《试验设计》课程教学大纲
课程代码：090541002
课程英文名称：The Experiment design
课程总学时：40 讲课：32 实验：0 上机：8 适用专业：应用统计学 大纲编写时间： 2017.6
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
试验设计是应用统计学专业的一门专业课，在教学计划中列为必修课程。科学试验是人们认识自然、了解自然的重要手段，特别是高科技的发展更是离不开科学试验。试验设计是利用数学和统计学的方法来设计试验方案，在统计学中有两种获取数据的方法，一种是调查，另一种就是试验。通过本课程的学习，可以使学生初步掌握常用的试验设计方法，以及科学优化试验设计方法，数据分析方法，为学生选用有效的试验方法与数据分析提供必要的基础知识，也为学生未来发展发挥作用。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1．基本知识：理解试验设计的基本原理，试验目标、因素、水平、响应、效应、试验误差、正交表、均匀表等概念；正交表的性质、均匀设计表使用原理。
2．基本方法：掌握试验设计最基本的因子试验设计方法；为减少试验次数最常用的正交设计方法和均匀设计方法。
3．基本技能：熟练掌握试验数据分析方法，极差分析法、方差分析法与回归分析法，并通过上机实验课使用统计软件做数据分析。
（三）实施说明
1.本大纲主要依据应用统计学专业2017版教学计划和沈阳理工大学编写本科教学大纲的有关规定进行编写。
2.课程学时分配表中的教学内容在授课过程中可酌情调整顺序，课时分配仅供参考。
3.教学方法：为了从现代优化理论和试验优化的整体上更好地认识和把握试验设计的基本原理、主要方法、应用技术和重要意义，重视用“建模”的思路来教学，使学生更容易地理解试验设计的概念和方法，知道如何将实际问题抽象成统计模型，反过来又指导实践；重视统计思想的阐述，多举真实案例分析，从数据出发，以统计软件为支撑进行数据分析。
4.教学手段：本课程从技术与应用出发，在教学中采用PPT课件等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。应注意思想方法的解释和学生基础情况的把握，处理好抽象与具体，设计与优化、试验与数据分析，理论与实践的关系。采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过自学获取知识，培养学生的自学能力，调动学生学习的主观能动性，培养学生的创新能力。 （四）对先修课的要求
本课的先修课程：数理统计。要求学生取得数理统计课程学分。 （五）对习题课、实践环节的要求
1．对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。
2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及基本技能的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
3.本课程有8学时上机课，具体要求见相应的实验教学大纲。
4．本课程的课程设计单独设课，单独考核，具体要求参见相应的课程设计教学大纲。 （六）课程考核方式
1．考核方式：考试（开卷）
2．考核目标：在考核学生基础知识、基本技能，基本能力的基础上，重点考核学生的分析问题、解决问题能力。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩10％；上机成绩20％；期末成绩70％。
平时成绩由任课教师根据学生平时表现情况按百分制给出；上机成绩由实验报告给出，期末成绩由期末考试（开卷）给出。
（七）参考书目 《试验设计方法》，赵选民编，科学出版社，2006
《试验设计及其优化》，任露泉编著，科学出版社，2009 《试验设计与分析》，王万中，高等教育出版社，2004 《试验设计与建模》，方开泰，高等教育出版社，2011
二、中文摘要
本课程是应用统计学专业学生必修的一门专业课；试验设计作为相对独立的一门学科，即是统计学的一个重要分支，也是试验优化的一个重要组成部分，它从不同的优良性出发，合理设计试验方案，有效控制试验干扰，科学处理试验数据，是培养学生掌握现代优化设计的一门课程。通过本课程的学习，使学生初步掌握试验设计的基本原理，掌握因子试验方法、正交设计方法，均匀设计方法，提高学生分析问题解决问题的能力，拓展学生创新能力。本课程将为毕业设计奠定基础。
三、课程学时总体分配表
序号 1 1．1 1．2 1．3 2 2．1 2．2 2．3 2. 4 3 3．1 3．2 3．3 3．4 3. 5 4 4．1 4．2 试验设计简介 试验设计的概念与意义 试验设计的发展概况与应用效果 试验设计的常用术语及统计模型 方差分析 单因素方差分析 双因素不重复方差分析 双因素等重复方差分析 方差分析模型 回归分析 一元线性回归分析 一元非线性回归分析 多元线性回归分析 正交多项式回归 多元线性回归模型 正交设计 正交表介绍 正交试验设计的基本方法 教学内容 学时 2 2 8 2 2 2 2 8 2 2 2 2 16 2 讲课 2 2 6 2 2 2 6 2 2 2 14 2 实验 2 2 上机 2 2 2
