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《实验设计》课程教学大纲

课程名称：实验设计

学分：1.5总学时：32理论学时：16实验（上机）学时：16

适用专业：工业工程

一、课程的性质、目的

实验设计方法是自然科学研究方法论领域中一个分支学科。正确设计实验方案并对所获得的实验数

据进行科学的统计分析是每个研究工作者必须具备的基本功。尤其是在人类社会进入科技发展的今天，

如何花费最小的代价取得所关心的信息，学习、掌握与应用本课程知识就显得尤为重要了。本课程旨在

让学生掌握近代最常用、最有效的几种实验设计方法的基本原理及其在经济、管理、工业生产等领域中

应用的基本方法。

二、教学基本要求

本课程在深入浅出地介绍实验设计的基本理论和原理的基础上，从各专业的背景出发，由单因素实

验到多因素实验，简单实验到复杂实验，通过实验的统计模型的建立、统计量的构建到假设的检验与模

型参数的估计，介绍如何合理有效地获得数据并对数据进行分析推断的原理与方法。通过本课程的学习

使学生较好地掌握实验设计的基本理论和基本知识，了解实验设计的发展动态及其与当前学习的相互关

系，激发学生的学习主动性，为后续各专业课的学习、生产实习和毕业实习打下基础，同时帮助学生建

立科学的思维方式，培养创新性思维能力。

三、课程教学基本内容

第1章实验设计

本章要求：掌握实验设计的基本概念，了解实验设计的特点与要求；了解实验误差的来源，掌握实

验设计的基本原则和控制实验误差的方法；掌握常用实验设计方法。

1.1实验设计与数据处理的概念和意义

1.2实验设计与数据处理的发展和应用

1.3实验设计与数据处理的基本概念

1.4实验设计中的误差控制

1.5实验设计方法

第2章回归与相关分析

本章要求：了解回归与相关的概念，以及回归和相关分析的种类；掌握一元线性回归分析方法和多

元线性回归分析法。

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2.1回归与相关的概念

2.2一元线性回归分析

2.3线性相关分析

2.4多元线性回归分析法

第3章单因素优选法

本章要求：掌握常见的单因素优选方法。

3.1均分法

3.2平分法

3.3黄金分割法

3.4分数法

3.5抛物线法

3.6分批实验法

第4章方差分析

本章要求：掌握方差分析的基本原理和步骤；掌握单因素随机区组的方差分析方法，了解缺区估

计的原理和方法；掌握二因素随机区组和裂区实验的方差分析方法，了解三因素随机区组实验结果分析

方法和裂区实验的缺区估计方法

4.1方差分析的基本原理

4.2因素实验结果的方差分析

4.3多因素实验结果的方差分析

第5章正交实验设计

本章要求：掌握正交表及其用法与多指标分析法；掌握混合水平的正交实验设计和有交互作用的正

交实验设计；了解正交表的构造法；掌握正交实验设计的方差分析

5.1正交表及其用法

5.2多指标的分析方法

5.3混合水平的正交实验设计

5.4有交互作用的正交实验设计

5.5正交表的构造法

5.6正交实验设计的方差分析

5.7正交实验设计中的效应计算与指标值的预估计

第6章均匀实验设计

本章要求：理解均匀实验设计的基本概念；掌握均匀设计表和均匀实验设计方法；能够应用均匀设

计实验法解决实际问题。

6.1均匀实验设计