《試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法B》課程教學(xué)大綱（本科）

1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法BDesign of Experiment課程代碼：22410070學(xué)分：L5學(xué) 時(shí)：24 （其中：講課學(xué)時(shí)：20實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4上機(jī)學(xué)時(shí)：0課外學(xué)時(shí)：0） 先修課程：概率統(tǒng)計(jì)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)等課程 適用專業(yè)：環(huán)境工程教 材：試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，趙選民編，科學(xué)出版社，2014年版一課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該門課程是一種方法設(shè)計(jì)課程，也是一 門應(yīng)用數(shù)學(xué)，通過該門課程的學(xué)習(xí)，期望學(xué)生能針對(duì)相關(guān)環(huán)境工程問題，根據(jù)試驗(yàn)的目的，通過 查詢資料、總結(jié)以往研究結(jié)果，能制定出科學(xué)合理的試驗(yàn)方案，對(duì)方案執(zhí)行能進(jìn)行過程管理，能 正確采

2、集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，揭示出隱藏的內(nèi)部規(guī)律，優(yōu)化工藝條件，也能為下 一步的試驗(yàn)指明方向。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1:掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)的術(shù)語，能用相關(guān)術(shù)語正確表述待研究的問題，并根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?具有選擇合適試驗(yàn)方案的能力；課程目標(biāo)2：根據(jù)試驗(yàn)的目的與要求，具有單因素試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的能力；課程目標(biāo)3：根據(jù)試驗(yàn)的目的與要求，具有多因素試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的能力；課程目標(biāo)4：熟悉試驗(yàn)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)方法，具有對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并揭示因素與試 驗(yàn)指標(biāo)之間內(nèi)在規(guī)律的能力。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-2. 4-1與4-3o.畢業(yè)要求2-2：能正確表達(dá)環(huán)境

3、工程問題的解決方案，并能研究文獻(xiàn)尋找可替代的解決方 案；.畢業(yè)要求4-1：能夠針對(duì)復(fù)雜環(huán)境工程問題比較和選擇合理的實(shí)驗(yàn)方法；.畢業(yè)要求4-3：能夠正確采集、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和模擬，并通過信息綜合 得到合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)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2-27畢業(yè)要求4-1畢業(yè)要求4-3q二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章緒論（一）課程內(nèi)容1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的定義2、試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展概況3、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則4、與試驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)的術(shù)語（二）教學(xué)要求了解試驗(yàn)設(shè)計(jì)的起源與發(fā)展，熟悉試驗(yàn)設(shè)計(jì)的術(shù)語，能用相關(guān)術(shù)語正確表述待研究的問題; 能將試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三原則應(yīng)用于試驗(yàn)方案

4、的實(shí)施中；根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康木哂羞x擇合適的試驗(yàn)方案的能 力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握因素與水平的選擇原則、試驗(yàn)誤差的來源；.難點(diǎn)掌握如何計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果中的簡(jiǎn)單效應(yīng)、主效應(yīng)與交互效應(yīng)。第二章試驗(yàn)結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)（一）課程內(nèi)容1、數(shù)理統(tǒng)計(jì)的幾個(gè)基本概念2、異常數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)方法3、試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)表達(dá)式及其應(yīng)用4、參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)5、單因素試驗(yàn)方差分析6、多重比較法7、雙因素試驗(yàn)方差分析（二）教學(xué)要求掌握試驗(yàn)結(jié)果特征數(shù)計(jì)算方法，會(huì)用特征數(shù)表述試驗(yàn)結(jié)果、分析試驗(yàn)問題；能將統(tǒng)計(jì)判別法 應(yīng)用于異常數(shù)據(jù)的判定中；掌握試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)式，能應(yīng)用表達(dá)式對(duì)試驗(yàn)結(jié)果拆分，并預(yù)估未測(cè) 定試驗(yàn)處理的試驗(yàn)指標(biāo)值及對(duì)遺失結(jié)果補(bǔ)遺；能

5、對(duì)單、雙因素試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，評(píng)價(jià)多 個(gè)平均值之間的差異；若多個(gè)平均值之間有差異，能應(yīng)用多重比較法對(duì)平均值進(jìn)行兩兩比較。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)應(yīng)用方差分析評(píng)價(jià)平均值之間的差異；.難點(diǎn)有重復(fù)試驗(yàn)的雙因素方差分析。第三章正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（-）課程內(nèi)容1、多因素試驗(yàn)問題的提出2、正交表簡(jiǎn)介3、正交試驗(yàn)結(jié)果的分析方法4、有交互作用的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析5、多指標(biāo)多因素試驗(yàn)問題的處理方法6、正交表的構(gòu)表方法7、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈活應(yīng)用8、正交表區(qū)組設(shè)計(jì)（二）教學(xué)要求能正確表述多因素試驗(yàn)問題，根據(jù)因素個(gè)數(shù)與水平數(shù)以及要考察的交互作用，具有設(shè)計(jì)正交 試驗(yàn)方案的能力；能采用極差分析法與方差分析法對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果

