《試驗設計與數(shù)據(jù)處理》課程教學大綱

《試驗設計與數(shù)據(jù)處理》課程教學大綱一、課程信息課程代碼319B4361課程名稱試驗設計與數(shù)據(jù)處理課程性質專業(yè)選修課學分1.5學時24先修課程計算機應用基礎課程負責人適用專業(yè)食品質量與安全課程簡介（300字左右）：《試驗設計與數(shù)據(jù)處理》課程教學目的是使學生認識和理解本專業(yè)的科學研究思路和研究方法，學生具備基本的實驗設計能力和數(shù)據(jù)處理分析能力，以及回歸建模的能力。課程主要內容包含：實驗設計，常規(guī)的數(shù)據(jù)分析方法：t檢驗、方差分析、非參數(shù)檢驗、正交實驗，回歸建模：一元線性回歸、多元線性回歸、一元曲線回歸。該課程的教學目標是使學生基于實驗設計三原則以及誤差控制方法，能初步的設計實驗方案；能根據(jù)實驗的性質特點，采用正確的方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出正確的結論；能通過構建回歸模型解決本專業(yè)的現(xiàn)實問題二、課程目標通過本課程的學習，學生應具備以下幾方面的目標：1.通過本課程學習，學生掌握試驗指標、因素、水平等知識，掌握實驗設計的基本要求與設計原則，熟悉實驗誤差來源及控制，具備基本的實驗設計能力。2.通過本課程學習，學生具有實驗數(shù)據(jù)整理以及常規(guī)的數(shù)據(jù)分析能力，包括t檢驗、方差分析、非參數(shù)檢驗、正交實驗分析等。3.通過本課程學習，學生具有構建一元、多元線性回歸模型和一元曲線回歸模型的能力。

課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系表畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標1課程目標2課程目標3畢業(yè)要求2問題分析：能夠綜合應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析食品質量與安全領域的復雜工程問題，以獲得有效結論。畢業(yè)要求指標點2.2：能夠基于數(shù)學、自然科學和食品專業(yè)知識，建立適當?shù)臄?shù)學模型，正確表達復雜食品質量與安全問題。L畢業(yè)要求4研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對食品質量與安全領域復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結論。畢業(yè)要求指標點4.1：能基于科學原理，通過文獻研究比較和選擇研究路線，獨立設計實驗方案。M畢業(yè)要求指標點4.4：能對各種實驗條件進行分析和優(yōu)化，得到最佳條件，并與理論模型進行比較，得到合理有效的結論。M三、教學內容與預期學習成效知識單元對應課程目標知識點預期學習成效實現(xiàn)環(huán)節(jié)學時實驗設計課程目標11.試驗設計的歷史與發(fā)展2.科學研究的主要內容3.試驗設計的基本要求和注意事項4.指標、因素與水平5.試驗設計的基本原則6.常用術語、統(tǒng)計量及其計算7.試驗方案擬訂8.試驗誤差及控制知識目標：理解并能正確的復述相關概念，牢記實驗設計原則和誤差來源及其控制方法。能力目標：具備實驗方案設計能力。教學方法：課堂講授、課堂討論；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合。6課程思政元素：創(chuàng)新精神與民族復興課程思政教學內容設計：優(yōu)秀的分析方法以及優(yōu)秀的試驗方案設計所體現(xiàn)的創(chuàng)新精神，優(yōu)秀試驗結果對社會經濟的促進作用，鼓勵學生培養(yǎng)創(chuàng)新意識、發(fā)展創(chuàng)新能力，民族復興的使命擔當。數(shù)據(jù)分析軟件（SPSS）課程目標21.SPSSforWindows的基本特點、安裝、啟動與退出2.數(shù)據(jù)文件的建立與操作（數(shù)據(jù)編輯窗(DataEditor)的使用）3.SPSSforWindows各菜單的功能4.Analyze菜單的各項功能知識目標：熟悉軟件的數(shù)據(jù)分析菜單以及數(shù)據(jù)整理。能力目標：具備數(shù)據(jù)整理能力，熟悉軟件的操作。教學方法：課堂講授、軟件演示；教學手段：多媒體課件和軟件演示相結合。1課程思政元素：創(chuàng)新以及知識產權保護意識課程思政教學內容設計：通過SPSS軟件的發(fā)展歷程，鼓勵學生培養(yǎng)創(chuàng)新意識，增強實踐能力，增強知識產權保護的意識。統(tǒng)計假設檢驗課程目標21.抽樣分布2.統(tǒng)計假設檢驗的意義和基本原理3.統(tǒng)計假設檢驗的步驟4.統(tǒng)計假充檢驗的兩類錯誤5.兩尾檢驗與一尾檢驗6.樣本平均數(shù)的假設檢驗與SPSS的實現(xiàn)7.參數(shù)的區(qū)間估計8.統(tǒng)計假設檢驗中應注意的問題知識目標：了解理論分布與抽樣分布的概念、統(tǒng)計假設檢驗的基本原理和一般方法，熟練掌握利用SPSS軟件進行單樣本t檢驗、獨立樣本的t檢驗和成對樣本的t檢驗。能力目標：具備使用軟件進行t檢驗分析的能力。