Закреплена за кафедрой | Кафедра физической и неорганической химии |
---|---|
Направление подготовки | 04.04.01. Химия |
Профиль | Физическая химия |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
Учебный план | 04_04_01_ФХ-2-2019 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 2 (3) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 17 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 14 | 14 | 14 | 14 |
Лабораторные | 14 | 14 | 14 | 14 |
Практические | 20 | 20 | 20 | 20 |
Сам. работа | 60 | 60 | 60 | 60 |
Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра физической и неорганической химии
Протокол от 05.07.2018 г. № 13
Заведующий кафедрой Безносюк С.А. д.ф.-м.н., профессор
1.1. | раскрыть смысл основных законов математической статистики, дать понятие вероятности, достоверности, математического ожидании и основных метрологических признаков наблюдаемой величины, привить навыки и умения использования методов статистического анализа, факторного планирования эксперимента |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01 |
ОПК-1 | способностью использовать и развивать теоретические основы традиционных и новых разделов химии при решении профессиональных задач |
ПК-2 | владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | - теоретические основы математической статистики: корреляционный, регрессионный и дисперсионный методы анализа результатов измерений, области и способы их применения; основы математической статистики и её применение для описания флуктуаций реальных измерений, причины возникновения погрешностей и методы их оценки, основами статистики при факторном планировании активного эксперимента, методами свёртывания экспериментального плана. |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | интерпретировать закономерности фундаментальных наук к решению профессиональных задач; - использовать существующие методики для проведения стандартных измерений, использовать математические модели для описания результатов. |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | навыками работы с учебной и научной литературой по дисциплине и методами интерпретации результатов физических измерений оценкой их достоверности; навыками определения точности измерения применяемой аппаратуры, способами её оценки и учёта, навыками составления экспериментального плана и вычисления регрессионных и корреляционных характеристик. |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Введение | ||||||
1.1. | Введение. Статистика случайных величин. Дискретные и непрерывные случайные величины. Математическое ожидание случайной величины. Основные характеристики варьирующих объектов. Средние величины. Показатели вариации. Способы вычисления степенных средних и показателей вариации. Структурные средние и способы их вычисления. Законы распределения. Характерные черты варьирования. Случайные события. Вероятность события и ее свойства. Статистическая обработка результатов измерений. Точность, правильность, воспроизводимость, правильность, надежность, устойчивость. Стандартное отклонение, дисперсия. Критериальные параметры: Стьюдента, Фишера, Кохрена. Закон больших чисел. Биномиальное распределение. Распределение Пуассона. Нормальное распределение. | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
1.2. | Использование t-критерия для проверки гипотезы о равенстве математических ожиданий. Компьютерный эксперимент | Лабораторные | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
1.3. | Подготовка к лабораторной работе по теме "Использование t-критерия для проверки гипотезы о равенстве математических ожиданий. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 6 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
1.4. | Оформление отчета по лабораторной работе по теме "Использование t-критерия для проверки гипотезы о равенстве математических ожиданий. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
1.5. | Использование t-критерия для проверки гипотезы о равенстве математических ожиданий | Практические | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
1.6. | Основные понятия теории вероятностей. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
1.7. | Теоретические основы и инструментальные средства проверки статистических гипотез. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
Раздел 2. Дисперсионный анализ | ||||||
2.1. | Дисперсионный анализ. Анализ однофакторных комплексов. Анализ двухфакторных комплексов. Корреляционный анализ. Параметрические показатели связи. Непараметрические показатели связи. Множественная и частная корреляция. Регрессионный анализ. Линейная регрессия. Нелинейная регрессия. Оценка достоверности показателей регрессии. Выбор уравнений регрессии. | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
2.2. | Критерии проверки гипотезы о равенстве дисперсий. Компьютерный эксперимент | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
2.3. | Подготовка к лабораторной работе по теме "Критерии проверки гипотезы о равенстве дисперсий. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 6 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
2.4. | Оформление отчета по лабораторной работе по теме "Критерии проверки гипотезы о равенстве дисперсий. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
2.5. | Критерии проверки гипотезы о равенстве дисперсий | Практические | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
2.6. | Дисперсионный анализ, метод главных компонент, кластерный анализ. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
Раздел 3. Вопросы планирования исследований | ||||||
3.1. | Вопросы планирования исследований. Ограничения. Основные определения. Объект исследования, критерии применимости. Параметр оптимизации, требования, ограничения. Виды параметров оптимизации. Требования к параметрам. Факторы оптимизации. Определение факторов. Требования, предъявляемые к факторам при планировании эксперимента. Требования к совокупности факторов. Выбор модели. Шаговый принцип. Критериальные параметра оценки сложности модели. Полиномиальные модели. | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.2. | Полный факторный эксперимент. Принятие решение перед планированием эксперимента. Выбор основного уровня. Выбор интервалов варьирования. Вещественные и кодированные значения факторов. Полный факторный эксперимент. Матрица планирования. Проверка правильности матрицы. Свойства полного факторного эксперимента типа 2K. Полный факторный эксперимент и математическая модель. Постэкспериментальный анализ модели. | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.3. | Дробный факторный эксперимент. Минимизация числа опытов. Проведение эксперимента. Воспроизводимость параллельных опытов. Дисперсия параметра оптимизации. Проверка однородности дисперсии. Дисперсия параметра оптимизации Проверка однородности дисперсий Рандомизация. Разбиение матрицы типа 2^к на блоки. Обработка результатов эксперимента. Метод наименьших квадратов. | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.4. | Построение и анализ линейной по параметрам модели (по результатам полного факторного эксперимента 2^2) средствами табличных процессоров. Компьютерный эксперимент | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.5. | Подготовка к лабораторной работе по теме "Построение и анализ линейной по параметрам модели (по результатам полного факторного эксперимента 2^2) средствами табличных процессоров. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 6 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.6. | Оформление отчета по лабораторной работе по теме "Построение и анализ линейной по параметрам модели (по результатам полного факторного эксперимента 2^2) средствами табличных процессоров. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.7. | Построение и анализ линейной по параметрам модели (по результатам полного факторного эксперимента 2^2) средствами табличных процессоров | Практические | 3 | 6 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.8. | Исследование прогностической способности планов эксперимента. Информационная функция плана эксперимента. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.9. | МНК для нелинейных по параметрам моделей. Методы численного решения системы нормальных уравнений. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.10. | Инструментальные средства МНК для нелинейных по параметрам моделей. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
3.11. | Инструментальные средства планирования эксперимента. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
Раздел 4. Регрессионный анализ | ||||||
4.1. | Регрессионный анализ. Проверка адекватности модели. Проверка значимости коэффициентов. Принятие решений после построения модели. Интерпретация результатов. Принятие решений после построения модели процесса. Построение интерполяционной формулы, линейная модель неадекватна. | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
4.2. | Крутое восхождение по поверхности отклика. Движение по градиенту. Расчет крутого восхождения. Реализация мысленных опытов. Принятие решений после крутого восхождения. Крутое восхождение эффективно. Крутое восхождение неэффективно. | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
4.3. | Использование критерия Пирсона для проверки гипотезы о нормальном распределении генеральной совокупности. Компьютерный эксперимент | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
4.4. | Подготовка к лабораторной работе по теме "Использование критерия Пирсона для проверки гипотезы о нормальном распределении генеральной совокупности. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 6 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
4.5. | Оформление отчета по лабораторной работе по теме "Использование критерия Пирсона для проверки гипотезы о нормальном распределении генеральной совокупности. Компьютерный эксперимент" | Сам. работа | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
4.6. | Использование критерия Пирсона для проверки гипотезы о нормальном распределении генеральной совокупности | Практические | 3 | 6 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
4.7. | Инструментальные средства визуализации результатов регрессионного анализа. | Сам. работа | 3 | 2 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1, Л2.1 |
4.8. | Подготовка к зачету | Сам. работа | 3 | 4 | ОПК-1, ПК-2 | Л1.1 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
не предусмотрено |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
не предусмотрено |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
в приложении |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | Шипунов Б.П. | Элементы статистики и планирование химического эксперимента: учеб. пособие | Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2012 | |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Седалищев В. Н. | Методы и средства измерений электрических величин : учебное пособие | Барнаул : АлтГУ, 2017 | elibrary.asu.ru |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
Название | Эл. адрес | |||
Э1 | http://www.lib.asu.ru | |||
Э2 | http://www.rsl.ru | |||
Э3 | http://ben.irex.ru | |||
Э4 | http://www.gpntb.ru | |||
Э5 | http://ban.pu.ru | |||
Э6 | http://www.nlr.ru | |||
Э7 | http://www.elibrary.ru | |||
Э8 | http://www.chem.msu.su | |||
Э9 | http://www.lib.msu.su | |||
Э10 | http://www.kge.msu.ru | |||
Э11 | http://www.chem.port.ru/ | |||
Э12 | http://www.ars.org/portalchemistry/ | |||
Э13 | http://www.pstlib.nsc.ru/ | |||
Э14 | http://www.poiskknig.ru | |||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Windows Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
1. http://www.chem.asu.ru/ 2. http://www.chem.port.ru/ 3. http://www.ars.org/portalchemistry/ 4. http://www.pstlib.nsc.ru/ 5. http://www.e.lanbook.com/ 6. http://www.lib.asu.ru/ 2. http://www.lib.asu.ru электронные ресурсы научной библиотеки АлтГУ http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук http://www.gpntb.ru Государственная публичная научно-техническая библиотека http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ |
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
Курс «Математическая статистика и планирование эксперимента» направлен на совершенствование и расширение возможностей студентов при выполнении стандартных и оригинальных исследований. При изучении предмета необходимо, в первую очередь, оценить возможность использования получаемых знаний умений и навыков в индивидуальной работе. Методические материалы необходимо изучать в привязке к своему научному экспреименту. Знания теоретического материала необходимо использовать адресно: для оценки точности и надёжности измерений. Поэтому, освоение материала должно осуществляться путём применения знаний для конкретной оценки результатов личного (или коллективного) экспреимента. Свёртка результатов в регрессионные уравнения следует так же рассматривать как инструмент, которым необходимо пользоваться осознанно, зная достоинства и ограничения метода. При выполнении практических заданий предпочтительно использовать реальные результаты экспериментальных исследований. Лабораторные работы следует, в первую очередь, рассматривать как способ приобретения навыков статистического анализа и факторного планирования. |