《材料實驗設計與數據處理》教學大綱一、課程基本信息中文名稱:材料實驗設計與數據處理英文名稱：MaterialsExperimentDesignandDataProcessing課程代碼：19047305課程性質：以周開設的獨立實踐教學環節學分：1總學時：1周適用學院及專業：材料科學與工程學院無機非金屬材料工程專業先修課程：高等數學A、線性代數開課單位：材料科學與工程學院材料工程系無機非金屬材料工程教研室二、項目性質、目的項目性質：《材料實驗設計與數據處理》是以周開設的獨立實踐教學環節。項目目的：樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，能夠養成從嚴從實、追求卓越的精神品質，同時具有服務社會、服務人民、敢為人先的社會責任感，以立德樹人為基本理念，將育人作為首要要求。了解有關試驗結果數學模型的各種方法以及試驗數據處理方法的最新進展情況，理解試驗設計的基本原理、試驗誤差的基本理論以及數據采集和篩選數理統計的原則，掌握常用的試驗設計方法、試驗誤差分析方法和試驗結果的分析討論方法。具備材料試驗中試驗前的試驗方案設計以及對試驗所獲得數據進行分析和處理的能力，理解科學的試驗設計方法和數據的分析和處理并能夠合理的設計試驗并對結果進行分析的能力。三、項目目標本項目支撐畢業要求指標點2.1、4.1、4.2、4.3。學生通過該課程的學習，學生應具備以下能力：目標1：能夠運用誤差分析、方差分析、回歸分析的基本方法及技術，結合試驗的目的和文獻研究，對材料工程中的復雜問題進行識別、表達與分析、論證與評價，并獲得有效結論。通過數據分析和材料實驗中的先進事跡，培養學生從嚴從實、追求卓越的精神品質。（支撐畢業要求指標點2.2）目標2：能夠基于方差分析、回歸分析對材料實驗中的結果進行處理、分析和解釋，并能夠把試驗結果進行表圖表示。能夠對材料制備過程中的各類物理化學現象、材料特性利用優選法、正交試驗設計方法、均勻設計方法、回歸正交試驗設計方法和配方試驗設計方法等，選擇合理的試驗設計方法進行研究和實驗驗證。能夠基于科學原理并采用科學方法，針對材料制備過程的復雜問題設計合理的試驗方法，進行數據分析和實驗。培養學生熱愛數學，熱愛自然的興趣，提高學生學習的積極性，提高嚴謹的科學態度。（支撐畢業要求指標點4.1、4.2、4.3）項目教學目標與畢業要求的關系矩陣教學目標畢業要求指標點達成途徑考核方式目標12.2能夠運用數學的基本原理和方法，結合文獻資料研究，對解決方案的各種影響因素進行分析，并對方案進行論證與評價。課堂講授、典型案例、答疑、查閱相關資料課堂提問課后作業目標24.1能夠基于方差分析、回歸分析對材料實驗中的結果進行處理、分析和解釋，并能夠把試驗結果進行表圖表示，結合文獻研究，得出合理有效的結論。課堂講授、答疑、查閱相關資料課堂提問課后作業4.2能夠對材料制備過程中的各類物理化學現象、材料特性利用優選法、正交試驗設計方法、均勻設計方法、回歸正交試驗設計方法和配方試驗設計方法等，選擇合理的試驗設計方法進行研究和實驗驗證。課堂講授、答疑、查閱相關資料課堂提問課后作業4.3能夠基于科學原理并采用科學方法，針對材料制備過程的復雜問題設計合理的試驗方法，進行數據分析和實驗。課堂講授、答疑、查閱相關資料課堂提問課后作業四、項目具體內容與組織方式具體內容：理論基礎（支撐畢業要求指標點4.1、4.2、4.3）數據處理中誤差分析，包括材料實驗中誤差的基本概念、誤差的來源及分類、精準度和統計檢驗；材料實驗數據的表圖表示法、方差分析以及回歸分析。通過案例講解，將材料實驗中產生的先進事跡體現出的精神，培養學生從嚴從實、追求卓越的精神品質，同時，了解我國科研人員在試驗方案制定和數據處理方面取得的成績，培養學生民族自豪感和民族自信。實驗設計（支撐畢業要求指標點2.2）通過對比優選法、正交試驗設計、均勻設計、回歸正交試驗設計和配方實驗設計等方法的比較學習，掌握不同實驗設計時選擇的原則和方法。掌握數學對自然科學的重要作用，培養學生嚴謹的科學態度。綜合訓練（支撐畢業要求指標點2.2、4.1、4.2、4.3）利用EXCEL數據分析功能進行數據處理，正交試驗方案設計。技能訓練數據處理包括：統計假設檢驗、單項分組和交叉分組資料的方差分析、標準曲線的制作；實驗設計項目為正交試驗設計和正交試驗結果分析。組織方式：對學生進行分組輪回技能訓練，經過學習和查閱資料，利用教師確定實踐所用數據，試驗設計題目等，將選擇相同題目的學生分到相同組內，在教師指導下獨立完成題目，要求按照規范完成試驗數據處理并寫出完整的實踐報告。在文獻調研和訓練過程，培養學生協同合作的能力，使學生懂得合作的重要性。五、項目成果和成績評定方式項目成果：實踐報告，分為數據處理所用方法的選擇依據或選擇正交試驗的依據、試驗方案的安排、結果分析與討論。要求實踐報告內容完整，數據記錄齊全、處理規范，結果真實可靠，分析討論切實而詳盡。成績評定方式：本課程采用平時表現和實踐報告相結合的方式進行考核，平時表現占考核成績的30%，實踐報告占考核成績的70%，以百分制計入總成績。六、指導書和參考文獻1．指導教材李云燕，胡傳榮，試驗設計與數據處理（第三版），北京，化學工業出版社，2