第七章试验设计-贾国梅
《试验设计方法》课程教学大纲(本科)
试验设计方法Method of Experimental Design课程代码：09410017学分：2.0学时：32 (其中：课堂教学学时：24 实验学时：8 上机学时：0 课程实践学时：0）先修课程：高等数学适用专业：食品科学、食品机械、食品安全、生物工程、生物技术教材：杜双奎等，《食品试验设计方法》[M].北京：中国轻工业出版社，2011．一、课程目标《试验设计方法》是食品科学与工程学科和食品工程专业领域的专业选修课，它建立在高等数学、概率论、食品分析等课程知识的基础上，为食品科学与工程专业课程的学习，以及其毕业设计打好坚实的基础。
通过本课程的学习使学生学会在试验前进行试验的组织设计，正确进行试验、正确处理试验数据，最后得到科学的结论。
在食品行业中，会涉及到一系列的工艺优化问题，如何合理的设计实验方案，有效的获取实验数据，再通过相应的方法分析所获取数据的可靠性，显著性，这个正是试验设计方法与数据处理所要涉及的内容。
本课程的学习为后续试验和今后在工作中开展产品设计、质量管理和科学研究的顺利进行打下良好的基础。
1. 知识方面1.1试验设计的基本方法和思路；1.2 统计学分析；1.3 多变量数据处理及数学建模能力；2. 能力与素质方面2.1 实际生产问题采用科学方法研究和思考的能力；2.2 试验设计能力；2.3 统计分析能力；二、课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑人才培养方案中毕业要求之4、5项。
（毕业要求4研究；毕业要求5使用现代工具）。
三、课程内容及要求第一章绪论（支撑综合课程目标1.1，2.1）1. 教学内容（1）知识方面：试验设计的定义、目的和要求，推广试验设计的意义；试验设计和数据处理的一般原则；试验设计和数据所涉及的内容和面向对象；试验设计的典型例子分析。
（2）能力与素质方面：根据对象特征选择研究路线的能力，试验设计能力。
2. 教学要求（1）知识方面：理解试验设计的定义、目的和要求，推广试验设计的意义；掌握试验设计和数据处理的一般原则；了解试验设计和数据所涉及的内容和面向对象，且应用到各个案例中。
Design of Experiments实验设计
七、 试验设计运用步骤
1.提出试验问题 2.确定响应变量 3.选择因子与水平 4.选择试验计划
5.实验
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Ø响应变量（Y） 一般以顾客的声音来判定 什么是我们所要的Y特性。 Y可以来自：
Ø顾客会抱怨的特性； Ø顾客所指定的特殊特性； Ø公司内部认为的关键特性。 Ø 在选择响应变量时，试验者应提出待研 究的过程的信息的响应变量；
15
四、试验设计和分析的作用
通过实验， 控制其不良 的影响程度， 建立一个稳 健（robust）
过程
通过实验 进行优化设计
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五、 试验设计DOE有关术语
1 因子 （可控因子、非可 控因子）
2 水平/ 处理 3 响应 4 主效应
5 交互作用 6 试验单元 7 试验环境 8 模型和误差
术语1——可控因子 controlled factor
方差分析
交互作用分析
线性回归分析
拟合选定模型
残差诊断
设法改进模型等。
Ø 如果将统计技术与工程知识、过程知识和常
识一起运用有助于获得更加客观的结论。
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七、 试验设计运用步骤
6.数据分析 7.确定分析结果
8.确认试验 9.后续管理 10.后续试验计划
• 2 水平/ 处理 • 3 响应
3
4 主效应 5 交互作用 6 试验单元 7 试验环境 8 模型和误差 六、 试验设计分类
七、 试验设计运用步骤
八、 DOE基本原则（重 复、随机化和分组）
一、 试验的定义
• 人们通常通过一系列试验，在试验中有目的地改变 输入变量，从而研究和识别引起一个过程或系统输 出变化的原因。
《试验设计》讲稿第一部分
试验设计DOE design Of experiment教材王万中 试验的设计与分析 高等教育出版社参考文献1．李云雁 胡传荣 试验设计与数据处理 化学工业出版社2．茆诗松 周纪芗 陈颖 试验设计 中国统计出版社3．方开泰 试验设计 高等教育出版社一、引 言试验设计（design Of experiment，DOE），也称为实验设计。
试验设计是以概率论和数理统计为理论基础，经济地，科学地安排试验的一项技术。
试验设计自20世纪20年代问世至今，其发展大致经历了三个阶段：即早期的单因素和多因素方差分析，传统的正交试验法和近代的调优设计法。
试验设计的概念从20世纪30（20）年代费希尔（R.A.Fisher）在农业生产中使用试验设计方法以来，试验设计方法已经得到广泛的发展，统计学家们发现了很多非常有效的试验设计技术。
20世纪60（50）年代，日本统计学家田口玄一将试验设计中应用最广的正交设计表格化，在方法解说方面深入浅出为试验设计的更广泛使用作出了巨大的贡献。
试验设计的内容产品质量的高低主要是由设计决定的，一个好的试验设计包含几个方面的内容。
第一是明确衡量产品质量的指标，6σ管理强调用数据说话，所以这个质量指标必须是能够量化的指标，在试验设计中称为试验指标，也称为响应变量(responsevariable）或输出变量。
第二是寻找影响试验指标的可能因素（factor) ，也称为影响因子和输入变量。
因素变化的各种状态称为水平，要求根据专业知识初步确定因家水平的范围。
第三是根据实际问题，选择适用的试验设计方法。
试验设计的方法有很多，每种方法都有不同的适用条件，选择了适用的方法就可以事半而功倍，选择的方法不正确或者根本没有进行有效的试验设计就会事倍而功半。
第四是科学地分析试验结果，包括对数据的直观分析、方差分析、回归分析等多种统计分析方法，这些工作可以借助各类（SAS SPSS MATLAB EXCEL等等）软件完成。
医学科研设计慕课习题及答案精选全文
可编辑修改精选全文完整版医学科研设计慕课习题及答案1.1医学科研的基本程序1.良好的统计学设计决定了实验结果可靠性和准确性（√）2.从新的角度去探索旧的问题需要有创造性的想像力（√）3.科研设计主要是指实施科研的技术路线。
