PAGEPAGE7《概率統(tǒng)計及數(shù)據(jù)處理》課程簡介課程編號：03014028課程名稱：中文/英文：《概率統(tǒng)計與數(shù)據(jù)處理》/ProbabilityStatisticFoundationsandChemicalDataProcessing學(xué)分:：2學(xué)時：32（實驗：0上機(jī)：8課外實踐：0）適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝建議修讀學(xué)期：第5學(xué)期開課單位：化學(xué)與化工學(xué)院化學(xué)工程系先修課程：高等數(shù)學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、線性代數(shù)、物理化學(xué)、化工原理等考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)：開卷，上機(jī)考試加平時綜合表現(xiàn)為30%、期末考試成績?yōu)?0%主要教材：《化工數(shù)據(jù)建模與試驗優(yōu)化設(shè)計》鄭明東劉煉杰等中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社2001《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理(第2版)》李云雁胡傳榮化學(xué)工業(yè)出版社2011參考書目：1.《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》盛驟等編，高等教育出版社19892.《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》李捷等編，西南財經(jīng)大學(xué)出版社20043.《化工實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》曹貴平等編，華東理工大學(xué)出版社，20094.《概率統(tǒng)計與數(shù)據(jù)處理（第2版）》曹菊生，魏國強(qiáng).蘇州大學(xué)出版社,2016內(nèi)容概述：本課程是面向化學(xué)化工類專業(yè)學(xué)生的選修。主要介紹工程技術(shù)中常用的試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理方法，它是一門理論性和實踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，既可以提供試驗或調(diào)查設(shè)計的方法，又可以提供整理、分析資料的方法，是直接促進(jìn)科學(xué)研究的一個必要的手段和因素。內(nèi)容主要包括概率論及數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理，回歸分析與試驗設(shè)計方法，正交試驗設(shè)計等。目的是讓學(xué)生對所學(xué)的專業(yè)課程中的試驗部分，以及在畢業(yè)環(huán)節(jié)，學(xué)生在做畢業(yè)論文期間所進(jìn)行的試驗項目，做出優(yōu)化設(shè)計，指導(dǎo)下一步實驗的選點，并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。在教學(xué)上通過“模擬實驗”方法和上機(jī)加深對課程的理解和應(yīng)用。Thiscourseisanelectiveforchemistryandchemicalengineeringmajors.TherearemainlyintroducedthemethodofexperimentaldesignanddataprocessinginEngineeringtechnology.Thecourseisasubjectoftheoreticalandpractical,whichcouldprovidethemethodofnotonlyexperimentorsurveydesign,butalsosortingandanalysisofdata,whichwouldbeanecessarymeansandfactordirectlypromotedthescientificresearch.Thecontentofthiscoursemainlyincludestheprobabilityandmathematicalstatistics,dataprocessing,regressionanalysisandexperimentaldesignmethod,orthogonalexperimentdesign,etc.Thepurposeistoletstudentstograspthemethodofexperimentaldesignanddataprocessingintheexperiment,andmakeoptimizationdesign,selectingexperimentundertheguidanceofthestep,analyzingthedatainexperiment.Thiscoursewilladoptthemethodof"simulationexperiment"incomputertodeepentheunderstandingandapplicationinteaching.

