《實驗設計》課程教學大綱

教學大綱

試驗設計(experimentaldesign)一、課程說明課程編號：046403課程性質：專業(yè)課適用專業(yè)：理工類統(tǒng)計學專業(yè)開設開課學期：一般可在第四、五學期開設學時與學分：總課時：40學時。其中講授32學時，實驗8學時。學分：2.5學分。先修課程：概率論、數理統(tǒng)計學二、開課目的試驗設計是自然科學研究方法論領域中一個分支學科。正確設計試驗方案并對所獲調查數據進行科學的統(tǒng)計分析是每個研究工作者必須具備的基本功。尤其是在人類社會進入科技發(fā)展的今天，如何花費最小的代價取得所關心的信息，學習、掌握與應用本課程知識就顯得尤為重要了。它作為應用統(tǒng)計專業(yè)學生的專業(yè)課程，具有非常重要的地位，在開設課程時需要注意學生需要已經學過描述統(tǒng)計、推斷統(tǒng)計、方差分析以及線性回歸等基本概念、基本原理和方法。第二節(jié)穩(wěn)健設計一、直積表設計二、直積表的分析六、教學學時分配試驗設計教學課時分配表章節(jié)名稱課時分配（節(jié)數）授課上機討論實驗備注第一章試驗設計簡介2笫二章圖形化的試驗數據分析方法42第三章簡單對比試驗2第四章數據建模與回歸分析2第五章方差分析42教學重點第六章全因子設計62教學重點第七章分式析因設計62教學重點第八章響應曲面設計42課時小計3028課時合計40七、推薦教材與參考書目：推薦教材傅鈕生等譯：《試驗設計與分析》，人民郵電出版社，2009年1月。參考書目.周紀芳、劉詩松、：《質量管理統(tǒng)計方法》，中國統(tǒng)計出版社，2008年10月；.劉詩松、周紀苓：《概率論與數理統(tǒng)計》，中國統(tǒng)計出版社，2007年12月；.趙選民：《試驗設計方法》，科學出版社，2006年8月；.劉文卿：《試驗設計》，清華大學出版社，2005年2月。本課程涉及管理學、數理統(tǒng)計學、質量管理學及統(tǒng)計專業(yè)課等相關知識較多。要求在教學過程中特別注重各種概念和方法的統(tǒng)計思想，使學生牢固地掌握基本的試驗設計的基本理論與方法，以解決實際問題；試驗設計是實用性很強的課程，因此要堅持理論聯(lián)系實際的原則，緊密結合實際，加強案例教學；同時培養(yǎng)學生對各種質量管理統(tǒng)計的有機結合及靈活運用的能力。三、教學要求（一）教學方法與手段本課程主要采用理論教學的方式。在教學過程中，應注意在系統(tǒng)講授數理統(tǒng)計學的基本理論和基本方法的同時，注重學生對理論、方法與實際問題的結合，正確的理解與運用相關理論與方法分析解決問題。教學方法上，可以將啟發(fā)式教學、討論式教學等結合使用，多媒體與板書相結合，增強師生之間的互動交流。（二）考核方式.考核內容?？己藘热輵ㄋ兄R點?？己嘶局R、基本理論的掌握程度以及分析應用能力。.考核方式與成績評定。考核方式以分組大作業(yè)為主。成績評定以分組大作業(yè)與學生平時作業(yè)成績、考勤記錄、課堂表現等作出綜合評價，具體做法：分組大作業(yè)占50-60%,平時成績占40-50%。四、教學中應注意的問題.學習《試驗設計》需要具備一些必要的知識，主要有企業(yè)管理學、數理統(tǒng)計學、現代統(tǒng)計分析方法及相關的統(tǒng)計專業(yè)知識等，因此，這些課程要開在本課程之前。.本課程屬統(tǒng)計學專業(yè)本科限選課，與其他各有關課程之間存在著密切的關系。在教學內容方面應力求相互銜接，避免不必要的重復。