（×）4.证伪比证实更容易实现。
（√）5.实验结果是我们观察到的事物本质。
（×）6.实验与观察的主要区别是（）C 实验需要对研究对象进行干预7.医学科研的目的包括（）A 发现新的生命现象B揭示生命活动和疾病的发生机制C认识健康和疾病相互转化的规律D探索新的预防、诊断、治疗措施8.对研究结果的解释应注意（）结果是否可靠分析依据的理论是否正确对结果的解释是否与现有理论相矛盾9.对实验结果的分析应该包括（）A 与对照组的差异是否是抽样误差所造成B 要注意归纳数据的变化规律C采用现有理论对结果进行解释D对实验结果的意义进行推论10.观察的局限性包括（）A 被动性B主观性C 可错性1.2实验动物基本知识1.下列动物中适宜进行呕吐反应实验的动物是（）犬2.下列动物中，对致畸药物十分敏感，适宜进行致畸实验的动物是（）小鼠3.一种在心血管外科、脑外科、断肢再植、器官和组织移植等实验外科研究中广泛使用的动物是（）犬4.不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病的病源，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原，这样的实验动物是（）清洁级动物5.下列动物中，对致热物质十分敏感，可用于发热、解热和伴随发热发生的免疫增强反应研究的动物是（）兔6.实验用动物又称（）广义实验动物7.人类疾病动物模型的设计原则中，下述对相似性原则描述错误的是（）为了尽量做到与人类疾病相似，首先要在动物局部功能的选择加以注意8.实验动物科学作为生命科学的一个分支同时又是生命科学重要的基础支撑条件，因此实验动物标准化和动物实验规范化研究成为该学科的重要特点。
（√）9.按微生物控制分类，实验动物可分成普通级、清洁级、无特定病原体级、无菌级四个等级的动物。
《热能与动力工程测试技术(第3版)》俞小莉(习题解答)-课后习题及答案
第2章1. 传递函数是指零初始条件下输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。
（√）2. 传递函数既描述了系统的动态性能，也说明了系统的物理结构。
（×）3. 幅频特性 和 相频特性 共同表达了测量系统的频率响应特性。
4. 测量系统的动态特性一般可以从 时（间）域 和 频（率）域 两方面进行分析。
5. 用试验测定动态参数的方法有频率响应法、阶跃响应法、随机信号法。
6. 测量系统的输出量与输入量之间关系可采用传递函数表示，试说明串联环节、并联环节及反馈联接的传递函数的表示方法。
答：串联环节：并联环节：正反馈环节：负反馈环节：7. 试述测量系统的动态响应的含意、研究方法及评价指标。
答：含义：在瞬态参数动态测量中，要求通过系统所获得的输出信号能准确地重现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价系统正确传递和显示输入信号的重要指标。
研究方法：对测量系统施加某些已知的典型输入信号，包括阶跃信号、正弦信号、脉冲信号、斜升信号，通常是采用阶跃信号和正弦信号作为输入量来研究系统对典型信号的响应，以了解测量系统的动态特性，以此评价测量系统。
评价指标：稳定时间t s 、最大过冲量A d 。
8. 某一力传感器拟定为二阶系统，其固有频率为800Hz ，阻尼比为0.14。
问使用该传感器)()()()()()()()()(21s H s H s Z s X s Y s Z s X s T s H ===)()()()()()()()(2121s H s H s X s Y s Y s X s Y s H +=+==)()(1)()()()(s H s H s H s X s Y s H B A A -==)()(1)()()()(s H s H s H s X s Y s H B A A +==作频率为400Hz 正弦变化的外力测试时，其振幅和相位角各为多少？解：()2222411⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n A ωωξωωω()222280040014.0480040011⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=31.1≈()212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n arctg ωωωωξωϕ2800400180040014.02⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯-=arctg 6.10-≈9. 用一阶系统对100Hz 的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差为10%以内，时间常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测试，其幅值误差和相位误差为多少？ 解：（1）%10)2100(111)(111)(1)(22≤⨯+-=+-=-=∆πτωτωωA A 则 s 41071.7-⨯≤τ （2）%81.2)1071.7250(111)(111)(1)(242≤⨯⨯⨯+-=+-=-=∆-πωτωωA Aτ取7.71×10-4时， ︒-=⨯⨯⨯-=-=-62.13)1071.7250()(24πωτωϕarctg arctg相位误差小于等于13.62°10. 用传递函数为1/(0.0025s +1)的一阶系统进行周期信号测量。
2016-2017年蒸汽冷凝时的传热系数实验研究（总结）
河北农业大学本科毕业设计设计题目蒸汽冷凝时给热系数和换热系数的测定实验平台设计学校河北农业大学学院机电工程学院专业班级热能与动力工程1002学生姓名马东学号*************指导教师闫震教师职称讲师日期2014年6月摘要在我们生活着的大千世界中发生着各种各样的过程，其中与人类的生存关系最为密切的物理过程之一就是热能的传递，这是我们生产和生活中普遍存在的物理现象，传热学历经长久的发展已经有了飞跃的进步，传热的研究主要针对于我们生活中温度的强化和削弱以及温度控制问题，而这些过程中传热系数的研究更是重中之重，本设计立足于传热系数在传热学领域中的重要作用，同时为了将理论和实践相结合，加强对知识的理解和变通同时提高对理论知识的实际应用，主要从传热的发展历史，系统原理，系统结构，组件选择，实验环节等几个方面入手，该设计主要针对两个部分进行设计，即管路系统结构设计和控制系统设计，管路系统以及控制系统中又针对主要组件如蒸汽发生器，气液分离器，热电偶，压力表等等进行设计和选型，在选型过程中在满足实验所需条件的情况下充分考虑了组件的实用性和性价比，力求经济性和简洁性，为了让系统设计既能完成数据的准确测定简洁的看到工作原理，其主要结构将采用开放式。
