《纺织试验设计与数据处理》课程教学大纲

《纺织试验设计与数据处理》课程教学大纲课程中英文名称：纺织试验设计与数据处理（ExperimentDesignandDataProcessingforTextile）课程编号:042220112课程性质：学科基础选修课适应专业：纺织工程（卓越计划）学时数：32；其中：理论学时：24；实践学时：8；机动学时：0；学分数：2；一、课程简介（一）课程教学目的与任务本课程是纺织工程专业的学生的必修课，也是一门应用领域相当宽广的现代技术课程。主要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两大部分内容。学生通过本课程的学习，使学生掌握试验设计和数据优化的基本原理，为学生在后续的学习如专业试验、毕业论文环节的试验和今后在工作中开展产品设计、质量管理和科学研究能顺利进行打下良好的基础。（二）课程教学的总体要求本课程的教学环节包括课堂讲授、习题课、上机训练、习题、答疑等多种形式。由于本课程涉及到数理统计、线性代数、高等数学等基础知识，所以要求学生在已掌握上述基础知识的前提下，理解和掌握基本的试验设计和数据优化方法。（三）课程教学内容1、抽样实用理论与方法2、数据整理与推断3、正交试验设计4、试验的方差分析5、回归分析6、数据处理软件（四）先修课程及后续课程先修课程有《概率与数理统计》、《线性代数》、《纺织材料学》、《大学计算机基础》《纺纱学》《织造学》等，主要为本课程的学习提供数学、计算机理论和应用基础，并结合相应的专业知识，以保证与本专业应用的结合效果。本课程学习主要可辅助学生进行综合课程设计、毕业论文（设计），提高数据处理的效率和深度。二、课程教学总体安排（一）学时分配建议表学时分配建议表课

