《試驗設計方法B》課程教學大綱（本科）

1、試驗設計方法BDesign of Experiment課程代碼：22410070學分：L5學 時：24 （其中：講課學時：20實驗學時：4上機學時：0課外學時：0） 先修課程：概率統(tǒng)計、無機化學、有機化學、物理化學、環(huán)境科學基礎等課程 適用專業(yè)：環(huán)境工程教 材：試驗設計方法，趙選民編，科學出版社，2014年版一課程性質與課程目標（一）課程性質試驗設計方法是環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)基礎課程。該門課程是一種方法設計課程，也是一 門應用數(shù)學，通過該門課程的學習，期望學生能針對相關環(huán)境工程問題，根據(jù)試驗的目的，通過 查詢資料、總結以往研究結果，能制定出科學合理的試驗方案，對方案執(zhí)行能進行過程管理，能 正確采

2、集試驗數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，揭示出隱藏的內部規(guī)律，優(yōu)化工藝條件，也能為下 一步的試驗指明方向。（二）課程目標課程目標1:掌握試驗設計的術語，能用相關術語正確表述待研究的問題，并根據(jù)試驗目的 具有選擇合適試驗方案的能力；課程目標2：根據(jù)試驗的目的與要求，具有單因素試驗方案設計的能力；課程目標3：根據(jù)試驗的目的與要求，具有多因素試驗方案設計的能力；課程目標4：熟悉試驗結果分析與評價方法，具有對試驗結果進行統(tǒng)計分析并揭示因素與試 驗指標之間內在規(guī)律的能力。（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求指標點2-2. 4-1與4-3o.畢業(yè)要求2-2：能正確表達環(huán)境

3、工程問題的解決方案，并能研究文獻尋找可替代的解決方 案；.畢業(yè)要求4-1：能夠針對復雜環(huán)境工程問題比較和選擇合理的實驗方法；.畢業(yè)要求4-3：能夠正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析和模擬，并通過信息綜合 得到合理有效的結論。課程目標畢業(yè)要求指標課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4畢業(yè)要求2-27畢業(yè)要求4-1畢業(yè)要求4-3q二、課程內容與教學要求第一章緒論（一）課程內容1、試驗設計的定義2、試驗設計方法的發(fā)展概況3、試驗設計的基本原則4、與試驗設計相關的術語（二）教學要求了解試驗設計的起源與發(fā)展，熟悉試驗設計的術語，能用相關術語正確表述待研究的問題; 能將試驗設計的三原則應用于試驗方案

4、的實施中；根據(jù)試驗目的具有選擇合適的試驗方案的能 力。（三）重點與難點.重點掌握因素與水平的選擇原則、試驗誤差的來源；.難點掌握如何計算試驗結果中的簡單效應、主效應與交互效應。第二章試驗結果的分析與評價（一）課程內容1、數(shù)理統(tǒng)計的幾個基本概念2、異常數(shù)據(jù)的檢驗方法3、試驗結果的數(shù)據(jù)表達式及其應用4、參數(shù)估計與假設檢驗5、單因素試驗方差分析6、多重比較法7、雙因素試驗方差分析（二）教學要求掌握試驗結果特征數(shù)計算方法，會用特征數(shù)表述試驗結果、分析試驗問題；能將統(tǒng)計判別法 應用于異常數(shù)據(jù)的判定中；掌握試驗數(shù)據(jù)的表達式，能應用表達式對試驗結果拆分，并預估未測 定試驗處理的試驗指標值及對遺失結果補遺；能

5、對單、雙因素試驗結果進行方差分析，評價多 個平均值之間的差異；若多個平均值之間有差異，能應用多重比較法對平均值進行兩兩比較。（三）重點與難點.重點應用方差分析評價平均值之間的差異；.難點有重復試驗的雙因素方差分析。第三章正交試驗設計（-）課程內容1、多因素試驗問題的提出2、正交表簡介3、正交試驗結果的分析方法4、有交互作用的正交試驗設計與結果分析5、多指標多因素試驗問題的處理方法6、正交表的構表方法7、正交試驗設計的靈活應用8、正交表區(qū)組設計（二）教學要求能正確表述多因素試驗問題，根據(jù)因素個數(shù)與水平數(shù)以及要考察的交互作用，具有設計正交 試驗方案的能力；能采用極差分析法與方差分析法對正交試驗結果