关键词：发展史；结构设计；组件选择。
AbstractPlace in the wider world we live in a variety of processes , one of which the survival of the human relationship with the physical process is most closely heat transfer , which is prevalent in our production and life physical phenomena , heat academic development has been a long leap of progress in the study of heat transfer is mainly for our lives to strengthen and weaken the temperature and temperature control problems, and to study these processes in heat transfer coefficient is a top priority , the design based on the important role of the heat transfer coefficient in the field of heat transfer , and in order to combine theory and practice to strengthen the understanding of knowledge and work while improving the practical application of theoretical knowledge , mainly from the development history of heat transfer , systems theory several aspects of the system architecture , component selection, labs and other aspects of the design of the main design for the two parts , namely piping system design and control system design , piping systems, and control systems but also for major components such as the steam generator case , a gas-liquid separator , thermocouples, pressure gauges , etc. design and selection, the selection process to meet the required conditions of the experiment in full consideration of the practicality and cost components , and strive economy and simplicity , to allow accurate determination of both the complete system design is simple to see that the data works , it will use the main structure open .Keywords : history ; structural design ; component selection .Keywords: history of development;structure design;component selectionII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论1.1传热学的发展简述 (1)1.2应用领域分析 (2)1.3设计目的与原则 (3)第2章系统分析2.1功能分析 (4)2.2结构分析 (4)2.3原理分析 (4)2.3.1从定义层面分析表面传热系数 (4)2.3.2从数学描述层面分析表面传热系数 (5)2.3.3用数学模型分析通过圆筒壁的传热过程计算 (6)2.3.4套管换热器传热过程平均温差的计算 (7)第3章系统设计3.1系统结构拟定 (10)3.2管路系统设计 (11)3.2.1蒸汽发生装置选择 (11)3.2.2气液分离器选择 (11)3.2.3换热器选择 (13)3.3控制系统设计 (14)3.3.1热电偶选择 (14)3.3.2温度巡检仪选择 (15)3.3.3接点压力表选择 (15)3.3.4安全阀的选择 (16)第4章实验环节4.1实验操作流程 (18)4.2测试方法 (18)4.3涉及公式 (19)4.4注意事项 (19)第5章设计总结 (20)致谢 (21)参考文献第1章绪论1.1传热学的发展简述18世纪30年代首先从英国开始的工业革命促进了生产力的空前发展。
试验设计绪论
1. 实验设计与分析（第二版），Montgomery D.C. 著，汪仁官 和陈荣昭译，中国统计出版社，1998. 2. 实验设计与分析（第六版），Montgomery D.C. 著，傅珏生 等译，人民邮电出版社 ，2008. 3. 试验设计与分析，袁志发和周静芋主编，高等教育出版社， 2004. 4. 试验设计与分析 （第二版），袁志发和贠海燕主编，中国农 业出版社，2007. 5. 试验的设计与分析，王万中主编，高等教育出版社，2012.
