《材料实验设计优化及数据处理》课程教学大纲

《材料实验设计优化及数据处理》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145123015课程名称（中/英文）：材料实验设计优化及数据处理/ExperimentDesign,OptimizationandDataProcessingofMaterials课程类别：专业选修课学分：1总学时：16理论学时：16实验/实践学时：0适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：高等数学、大学物理、材料工程基础教学环境：线下或混合式教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《材料实验设计优化及数据处理》是无机非金属材料工程专业的选修课程。本课程主要围绕无机非金属材料生产及科研中涉及的实验方案的设计、优化与实验数据分析处理等相关内容展开。在本课程均匀实验法涉及环节，介绍我国科学家在实验方法设计中取得的成果，激发学生努力探索、创新，增强文化自信。2.对接培养的岗位能力通过该课程的学习，使学生了解材料生产中设计的数据误差处理，数据分析处理方法以及多因素实验设计的正交实验设计的方法，能够把这些知识应用到以后的学习与工作中，培养学生良好的科研与处理工程问题的能力。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点4.2]能够根据对象特征，选择研究路线，设计实验方案。[毕业要求指标点5.1]了解无机非金属材料专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性。2.课程教学目标教学目标1：了解和掌握无机非金属材料生产和科研中出现的测量值与误差的来源、误差的种类、误差传递等内容，并能进行数据分析处理；能运用有关计算机软件的统计功能分析处理试验数据。（支撑毕业要求的指标点4.2）教学目标2：掌握无机非金属材料实验数据的统计检验、方差分析与回归分析等多因素实验数据分析处理方法；掌握正交试验设计等多种试验设计方法，合理地设计试验，并具备分析实验结果，研究工程问题的能力。（支撑毕业要求的指标点5.1）四、教学课时安排学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践知识点1试验数据的误差分析22教学目标1知识点2试验数据的表图表示法22教学目标1知识点3试验数据的方差分析44教学目标2知识点4试验数据的回归分析44教学目标2知识点5正交试验设计44教学目标2合计1616五、教学内容及教学设计知识点1试验数据的误差分析1.教学内容误差的来源、性质和分类，误差的表示方法，误差的分布，误差的传递，有效数字的舍取及运算规则，实验数据检验。2.教学重点误差的表示方法，有效数字的舍取及运算规则，实验数据检验。3.教学难点误差的传递，实验数据检验。4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，并通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。知识点2试验数据的表图表示法1.教学内容列表法，图示法，计算机绘图软件在图表绘制中的应用。2.教学重点图示法。3.教学难点确定坐标比例尺的基本方法。4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，并通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。知识点3试验数据的方差分析1.教学内容单因素试验的方差分析，双因素试验的方差分析，Excel在方差分析中的应用。2.教学重点方差分析的基本步骤。3.教学难点离差平方和，自由度，均方，F值的计算。4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，并通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。知识点4试验数据的回归分析1.教学内容一元线性回归分析，多元线性回归分析，非线性回归分析，Excel在回归分析中的应用。2.教学重点回归方程的建立，显著性检验，试验优方案的预测。3.教学难点回归方程的计算，显著性检验方法。4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，并通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。知识点5正交试验设计1.教学内容正交表的构造及其在实验设计中的作用，正交表的分类，正交实验设计及数据处理，正交实验结果及分析，有交互作用的实验设计，正交实验的方差分析。2.教学重点正交实验设计，正交实验结果分析，有交互作用的正交实验。3.教学难点正交实验的方差分析。4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，并通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用出勤、作业评测、课堂表现、平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。本课程成绩考核评定办法为：平时成绩占40%，其中作业与课堂表现共20%，阶段测试占20%；期末考试占60%。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文实验√√√成绩比例%101020602.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核期末考试合计出勤及课堂作业及阶段教学目标1指标点4.251525~3545~55教学目标2指标点5.151525~3545~55合计1030601003.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（10%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力阶段测验（20%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟练掌握无机非金属材料生产和科研中出现的测量值与误差的来源、误差的种类、误差传递等内容，并能进行分析处理；熟练运用有关计算机软件的统计功能分析处理试验数据。准确掌握无机非金属材料生产和科研中出现的测量值与误差的来源、误差的种类、误差传递等内容，并能进行分析处理；准确运用有关计算机软件的统计功能分析处理试验数据。掌握无机非金属材料生产和科研中出现的测量值与误差的来源、误差的种类、误差传递等内容，并能进行分析处理；运用有关计算机软件的统计功能分析处理试验数据。基本掌握无机非金属材料生产和科研中出现的测量值与误差的来源、误差的种类、误差传递等内容，并能进行分析处理；基本运用有关计算机软件的统计功能分析处理试验数据。不能掌握无机非金属材料生产和科研中出现的测量值与误差的来源、误差的种类、误差传递等内容，并能进行分析处理；不能运用有关计算机软件的统计功能分析处理试验数据。教学目标2熟练掌握无机非金属材料实验数据的统计检验、方差分析与回归分析等多因素实验数据分析处理方法；熟练掌握正交试验设计等多种试验设计方法，合理地设计试验，并具备分析实验结果，研究工程问题的能力。准确掌握无机非金属材料实验数据的统计检验、方差分析与回归分析等多因素实验数据分析处理方法；准确掌握正交试验设计等多种试验设计方法，合理地设计试验，并具备分析实验结果，研究工程问题的能力。掌握无机非金属材料实验数据的统计检验、方差分析与回归分析等多因素实验数据分析处理方法；掌握正交试验设计等多种试验设计方法，合理地设计试验，并具备分析实验结果，研究工程问题的能力。基本掌握无机非金属材料实验数据的统计检验、方差分析与回归分析等多因素实验数据分析处理方法；基本掌握正交试验设计等多种试验设计方法，合理地设计试验，并具备分析实验结果，研究工程问题的能力。不能掌握无机非金属材料实验数据的统计检验、方差分析与回归分析等多因素实验数据分析处理方法；不能掌握正交试验设计等多种试验设计方法，合理地设计试验，并具备分析实验结果，研究工程问题的能力。七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：李云雁等主编.试验设计与数据处理（第三版）.化学工业出版社,201