《試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱 一、課程信息課程代碼（COURSE CODE）316B4121課程名稱（COURSE TITLE）試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程性質(zhì)（COURSE CHARACTER）專業(yè)選修課學(xué)分（CREDIT）3.0學(xué)時(shí)（CONTACT HOURS）48先修課程（PRE-COURSE）概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、回歸分析課程負(fù)責(zé)人（COURSE COORDINATOR）適用專業(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)課程簡介：試驗(yàn)設(shè)計(jì)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)重要分支，屬于工業(yè)統(tǒng)計(jì)范疇，它研究正確地設(shè)計(jì)試驗(yàn)計(jì)劃與分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的理論和方法。試驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅在試驗(yàn)科學(xué)領(lǐng)域，而且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、管理科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域中有著日益廣泛的應(yīng)用。試驗(yàn)設(shè)計(jì)這門學(xué)科由于其應(yīng)用的

2、廣泛性，備受統(tǒng)計(jì)學(xué)家和實(shí)際工作者的重視，并獲得迅速發(fā)展。本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與分析的基本方法，能獨(dú)立地從事簡單問題的試驗(yàn)計(jì)劃的設(shè)計(jì)與實(shí)施，并能作試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，能夠針對不同的試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅侠碇贫ㄔO(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析和結(jié)果解釋，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究打下良好的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備以下幾方面的目標(biāo)：1. 通過本課程的學(xué)習(xí)，理解試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念、基本理論和計(jì)算過程。2. 通過本課程的學(xué)習(xí)，理解試驗(yàn)設(shè)計(jì)在統(tǒng)計(jì)學(xué)中的知識(shí)體系，掌握幾類常見的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。3. 培養(yǎng)學(xué)生能綜合利用所學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和軟件解決實(shí)際問題的能力，有一定的反思能力。4.通過本

3、課程學(xué)習(xí)，學(xué)生具備處理統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)中的相關(guān)問題的能力，具有終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展意識(shí)。課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系表畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4畢業(yè)要求3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1MHM畢業(yè)要求4畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1HHHM三、教學(xué)內(nèi)容與預(yù)期學(xué)習(xí)成效知識(shí)單元對應(yīng)課程目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)預(yù)期學(xué)習(xí)成效實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)1.基本概念和單因子試驗(yàn)課程目標(biāo)1(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念；(2)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則；(3)單因子試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)模型：(4)固定效應(yīng)模型的方差分析：(5)隨機(jī)效應(yīng)模型。(1)理解試驗(yàn)以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般指南；(2)掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念；(3)掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則；(4)理解單因

4、子試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)模型；(5)掌握固定效應(yīng)模型的方差分析；(6)能應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則安排試驗(yàn)；(7)能對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析。教學(xué)方法：課堂講授、課堂討論；教學(xué)手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。10課程思政：通過對試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念和單因子試驗(yàn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)到設(shè)計(jì)的魅力，激發(fā)學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)描述和解決實(shí)際問題的興趣。2. 區(qū)組設(shè)計(jì)課程目標(biāo)2、3、4(1)隨機(jī)化完全區(qū)組設(shè)計(jì)；(2)平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)；(3)統(tǒng)計(jì)模型；(4)參數(shù)估計(jì)；(5)平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)方差分析。(1)掌握隨機(jī)化完全區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)模型,能夠進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析；(2)掌握平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)的含義與模型；(3)理解平衡

5、不完全區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析；(4)能夠利用平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)對實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行因子的顯著性檢驗(yàn)。教學(xué)方法：講授、例題分析；教學(xué)手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。10課程思政：通過對區(qū)組設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),讓學(xué)生理解隨機(jī)化區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)模型，估計(jì)和檢驗(yàn)問題，讓學(xué)生體會(huì)到統(tǒng)計(jì)理論與方法是普遍聯(lián)系的。3. 正交設(shè)計(jì)課程目標(biāo)2、3、4(1)多因子試驗(yàn)與正交表；(2)無交互作用下的正交設(shè)計(jì)；(3)數(shù)據(jù)的直觀分析，方差分析；(4)有交互作用下的正交設(shè)計(jì)；(5)表頭設(shè)計(jì)；(6)有重復(fù)試驗(yàn)下的數(shù)據(jù)分析。(1)正確理解多因子試驗(yàn)的部分實(shí)施；(2)掌握無交互作用下的正交設(shè)計(jì)；(3)數(shù)據(jù)的直觀分析；數(shù)據(jù)的方差分析。(4)熟練掌握

