化工数据处理与实验设计教学大纲

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1、《化工数据处理与实验设计》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：《实验设计与化工数据处理》课程英文名称：ChemicalDataProcessingandExperimentDesigning课程编号：06141240课程类型：专业（方向）课总学时：40实验学时：0；上机学时：20；本课外学时：0学分：2.5适用专业：化学工程与工艺先修课程：1.工程数学中的概率论与数理统计；2.掌握一门程序设计语言。开课院系：化工与制药学院二、课程的性质与任务本课程是化学工程及工艺专业学生的专业选修课之一。设置本课程旨在学生能解决化学工程研究中实验数据的误差分析、整理数据以及出建立定量的化工过

2、程数学模型，并能合理地设计实验，减少实验工作量，节省时间和人力、物力。三、课程教学基本要求1．学生学完课程后，应达到如下要求：2．掌握化工实验数据的误差分析方法；3．掌握实验数据的整理方法；4．正确地选用坐标纸，图示表示实验结果；5．掌握将非线性函数化为直线的方法；6．掌握最小二乘法拟合化工实验数据，求取数学模型的方法；7．掌握线性代数的回归分析法，求取一元和多元线性回归方程；8．掌握正交实验设计法及数据处理方法；9．掌握均匀实验设计法及数据处理方法；10．掌握建立数学模型的电算方法四、理论教学内容和基本要求（一）绪论（1学时）课程特点及任务基本要求（1）了解：本课程所涉及的基

3、本内容；（2）了解：由化工实验数据求取教学模型的意义；（3）理解：实验设计的重要性（二）数学模型的来源（2学时）1．数学模型的建立2．因次分析3．实验研究法的重要性基本要求（1）了解：建立数学模型的通则；（2）了解：局部方程和限定容积的选择（3）掌握：数学描述中因次的一致性；（4）理解：π定理（5）了解：准数及准数方程；（6）掌握：因次分析法；（7）了解：实验在求取化工过程教学中的作用。（三）化工实验数据误差分析（2学时）1．实验数据中误差的来源和分类2．有效数字，近似值及其在运算中的误差3．化工实验数据误差理论基本要求（1）了解：误差的基本定义；（2）了解：误差的分类和来源及

4、误差表示方法；（3）掌握：绝对误差和相对误差的计算；（4）掌握：和的误差，差的误差的定义及计算；（5）了解：算数平均值与均方误差的简便运算；（6）理解：函数的误差计算；（7）了解：误差分析在科学研究中的重要性。（四）实验结果的图示法（1学时）1．列表表示法2．实验曲线的绘制3．图解平滑基本要求（1）掌握：实验数据的初步整理方法；（2）了解：列表数据的内插与外推法；（3）掌握：作图的方法和坐标纸的选择；（4）掌握：从图上进行平滑的方法。（五）由实验数据求数学模式（8学时）1．概述2．模型的选泽及直线化方法3．最小二乘法拟合化工实验数据4．线性代数模拟的回归分析法基本要求（1）了解

5、：求取数学模型的意义及常用方法；（2）了解：常见函数的图形及化为线性函数的方法；（3）理解：最小二乘法基本原理；（4）掌握：最小二乘法正规方程组的求法；（5）掌握：最小二乘法的运算方法及误差计算；（6）掌握：运用计算机解决最小二乘法的计算方法；（7）掌握：一元线性回归直线方程的求法；（8）掌握：多元线性回归直线方程的求法；（9）掌解：相关系数及其显著性检验；（10）掌握：相关系数的算法；（11）掌握：回归方程的方差分析及显著性检验；（12）掌握：一元及多元线性回归的电算法。（六）正交实验设计（3学时）1．概述2．不考虑交互作用时正交设计3．考虑交互作用的正交设计4．正交表表头设

6、计方法基本要求（1）了解：正交实验设计的特点；（2）理解：因子与水平的概念（3）掌握：不考虑交互作用时正交表的选用方法；（4）掌握：考虑交互作用时选用正交表的方法；（5）了解：点线图；（6）掌握：表头设计的并列法；（7）掌握：由实验结果检测个因子影响的显著性；（8）掌握：由实验结果检测因子间交互作用影响的显著性；（9）掌握：检验因子影响显著性之方差分析的电算法。（七）均匀设计法（3课时）1．概述2．均匀设计原理与均匀设计表3．安排实验4．实验结果分析基本要求（1）了解：均匀实验设计的特点（2）掌握：均匀设计原理（3）掌握：用均匀设计法安排实验（4）掌握：均匀设计法实验结果的分析

7、方法及建立数学模型方法五、实验（上机）教学内容和基本要求实验（上机）题目基本要求1．用差分法求定多项式模型项数编制差分法计算程序，上机后调试程序，并计算出正确结果2．用最小二次乘法求多项式模型系数编制最小二次乘法计算程序，上机后调试程序，并计算出正确结果3．性回归模型系数计算及显著编制计算程序，上机后调试程序，性检验并计算出正确结果4．一元非线性回归模型系数计算及显编制相应计算程序，上机后调试程著性检验序，并计算出正确结果5．多元线性回归模型系数计算及显著编制相应计算程序，上机后调试程性检验