计学家和实际工作者的重视，并获得迅速发展。本课程的教学目的是使学生掌握试验的设计与分析的基本方法，能独立地从事简单问题的试验计划的设计与实施，并能作试验结果的统计分析，能够针对不同的试验目的和要求，合理制定设计方案，进行相应的统计分析和结果解释，为进一步学习、研究打下良好的基础。二、课程目标通过本课程的学习，学生应具备以下几方面的目标：1. 通过本课程的学习，理解试验设计的基本概念、基本理论和计算过程。2. 通过本课程的学习，理解试验设计在统计学中的知识体系，掌握几类常见的试验设计方法。3. 培养学生能综合利用所学试验设计方法和软件解决实际问题的能力，有一定的反思能力。4.通过本

3、课程学习，学生具备处理统计学习中的相关问题的能力，具有终身学习和职业发展意识。课程目标对毕业要求的支撑关系表毕业要求毕业要求指标点课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求3毕业要求指标点3.1MHM毕业要求4毕业要求指标点4.1HHHM三、教学内容与预期学习成效知识单元对应课程目标知识点预期学习成效实现环节学时1.基本概念和单因子试验课程目标1(1)试验设计的基本概念；(2)试验设计的基本原则；(3)单因子试验的统计模型：(4)固定效应模型的方差分析：(5)随机效应模型。(1)理解试验以及试验设计的一般指南；(2)掌握试验设计的基本概念；(3)掌握试验设计的三个基本原则；(4)理解单因

4、子试验的统计模型；(5)掌握固定效应模型的方差分析；(6)能应用试验设计的三个基本原则安排试验；(7)能对相关数据进行单因子方差分析。教学方法：课堂讲授、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。10课程思政：通过对试验设计的基本概念和单因子试验的学习，让学生体会到设计的魅力，激发学生利用统计试验描述和解决实际问题的兴趣。2. 区组设计课程目标2、3、4(1)随机化完全区组设计；(2)平衡不完全区组设计；(3)统计模型；(4)参数估计；(5)平衡不完全区组设计方差分析。(1)掌握随机化完全区组设计的统计模型,能够进行相应的统计分析；(2)掌握平衡不完全区组设计的含义与模型；(3)理解平衡

5、不完全区组设计的方差分析；(4)能够利用平衡不完全区组设计对实际数据进行因子的显著性检验。教学方法：讲授、例题分析；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。10课程思政：通过对区组设计的学习,让学生理解随机化区组设计的统计模型，估计和检验问题，让学生体会到统计理论与方法是普遍联系的。3. 正交设计课程目标2、3、4(1)多因子试验与正交表；(2)无交互作用下的正交设计；(3)数据的直观分析，方差分析；(4)有交互作用下的正交设计；(5)表头设计；(6)有重复试验下的数据分析。(1)正确理解多因子试验的部分实施；(2)掌握无交互作用下的正交设计；(3)数据的直观分析；数据的方差分析。(4)熟练掌握

6、有交互作用下的正交设计(5)掌握水平数不等下的混合水平正交表。(6)会根据实际情况安排相应的正交设计表；(7)会求实际正交设计数据的方差分析。教学方法：讲授、例题分析教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。10课程思政：通过对正交设计的学习,让学生掌握正交设计表,以及对正交数据进行方差分析,从而，培养学生知识迁移能力。4. 饱和设计与超饱和设计课程目标2、3(1)饱和设计的概念；(2)饱和设计的统计模型。(3)饱和设计的图形分析法；(4)半正态图法；(5)超饱和设计的概念；(6)超饱和设计的统计模型；(1)理解掌握饱和设计的概念；(2)掌握饱和设计的图形分析法、半正态图法；(3)了解饱和设计的数

7、值分析法、直接法；(4)掌握超饱和设计的概念和模型；(5)能够利用半正态图判读因子的显著性；(6)能根据超饱和数据，给出模型的参数估计。教学方法：讲授、例题分析、讨论归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。10课程思政：通过对饱和设计与超饱和设计的学习, 让学生掌握饱和设计的各种方法，建立统计模型，培养学生的应用能力。5. 回归设计课程目标2、3(1)正交回归设计的概念；(2)正交回归设计的定义；(3)线性回归正交设计的统计分析；(4)正交表构造线性回归的正交设计添加中心点的重复试验；一次回归正交设计(1)掌握正交回归设计的概念；(2)掌握用正交表构造线性回归的正交设计；(3)掌握一次

8、回归正交设计的数据分析和模型；(4)会根据回归分析的结果给出正交回归设计的参数估计，模型检验；(5)能利用一次回归正交设计判断因子的显著性。教学方法：讲授、例题分析、归纳总结；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。8课程思政：通过对回归设计的学习，让学生了解回归正交设计的统计分析，丰富学生的知识范畴，激发其探索统计世界的兴趣。四、成绩评定及考核方式知识单元对应课程目标考核方式成绩评定1. 基本概念和单因子试验1平时表现（1）出勤及课堂表现（10%）设此考核项目，目的是控制无故缺课和课堂懒散无纪律情况，具体方案为：总分为100分，无故旷课一次扣5分；无故旷课超过3次数者，此项总分记0分；无故旷课

9、超过学校规定次数者，按学校有关规定处理；上课睡觉、玩手机、吃零食者被老师发现一次扣5分。（2）平时考核（10%）每章布置一次课后作业，作业包括课后思考题、计算题及教学设计，评分以答题思路的规范性、整洁性、整体性、逻辑性、正确性为依据，每次满分为100分，最后取平均分。作业缺少一次扣5分，总计缺少超过三分之一，作业成绩记0分。（3）期末考试（80%）期末进行综合闭卷考试。2. 区组设计2、3、4平时表现+期末考试3. 正交设计2、3、4平时表现+期末考试4. 饱和设计与超饱和设计2、3平时表现+期末考试5. 回归设计2、3平时表现+期末考试五、课程建议教材及主要参考资料 1. 建议教材1 茆诗松、周纪芗、陈颖，试验设计，中国统计出版社，2005. 2. 主要参考资料1. 方开泰、刘民千、周永道，试验设计与建模