《试验设计与数据处理》课程教学大纲

《试验设计与数据处理》课程教学大纲一、课程信息课程代码319B4361课程名称试验设计与数据处理课程性质专业选修课学分1.5学时24先修课程计算机应用基础课程负责人适用专业食品质量与安全课程简介（300字左右）：《试验设计与数据处理》课程教学目的是使学生认识和理解本专业的科学研究思路和研究方法，学生具备基本的实验设计能力和数据处理分析能力，以及回归建模的能力。课程主要内容包含：实验设计，常规的数据分析方法：t检验、方差分析、非参数检验、正交实验，回归建模：一元线性回归、多元线性回归、一元曲线回归。该课程的教学目标是使学生基于实验设计三原则以及误差控制方法，能初步的设计实验方案；能根据实验的性质特点，采用正确的方法对实验数据进行分析，得出正确的结论；能通过构建回归模型解决本专业的现实问题二、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.通过本课程学习，学生掌握试验指标、因素、水平等知识，掌握实验设计的基本要求与设计原则，熟悉实验误差来源及控制，具备基本的实验设计能力。2.通过本课程学习，学生具有实验数据整理以及常规的数据分析能力，包括t检验、方差分析、非参数检验、正交实验分析等。3.通过本课程学习，学生具有构建一元、多元线性回归模型和一元曲线回归模型的能力。

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毕业要求2问题分析：能够综合应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析食品质量与安全领域的复杂工程问题，以获得有效结论。毕业要求指标点2.2：能够基于数学、自然科学和食品专业知识，建立适当的数学模型，正确表达复杂食品质量与安全问题。L毕业要求4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对食品质量与安全领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。毕业要求指标点4.1：能基于科学原理，通过文献研究比较和选择研究路线，独立设计实验方案。M毕业要求指标点4.4：能对各种实验条件进行分析和优化，得到最佳条件，并与理论模型进行比较，得到合理有效的结论。M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实验设计课程目标11.试验设计的历史与发展2.科学研究的主要内容3.试验设计的基本要求和注意事项4.指标、因素与水平5.试验设计的基本原则6.常用术语、统计量及其计算7.试验方案拟订8.试验误差及控制知识目标：理解并能正确的复述相关概念，牢记实验设计原则和误差来源及其控制方法。能力目标：具备实验方案设计能力。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。6课程思政元素：创新精神与民族复兴课程思政教学内容设计：优秀的分析方法以及优秀的试验方案设计所体现的创新精神，优秀试验结果对社会经济的促进作用，鼓励学生培养创新意识、发展创新能力，民族复兴的使命担当。数据分析软件（SPSS）课程目标21.SPSSforWindows的基本特点、安装、启动与退出2.数据文件的建立与操作（数据编辑窗(DataEditor)的使用）3.SPSSforWindows各菜单的功能4.Analyze菜单的各项功能知识目标：熟悉软件的数据分析菜单以及数据整理。能力目标：具备数据整理能力，熟悉软件的操作。教学方法：课堂讲授、软件演示；教学手段：多媒体课件和软件演示相结合。1课程思政元素：创新以及知识产权保护意识课程思政教学内容设计：通过SPSS软件的发展历程，鼓励学生培养创新意识，增强实践能力，增强知识产权保护的意识。统计假设检验课程目标21.抽样分布2.统计假设检验的意义和基本原理3.统计假设检验的步骤4.统计假充检验的两类错误5.两尾检验与一尾检验6.样本平均数的假设检验与SPSS的实现7.参数的区间估计8.统计假设检验中应注意的问题知识目标：了解理论分布与抽样分布的概念、统计假设检验的基本原理和一般方法，熟练掌握利用SPSS软件进行单样本t检验、独立样本的t检验和成对样本的t检验。能力目标：具备使用软件进行t检验分析的能力。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。