优点：多因素全面试验的效率高于多个单因素试验的效率．
主要不足：当因素个数和水平数较多时，处理数太多，以至 于在试验时，人力、物力、财力等都难以承受，试验误差 也不易控制．因而全面试验宜在因素个数和水平数都较少 时应用．
在多因素试验中，由于条件限制，有规律 地选取部分处理投入实施的试验方案，称为不完
1.制定试验计划（√） 2.实施试验计划，记录试验结果 3.分析试验数据（√）
二、几个名词解释
1.试验的一般模型
2.响应变量 3.试验因素 4.试验因素的水平 5.试验处理 6.试验单元 7.试验方案 8.误差
试验的一般模型
响应变量
响应变量（输出，观察响应，试验指标）用
于衡量试验结果好坏的指标。
方开泰
王元 （1930-）
试验设计发展的三个里程碑
◆ 费歇尔创立了早期、传统的试验设计理论、方法； ◆ 正交表的开发及正交试验设计的应用；
◆ 信噪比试验设计和产品三次设计的应用。
我国试验设计的发展情况
1948
范福仁《田间试验之统计与分析》
1970
1970.4 华罗庚推广优选法、统筹法 1978 优选法用于五粮液获成功。
速发展的原因之一就是在工业领域普遍推广和应用正交试验
《试验设计与分析》笔记_学习笔记
试验设计与分析复习第一章试验设计概述试验设计的定义与重要性试验设计的基本原则试验设计的类型与分类第二章随机化与区组设计随机化的概念与方法区组设计的基本原理区组设计的应用实例第三章完全随机设计完全随机设计的定义与特点完全随机设计的实施步骤完全随机设计的数据分析方法第四章交互作用与多因素设计交互作用的概念与识别多因素设计的基本理论多因素设计的分析方法与应用第五章方差分析方差分析的基本原理单因素方差分析的步骤多因素方差分析的应用与解释第六章试验结果的解释与报告试验结果的统计解释结果报告的结构与内容试验设计的实际应用案例分析1.试验设计的基本概念试验设计是为了获取可靠数据而系统安排实验的过程。
主要目标：控制变异、提高效率、获取有效信息。
2.随机化与重复随机化：消除系统误差，确保样本的代表性。
重复：增加试验的可靠性，减少偶然误差。
3.因子设计单因子设计：研究单一因素对结果的影响。
多因子设计：同时研究多个因素及其交互作用。
4.完全随机设计每个处理随机分配到实验单位，适用于变异较小的情况。
5.随机区组设计将实验单位分成若干区组，控制区组内的变异，适用于变异较大的情况。
6.拉丁方设计控制两个干扰因素，适用于需要控制两个方向的实验设计。
7.方差分析（ANOVA）用于比较多个组的均值，判断因素对结果的显著性影响。
包括单因素方差分析和多因素方差分析。
8.回归分析建立因变量与自变量之间的关系模型，分析影响因素。
包括线性回归和非线性回归。
9.实验结果的解释与报告结果应包括统计显著性、效应大小和置信区间等。
报告应清晰、准确，便于他人理解和复现。
10.实验设计的伦理考虑确保实验的伦理性，保护参与者的权益和隐私。
试验设计的定义：系统地规划和实施试验，以获取可靠的数据和结论。
试验设计的目的：提高实验效率，控制变异，确保结果的有效性和可重复性。
试验设计的基本要素：自变量（因素）：实验中被操控的变量。
因变量（响应）：实验中被测量的结果。
22技术试验及其方法(教学设计)高一通用技术上册
技术试验在设计中的作用
技术试验在设计中有什么作用？（课件）
学生1：它是发现问题、探究规律和优化设计的关键。
学生2：也可为评价提供准确、客观的依据。
教师：在技术活动中，技术试验是必不可少的。在技术设计后期，进行综合性的整体试验可为设计的评价提供准确、客观的依据，同时也可发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。
试验环节：每次向桥面上放重物（秤砣）共700g,记录每组最大称重是多少克？
教师评价：本次试验的优秀小组： 组； 技术试验实施过程就像我们看到的，并不一定每次都是一帆风顺，也会出现意外。
试验总结： 教师评价：
本节课的优秀小组是： 组。
以小组 为单位 合作探 究,完成 桥面设 计制作。亲身经 历技术 试验，积极参与到试验。
制作材料：3张A4打印纸(1张备用）
制作工具：双面胶、胶带、剪刀、小刀、三角板
设计要求： 1、整个桥面的主要材料2张A4打印纸。 2、桥面的长度≥20cm，宽度≥6cm,厚度≥1cm，要求桥面平坦。3、桥面结构强度越大越好.