6、進(jìn)行計(jì)算與分析，確定因素主 次順序，進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，進(jìn)行優(yōu)水平選擇，優(yōu)化工藝條件；能將正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)靈活、創(chuàng)新的應(yīng) 用于多指標(biāo)試驗(yàn)問題、不等水平的混合型試驗(yàn)問題以及不完全區(qū)組試驗(yàn)問題的分析與方案設(shè)計(jì) 中，也能對(duì)得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差或方差分析，展望出最佳工藝組合。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)能將正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)熟練應(yīng)用于多因素試驗(yàn)問題的方案設(shè)計(jì)及結(jié)果分析中；.難點(diǎn)對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析。第四章 平衡不完全區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)（-）課程內(nèi)容1、平衡不完全區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)表概述2、平衡不完全區(qū)組試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算分析（二）教學(xué)要求當(dāng)一個(gè)區(qū)組容納不下所有試驗(yàn)處理時(shí)，具有平衡不完全區(qū)組試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的能力；能對(duì)試驗(yàn) 結(jié)果進(jìn)行分

7、析與評(píng)價(jià)，根據(jù)計(jì)算所得的效應(yīng)值對(duì)每個(gè)試驗(yàn)處理的指標(biāo)值進(jìn)行修正；能將平衡不完 全區(qū)組設(shè)計(jì)靈活的與單因素、多因素試驗(yàn)相結(jié)合使用。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)能將平衡不完全區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)靈活與單因素、多因素試驗(yàn)問題相結(jié)合進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與結(jié)果分 析；.難點(diǎn)理解試驗(yàn)結(jié)果的分析原理。第五章線性回歸（一）課程內(nèi)容1、一元線性回歸2、一元非線性回歸（二）教學(xué)要求根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，?duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行一元線性或一元非線性回歸，并對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn); 根據(jù)因素（自變量）的取值，對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)值能進(jìn)行預(yù)報(bào)，也能根據(jù)試驗(yàn)指標(biāo)的要求對(duì)因素（自變 量）的取值范圍進(jìn)行控制。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)熟悉一元線性回歸中回歸方程的建立步驟；.難點(diǎn)對(duì)

8、回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。第六章均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容1、均勻設(shè)計(jì)表概述2、均勻試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法3、試驗(yàn)結(jié)果分析（二）教學(xué)要求根據(jù)試驗(yàn)的目的與要求，能正確表述多因素多水平試驗(yàn)問題，具有選用合適均勻設(shè)計(jì)表并完 成試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的能力；能正確采集、記錄數(shù)據(jù)，并對(duì)因素與試驗(yàn)指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行回歸處理, 對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，具有分析因素與試驗(yàn)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系規(guī)律的能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐瓿删鶆蛟囼?yàn)方案設(shè)計(jì)與結(jié)果分析；.難點(diǎn)對(duì)多因素試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析。三、本課程開設(shè)的實(shí)瞼項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)1活性炭脫色單因素實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐的課 程目標(biāo)1活性炭脫色單因素實(shí)驗(yàn)2綜合性

9、必做1、2、42活性炭脫色多因素實(shí)驗(yàn)2綜合性必做1、3、4要求學(xué)生具有單因素試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與結(jié)果分析的能力；預(yù)習(xí)影響活性炭脫色效果的主要因素 及其單因素試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的原理；熟悉磁力攪拌儀與分光光度計(jì)的使用流程；配制亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn) 溶液并繪制其吸光度值標(biāo)準(zhǔn)曲線；實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，正確分析數(shù)據(jù)，闡述單因素對(duì)脫色 效果的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)2活性炭脫色多因素試驗(yàn)要求學(xué)生具有多因素試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與結(jié)果分析的能力；預(yù)習(xí)正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的原理與結(jié)果 分析的流程；預(yù)習(xí)Fisher試驗(yàn)過程控制三原則；實(shí)驗(yàn)過程中能正確采集并記錄試驗(yàn)結(jié)果；會(huì)用極 差分析法或方差分析法進(jìn)行結(jié)果分析；實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，闡述各個(gè) 因素的主次順序或顯著性程度，評(píng)價(jià)各因素的優(yōu)水平，確定最佳吸附條件。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目課堂 教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)課程 實(shí)踐小計(jì)標(biāo).第一章22講授法1第二章44講授法+研究型教學(xué) 方法1、4第三章8412講授法+研究型教學(xué) 方法1、 2、 3、 4第四章22講授法+研究型教學(xué) 方法1、 2、 3、 4第五章22講授法+研究型教學(xué) 方法1、4第六章22講授法+研究型教學(xué) 方法1、3、4合計(jì)20424五、課程考核考核方式考核要求考核權(quán)重備注平時(shí)成績(jī)作業(yè)3-4次、點(diǎn)名1-2次、討論1次20%期末考試開