3课程思政元素：小概率事件与人身安全课程思政教学内容设计：泊松分布是小概率事件，在大样本的情况下可能会观察到，引出日常生活中的人身安全，学生加强人身安全意识。方差分析课程目标21.方差分析与t检验的比较2.单因素方差分析的基本原理3.单因素方差分析应用实例与SPSS实现4.两因素方差分析的基本原理5.两因素方差分析应用实例与SPSS实现6.两因素随机区组试验方差分析的基本原理7.两因素随机区组试验方差分析应用实例与SPSS实现8.方差分析的基本假定和数据转换知识目标：理解方差分析的基本原理,能正确复核方差分析的过程,能正确的进行方差分析、多重比较、数据转换。能力目标：具备使用软件进行方差分析的能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。6回归与相关课程目标31.回归与相关的基本概念2.一元线性回归3.直线回归应用实例与SPSS实现4.一元线性相关5.直线相关实例与SPSS实现6.多元线性回归7.多元线性回归实例与SPSS实现8.多元相关与偏相关(略讲)9.多元相关实例与SPSS实现10.曲线回归及应用实例知识目标：正确理解回归、相关分析的意义及有关概念，能正确的进行回归建模。能力目标：具备使用软件进行一元线性模型、多元线性模型和曲线回归的建模能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。3非参数统计课程目标21.什么是非参数统计2.检验3.符号检验4.符号秩和检验知识目标：正确理解非参数统计的概念，测正确的进行检验、符号秩和检验、列联表分析。能力目标：具备使用软件进行检验、符号秩和检验、列联表分析的能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。2正交试验设计课程目标21.正交试验简介2.正交试验设计的意义3.正交表4.正交试验设计的基本步骤5.正交试验的结果与分析知识目标：能正确表述正交试验的基本原理和用途，能正确进行表头设计，能正确的进行正交实验数据的直观分析和方差分析。能力目标：能正确设计正交实验方案，具备使用软件进行正交实验数据分析的能力。教学方法：课堂讲授、软件操作演示；教学手段：多媒体课件、传统教学和软件演示相结合。3四、成绩评定及考核方式（理论、实验课程填写）知识单元对应课程目标考核方式成绩评定实验设计课程目标1平时表现+课后作业平时表现（60%）课后作业（40%）数据分析软件（SPSS）课程目标2平时表现统计假设检验课程目标2平时表现方差分析课程目标2平时表现+课后作业回归与相关课程目标3平时表现+课后作业非参数统计课程目标2平时表现正交试验设计课程目标2平时表现平时表现评分标准（以满分100计）评价指标（100分）优（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）积极程度（50分）积极、踊跃老师鼓励后积极、踊跃老师鼓励后积极度不高消极回答正确程度（50分）回答正确无误、分析合理，结论有效回答问题基本正确，分析比较合理，结论有效回答问题错误较多，经老师提醒后仍然分析有误，结论无效答不对题单次作业评分标准（以满分100计）评价指标（100分）优（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）作业完成进度（20分）提前完成按时完成延时完成未完成概念清晰程度（30分）75%以上概念清晰50%以上概念清晰25%以上概念清晰不清晰正确性和结论有效性（50分）分析合理、全面，计算无误，结论有效分析较合理、全面，计算错误少，结论较有效分析基本合理，计算有较大的错误，结论基本有效存在严重错误五、课程目标达成度评价依据课程目标考核环节(评价依据)期望值平均得分达成度计算课程目标1平时表现考核环节1期望值A1=20a1=考核环节1实际平均得分达成度=课后作业考核环节2期望值B1=30b1=考核环节2实际平均得分课程目标2平时表现考核环节1期望值A1=60a1=考核环节1实际平均得分达成度=课后作业考核环节2期望值B1=35b1=考核环节2实际平均得分课程目标3平时表现考核环节1期望值A1=20a1=考核环节1实际平均得分达成度=课后作业考核环节2期望值B1=35b1=考核环节2实际平均得分六、课程建议教材及主要参考资料（理论、实验课程填写）1.建议教材（要尽量选用国家级规划教材、获省部级以上奖励的优秀教材、精品教材、国外原版教材以及有特色的教材）[1]王颉.试验设计与SPSS应用.北京：化学工业出版社，