注 意:胶带仅起连接作用不可用于增大强度。
试验目的：比较每组制作的桥面模型承受压力的大小。
复习回顾、回答总结问题
复习回顾，并设问提出问题，引入新课.
技术试验的实施与报告的写作
【案例分析】《当核材料接近临界值》
【思考】人们在技术试验中可能会遭遇不可预料的危险，甚至有人为了获得资料在试验中英勇献身，你对此有什么体会?
【小结】技术试验是一种探索性的实践活动，需要试验者具有科学的精神、严谨的态度；技术试验往往要经历一个曲折的过程，需要试验者拥有顽强的毅力。
技术试验报告的格式虽然不是惟一的，不同的技术试验内容或方法可以形成不同的试验报告。但都应该包含试验名称、试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等基本内容
试验设计-第03章-广义试验设计
第二，我国耕地面积不少，但人均占有量却很少， 而且极不均衡，在我国农民人口占绝对优势的国 情下，人均占有耕地面积的情况无疑也是制约农 村经济发展的主要因素之一。
第三 ，农作物种植的种类一般分为：粮食作物和 经济作物，毫不夸张的说，在现在形势下种植粮食 作物仅能解决温饱问题，根本没有任何的剩余收入 可言，种植经济作物形势就要稍微好点，尤其是冬 天种植的大棚蔬菜可以提高农民不少收入。
1. 比较各列 y1、y2、y3的大小, 得计算分析最好的方案 为A2、B2、C3 、D3。得最佳的教学方式：讲授的例题 不要与教材全都相同，应根据学生的实际进行筛选和补 充；讲课时间不宜过多也不能太少，应保持在70—80分 钟；练习要有质量，不能贪大求全，应以单项强化训练 为重点；练习形式最好是边讲边练.。 2. 从极差R 的大小可知，练习内容对培养技能技巧的影 响最大，是主要因素，其中单项强化训练的效果明显的 好，练习时间(讲课余下的时间) 的影响次之。可以看出， 并不是课堂上的练习越多越好，但应保证达到一定的量。 再次是练习形式、讲授的例题。
●
试验指标：寿命（时间） ●试验方法：正常使用 ●寿命试验考察因素尽可能提完全些，为了保 证寿命长和稳定性好，可以提出外部干扰因 素，通常用较大的正交表安排试验。
●
汽车轮胎寿命试验，寻找寿命最长的轮胎 （设计，材质，工艺条件等）选五个二水平 因素A，B，C，D，E并要求考察 A B, A C
●
最佳教学方式的试验设计
高等数学是工科院校一门重要的基础课程，它 不仅要求学生掌握必备的数学知识，还要求学生 在微积分的运算上具有一定的技能技巧。伴随着 科学技术的迅猛发展和教学改革的不断深入，高 等数学的教学时数一再地缩减，因此，如何探索 出一条能使学生尽快地形成技能技巧的有效途径， 已经成为广大教师极为关心的一个重要课题。
01试验设计与分析介绍(2011)
如何确定要实施哪些处理及重复次数， 如何确定试验的顺序等。
2、讨论试验数据的统计分析方法 如方差分析，回归分析等
常用试验设计方法
肥 力 梯 度 肥 瘦
试验地
局部控制通常通过设置区组来实现，相应的试 验设计方法以随机区组设计为代表。 局部控制的作用是使干扰因素造成的误差从试 验误差中分离出来，从而降低试验误差。
三、解决问题的主要步骤
1、问题的叙述 （1）响应变量的选取 （2）因子的选取 （3）各因子诸水平的选取 （2）（3）两步对试验次数影响很大， 应着重处理，编制因子水平表。
4. 均匀设计法：1970s，中国科学院数学所王元，方开泰
一、研究对象
解决任何一个实验问题有三个阶段： （1）制定试验计划 （2）实施试验、客观地记录实验结果 （3）分析实验数据，做出结论 试验设计与分析研究的就是（1）（3）中的 数学与统计问题。 设计问题与分析问题有制约关系。
二、试验设计的基本原则
重复的作用主要有：
（a）估计试验误差。如果同一处理只设置在一个试验单位上，那么只
能得到一个观测值，则无从看出变异，因而也无法估计试验误差的大 小。 （b）降低试验误差，提高试验的精确性。
抽样分布显示，样本平 均数的标准误 x 与样本观测值的标准差 和 S S 样本容量n之间的关系为： x＝ S S n
即样本平均数抽样误差的大小与重复次数的平方根成反比。适当 增大重复次数可以降低试验误差。
（2）随机排列
随机排列是指试验的每一个处理都有同等机会设置 在一个重复中的任何一个试验小区上。这是用统 计方法分析数据的基础。
试验设计习题及答案
试验设计习题及答案【西北农林科技⼤学试验设计与分析复习题】员海燕版⼀、名词解释(15分)1．重复：⼀个条件值的每⼀个实现。
或因素某⽔平值的多次实现。
2．因素：试验中要考虑的可能会对试验结果产⽣影响的条件。
常⽤⼤写字母表⽰。
3．⽔平：因素所处的不同状态或数值。
4．处理：试验中各个因素的每⼀⽔平所形成的组合 5．响应：试验的结果称为响应；响应函数：试验指标与因素之间的定量关系⽤模型ε+=),,(1n x x f y 表⽰，其中),,(1n x x f y =是因素的值n x x ,,1 的函数，称为响应函数。