《概率統(tǒng)計與數(shù)據(jù)處理》教學(xué)大綱課程編號：03014028課程名稱：概率統(tǒng)計與數(shù)據(jù)處理學(xué)分:：2學(xué)時：32（實驗：0上機(jī)：8課外實踐：0）適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、化學(xué)工程、能源化工建議修讀學(xué)期：第5學(xué)期開課單位：化學(xué)與化工學(xué)院化學(xué)工程系先修課程：高等數(shù)學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、線性代數(shù)、物理化學(xué)、化工原理等一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，概率統(tǒng)計及化工數(shù)據(jù)處理是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)、科學(xué)地安排試驗的一項技術(shù)，它在工業(yè)生產(chǎn)和工程設(shè)計中能發(fā)揮重要的作用。通過本課程的理論教學(xué)和上機(jī)實踐訓(xùn)練，使學(xué)生具備下列能力：1、能夠運用數(shù)學(xué)、物化、化工原理等知識反映工程問題的基本規(guī)律，能建立出相關(guān)的數(shù)學(xué)和物理模型。2、能夠掌握化工工藝流程與設(shè)備設(shè)計方法，能針對復(fù)雜的化工工程設(shè)計任務(wù)，采用系統(tǒng)的方法，綜合考慮各種因素，進(jìn)行相應(yīng)的試驗設(shè)計及工藝優(yōu)化，并能夠在設(shè)計過程中具有一定的創(chuàng)新意識。3、掌握現(xiàn)代工程應(yīng)用軟件、工具、計算機(jī)系統(tǒng)和信息技術(shù)工具，通過對試驗和生產(chǎn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真、模擬和預(yù)測并進(jìn)行合理分析的基本能力。畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)2、問題分析1、能將數(shù)學(xué)、物化、化工原理等知識反映工程問題的基本規(guī)律；教學(xué)目標(biāo)12、通過數(shù)據(jù)處理建立相關(guān)的數(shù)學(xué)和物理模型3、設(shè)計/開發(fā)解決方案：1、能針對具體試驗或工藝要求，完成單元設(shè)備的選型和設(shè)計任務(wù)，以滿足工程的需要教學(xué)目標(biāo)22、能針對復(fù)雜的化工工程設(shè)計任務(wù)，采用系統(tǒng)的方法，綜合考慮各種因素，進(jìn)行相應(yīng)的試驗設(shè)計及工藝優(yōu)化，5、使用現(xiàn)代工具1、具有使用計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)工具處理相關(guān)數(shù)據(jù)的能力，并能分析其內(nèi)在規(guī)律的能力教學(xué)目標(biāo)32、具有對復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、預(yù)測與模擬的能力，并能正確分析與使用模擬預(yù)測結(jié)果二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配本課程主要分為三大部分即：基礎(chǔ)理論部分（主要講授概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基礎(chǔ)以及數(shù)據(jù)的誤差理論）、數(shù)據(jù)處理部分（主要講授試驗數(shù)據(jù)的整理與表示、數(shù)學(xué)模型的建立方法等）、試驗設(shè)計?？倢W(xué)時數(shù)為32學(xué)時，其中理論教學(xué)為24學(xué)時，實驗教學(xué)為8學(xué)時；第一部分：概率論與數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)（支撐課程目標(biāo)1）1、概率論的基本概念，隨機(jī)事件以及隨機(jī)變量的定義，常用隨機(jī)變量函數(shù)的應(yīng)用；2、數(shù)理統(tǒng)計的概念以及總體、樣本、個體的區(qū)別，抽樣分布的應(yīng)用；隨機(jī)變量函數(shù)（正態(tài)分布函數(shù)）參數(shù)的區(qū)間估計和假設(shè)檢驗等的意義；3、誤差理論與數(shù)據(jù)整理：掌握系統(tǒng)誤差和偶然誤差的基本概念，理解有效數(shù)字的基本理論，理解誤差分析的重要性，理解各種試驗誤差的來源，以及獲得實驗數(shù)據(jù)的相應(yīng)表達(dá)方式方法；重點掌握實驗數(shù)據(jù)期望值和方差的計算等，掌握試驗數(shù)據(jù)篩選和異常數(shù)據(jù)剔除的方法；了解異常數(shù)據(jù)剔除方法的缺點及其改進(jìn)方向；在此安排學(xué)生上機(jī)時間2個課時。第二部分：數(shù)據(jù)處理與數(shù)學(xué)模型的建立（支撐課程目標(biāo)1，2）1、數(shù)學(xué)模型的建立，了解數(shù)學(xué)模型的各種用途，建模方法的基本原則；了解不同情況采用不同建模方法的原則，了解數(shù)學(xué)模型的各種用途以及如何利用計算機(jī)選擇建立數(shù)學(xué)模型；2、試驗數(shù)據(jù)的分析處理，理解試驗結(jié)果分析和討論的理論依據(jù)；掌握插值計算、方差分析、實驗數(shù)據(jù)的最小二乘法擬合、回歸分析的計算方法等；在此安排學(xué)生上機(jī)時間2個課時3、掌握牛頓插值及分段插值的應(yīng)用；實驗數(shù)據(jù)的最小二乘法曲線擬合以及一元線性回歸和多元線性回歸的基本方法及其顯著性檢驗；第三部分：試驗設(shè)計基礎(chǔ)（支撐課程目標(biāo)2，3）1、試驗設(shè)計的基本概念，掌握試驗設(shè)計的目的理解試驗設(shè)計的三原則的數(shù)學(xué)原理，理解試驗設(shè)計方法的優(yōu)點和缺點。