4. 3 4. 4 4. 5 4. 6 4. 7 4. 8 4. 9 4.10 4.11 6 6．1 6．2 6．3 6．4 6. 5 考虑交互作用的正交试验设计 多指标试验 正交试验设计的方差分析方法 重复试验与重复取样正交试验方差分析 正交试验设计的常用灵活方法 直和法 直积法 正交多项式回归在正交设计中的应用 正交试验设计 均匀设计 均匀设计的基本思想 试验的安排 均匀设计的分析 均匀设计表的构造 均匀试验设计 合计 2 2 2 2 2 2 2 6 2 2 2 40 2 2 2 2 2 2 4 2 2 32 2 2 2 8 四、教学内容及基本要求
第1部分 试验设计简介 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 第1.1部分 试验设计的概念与意义
第1.2部分 试验设计的发展概况与应用效果 第1.3部分 试验设计的常用术语及统计模型
具体内容: 了解试验设计的概意义，试验设计的常用术语及统计模型。 重 点:
试验设计的常用术语及统计模型 难 点:
试验设计的常用术语及统计模型 第2部分 方差分析
总学时(单位：学时):8 讲课:6 实验:0 上机:2 第2.1部分 单因素方差分析（讲课2学时）
具体内容: 了解单因子方差分析基本思想；掌握方差分析模型。 重 点:
单因素方差分析模型 习 题:
单因素方差分析模型的应用
第2.2部分 双因素不重复试验的方差分析（讲课2学时）
具体内容: 双因素不重复方差分析。 重 点:
双因素方差分析模型 习 题:
双因素方差分析模型的应用
第2.3部分 双因素等重复试验方差分析（讲课2学时）
具体内容: 双因素等重复方差分析。
重 点:
双因素等重复方差分析模型 习 题:
双因素等重复方差分析模型的应用 第3部分 回归分析
总学时(单位：学时):8 讲课:6 实验:0 上机:2 第3.1部分 一元回归分析（讲课2学时）
具体内容: 掌握一元线性回归数学模型和一元非线性回归模型；掌握回归方程的显著性检验。
重 点:
一元线性回归分析 难 点:
显著性检验 习 题:
一元线性回归方程及其检验
第3.2部分 多元线性回归分析（讲课2学时）
具体内容: 掌握多元线性回归模型和正交多项式回归模型；掌握回归方程和回归系数的显著性检验。 重 点:
多元线性回归模型 习 题:
多元线性回归方程及其检验
第3.3部分 正交多项式回归（讲课2学时）
具体内容: 掌握正交多项式及回归系数计算方法。 重 点:
正交多项式模型 难 点:
正交多项式回归 习 题:
正交多项式回归方程 第4部分 正交设计
总学时(单位：学时):16 讲课:14 实验:0 上机:2
第4.1部分 正交表介绍、正交试验设计的基本方法（讲课2学时） 具体内容: 正交表介绍、正交试验设计的基本方法。 重 点:
理解正交表的含义，安排正交试验的基本方法 难 点:
如何安排正交试验 习 题:
正交表的选择与安排
第4.2部分 考虑交互作用的正交试验设计、多指标试验（讲课2学时）
具体内容: 理解有交互作用的正交表的构成，多指标试验的综合平衡法与综合评分法。 重 点:
有交互作用的正交试验设计
难 点:
多指标试验 习 题:
有交互作用的正交试验设计
第4.3部分 正交试验设计的方差分析方法（讲课2学时）
具体内容: 掌握正交试验设计的方差分析方法。 重 点:
正交试验设计的方差分析方法 难 点:
方差分析思想方法及其应用 习 题:
正交试验设计的方差分析
第4.4部分 重复试验与重复取样正交试验方差分析（讲课2学时）
具体内容: 掌握重复试验与重复取样正交试验方差分析方法。 重 点:
重复试验与重复取样正交试验方差分析 难 点:
误差的确定方法 习 题:
重复试验与重复取样正交试验方差分析
第4.5部分 正交试验设计的常用灵活方法（讲课2学时）
具体内容: 掌握并列法，拟水平法、拟因素法。 重 点:
并列法 难 点:
直和法 习 题:
应用正交试验设计的灵活方法做试验方案设计 第4.6部分 直和法、直积法（讲课2学时）
具体内容: 掌握直和法，了解值积法。 重 点:
直和法 难 点:
直积法 习 题:
直和法
第4.7部分 正交多项式回归在正交设计中的应用（讲课2学时）
具体内容: 了解正交多项式回归在正交设计中的应用。 重 点:
正交多项式回归在正交设计中的应用 习 题:
应用正交多项式回归做试验设计方案 第5部分 均匀设计
总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:0 上机:2
第5.1部分 均匀设计的基本思想、试验安排（讲课2学时）
具体内容: 理解均匀设计的基本思想，掌握均匀设计试验安排方法。 重 点:
均匀设计试验安排 难 点:
均匀设计试验安排 习 题:
均匀设计试验的应用
第5.2部分 均匀设计的分析、均匀设计表的构成（讲课2学时） 具体内容: 了解均匀设计的分析、掌握均匀设计表的构造。 重 点:
均匀设计表的构造 习 题:
均匀设计表
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容