程

内

容教学环节讲课习题课实验设计抽样实用理论与方法4数据整理与推断4正交试验设计31试验的方差分析4回归分析31数据处理软件4上机实验8总计（学时）22

2

8

（二）推荐教材及参考书目1．教材李云雁，胡传荣.试验设计与数据处理.北京：化学工业出版社，20052．参考书目刘振学，黄仁和等．实验设计与数据处理.北京：化学工业出版社，2005汪锡孝．试验研究方法.长沙：湖南科学技术出版社，1989张铁茂，丁建国．试验设计与数据处理.北京：兵器工业出版社，1990方开泰，马长兴．正交与均匀试验设计.北京：科学出版社，2001《正交试验设计法》编写组．正交试验设计法.上海：上海科学技术出版社，1979孙培勤，刘大壮.实验设计数据处理与计算机模拟.郑州：河南科学技术出版社，2001（三）课程考核方式1．考核方式：采用综合考评方式，包括作业、报告。2．成绩构成：总评成绩由平时成绩（包括考勤、作业）、课程报告和实验报告三部分组成，其中平时成绩占30%，课程报告30%，实验报告40%。三、课程教学内容及基本要求（一）抽样实用理论与方法（4学时）1．教学目的：使学生掌握抽样调查的基本原理、抽样的基本技术以及样本容量的估计方法。2．教学重点与难点（1）教学重点：抽样方法，样本容量的计算和试验次数的计算。（2）教学难点：样本容量的计算和试验次数的计算。3．教学方法：从生产实践或生活常适出发引入教学内容，注重基本概念的介绍和说明。采用多媒体教学。4．教学内容：（1）抽样的方法（2）样本容量的确定5．教学要求：理解抽样的重要性，掌握抽样方法，会估计样本容量和试验次数。6．学生练习（1）样本容量计算题（2）试验次数计算题（3）抽样设计。（二）数据整理与推断（4学时）1．教学目的：掌握试验数据的基本属性的概念、统计特征的计算方法和数据分布函数；参数估计的基本概念、点估计和区间估计的方法；假设检验的步验和方法。2．教学重点与难点（1）教学重点：统计特征的计算方法，假设检验的步验和方法，点估计和区间估计的方法。（2）教学难点：点估计和区间估计的方法。3．教学方法：以提问方式引入与数据相关的基本概念，启发学生建立对数据属性的深入认识。采用多媒体教学。4．教学内容：（1）数据整理（2）参数估计（3）假设检验5．教学要求：理解数据的属性和如何科学地评判数据的有效特性，会运用基本数据整理工具，并进行数据基本参数的估计和数据有效性检验。采用多媒体教学方式。6．学生练习（1）进行数据的统计整理练习。（2）对统计数据进行点估计和区间估计计算。（3）对统计数据进行均值和方差的检验练习。（三）正交试验设计（4学时）1．教学目的：了解正交试验设计的概念和基本步骤；掌握单指标、多指标、有交互作用的正交试验设计及其结果的直观分析。2．教学重点与难点（1）教学重点：正交表的特征及应用，正交试验设计的直观分析方法。（2）教学难点：正交表的改造、多指标正交试验设计的直观分析方法。3．教学方法：以与专业相关的实例应用进行讲解。采用多媒体教学。4．教学内容：（1）正交表（2）正交实验的直观分析方法（3）混合正交表5．教学要求：能熟练应用正交表进行试验设计并完成结果的直观分析方法，能对正交表进行简单的改造。6．学生练习（1）设计正交实验方案（2）进行单指标的正交试验分析（3）进行多指标的正交试验数据分析（四）试验的方差分析（4学时）1．教学目的：了解单因素试验方差分析基本问题，双因素无重复试验的方差分析；掌握单因素试验方差分析的基本步骤和简化计算，双因素重复试验的方差分析及正交实验的方差分要方法。2．教学重点与难点（1）教学重点：方差分析的目的、单因素方差分析。（2）教学难点：双因素方差分析、正交试验方差分析。3．教学方法：对方差分析的目的要有充分的解释，采用同一实际分析例题在不同方法下进行分析，以明确分析的区别。4．教学内容：（1）单因素方差分析（2）双因素方差分析（3）正交试验方差分析5．教学要求：能应用方差分析进行影因子的有效性判别，能对正交试验结果进行方差分析。6．学生练习（1）单因素方差分析计算（2）可重复双因素方差分析计算（3）正交试验方差分析计算（五）试验数据的回归分析（4学时）1．教学目的：了解回归分析的概念和作用；掌握一元线性回归分析方程的建立和回归效果的检验，一元非线性回归分析基本方法；熟悉多元线性回归方程的建立和显著性检验。2．教学重点与难点（1）教学重点：一元和多元线性回归分析的方法和计算步骤。（2）教学难点：回归分析的检验及非线性回归。3．教学方法：采用实例题进行分析介绍，标准化整个计算过程和检验过程。4．教学内容：（1）一元线性回归（2）多元线性回归（3）非线性回归5．教学要求：能运用最小二乘完成一元和多元线性回归的计算和检验，能解决简单的非线性回归问题。6．学生练习（1）一元线性回归计算与检验（六）数据处理软件（4学时）1．教学目的：熟悉Excel图表功能、公式与函数、数据分析工具；掌握Excel图表功能在试验数据处理中的应用，Excel在方差分析中的应用，Excel在回归分析中的应用。了解SPSS、ORIGIN软件的基本特点和相关数据处理的方法。2．教学重点与难点（1）教学重点：EXCEL数据处理应用。（2）教学难点：对EXCEL数据处理的数据格式要求和结果解读。3．教学方法：实际操作展示。4．教学内容：（1）EXCEL应用（2）SPSS应用（3）ORIGIN应用5．教学要求：能利用EXCEL完成数据统计特征计算、图表、假设检验、方差分析、回归等操作，了解SPSS、ORIGIN基本功能。6．学生练习（1）上机操作。四、实践教学内容与要求（一）实验教学目的和基本要求 通过本课程的实验教学，使学生掌握试验设计和数据分析的基本原理和方法，为学生在后续的学习如专业试验、毕业论文（设计）环节的试验和今后在工作中开展产品设计、质量管理和科学研究打下良好的试验基础。具体包括：1．通过实验教学培养学生的动手能力和创新能力，加强学生基本技能的训练，培养学生运用所学知识和技能解决生产实践和科学研究中有关试验数据处理问题的能力。2．通过对试验数据的方差分析和回归分析，掌握科研试验中一般性试验数据的分析处理方法。掌握正交试验设计的一般应用。(二)主要仪器设备计算机。（三）实验教学方式实验前要求学生预习实验内容，指导教师讲解实验的基本原理和方法，指导学生独立完成具体实验过程、完成实验报告。（四）实验考核方式根据实验成果质量、是否独立完成评定分数，计入学生总成绩，满分100分，占本门课程总成绩的40%。(五)推荐实验教材和教学参考书参考书：《试验设计与数据处理》，李云雁，胡传荣编著，化学工业出版社，2005年。（六）实验课程与学时分配表学时分配建议表序号实验项目名称实验内容提要学时分配实验属性实验类型每组人数实验要求1试验数据的表图表示给出若干试验数据，利用Excel的图表功能，对给定的试验数据进行表图表示