掌握實驗設(shè)計的基本方法；2、了解優(yōu)選試驗、正交實驗設(shè)計的特點，理解因子與水平的概念，以及正交表的基本性質(zhì)，掌握如何利用正交表來安排具體試驗的方法；3、在不考慮交互作用時正交表的選用方法以及考慮交互作用時選用正交表的方法等4、通過正交試驗獲得數(shù)據(jù)的分析方法，并利用直觀分析法和方差分析法對試驗數(shù)據(jù)分析，檢測各因子影響的顯著性的應(yīng)用、因子間交互作用影響的顯著性、檢驗因子影響顯著性的方差分析等；在此安排學(xué)生上機(jī)時間4個課時課程內(nèi)容教學(xué)要求重點（☆）難點（△）學(xué)時安排實驗學(xué)時上機(jī)學(xué)時備注一、概率論與數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)4基本概念B數(shù)字特征的計算方法A☆△參數(shù)估計A☆假設(shè)檢驗A☆△二、化工實驗精度的評定1誤差與誤差計算A☆精確度指標(biāo)A☆測定值的最優(yōu)概值B△算術(shù)平均值的評價B異常數(shù)據(jù)的取舍A☆三、實驗數(shù)據(jù)的整理與結(jié)果表示22列表表示法B實驗曲線的繪制A☆計算機(jī)繪圖、制表的基本方法與實踐A☆Origin在試驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用A☆四、插值計算與插值多項式3線形插值A(chǔ)☆拉格朗日插值A(chǔ)☆△牛頓插值B樣條插值B△五、數(shù)學(xué)模型概述2數(shù)學(xué)模型的建立B數(shù)學(xué)模型的類型B曲線模型的選擇A☆模型參數(shù)估計A☆六、最小二乘法擬合實驗?zāi)Ｐ?2概述C數(shù)學(xué)原理B△數(shù)學(xué)描述A△多項式的曲線擬合A☆最小二乘法擬合誤差A(yù)☆非線形化模型參數(shù)的計算B七、線性代數(shù)模型的回歸分析32回歸分析簡介C一元線形回歸分析A☆二元線形回歸分析A☆多元線形回歸分析B非線形相關(guān)分析C△回歸分析的預(yù)報和控制A☆八、實驗設(shè)計基礎(chǔ)2基本概念B基本原則A☆全面實驗法C簡單對比法C優(yōu)選法C△九、正交實驗設(shè)計32概述C單指標(biāo)正交實驗A☆多指標(biāo)實驗設(shè)計A☆不同水平的實驗設(shè)計與分析A☆有交互作用的正交實驗與分析A△十、正交實驗的方差檢驗2不同水平正交實驗的方差檢驗A☆混合型正交表的方差檢驗B△（教學(xué)基本要求：A-熟練掌握；B-掌握；C-了解）三、建議實驗（上機(jī)）項目及學(xué)時分配本課程的教學(xué)基本內(nèi)容主要是對概率論與數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)、試驗設(shè)計、試驗數(shù)據(jù)分析以及在Windows下直接處理試驗數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行講解，理論教學(xué)占24個學(xué)時；實驗上機(jī)主要進(jìn)行有關(guān)實驗數(shù)據(jù)的整理與圖表表示等安排2個學(xué)時上機(jī)，了解和掌握Excel在試驗數(shù)據(jù)圖表表示中的應(yīng)用，對一些數(shù)據(jù)處理方法如插值、擬合與回歸分析方法等各安排4個學(xué)時上機(jī)，了解Origin并掌握Origin的主要功能及Origin在試驗數(shù)據(jù)回歸分析中的應(yīng)用；試驗設(shè)計方面安排2個學(xué)時上機(jī)讓學(xué)生了解Ecxel在正交試驗設(shè)計中應(yīng)用等。四、教學(xué)方法與教學(xué)手段1、闡述基本原理，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力2、采用多媒體課件、電子備課和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)3、通過具體的實例，強(qiáng)調(diào)試驗設(shè)計的基本方法與數(shù)據(jù)分析能力4、通過理論教學(xué)和上機(jī)實踐相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的實驗設(shè)計和工程數(shù)據(jù)的分析能力五、考核方式與成績評定方法開卷筆試或課程報告，上機(jī)考試加平時綜合表現(xiàn)為30%、期末考試成績?yōu)?0%考核內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求所占比例考核方式第一部分：概率論與數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)畢業(yè)要求225-30%課堂練習(xí)和課程考試第二部分：數(shù)據(jù)處理與數(shù)學(xué)模型的建立畢業(yè)要求2、330~35%課堂練習(xí)和課程考試第三部分：試驗設(shè)計基礎(chǔ)畢業(yè)要求3、530~40%課堂練習(xí)和課程考試六、教材與主要參考書目1.《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》盛驟等編，高等教育出版社19892.《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》李捷等編，西南財經(jīng)大學(xué)出版社20043.《概率統(tǒng)計與數(shù)據(jù)處理（第2版）》曹菊生，魏國強(qiáng).蘇州大學(xué)出版社,20164.《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》李云雁，胡傳