6．正交表：是根据均衡分散的思想，运⽤组合数学理论在拉丁⽅和正交拉丁⽅的基础上构造的⼀种表格。
7．试验指标：衡量试验结果好坏的指标8．随机误差：在试验中总存在⼀些不可控制的因素，它们的综合作⽤称为～9．交互作⽤：⼀般地说，如果⼀个因素对试验指标的影响与另⼀个因素所取的⽔平有关，就称这两个因素有交互作⽤。
10．试验设计：是研究如何合理地安排试验，取得数据，然后进⾏综合的科学分析，从⽽达到尽快获得最优⽅案的⽬的。
11．试验单元：在试验中能施以不同处理的材料单元。
12．拉丁⽅格：⽤拉丁字母排列起来的⽅格，要求每个字母不论在⽅格的⾏还是列都只出现⼀次。
13．综合平衡法：先对各项指标进⾏分析，找出其较优⽣产条件，然后将各项指标的较优⽣产条件综合平衡，找出兼顾各项指标都尽可能好的⽣产条件的⽅法。
14．综合评分法：是⽤评分的⽅法，将多个指标综合成单⼀的指标---得分，⽤每次试验的得分来代表试验的结果，⽤各号试验的分数作为数据进⾏分析的⽅法。
15．信噪⽐：信号功率与噪声功率之⽐。
16．并列法：是由相同⽔平正交表构造⽔平数不同的正交表的⼀种⽅法。
17．拟⽔平法：是对⽔平数较少的因素虚拟⼀些⽔平使之能排在正交表的多⽔平列上的⼀种⽅法。
18．直和法：是先把⼀部分因素和⽔平放在第⼀正交表上进⾏试验，如果试验结果达不到要求，再利⽤第⼀阶段试验结果提供的信息，在第⼆正交表上安排下⼀阶段的试验，最后再对两正交表上的结果进⾏统⼀分析的⽅法。
生物教学中学生实验设计能力的培养
生物教学中学生实验设计能力的培养
陈小美
【期刊名称】《广西教育学院学报》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】实验设计在中学生物课程改革和考试内容改革等方面越来越呈现出重要性.生物教学中的实验设计可以分为局部型和全程型两大类.全程型实验设计应按六个步骤进行并遵循四个原则.
【总页数】3页(P129-131)
【作者】陈小美
【作者单位】广州港新港中学,广东,广州,510010
【正文语种】中文
【中图分类】G633.91
【相关文献】
1.提高高中生物教学中学生实验设计能力的研究 [J], 陶晓庆
2.高中生物教学中学生实验设计能力训练初探 [J], 戴慧君
3.高中生物教学对中学生实验设计能力的培养 [J], 孙虎;
4.新时期“以人为本”视野下的中学生物教学中学生能力的培养 [J], 王振武
5.论中学生物教学中学生自主学习能力的培养 [J], 黄学斌
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2023年学前教育科研方法平时作业及答案
学前教育科研措施作业一成绩：批改老师:一、填空1、根据研究旳问题来源及假设旳种类,研究类型大体可以分为（探索性研究)、（论述性研究）和( 因果性研究 )三大类型。
2、决定科学措施旳要素包括：（物质手段、研究对象、思维加工旳形式和措施、理论工具 )这几种要素。
3、模拟措施旳基础是(模型与原形之间旳相似）,详细研究可进行（数学模拟）,（物理模拟）和（功能模拟）三种模拟。
4、科学措施论作业科学措施旳系统理论,大体上包括四个层次:（多种技术手段和操作规程）、（详细学科门类旳共有措施）、（各学科共有旳措施）和（哲学措施)。
5、（观测 )和实际需要是提出研究问题旳关键。
6、假设具有两个特性，其一是以科学研究为基础旳假设性,二是具有( 推测 )旳性质。
７、（问题旳定位 )是指对研究问题在科学系统、层次中所处位置旳分析,这是研究中很重要旳一步。
8、( 问题旳分解 )是指将一种复杂旳研究问题，分解成若干个小问题加以研究。
二、名词解释1、科学:一般旳定义是指:能对旳反应客观世界本质和规律旳系统知识。
根据这个定义,可以这样理解教育科学:它是指有关对旳反应教育现象本质和规律旳系统知识。
2、科学研究:研究有广义与狭义之分，广义旳研究是指对某种现象或问题加以调查、审查、讨论及思索，然后分析和综合所得旳结论或成果。
狭义旳研究是指以严密旳措施探求某项事实旳原理，获得对旳、可靠旳成果，本书所讨论旳教育科学研究,包括广义与狭义理解旳研究。
３、科学措施：是使科学研究对旳进行旳理论,原则,措施和手段。
最本质旳特性就是要保证科学研究旳对旳进行，也就是使所获得旳研究成果可靠，精确，能阐明所要探讨旳问题４、假设:是对于一定范围旳事物、现象旳本质、规律或原因旳一种推测性旳阐明方式。
假设具有两个特点：①以科学理论与试验为基础旳科学性;②具有推测旳性质。
三、简答题１、简述科学与技术旳区别联络。
科学与技术既有区别又有联络。
首先，科学与技术两者旳定义不同样。
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df