6、進行計算與分析，確定因素主 次順序，進行顯著性檢驗，進行優(yōu)水平選擇，優(yōu)化工藝條件；能將正交試驗設計靈活、創(chuàng)新的應 用于多指標試驗問題、不等水平的混合型試驗問題以及不完全區(qū)組試驗問題的分析與方案設計 中，也能對得到的試驗結果進行極差或方差分析，展望出最佳工藝組合。（三）重點與難點.重點能將正交試驗設計熟練應用于多因素試驗問題的方案設計及結果分析中；.難點對正交試驗結果進行方差分析。第四章 平衡不完全區(qū)組試驗設計（-）課程內容1、平衡不完全區(qū)組試驗設計表概述2、平衡不完全區(qū)組試驗結果的計算分析（二）教學要求當一個區(qū)組容納不下所有試驗處理時，具有平衡不完全區(qū)組試驗方案設計的能力；能對試驗 結果進行分

7、析與評價，根據(jù)計算所得的效應值對每個試驗處理的指標值進行修正；能將平衡不完 全區(qū)組設計靈活的與單因素、多因素試驗相結合使用。（三）重點與難點.重點能將平衡不完全區(qū)組試驗設計靈活與單因素、多因素試驗問題相結合進行方案設計與結果分 析；.難點理解試驗結果的分析原理。第五章線性回歸（一）課程內容1、一元線性回歸2、一元非線性回歸（二）教學要求根據(jù)試驗目的，對試驗結果進行一元線性或一元非線性回歸，并對回歸方程進行顯著性檢驗; 根據(jù)因素（自變量）的取值，對試驗指標值能進行預報，也能根據(jù)試驗指標的要求對因素（自變 量）的取值范圍進行控制。（三）重點與難點.重點熟悉一元線性回歸中回歸方程的建立步驟；.難點對

8、回歸方程進行顯著性檢驗。第六章均勻試驗設計（一）課程內容1、均勻設計表概述2、均勻試驗方案設計方法3、試驗結果分析（二）教學要求根據(jù)試驗的目的與要求，能正確表述多因素多水平試驗問題，具有選用合適均勻設計表并完 成試驗方案設計的能力；能正確采集、記錄數(shù)據(jù)，并對因素與試驗指標之間的關系進行回歸處理, 對回歸方程進行顯著性檢驗，具有分析因素與試驗指標之間的內在聯(lián)系規(guī)律的能力。（三）重點與難點.重點能根據(jù)實驗目的完成均勻試驗方案設計與結果分析；.難點對多因素試驗結果進行回歸分析。三、本課程開設的實瞼項目實驗1活性炭脫色單因素實驗編號實驗項目名稱學時類型要求支撐的課 程目標1活性炭脫色單因素實驗2綜合性

9、必做1、2、42活性炭脫色多因素實驗2綜合性必做1、3、4要求學生具有單因素試驗方案設計與結果分析的能力；預習影響活性炭脫色效果的主要因素 及其單因素試驗方案設計的原理；熟悉磁力攪拌儀與分光光度計的使用流程；配制亞甲基藍標準 溶液并繪制其吸光度值標準曲線；實驗后認真寫出實驗報告，正確分析數(shù)據(jù)，闡述單因素對脫色 效果的影響規(guī)律。實驗2活性炭脫色多因素試驗要求學生具有多因素試驗方案設計與結果分析的能力；預習正交試驗方案設計的原理與結果 分析的流程；預習Fisher試驗過程控制三原則；實驗過程中能正確采集并記錄試驗結果；會用極 差分析法或方差分析法進行結果分析；實驗后認真寫出實驗報告，詳細分析實驗數(shù)據(jù)，闡述各個 因素的主次順序或顯著性程度，評價各因素的優(yōu)水平，確定最佳吸附條件。四、學時分配及教學方法章（按序填寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目課堂 教學實驗上機課程 實踐小計標.第一章22講授法1第二章44講授法+研究型教學 方法1、4第三章8412講授法+研究型教學 方法1、 2、 3、 4第四章22講授法+研究型教學 方法1、 2、 3、 4第五章22講授法+研究型教學 方法1、4第六章22講授法+研究型教學 方法1、3、4合計20424五、課程考核考核方式考核要求考核權重備注平時成績作業(yè)3-4次、點名1-2次、討論1次20%期末考試開