《材料实验设计与数据处理》课程教学大纲

《材料实验设计与数据处理》教学大纲一、课程基本信息中文名称:材料实验设计与数据处理英文名称：MaterialsExperimentDesignandDataProcessing课程代码：19047305课程性质：以周开设的独立实践教学环节学分：1总学时：1周适用学院及专业：材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业先修课程：高等数学A、线性代数开课单位：材料科学与工程学院材料工程系无机非金属材料工程教研室二、项目性质、目的项目性质：《材料实验设计与数据处理》是以周开设的独立实践教学环节。项目目的：树立正确的世界观、人生观和价值观，能够养成从严从实、追求卓越的精神品质，同时具有服务社会、服务人民、敢为人先的社会责任感，以立德树人为基本理念，将育人作为首要要求。了解有关试验结果数学模型的各种方法以及试验数据处理方法的最新进展情况，理解试验设计的基本原理、试验误差的基本理论以及数据采集和筛选数理统计的原则，掌握常用的试验设计方法、试验误差分析方法和试验结果的分析讨论方法。具备材料试验中试验前的试验方案设计以及对试验所获得数据进行分析和处理的能力，理解科学的试验设计方法和数据的分析和处理并能够合理的设计试验并对结果进行分析的能力。三、项目目标本项目支撑毕业要求指标点2.1、4.1、4.2、4.3。学生通过该课程的学习，学生应具备以下能力：目标1：能够运用误差分析、方差分析、回归分析的基本方法及技术，结合试验的目的和文献研究，对材料工程中的复杂问题进行识别、表达与分析、论证与评价，并获得有效结论。通过数据分析和材料实验中的先进事迹，培养学生从严从实、追求卓越的精神品质。（支撑毕业要求指标点2.2）目标2：能够基于方差分析、回归分析对材料实验中的结果进行处理、分析和解释，并能够把试验结果进行表图表示。能够对材料制备过程中的各类物理化学现象、材料特性利用优选法、正交试验设计方法、均匀设计方法、回归正交试验设计方法和配方试验设计方法等，选择合理的试验设计方法进行研究和实验验证。能够基于科学原理并采用科学方法，针对材料制备过程的复杂问题设计合理的试验方法，进行数据分析和实验。培养学生热爱数学，热爱自然的兴趣，提高学生学习的积极性，提高严谨的科学态度。（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3）项目教学目标与毕业要求的关系矩阵教学目标毕业要求指标点达成途径考核方式目标12.2能够运用数学的基本原理和方法，结合文献资料研究，对解决方案的各种影响因素进行分析，并对方案进行论证与评价。课堂讲授、典型案例、答疑、查阅相关资料课堂提问课后作业目标24.1能够基于方差分析、回归分析对材料实验中的结果进行处理、分析和解释，并能够把试验结果进行表图表示，结合文献研究，得出合理有效的结论。课堂讲授、答疑、查阅相关资料课堂提问课后作业4.2能够对材料制备过程中的各类物理化学现象、材料特性利用优选法、正交试验设计方法、均匀设计方法、回归正交试验设计方法和配方试验设计方法等，选择合理的试验设计方法进行研究和实验验证。课堂讲授、答疑、查阅相关资料课堂提问课后作业4.3能够基于科学原理并采用科学方法，针对材料制备过程的复杂问题设计合理的试验方法，进行数据分析和实验。课堂讲授、答疑、查阅相关资料课堂提问课后作业四、项目具体内容与组织方式具体内容：理论基础（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3）数据处理中误差分析，包括材料实验中误差的基本概念、误差的来源及分类、精准度和统计检验；材料实验数据的表图表示法、方差分析以及回归分析。通过案例讲解，将材料实验中产生的先进事迹体现出的精神，培养学生从严从实、追求卓越的精神品质，同时，了解我国科研人员在试验方案制定和数据处理方面取得的成绩，培养学生民族自豪感和民族自信。实验设计（支撑毕业要求指标点2.2）通过对比优选法、正交试验设计、均匀设计、回归正交试验设计和配方实验设计等方法的比较学习，掌握不同实验设计时选择的原则和方法。掌握数学对自然科学的重要作用，培养学生严谨的科学态度。综合训练（支撑毕业要求指标点2.2、4.1、4.2、4.3）利用EXCEL数据分析功能进行数据处理，正交试验方案设计。技能训练数据处理包括：统计假设检验、单项分组和交叉分组资料的方差分析、标准曲线的制作；实验设计项目为正交试验设计和正交试验结果分析。组织方式：对学生进行分组轮回技能训练，经过学习和查阅资料，利用教师确定实践所用数据，试验设计题目等，将选择相同题目的学生分到相同组内，在教师指导下独立完成题目，要求按照规范完成试验数据处理并写出完整的实践报告。在文献调研和训练过程，培养学生协同合作的能力，使学生懂得合作的重要性。五、项目成果和成绩评定方式项目成果：实践报告，分为数据处理所用方法的选择依据或选择正交试验的依据、试验方案的安排、结果分析与讨论。要求实践报告内容完整，数据记录齐全、处理规范，结果真实可靠，分析讨论切实而详尽。成绩评定方式：本课程采用平时表现和实践报告相结合的方式进行考核，平时表现占考核成绩的30%，实践报告占考核成绩的70%，以百分制计入总成绩。六、指导书和参考文献1．指导教材李云燕，胡传荣，试验设计与数据处理（第三版），北京，化学工业出版社，2