Podstawy teorii eksperymentu

stacjonarne

II stopnia

wybieralny

II semestr: 10W/+, 6L/+

wymagania wstępne: efekty kształcenia w zakresie studiów wyższych I i II stopnia

w odniesieniu do matematyki, zastosowania technik informacyjnych i prowadzenia badań doświadczalnych

kierunek: Chemia

specjalność: wszystkie specjalności

prof. dr hab. inż. Radosław Trębiński

1 Udział w wykładach 10 godzin

2 Samodzielne studiowanie tematyki wykładów 10 godzin

3 Udział w ćwiczeniach

4 Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń

5 Udział w laboratoriach 6 godzin

6 Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów 4 godziny

7 Udział w seminariach

8 Samodzielne przygotowanie się do seminariów

9 Realizacja projektu

10 Udział w konsultacjach 1

Sumaryczne obciążenie pracą studenta 31 godzin 1 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1+3+5+7+9+10+12 17 godzin 0,5 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5+6+9 10 godzin 0,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 1+2+3+4+7+8 20 godzin 0,5 ECTS

11 Przygotowanie do egzaminu

12 Udział w egzaminie

W treści przedmiotu zawarto problematykę wynikającą z następujących tematów:

• Co rozumiemy przez teorię eksperymentu?

• Plan eksperymentu

• Miary położenia i rozproszenia wyników pomiarów

• Ocena istotności

• Aproksymacja funkcji obiektu

• Eksperymentalna optymalizacja

Wykłady /metody dydaktyczne:

Tematy kolejnych zajęć:

1. Co rozumiemy przez teorię eksperymentu? Pojęcie doświadczenia i planu doświadczenia. Cele badań doświadczalnych. Jakościowa analiza obiektu doświadczenia. (2h)

2. Plan eksperymentu. Plany w postaci unormowanej. Plany kompletne. Plany frakcyjne. Plany Hartleya, Bi, Pesocinskiego. Plany nasycone. Plan sympleksowy. Plany randomizowane. (2h)

3. Miary położenia i rozproszenia wyników pomiarów. Miary położenia. Miary rozproszenia wyników pomiarów. Błąd graniczny. (1h)

4. Ocena istotności. Ocena istotności wpływu wielkości wejściowej. (1h)

5. Aproksymacja funkcji obiektu. Interpolacja i aproksymacja. Metoda najmniejszych kwadratów. Wyznaczanie współczynników funkcji obiektu. Badanie adekwatności funkcji obiektu. Badanie istotności współczynników funkcji obiektu. (2h)

6. Eksperymentalna optymalizacja. Plan sekwencyjny. Plan optymalizacyjny. Zastosowanie planów optymalizacyjnych do identyfikacji obiektu. (2h)

Wykład ilustrowany przezroczami Power Point.

Laboratoria -:indywidualne zadania:

Zadania polegają na samodzielnym sporządzeniu przez studentów

4 skoroszytów programu EXCEL, w których układa się plan doświadczenia i dokonuje analizy statystycznej wyników doświadczenia. Pierwszy skoroszyt zawiera ułożenie planu frakcyjnego, wyznaczenie liniowej funkcji obiektu oraz sprawdzenie jej adekwatności i istotności jej współczynników. Drugi skoroszyt zawiera ułożenie planu Hartleya, wyznaczenie kwadratowej funkcji obiektu oraz sprawdzenie jej adekwatności i istotności jej współczynników. Trzeci skoroszyt zawiera ułożenie planu randomizowanego blokowego kompletnego i ocenę istotności wpływu wielkości wejściowej. Czwarty skoroszyt zawiera ułożenie planu optymalizacyjnego i określenie optymalnych wartości wielkości wejściowych.

Podstawowa:

T.Grzegorczyk, J.Janiszewski, R.Trębiński – Metrologia i teoria eksperymentu, Część II, WAT, S-59928.

M.Korzyński – Metodyka eksperymentu, WNT, Warszawa,2006.

Uzupełniająca:

Z. Polański – Planowanie doświadczeń w technice, PWN, 1984.

W1 Posiada wiedzę o planach doświadczenia K_W12

W2 Posiada wiedzę o statystycznych metodach analizy wyników eksperymentu K_W12, K_W15

U1 Potrafi dobrać plan doświadczenia do zadania badawczego realizowanego w sposób doświadczalny K_U03

U2 Potrafi dokonać statystycznej analizy wyników doświadczenia wykorzystując arkusze kalkulacyjne programu EXCEL K_U08

Zaliczenie odbywa się na podstawie przygotowanych samodzielnie przez studentów zadań, polegających na sporządzeniu 4 skoroszytów programu EXCEL, w których układa się plan doświadczenia i dokonuje analizy statystycznej wyników doświadczenia.

Efekty W1, W2, U1, U2 sprawdzane są na podstawie oceny poprawności poszczególnych elementów wykonania zadań.

Za każdy poprawnie zrobiony skoroszyt przyznawane jest 20 punktów. Za każdy błąd odejmowane są 2 punkty. Ocena końcowa zależy od liczby punktów w sposób przedstawiony w tabeli:

Min Max Ocena

0 30 2

32 40 3

42 50 3,5

52 60 4

62 70 4,5

72 80 5

nie dotyczy