k
r0.05(k,df)
临界值R0.05 r0.01(k,df)
临界值R0.01
20
2 3 4
2.95 3.10 3.18
3.0783 3.2349 3.3183
4.02 4.22 4.33
4.1949 4.4036 4.5184
序号 1 2 3
4 4.67 ** 2 1.67
3 3 0.33
二，常用的试验设计方法简介
•单因素(one-factor)试验设计
完全随机设计；单因素随机区组设计；拉丁方设计
•两因素试验设计
交叉分组设计；两因素随机区组设计；裂区设计 •多因素试验设计 正交设计
常用试验设计方法
1 单因素试验设计方法
（一）完全随机设计 •设计方法 完全随机设计是将各处理完全随机地分配给不同的试验单 位（如试验小区），每一处理的重复次数可以相等也可以 不等。 这种设计使得每一个试验单位都有同等机会接受任何一种 处理。
（2）随机排列
随机排列是指试验的每一个处理都有同等机会设置 在一个重复中的任何一个试验小区上。 随机化的目的是为了获得对总体参数的无偏估 计。 随机排列的实现可以通过抽签法、利用随机数 字表法。
（3）局部控制
当试验单位之间差异较大时，即存在某种系统干扰 因素时，可以将全部试验单位按干扰因素的不同 水平分成若干个小组，在小组内部使非实验处理 因素尽可能一致，实现试验条件的局部一致性， 这就是局部控制。 局部控制通常通过设置区组来实现，相应的试 验设计方法以随机区组设计为代表。 局部控制的作用使干扰因素造成的误差从试验误差 中分离出来，从而降低试验误差。
C E G H B A 12.5 13.9 11.5 10.4 12.3 9.1
A C E G D H F B 12.2 10.5 16.8 14.1 10.1 14.4 11.8 14
区组
A B
Ⅰ
10.9 10.8
Ⅱ
9.1 12.3
Ⅲ
12.2 14
Tt
xt
C
D E F
11.1
9.1 11.8 10.1
第一处理：13，2，7，22 第三处理：17，20，11，1 第五处理：4，16，9，14 第二处理：5，18，24，12 第四处理：10，3，15，19 第六处理：21，23，6，8
•设计特点
完全随机设计适用于试验单位比较均匀一 致时。所以完全随机设计常用于土壤肥力 均匀一致的田间试验和在实验室、温室中 进行的试验。
2.95
3.10 3.18
3.0783 4.02
3.2349 4.22 3.3183 4.33
4.1949
4.4036 4.5184
(3)将多重比较表中的每个 差数与对应的临界值 相比较，如果差数大于 0.05 , 在差数的右上方标“”， R * 表明差异显著 ；
进一步地，如果差数大 于R0.01 , 在差数的右上方 标“**”，表明差异 极显著。
所以，在多因素试验时，试验因素的一个水平组 合就是一个处理。 • 试验单位
亦称试验单元，是指施加试验处理的材料单位。 田间试验时，试验单位通常指一个试验小区。
• 干扰因素
影响试验单位均匀一致性的对试验结果造成系统 误差的因素。
干扰因素不是研究的主要因素，但对试验的精确 性有很大的影响。 例如：在进行不同品种小麦的产量比较试验时， 如果各试验小区的肥力相差很大，则试验单位 的一致性变得很差，造成试验误差的增大，从 而会掩盖品种这个试验因素的效应。因此，土 壤肥力是试验的一个干扰因素。
2.试验设计的基本原则
试验设计的三个基本原则：
•重复（Replication)
•随机排列（Randomization)
•局部控制（Local Control)
采用这三个基本原则进行设计，配合适当的 分析，就能从试验结果中提取可靠的结论。
（1）重复
重复是指试验中将同一试验处理设置在两个或两个以上的试 验单位上。同一试验处理所设置的试验单位数称为重复数。
4 4 1
5 2 3
肥
肥 力 梯 度
瘦
•设计特点
它在完全随机设计的基础上增加了局部控制的原 则，从而将试验环境均匀性的控制范围从整个试 验地缩小到一个区组，区组间的差异可以通过统 计分析方法使其与试验误差分离，所以随机区组 设计的试验精确度较高。
• 例：有一小麦品比试验，共有8个品种，用 A,B,C,D,E,F,G,H作为品种代号，其中A为标准 品种，试验采用随机区组设计，设置三次重复， 田间排列及小区产量入图，作方差分析 B F A E H 10.8 10.1 10.9 11.8 9.3 G 10 C D 11.1 9.1 D F 10.7 10.6
12.5
10.7 13.9 10.6
10.5
10.1 16.8 11.8
G
H Tr
10
9.3
11.5
10.4
14.1
14.4
• • • • • • •
