试验设计与数据处理在应用化学专业中的运用.doc

试验设计与数据处理在应用化学专业教育中的作用摘要：作为一门应用技术学科，《试验设计与数据处理》课程在科学研究和工程设 计及生产中起着越来越重要的作用《试验设计与数据处理》是应用化学专业必修 课程，是作为一名化学专业的大学生所必须掌握的一项基本技能在应用化学专业 教育中有着重要的作用关键词：试验设计与数据处理、数据分析、应用化学、试验i殳计、1引言“试验设计与数据处理”课程是关于试验前的设计理论、知识、技能，以及试验后对试 验数据进行科学处理的理论、知识、方法与技能的课程木学科经过了 80多年的研究和实践, 已成为广大技术人员与科学丁•作者必备的基木理论知识是化工和化学、轻T、材料、环境 等多门类学科专业的学生所必须学习的一门专业知识实践表明，该学科与实际的结合，在 工、农业生产中产生了巨大的社会效益和经济效益2本课程开设的意义试验设计与数据处理是以数理统计论、专业知识和实践经验为基础，科学地设计试验, 并对所得试验数据进行分析，达到减少试验次数，缩短试验周期、迅速找到优化试验方案或 数学模型的应用性课稈在方法论上，它又是一种广泛应用于工农业生产和科学研究过稈中 的普遍使用的科学计算方法，是产品设计、质量管理和科学研究的重要工具。

《试验设计与数据处理》经过80余年的发展，在备个科学领域的试验研究中起肴重要 作川应川化学类专业是需要试验与观测的学科专业，经常需要通过大量的试验来验证化学 反应的变化规律，科学合理的试验设计可以使试验达到事半功倍的效果，而严密准确的数据 处理则可以帮助研究者从纷乱的数据中寻找出事物的内在规律随着现在计算机技术的发 展，出现了各种针对试验设计与数据处理的软件,例如Excel, SAS, Matlab Origin, Design Expert, SPSS等，这些软件的使用使试验设计与数据处理简单化，节省了大量的时间以及人 力物力并促进了学科的发展和普及应用化学专业的学生开设这门课程，是为了通过本课程 的学习，是学生能合理地设计试验，科学的分析和处理试验数据，达到提高学生分析问题和 解决问题的能力所以对于以试验研究为主的应用化学专业的高校学生来说，掌握试验设计与数据处理方 法是十分必要的，也是应用化学专业学生必备的技能3课程内容的结构3」试验数据分析部分包括试验测定值的误养估计，忖的是为了减小或消除误差对试验规律认识的干扰；方茅 分析，li的是通过试验观察一种或多种因素的变化对试验结果的影响，从而选取最优方案; 试验数据的表示方法，数据表能将大量试验数据清晰醸目、条理化地表达出来，易于检杳 数据和发现问题，避免谋并，图线能够肓观地表示试验数据间的关系，找出规律性；冋归分 析，不仅可以提供变量间关系的数学表达式，而且可以用概率统计基础知识，对此关系进行 分析，来判别所得经验公式的有效性。

3.2试验设计部分主要是试验设计的方法，如正交试验设计、均匀试验设计、冋归正交试验设计、序贯试 验设计等正交试验设计、均匀试验设计主要是针对£1变量范囤已给定的情况下的试验设计, 可以大大减少试验工作量，尤其是均匀试验设计在自变量数目较多的时候更显出其减少试验 工作量的优势；冋归正交试验设计是基于线性代数模型的试验设计方法，除可以大幅度减少 试验工作量外，还可以提高模型参数的估计精度，消除模型参数的相关性，在用于公益优化 时可快速获得最优范囤，而不受自变量区间限制；序贯试验设计是基于非线性模型的试验设 计方法，得到的高精度的模型参数可有效地解释试验现彖，并可对可能同时存在的多个模型 进行有效地筛选3.3数据处理软件的应用介绍计算机数据处理软件的应用：(1) Excel,是最常用的功能强大的电了表格处理软件；(2) Origin,近年来，Origin逐渐取代Excel,成为科研丁•作者和丁•稈技术人员的首选科技绘 图及数据处理软件；(3) 正交试验设计助手；⑷Design—Expert,能够将试验数据白动讲彳亍处理，给出统计结果，包括3D图、极值或定 值点等；⑸SPSS,该软件是最优秀的统计分析软件，它使得试验数据处理变得很容易。

4应用化学专业培养目标与培养要求培养H标：培养具备化学的基木理论、基木知识相较强的试验技能，能在科研机构、高 等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的高级专门人才培养要求：学生主要学习化学方面的基础知识、基木理论、基木技能以及相关的工稈技 术知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学试验训练，具有较好的科学素 养，具备运用所学知识和试验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基木技能5本课程在教学中的作用作为应用化学专业的高校学生必须获得有关化学方面的知识和试验方面的技能，其中要 做到了解国家关于科学技术、化学相关产品、知识产权等方血的政策、法规；了解化学的理 论前沿、应用前景、最新发展动态，以及化学相关产业发展状况；掌握中外文资料查询、文 献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基木方法;具有一定的试验设计，创造试验条件, 归纳、整理、分析试验结果，撰写论文，参与学术交流的能力而本课程就是旨在通过计算 机软件让学生学会试验数据分析，试验设计和数据处理软件等技能的h'yJIJ,刚好是应川化学 专业学习中的一项技能，具有很强的适用性所以木课程在应用化学专业教冇中占一有重要的 一席之地。

自然科学和T程技术中所进行的试验，是一种有计划的试验，，只有科学地试验设计， 才能川较少的试验次数，在较短的时间内达到预期的试验目标，而且，随着试验进行，必然 会得到大量的试验数据，只有对试验数据进行合理地分析和处理，才能获得研究对彖的变化 规律，达到指导生产和科研的目的所以必须兼顾试验设计方法和数据处理两方面试验数据处理在科学试验中的作用主要体现在这儿个方面：（1） 通过误差分析，可以评估实验数据的可靠性；（2） 确定影响试验结果的因素主次，从而可以抓住主要矛盾，提高试验效率；（3） 确定试验因素与试验结果乙间存在的近似函数关系，并能对试验结果进行预测和优 化；（4） 获得试验因索对试验结果的煤响规律，为控制试验提供思路；（5） 确定最优试验方案或配方的确定《试验设计与数据处理》作为一门边缘学科,近年來,逐渐将其从数学与统计学领域 独立出来，成为化学工程、化学工艺等木科专业和研究生专业教学独立的课程，其内容需要 根据教学目的不断调整、补充与完善，必须在在学习过程中多思考，多研究，不断拓宽知识 面，综合运用各种教学方法和教学手段，这样才能培养出合格的应用性化学类专业人才6结论试验设计与数据处理课穆是应用化学专业的一门重要课程，可以说有着重要的作用，与 化学试验息息相关，是做好化工原理等化学试验不可缺少的方法，试验设计与数据处理的基 木概念与基本理论和应用化学专业特点相结合，理论与实践相结合。

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