《紡織試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)大綱

《紡織試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)大綱課程中英文名稱：紡織試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理（ExperimentDesignandDataProcessingforTextile）課程編號(hào):042220112課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)選修課適應(yīng)專業(yè)：紡織工程（卓越計(jì)劃）學(xué)時(shí)數(shù)：32；其中：理論學(xué)時(shí)：24；實(shí)踐學(xué)時(shí)：8；機(jī)動(dòng)學(xué)時(shí)：0；學(xué)分?jǐn)?shù)：2；一、課程簡(jiǎn)介（一）課程教學(xué)目的與任務(wù)本課程是紡織工程專業(yè)的學(xué)生的必修課，也是一門應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)寬廣的現(xiàn)代技術(shù)課程。主要介紹工程技術(shù)和科研試驗(yàn)中常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法兩大部分內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)優(yōu)化的基本原理，為學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)如專業(yè)試驗(yàn)、畢業(yè)論文環(huán)節(jié)的試驗(yàn)和今后在工作中開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理和科學(xué)研究能順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)。（二）課程教學(xué)的總體要求本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授、習(xí)題課、上機(jī)訓(xùn)練、習(xí)題、答疑等多種形式。由于本課程涉及到數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，所以要求學(xué)生在已掌握上述基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，理解和掌握基本的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)優(yōu)化方法。（三）課程教學(xué)內(nèi)容1、抽樣實(shí)用理論與方法2、數(shù)據(jù)整理與推斷3、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)4、試驗(yàn)的方差分析5、回歸分析6、數(shù)據(jù)處理軟件（四）先修課程及后續(xù)課程先修課程有《概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》、《線性代數(shù)》、《紡織材料學(xué)》、《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》《紡紗學(xué)》《織造學(xué)》等，主要為本課程的學(xué)習(xí)提供數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)理論和應(yīng)用基礎(chǔ)，并結(jié)合相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，以保證與本專業(yè)應(yīng)用的結(jié)合效果。本課程學(xué)習(xí)主要可輔助學(xué)生進(jìn)行綜合課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），提高數(shù)據(jù)處理的效率和深度。二、課程教學(xué)總體安排（一）學(xué)時(shí)分配建議表學(xué)時(shí)分配建議表課

程

內(nèi)

容教學(xué)環(huán)節(jié)講課習(xí)題課實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)抽樣實(shí)用理論與方法4數(shù)據(jù)整理與推斷4正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)31試驗(yàn)的方差分析4回歸分析31數(shù)據(jù)處理軟件4上機(jī)實(shí)驗(yàn)8總計(jì)（學(xué)時(shí)）22