6、有交互作用下的正交設(shè)計(jì)(5)掌握水平數(shù)不等下的混合水平正交表。(6)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況安排相應(yīng)的正交設(shè)計(jì)表；(7)會(huì)求實(shí)際正交設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的方差分析。教學(xué)方法：講授、例題分析教學(xué)手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。10課程思政：通過對正交設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握正交設(shè)計(jì)表,以及對正交數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,從而，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力。4. 飽和設(shè)計(jì)與超飽和設(shè)計(jì)課程目標(biāo)2、3(1)飽和設(shè)計(jì)的概念；(2)飽和設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)模型。(3)飽和設(shè)計(jì)的圖形分析法；(4)半正態(tài)圖法；(5)超飽和設(shè)計(jì)的概念；(6)超飽和設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)模型；(1)理解掌握飽和設(shè)計(jì)的概念；(2)掌握飽和設(shè)計(jì)的圖形分析法、半正態(tài)圖法；(3)了解飽和設(shè)計(jì)的數(shù)

7、值分析法、直接法；(4)掌握超飽和設(shè)計(jì)的概念和模型；(5)能夠利用半正態(tài)圖判讀因子的顯著性；(6)能根據(jù)超飽和數(shù)據(jù)，給出模型的參數(shù)估計(jì)。教學(xué)方法：講授、例題分析、討論歸納總結(jié)；教學(xué)手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。10課程思政：通過對飽和設(shè)計(jì)與超飽和設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí), 讓學(xué)生掌握飽和設(shè)計(jì)的各種方法，建立統(tǒng)計(jì)模型，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。5. 回歸設(shè)計(jì)課程目標(biāo)2、3(1)正交回歸設(shè)計(jì)的概念；(2)正交回歸設(shè)計(jì)的定義；(3)線性回歸正交設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析；(4)正交表構(gòu)造線性回歸的正交設(shè)計(jì)添加中心點(diǎn)的重復(fù)試驗(yàn)；一次回歸正交設(shè)計(jì)(1)掌握正交回歸設(shè)計(jì)的概念；(2)掌握用正交表構(gòu)造線性回歸的正交設(shè)計(jì)；(3)掌握一次

8、回歸正交設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析和模型；(4)會(huì)根據(jù)回歸分析的結(jié)果給出正交回歸設(shè)計(jì)的參數(shù)估計(jì)，模型檢驗(yàn)；(5)能利用一次回歸正交設(shè)計(jì)判斷因子的顯著性。教學(xué)方法：講授、例題分析、歸納總結(jié)；教學(xué)手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。8課程思政：通過對回歸設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解回歸正交設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析，豐富學(xué)生的知識(shí)范疇，激發(fā)其探索統(tǒng)計(jì)世界的興趣。四、成績評定及考核方式知識(shí)單元對應(yīng)課程目標(biāo)考核方式成績評定1. 基本概念和單因子試驗(yàn)1平時(shí)表現(xiàn)（1）出勤及課堂表現(xiàn)（10%）設(shè)此考核項(xiàng)目，目的是控制無故缺課和課堂懶散無紀(jì)律情況，具體方案為：總分為100分，無故曠課一次扣5分；無故曠課超過3次數(shù)者，此項(xiàng)總分記0分；無故曠課

9、超過學(xué)校規(guī)定次數(shù)者，按學(xué)校有關(guān)規(guī)定處理；上課睡覺、玩手機(jī)、吃零食者被老師發(fā)現(xiàn)一次扣5分。（2）平時(shí)考核（10%）每章布置一次課后作業(yè)，作業(yè)包括課后思考題、計(jì)算題及教學(xué)設(shè)計(jì)，評分以答題思路的規(guī)范性、整潔性、整體性、邏輯性、正確性為依據(jù)，每次滿分為100分，最后取平均分。作業(yè)缺少一次扣5分，總計(jì)缺少超過三分之一，作業(yè)成績記0分。（3）期末考試（80%）期末進(jìn)行綜合閉卷考試。2. 區(qū)組設(shè)計(jì)2、3、4平時(shí)表現(xiàn)+期末考試3. 正交設(shè)計(jì)2、3、4平時(shí)表現(xiàn)+期末考試4. 飽和設(shè)計(jì)與超飽和設(shè)計(jì)2、3平時(shí)表現(xiàn)+期末考試5. 回歸設(shè)計(jì)2、3平時(shí)表現(xiàn)+期末考試五、課程建議教材及主要參考資料 1. 建議教材1 茆詩松、周紀(jì)薌、陳穎，試驗(yàn)設(shè)計(jì)，中國統(tǒng)計(jì)出版社，2005. 2. 主要參考資料1. 方開泰、劉民千、周永道，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與建模