Analyze-general linear model-univariate: Dependent variable: 产量 Fixed factors: 品种类型和区组 点对话框Model: 选custom, build term:选main effects B把品种类型和区组都放入model框内， 点击post Hoc,把品种类型放入post hoc框, 选LSD • 点击option，选品种类型，选description 和 hom
产 量
(kg/ 20m2)
18 合计 82
x 338
16.67
平均
13.67 12
14
解：这是一个单因素实 验资料，处理数 4,重复数n 6。 a
1.平方和和自由度的计算 ：
x 3382 校正数 C ＝4760.1667 an 4 6
2 总平方和 SST xij C 122＋ 2＋＋ 2－C 10 16 i 1 j 1 a n
2
4958 4760 1667 197.8333 . dfT an 1 23
1 a 2 1 2 处理平方和 SSA xi C [82 722 842 1002 ] C n i 1 6 4827.3333 4760.1667 67.1667 dfA a 1 3
试验处理就是指实施在试验单位上的具体的项目。
在单因素试验中，实施在试验单位上的具体项目就是该 因素的某一水平。例如在进行小麦品种的比较试验时， 实施在试验单位上的具体项目就是种植某一品种小麦。 所以，单因素试验时，试验因素的一个水平就是一个处 理。
在多因素试验中，实施在试验单位上的具体项目是各因素的 某一水平组合。例如进行3个小麦品种和4种播种密度的两因 素试验，整个试验有3×4＝12个水平组合，实施在试验单位 上的具体项目就是某小麦品种与某播种密度的结合。
2.列出方差分析表，进行F检验
变异来源 品种间 误差 平方和SS 67.1667 130.6666 自由度 3 20 均方 22.3889 6.5333 F统计量 F=3.4269 *
总和
197.8333
23
因为临界值 F0.05 (3,20) 3.10 ， F0.01 (3,20) 4.94
3
3 0.33
2
2.67
（2）计算临界值，列成表格
MSe 6.5333 Sx 1.0435 n 6
依据df an a 20, k 2,3,4, 由附表9查出：
df k r0.05(k, 临界值 r0.01(k, 临界值 df) R0.05 df) R0.01
2
20 3 4
误差平方和 SSe SST SSA 197.8333 67.1667 130.6666 dfe dfT df A 23 3 20
SSA 67.1667 所以，处理均方 A MS 22.3889 df A 3
SSe 130.6666 误差均方MSe 6.5333 dfe 20
当试验中考察的因素只有一个时，称为单因素试验；若 同时研究两个或两个以上的因素对试验指标的影响，则 称为两因素试验或多因素试验。
试验因素常用大写字母A、B、C…等表示
• 因素水平
试验因素的不同水平称为因素水平。
例如比较5个小麦品种产量的高低，这5个小麦品种 就是品种这个试验因素的5个水平，可记为 A1,A2,A3,A4,A5。 • 试验处理
肥瘦 肥 力 梯 度
试验地
•设计方法：
先将整个试验地按干扰因素（肥力水平）分成若干个区 组，每个区组内土壤肥力等环境条件相对均匀一致，而 不同区组间相对差异较大； 然后在每个区组中随机安排全部处理。
5个不同小麦品种产量试验的随机区组设计图为：
区组I 区组II 区组III
3 5 2
2 1 4
1 3 5
重复的作用主要有： （a）估计试验误差。如果同一处理只设置在一个试验单位 上，那么只能得到一个观测值，则无从看出变异，因而也无 法估计试验误差的大小。
（b）降低试验误差，提高试验的精确性。
抽样分布显示，样本平 均数的标准误 x 与样本观测值的标准差 和 S S S 样本容量n之间的关系为： x＝ S n 即样本平均数抽样误差的大小与重复次数的平方根成反 比。适当增大重复次数可以降低试验误差。
• • • • •
SST SSr(区组） SSt SSe 结果
Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: 产 量 Source Corrected Model Intercept 品 种 类型 区组 Error Total Corrected Total Type III Sum of Squares 61.641a 3220.167 34.080 27.561 22.973 3304.780 84.613 df 9 1 7 2 14 24 23 Mean Square 6.849 3220.167 4.869 13.780 1.641 F 4.174 1962.448 2.967 8.398 Sig. .009 .000 .040 .004