教學方法：課堂講授、課堂討論；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合。3課程思政元素：小概率事件與人身安全課程思政教學內容設計：泊松分布是小概率事件，在大樣本的情況下可能會觀察到，引出日常生活中的人身安全，學生加強人身安全意識。方差分析課程目標21.方差分析與t檢驗的比較2.單因素方差分析的基本原理3.單因素方差分析應用實例與SPSS實現(xiàn)4.兩因素方差分析的基本原理5.兩因素方差分析應用實例與SPSS實現(xiàn)6.兩因素隨機區(qū)組試驗方差分析的基本原理7.兩因素隨機區(qū)組試驗方差分析應用實例與SPSS實現(xiàn)8.方差分析的基本假定和數(shù)據(jù)轉換知識目標：理解方差分析的基本原理,能正確復核方差分析的過程,能正確的進行方差分析、多重比較、數(shù)據(jù)轉換。能力目標：具備使用軟件進行方差分析的能力。教學方法：課堂講授、軟件操作演示；教學手段：多媒體課件、傳統(tǒng)教學和軟件演示相結合。6回歸與相關課程目標31.回歸與相關的基本概念2.一元線性回歸3.直線回歸應用實例與SPSS實現(xiàn)4.一元線性相關5.直線相關實例與SPSS實現(xiàn)6.多元線性回歸7.多元線性回歸實例與SPSS實現(xiàn)8.多元相關與偏相關(略講)9.多元相關實例與SPSS實現(xiàn)10.曲線回歸及應用實例知識目標：正確理解回歸、相關分析的意義及有關概念，能正確的進行回歸建模。能力目標：具備使用軟件進行一元線性模型、多元線性模型和曲線回歸的建模能力。教學方法：課堂講授、軟件操作演示；教學手段：多媒體課件、傳統(tǒng)教學和軟件演示相結合。3非參數(shù)統(tǒng)計課程目標21.什么是非參數(shù)統(tǒng)計2.檢驗3.符號檢驗4.符號秩和檢驗知識目標：正確理解非參數(shù)統(tǒng)計的概念，測正確的進行檢驗、符號秩和檢驗、列聯(lián)表分析。能力目標：具備使用軟件進行檢驗、符號秩和檢驗、列聯(lián)表分析的能力。教學方法：課堂講授、軟件操作演示；教學手段：多媒體課件、傳統(tǒng)教學和軟件演示相結合。2正交試驗設計課程目標21.正交試驗簡介2.正交試驗設計的意義3.正交表4.正交試驗設計的基本步驟5.正交試驗的結果與分析知識目標：能正確表述正交試驗的基本原理和用途，能正確進行表頭設計，能正確的進行正交實驗數(shù)據(jù)的直觀分析和方差分析。能力目標：能正確設計正交實驗方案，具備使用軟件進行正交實驗數(shù)據(jù)分析的能力。教學方法：課堂講授、軟件操作演示；教學手段：多媒體課件、傳統(tǒng)教學和軟件演示相結合。3四、成績評定及考核方式（理論、實驗課程填寫）知識單元對應課程目標考核方式成績評定實驗設計課程目標1平時表現(xiàn)+課后作業(yè)平時表現(xiàn)（60%）課后作業(yè)（40%）數(shù)據(jù)分析軟件（SPSS）課程目標2平時表現(xiàn)統(tǒng)計假設檢驗課程目標2平時表現(xiàn)方差分析課程目標2平時表現(xiàn)+課后作業(yè)回歸與相關課程目標3平時表現(xiàn)+課后作業(yè)非參數(shù)統(tǒng)計課程目標2平時表現(xiàn)正交試驗設計課程目標2平時表現(xiàn)平時表現(xiàn)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）積極程度（50分）積極、踴躍老師鼓勵后積極、踴躍老師鼓勵后積極度不高消極回答正確程度（50分）回答正確無誤、分析合理，結論有效回答問題基本正確，分析比較合理，結論有效回答問題錯誤較多，經老師提醒后仍然分析有誤，結論無效答不對題單次作業(yè)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）作業(yè)完成進度（20分）提前完成按時完成延時完成未完成概念清晰程度（30分）75%以上概念清晰50%以上概念清晰25%以上概念清晰不清晰正確性和結論有效性（50分）分析合理、全面，計算無誤，結論有效分析較合理、全面，計算錯誤少，結論較有效分析基本合理，計算有較大的錯誤，結論基本有效存在嚴重錯誤五、課程目標達成度評價依據(jù)課程目標考核環(huán)節(jié)(評價依據(jù))期望值平均得分達成度計算課程目標1平時表現(xiàn)考核環(huán)節(jié)1期望值A1=20a1=考核環(huán)節(jié)1實際平均得分達成度=課后作業(yè)考核環(huán)節(jié)2期望值B1=30b1=考核環(huán)節(jié)2實際平均得分課程目標2平時表現(xiàn)考核環(huán)節(jié)1期望值A1=60a1=考核環(huán)節(jié)1實際平均得分達成度=課后作業(yè)考核環(huán)節(jié)2期望值B1=35b1=考核環(huán)節(jié)2實際平均得分課程目標3平時表現(xiàn)考核環(huán)節(jié)1期望值A1=20a1=考核環(huán)節(jié)1實際平均得分達成度=課后作業(yè)考核環(huán)節(jié)2期望值B1=35b1=考核環(huán)節(jié)2實際平均得分六、課程建議教材及主要參考資料（理論、實驗課程填寫）1.建議教材（要盡量選用國家級規(guī)劃教材、獲省部級以上獎勵的優(yōu)秀教材、精品教材、國外原版教材以及有特色的教材）[1]王頡.試驗設計與SPSS應用.北京：化學工業(yè)出版社，