研究的目的是把美好需求变为现实，本质是创新创造。研究方案的合理程度决定了研究的成功与否或效率的高低。如何通过有效的方案设计，实现实验的最高效率，同时又能控制结果的误差，对有限的实验数据所蕴含的信息进行最大限度挖掘，是材料研究的方案设计的重要内容。
课程的特色在于将枯燥的数学知识，灵活的运用到项目的方案设计和企业的质量管理中。以研究方案的优化设计与对应的数据分析处理方法为主线，重点讲解方案设计中指标、因素、水平的选择方法，结合数理统计的知识，讲授误差的分析与传递，正态分布，正交设计，方差分析，回归分析，响应曲面设计、混料设计，稳健设计和试验设计中的软件应用等。通过掌握方案设计基本理论，掌握多种方案设计方法和对应的数据处理方法，从而培养学生分析问题、思考能力、独立解决问题的能力，并提高其自主创新能力。
