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试验设计与数据处理-济南大学材料学院

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1、试验设计与数据处理课程介绍一、课程简介试验设计与数据处理是材料科学与工程专业、材料物理专业、复合材料与工程专业的学生在学完基础课（高等数学、概率论与数理统计等）之后，学习专业课之前的一门专业方向选修课程。对于材料科学与工程学院的本科生，研究实际问题时，绝大多数是利用试验方法，寻求最佳的解决方案，因此试验设计与数据处理是必不可少的一门专业方向选修课程。本课程的目的是：通过本课程的学习，使学生掌握试验设计的基本方法和试验数据处理的方法，以便日后在专业课程的试验及毕业论文的试验环节对试验做出优化设计，并分析处理试验数据。本课程的主要任务是：介绍工程技术中常用的试验设计与数据处理方法。本课程的主要教学内容包括误差理论及数理统计基础、试验设计方法、正交试验设计与数据处理、回归分析四大部分。其中前两部分为试验设计和数据处理的基本概念，包括误差理论、直接测量中误差评价、间接测量中误差的数学处理、组合测量中的误差评价、统计假设检验、方差分析等。正交试验设计与数据处理、回归分析是本课程的重点。1、正交试验设计与数据处理教学目的与要求：理解多指标的分析方法，掌握正交试验设计的方法、步骤。主要教学内

2、容包括正交表及其用法、多指标的分析方法、混合水平的正交试验设计、有交互作用的正交试验设计、正交表的构造法、正交试验设计的方差分析、正交试验设计中的效应计算与指标值的预估计。2、回归分析教学目的与要求：掌握一元直线的回归分析的原理、方法、步骤，了解曲线回归的原理。主要教学内容包括最小二乘法原理、直线的回归、曲线的回归、多元回归等。教学过程中，根据不同专业方向的特点，各单元操作的教学内容侧重点也有所不同。二、教学内容改革与教学条件1、教材改革课程组广泛调研，收集资料，吸取有关院校同类课程的教学经验，根据我校的专业特点，编写了试验设计与数据处理教材。该教材于2004年 3 月由中国建材工业出版社出版， 2005 年获得济南大学优秀教材三等奖。2、教学内容改革（ 1）通过教研活动推动教学改革。每学期举行2 次以上教研活动，研讨教学内容和教学方法。征求学生对教学内容、教学方法和任课教师教学的效果的意见。及时修改教学内容和教学大纲。我们编制了试验设计与数据处理软件，有利于学生学习。（ 2）鼓励学生在教学实践中运用试验设计与数据处理。鼓励优秀学生参加到课程组教师相关的科研课题组的研究工作中，鼓励、支

3、持和指导学生，在科研工作中，运用试验设计与数据处理课程学到的知识，科学的制定试验方案，用试验设计方法去科学的安排试验，并进行试验结果的数据处理。郑少华教授指导的本科学生，把所学到的试验设计和数据处理方法应用于科研和毕业论文，取得了很好的效果。（ 3）配合理论课内容，引入计算机软件在实验设计与数据统计中的应用。其中 Excel 作为最常用的办公软件，几乎所有电脑都有安装，能实现课程中大部分统计功能，让学生重点学习； Origin 软件作为科学研究里面应用最广泛的一个软件，主要介绍其作图功能和回归分析方法。3、教学方法和教学手段改革（ 1）课堂教学手段的改革：本课程的教学均采用多媒体教学方式，在课堂教学中，我们精心设计了本课程的多媒体课件，内容丰富，图文并茂，有利于培养和激发学生的学习兴趣，加强学生对知识点的理解和运用。同时采用启发式教学法，对相关定理定义，淡化抽象证明概念，重视应用背景及来源。此外用大量材料方向的实际试验问题作为课堂教学的引入，重视案例作用，使学生更有代入感，突出教学重点、深入浅出地讲授教学难点。（ 2）网上教学的应用：本课程还充分利用了现代化的教学手段。丰富的网上教

4、学资源，为学生自学与复习提供了方便，也极大地增强了教师和学生、学生和学生之间的交互性、打破了教师和学生、学生和学生之间的相对孤立状态。比如：电子邮件、网上在线交谈等；教学大纲介绍本课程的教学目的和要求；多媒体课件制作成了网页的形式上网，便于学生对课堂上未能理解和掌握的内容在课前预习和课后复习；并指出课程中各章节内容的重点和难点，且对其进行讲解；通过网上习题，可使学生及时得到有关自己学习过程的反馈，使得学生能够及时调整自己的学习；网上提问与网上答疑可随时解答学生在学习中的问题；网上讨论是由学生和教师共同参与的自由论坛，学生间也可相互交流经验。（ 3）实验结果、科研成果转化为教学素材：通过将本学科的前沿技术和所取得的科研成果引入到教学中，为教学提供了很好的素材，确保了课程教学的先进性。三、网络建设2008 年建立了课程网站，完成了本课程的网络建设工作，全面介绍了课程的相关内容及信息。主要内容包括：课程介绍、师资队伍介绍、课程教学大纲、网络课件、实验教学、文献资料、教学录像、习题及答疑等。注重网站维护与内容更新，保证网络畅通，学生可以随时上网学习。网络课堂的建设，有力帮助了学生对本课程基础理

5、论知识的掌握，发挥了积极作用。随着教改的不断深入及授课内容的为不断更新，网络教学建设工作保持连续状态。同时，充分利用QQ、微信等媒介，灵活及时地与学生进行答疑和互动交流，丰富了教学方式和手段，提高了学生的学习效率。四、教学状态与质量监控为了加强教学质量监控体系的作用，及时了解、掌握各种反馈信息，促进教学质量的提高，进行了多层次、多环节的有效监控。1、提高青年教师的教学水平近年来，先后有4 名青年教师进入本课程的教学团队。为了提高他们的教学水平，主要做了以下几方面的工作：（1）抓好备课环节，经常进行相互讨论交流，梳理教学重点和难点问题；（2）以老带新，由教学经验丰富的老教师进行传帮带，言传身教。2、坚持课程组教师相互听课制度第学期每位教师至少相互听课二次，根据听课过程中的问题，及时进行教学内容、教学方法、教学艺术等研讨活动，相互学习，取长补短，达到共同提高的目的。3、加强本课程的后续评价工作，及时听取当届学生、往届毕业生对本课程的评价意见及建议，不断改进教学内容和教学方法。4、加强试题库建设，使考试、试卷评阅与分析建立在更加科学的基础上。课程考试完全实行教考分离。此外，认真批发作业，对作业中出现的共性问题进行详细的点评。五、课程建设计划1、进一步完善教学手段：制作教学软件；2、将课程建设为山东省级精品课程。

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