五、課程教學內容第一章試驗設計簡介教學目的與要求：本章主要介紹試驗設計的基本流程與原理，具體要求：了解試驗設計在科學研究中的地位、作用及試驗設計的主要內容；了解合理制定試驗方案原則，理解試驗數據誤差的產生及控制途徑。教學重點難點：試驗設計的基本原理，試驗設計的流程第一節(jié)試驗設計的目的一、試驗設計二、試驗設計的目的第二節(jié)常見試驗設計類型最佳猜測法二、一次一因子三、析因試驗第三節(jié)試驗設計基本準則一、隨機化二、重復三、區(qū)組化第四節(jié)簡單試驗設計練習一、試驗設計的流程二、試驗設計練習第二章圖形化的試驗數據分析方法教學目的與要求：本章主要介紹常見的探索性數據分析技術，具體要求：了解試驗設計數據分析的流程，掌握常用的數據分析技術：描述統(tǒng)計，探索性分析和確認性分析。教學重點難點：：描述性數據分析，探索性數據分析和確認性數據分析第一節(jié)試驗數據分析的流程一、試驗數據分析的流程第二節(jié)描述性數據分析一、常見的統(tǒng)計量二、常見的統(tǒng)計圖第三節(jié)探索性數據分析一、探索性數據分析第四節(jié)確認性數據分析一、確認性數據分析第三章簡單對比試驗教學目的與要求：本章介紹在試驗設計中常用的假設檢驗方法，具體要求：掌握各種不同情況下的假設檢驗，了解樣本量對假設檢驗兩類錯誤的影響，掌握配對比較。教學重點難點：假設檢驗，配對比較，假設檢驗樣本量的確定第一節(jié)假設檢驗基本概念一、假設檢驗的基本概念二、假設檢驗的過程三、各種不同情況下的假設檢驗第二節(jié)假設檢驗中樣本量的確定一、統(tǒng)計檢驗的勢函數二、樣本量的確定第三節(jié)配對比較試驗一、配對比較試驗二、配對比較分析第四章*數據建模與回歸分析教學目的與要求：掌握多元回歸分析的原理，以及如何進行模型的選擇教學重點難點：回歸分析第一節(jié)簡單線性模型一、相關與一元回歸分析二、多元回歸分析第二節(jié)模型評價與驗證一、模型評價的原則二、模型的驗證第五章方差分析教學目的與要求:本章主要介紹方差分析的概念、單元素方差分析和雙元素方差分析，具體要求：了解方差分析的應用背景；掌握單因素方差分析；掌握無交互作用的雙因素方差分析，了解有交互作用的雙因素方差分析教學重點難點：單元素方差分析，雙元素方差分析第一節(jié)單元素方差分析一、方差分析的基本概念和思想二、單因素方差分析第二節(jié)雙元素方差分析一、無交互作用的雙因素方差分析二、有交互作用的雙因素方差分析第六章全因子設計教學目的與要求：本章介紹全因子分析，兩水平全因子分析，區(qū)組，無重復全因子設計，具體要求：了解一般的全因子設計，掌握兩水平的全因子分析，理解區(qū)組在全因子設計中的作用，掌握無重復全因子設計。教學重點難點：兩水平全因子設計和區(qū)組設計，無重復全因子設計第一節(jié)兩水平全因子設計一、全因子設計二、兩水平全因子設計第二節(jié)區(qū)組設計一、區(qū)組二、兩水平全因子設計中的區(qū)組第三節(jié)無重復全因子設計一、無重復全因子設計二、無重復全因子設計的分析第七章分式析因設計教學目的與要求：本章主要介紹別名，效應的混雜，最小低階混雜，分辨度，具體要求：掌握別名，了解分辨度對于分式析因設計的重要性，理解在分式析因設計中效應的混雜的原理，掌握最小低階混雜。教學重點難點：別名，分辨度，最小低階混雜第一節(jié)分式析因設計的原理與方法一、分式析因設計二、1/2分式析因設計三、分辨度第二節(jié)一般的分式析因設計一、1/4分式析因設計