2

8

（二）推薦教材及參考書目1．教材李云雁，胡傳榮.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20052．參考書目劉振學(xué)，黃仁和等．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005汪錫孝．試驗(yàn)研究方法.長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1989張鐵茂，丁建國(guó)．試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理.北京：兵器工業(yè)出版社，1990方開泰，馬長(zhǎng)興．正交與均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2001《正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法》編寫組．正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979孫培勤，劉大壯.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算機(jī)模擬.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2001（三）課程考核方式1．考核方式：采用綜合考評(píng)方式，包括作業(yè)、報(bào)告。2．成績(jī)構(gòu)成：總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（包括考勤、作業(yè)）、課程報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分組成，其中平時(shí)成績(jī)占30%，課程報(bào)告30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%。三、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求（一）抽樣實(shí)用理論與方法（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)目的：使學(xué)生掌握抽樣調(diào)查的基本原理、抽樣的基本技術(shù)以及樣本容量的估計(jì)方法。2．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：抽樣方法，樣本容量的計(jì)算和試驗(yàn)次數(shù)的計(jì)算。（2）教學(xué)難點(diǎn)：樣本容量的計(jì)算和試驗(yàn)次數(shù)的計(jì)算。3．教學(xué)方法：從生產(chǎn)實(shí)踐或生活常適出發(fā)引入教學(xué)內(nèi)容，注重基本概念的介紹和說(shuō)明。采用多媒體教學(xué)。4．教學(xué)內(nèi)容：（1）抽樣的方法（2）樣本容量的確定5．教學(xué)要求：理解抽樣的重要性，掌握抽樣方法，會(huì)估計(jì)樣本容量和試驗(yàn)次數(shù)。6．學(xué)生練習(xí)（1）樣本容量計(jì)算題（2）試驗(yàn)次數(shù)計(jì)算題（3）抽樣設(shè)計(jì)。（二）數(shù)據(jù)整理與推斷（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)目的：掌握試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本屬性的概念、統(tǒng)計(jì)特征的計(jì)算方法和數(shù)據(jù)分布函數(shù)；參數(shù)估計(jì)的基本概念、點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)的方法；假設(shè)檢驗(yàn)的步驗(yàn)和方法。2．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：統(tǒng)計(jì)特征的計(jì)算方法，假設(shè)檢驗(yàn)的步驗(yàn)和方法，點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)的方法。（2）教學(xué)難點(diǎn)：點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)的方法。3．教學(xué)方法：以提問(wèn)方式引入與數(shù)據(jù)相關(guān)的基本概念，啟發(fā)學(xué)生建立對(duì)數(shù)據(jù)屬性的深入認(rèn)識(shí)。采用多媒體教學(xué)。4．教學(xué)內(nèi)容：（1）數(shù)據(jù)整理（2）參數(shù)估計(jì)（3）假設(shè)檢驗(yàn)5．教學(xué)要求：理解數(shù)據(jù)的屬性和如何科學(xué)地評(píng)判數(shù)據(jù)的有效特性，會(huì)運(yùn)用基本數(shù)據(jù)整理工具，并進(jìn)行數(shù)據(jù)基本參數(shù)的估計(jì)和數(shù)據(jù)有效性檢驗(yàn)。采用多媒體教學(xué)方式。6．學(xué)生練習(xí)（1）進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)整理練習(xí)。（2）對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)計(jì)算。（3）對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行均值和方差的檢驗(yàn)練習(xí)。（三）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)目的：了解正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念和基本步驟；掌握單指標(biāo)、多指標(biāo)、有交互作用的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其結(jié)果的直觀分析。2．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：正交表的特征及應(yīng)用，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的直觀分析方法。（2）教學(xué)難點(diǎn)：正交表的改造、多指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的直觀分析方法。3．教學(xué)方法：以與專業(yè)相關(guān)的實(shí)例應(yīng)用進(jìn)行講解。采用多媒體教學(xué)。4．教學(xué)內(nèi)容：（1）正交表（2）正交實(shí)驗(yàn)的直觀分析方法（3）混合正交表5．教學(xué)要求：能熟練應(yīng)用正交表進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)并完成結(jié)果的直觀分析方法，能對(duì)正交表進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造。6．學(xué)生練習(xí)（1）設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)方案（2）進(jìn)行單指標(biāo)的正交試驗(yàn)分析（3）進(jìn)行多指標(biāo)的正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（四）試驗(yàn)的方差分析（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)目的：了解單因素試驗(yàn)方差分析基本問(wèn)題，雙因素?zé)o重復(fù)試驗(yàn)的方差分析；掌握單因素試驗(yàn)方差分析的基本步驟和簡(jiǎn)化計(jì)算，雙因素重復(fù)試驗(yàn)的方差分析及正交實(shí)驗(yàn)的方差分要方法。2．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：方差分析的目的、單因素方差分析。（2）教學(xué)難點(diǎn)：雙因素方差分析、正交試驗(yàn)方差分析。3．教學(xué)方法：對(duì)方差分析的目的要有充分的解釋，采用同一實(shí)際分析例題在不同方法下進(jìn)行分析，以明確分析的區(qū)別。4．教學(xué)內(nèi)容：（1）單因素方差分析（2）雙因素方差分析（3）正交試驗(yàn)方差分析5．教學(xué)要求：能應(yīng)用方差分析進(jìn)行影因子的有效性判別，能對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析。6．學(xué)生練習(xí)（1）單因素方差分析計(jì)算（2）可重復(fù)雙因素方差分析計(jì)算（3）正交試驗(yàn)方差分析計(jì)算（五）試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)目的：了解回歸分析的概念和作用；掌握一元線性回歸分析方程的建立和回歸效果的檢驗(yàn)，一元非線性回歸分析基本方法；熟悉多元線性回歸方程的建立和顯著性檢驗(yàn)。2．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：一元和多元線性回歸分析的方法和計(jì)算步驟。（2）教學(xué)難點(diǎn)：回歸分析的檢驗(yàn)及非線性回歸。3．教學(xué)方法：采用實(shí)例題進(jìn)行分析介紹，標(biāo)準(zhǔn)化整個(gè)計(jì)算過(guò)程和檢驗(yàn)過(guò)程。4．教學(xué)內(nèi)容：（1）一元線性回歸（2）多元線性回歸（3）非線性回歸5．教學(xué)要求：能運(yùn)用最小二乘完成一元和多元線性回歸的計(jì)算和檢驗(yàn)，能解決簡(jiǎn)單的非線性回歸問(wèn)題。6．學(xué)生練習(xí)（1）一元線性回歸計(jì)算與檢驗(yàn)（六）數(shù)據(jù)處理軟件（4學(xué)時(shí)）1．教學(xué)目的：熟悉Excel圖表功能、公式與函數(shù)、數(shù)據(jù)分析工具；掌握Excel圖表功能在試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，Excel在方差分析中的應(yīng)用，Excel在回歸分析中的應(yīng)用。了解SPSS、ORIGIN軟件的基本特點(diǎn)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理的方法。2．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：EXCEL數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。（2）教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)EXCEL數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)格式要求和結(jié)果解讀。3．教學(xué)方法：實(shí)際操作展示。4．教學(xué)內(nèi)容：（1）EXCEL應(yīng)用（2）SPSS應(yīng)用（3）ORIGIN應(yīng)用5．教學(xué)要求：能利用EXCEL完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征計(jì)算、圖表、假設(shè)檢驗(yàn)、方差分析、回歸等操作，了解SPSS、ORIGIN基本功能。6．學(xué)生練習(xí)（1）上機(jī)操作。四、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和基本要求 通過(guò)本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的基本原理和方法，為學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)如專業(yè)試驗(yàn)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）環(huán)節(jié)的試驗(yàn)和今后在工作中開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理和科學(xué)研究打下良好的試驗(yàn)基礎(chǔ)。具體包括：1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，加強(qiáng)學(xué)生基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的能力。2．通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析和回歸分析，掌握科研試驗(yàn)中一般性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理方法。掌握正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般應(yīng)用。(二)主要儀器設(shè)備計(jì)算機(jī)。（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，指導(dǎo)教師講解實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（四）實(shí)驗(yàn)考核方式根據(jù)實(shí)驗(yàn)成果質(zhì)量、是否獨(dú)立完成評(píng)定分?jǐn)?shù)，計(jì)入學(xué)生總成績(jī)，滿分100分，占本門課程總成績(jī)的40%。(五)推薦實(shí)驗(yàn)教材和教學(xué)參考書參考書：《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》，李云雁，胡傳榮編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年。（六）實(shí)驗(yàn)課程與學(xué)時(shí)分配表學(xué)時(shí)分配建議表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)屬性實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)要求1試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表圖表示給出若干試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Excel的圖表功能，對(duì)給定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行表圖表示