《材料實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)大綱

《材料實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱:材料實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理英文名稱：MaterialsExperimentDesignandDataProcessing課程代碼：19047305課程性質(zhì)：以周開設(shè)的獨立實踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分：1總學(xué)時：1周適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)先修課程：高等數(shù)學(xué)A、線性代數(shù)開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料工程系無機(jī)非金屬材料工程教研室二、項目性質(zhì)、目的項目性質(zhì)：《材料實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》是以周開設(shè)的獨立實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。項目目的：樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，能夠養(yǎng)成從嚴(yán)從實、追求卓越的精神品質(zhì)，同時具有服務(wù)社會、服務(wù)人民、敢為人先的社會責(zé)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(guān)試驗結(jié)果數(shù)學(xué)模型的各種方法以及試驗數(shù)據(jù)處理方法的最新進(jìn)展情況，理解試驗設(shè)計的基本原理、試驗誤差的基本理論以及數(shù)據(jù)采集和篩選數(shù)理統(tǒng)計的原則，掌握常用的試驗設(shè)計方法、試驗誤差分析方法和試驗結(jié)果的分析討論方法。具備材料試驗中試驗前的試驗方案設(shè)計以及對試驗所獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的能力，理解科學(xué)的試驗設(shè)計方法和數(shù)據(jù)的分析和處理并能夠合理的設(shè)計試驗并對結(jié)果進(jìn)行分析的能力。三、項目目標(biāo)本項目支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點2.1、4.1、4.2、4.3。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：目標(biāo)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(shù)，結(jié)合試驗的目的和文獻(xiàn)研究，對材料工程中的復(fù)雜問題進(jìn)行識別、表達(dá)與分析、論證與評價，并獲得有效結(jié)論。通過數(shù)據(jù)分析和材料實驗中的先進(jìn)事跡，培養(yǎng)學(xué)生從嚴(yán)從實、追求卓越的精神品質(zhì)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點2.2）目標(biāo)2：能夠基于方差分析、回歸分析對材料實驗中的結(jié)果進(jìn)行處理、分析和解釋，并能夠把試驗結(jié)果進(jìn)行表圖表示。能夠?qū)Σ牧现苽溥^程中的各類物理化學(xué)現(xiàn)象、材料特性利用優(yōu)選法、正交試驗設(shè)計方法、均勻設(shè)計方法、回歸正交試驗設(shè)計方法和配方試驗設(shè)計方法等，選擇合理的試驗設(shè)計方法進(jìn)行研究和實驗驗證。能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對材料制備過程的復(fù)雜問題設(shè)計合理的試驗方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和實驗。培養(yǎng)學(xué)生熱愛數(shù)學(xué)，熱愛自然的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點4.1、4.2、4.3）項目教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點達(dá)成途徑考核方式目標(biāo)12.2能夠運用數(shù)學(xué)的基本原理和方法，結(jié)合文獻(xiàn)資料研究，對解決方案的各種影響因素進(jìn)行分析，并對方案進(jìn)行論證與評價。課堂講授、典型案例、答疑、查閱相關(guān)資料課堂提問課后作業(yè)目標(biāo)24.1能夠基于方差分析、回歸分析對材料實驗中的結(jié)果進(jìn)行處理、分析和解釋，并能夠把試驗結(jié)果進(jìn)行表圖表示，結(jié)合文獻(xiàn)研究，得出合理有效的結(jié)論。課堂講授、答疑、查閱相關(guān)資料課堂提問課后作業(yè)4.2能夠?qū)Σ牧现苽溥^程中的各類物理化學(xué)現(xiàn)象、材料特性利用優(yōu)選法、正交試驗設(shè)計方法、均勻設(shè)計方法、回歸正交試驗設(shè)計方法和配方試驗設(shè)計方法等，選擇合理的試驗設(shè)計方法進(jìn)行研究和實驗驗證。課堂講授、答疑、查閱相關(guān)資料課堂提問課后作業(yè)4.3能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對材料制備過程的復(fù)雜問題設(shè)計合理的試驗方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和實驗。課堂講授、答疑、查閱相關(guān)資料課堂提問課后作業(yè)四、項目具體內(nèi)容與組織方式具體內(nèi)容：理論基礎(chǔ)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點4.1、4.2、4.3）數(shù)據(jù)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(zhǔn)度和統(tǒng)計檢驗；材料實驗數(shù)據(jù)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(chǎn)生的先進(jìn)事跡體現(xiàn)出的精神，培養(yǎng)學(xué)生從嚴(yán)從實、追求卓越的精神品質(zhì)，同時，了解我國科研人員在試驗方案制定和數(shù)據(jù)處理方面取得的成績，培養(yǎng)學(xué)生民族自豪感和民族自信。實驗設(shè)計（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點2.2）通過對比優(yōu)選法、正交試驗設(shè)計、均勻設(shè)計、回歸正交試驗設(shè)計和配方實驗設(shè)計等方法的比較學(xué)習(xí)，掌握不同實驗設(shè)計時選擇的原則和方法。掌握數(shù)學(xué)對自然科學(xué)的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。綜合訓(xùn)練（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點2.2、4.1、4.2、4.3）利用EXCEL數(shù)據(jù)分析功能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，正交試驗方案設(shè)計。技能訓(xùn)練數(shù)據(jù)處理包括：統(tǒng)計假設(shè)檢驗、單項分組和交叉分組資料的方差分析、標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作；實驗設(shè)計項目為正交試驗設(shè)計和正交試驗結(jié)果分析。組織方式：對學(xué)生進(jìn)行分組輪回技能訓(xùn)練，經(jīng)過學(xué)習(xí)和查閱資料，利用教師確定實踐所用數(shù)據(jù)，試驗設(shè)計題目等，將選擇相同題目的學(xué)生分到相同組內(nèi)，在教師指導(dǎo)下獨立完成題目，要求按照規(guī)范完成試驗數(shù)據(jù)處理并寫出完整的實踐報告。在文獻(xiàn)調(diào)研和訓(xùn)練過程，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同合作的能力，使學(xué)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(shù)據(jù)處理所用方法的選擇依據(jù)或選擇正交試驗的依據(jù)、試驗方案的安排、結(jié)果分析與討論。要求實踐報告內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)記錄齊全、處理規(guī)范，結(jié)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(xiàn)和實踐報告相結(jié)合的方式進(jìn)行考核，平時表現(xiàn)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(dǎo)書和參考文獻(xiàn)1．指導(dǎo)教材李云燕，胡傳榮，試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理（第三版），北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2