实验设计与数据处理心得教学内容

实验设计与数据处理

心得

实验设计与数据处理心得体会

刚开始选这门课的时候，我觉得这门课应该是很难懂的课程，首先我们做过不少的实验了，当然任何自然科学都离不开实验，大多数学科（化工、化学、轻工、材料、环境、医药等）中的概念、原理和规律大多由实验推导和论证的，但我觉得每次到处理数据的时候都很困难，所以我觉得这是门难懂的课程，却也是很有必要去学的一门课程，它对于我们工科生来说也是很有用途的，在以后我们实验的数据处理上有很重要的意义。

如何科学的设计实验，对实验所观测的数据进行分析和处理，获得研究观测对象的变化规律，是每个需要进行实验的人员需要解决的问题。“实验设计与数据处理”课程就是是以概率论数理统计、专业技术知识和实践经验为基础，经济、科学地安排试验，并对试验数据进行计算分析，最终达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它主要应用于工农业生产和科学研究过程中的科学试验，是产品设计、质量管理和科学研究的重要工具和方法，也是一门关于科学实验中实验前的实验设计的理论、知识、方法、技能，以及实验后获得了实验结果，对实验数据进行科学处理的理论、知识、方法与技能的课程。

通过本课程的学习，我掌握了试验数据统计分析的基本原理，并能针对实际问题正确地运用，为将来从事专业科学的研究打下基础。这门课的安排很合理,由简单到复杂、由浅入深的思维发展规律，先讲单因素试验、双因素试验、正交试验、均匀试验设计等常

用试验设计方法及其常规数据处理方法、再讲误差理论、方差分析、回归分析等数据处理的理论知识，最后将得出的方差分析、回归分析等结论和处理方法直接应用到试验设计方法。

比如我对误差理论与误差分析的学习：在实验中，每次针对实验数据总会有误差分析，误差是进行实验设计和数据评价最关键的一个概念，是测量结果与真值的接近程度。任何物理量不可能测量的绝对准确，必然存在着测定误差。通过学习，我知道误差分为过失误差，系统误差与随机误差，并理解了他们的定义。另外还有对准确度与精密度的学习，了解了他们之间的关系以及提高准确度的方法等。对误差的学习更有意义的应该是如何消除误差，首先消除系统误差，可以通过对照试验，空白试验，校准仪器以及对分析结果的校正等方法来消除；其次要减小随机误差，就是要在消除系统误差的前提下，增加平行测定次数，可以提高平均值的精密度。

比如我对方差分析的理解:方差分析是实验设计中的重要分析方法，应用非常广泛，它是将不同因素、不同水平组合下试验数据作为不同总体的样本数据，进行统计分析，找出对实验指标影响大的因素及其影响程度。对于单因素实验的方差分析，主要步骤如下：建立线性统计模型，提出需要检验的假设；总离差平方和的分析与计算；统计分析，列出方差分析表。对于双因素实验的方差分析，分为两种，一种是无交互作用的方差分析，另一种是有交互作用的方差分析，对于这两种类型分别有各自的设计方法，但是总体步骤都和单因素实验的方差分析一样。

除了以上一些实验设计与数据处理方法外，学习这门课程最大的收获就是对chemdraw及origin两个软件的学习。计算机软件的应用是计算机学科在化学领域中的最主要的应用之一，它不仅解决了化学计算中的复杂问题，而且利用虚拟的程序把化学世界的微观结构、光谱形态等形象地展现出来，以致把化学学科的教育和科研的革命推向一个崭新的阶段。

Chemdraw软件。

ChemDraw是为辅助专业学科工作者及相关科技人员的交流活动和研究开发工作而设计的。它给出了直观的图形界面，开创了大量的变化功能，只要稍加实践，便会很容易地绘制出高质量的化学结构图形。因而，可为化学界出版物、手稿、报告、CAI软件、涉及化学结构图形的软件的编写制作等提供高质量的结构图形、3D转换、基本的分子模型及化学数据管理功能等。ChemDraw为此已成为世界上最流行、最受欢迎和最有应用价值的化学绘图软件。

这个软件对于我们化工专业的学生来说是很有用途的。我们会经常写一些化学反应式或反应机理，但每次在Word文档中都无法输入正常的分子式或根本无渠道来表达反应式。但通过对Chemdraw软件的学习，显然给我们带来了极大的方便.它给出了直观的图形界面，用起来方便，也很容易学习，不需要我们再去一条线一条线的来画，而是可以直接用鼠标点一下就可以插入，像苯环及其衍生物，而且很多反应式可以极其形象的表达出来，给我们的学习带来极大的方便。

Origin软件

Origin为OriginLab公司出品的较流行的专业函数绘图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。而使用Origin就像使用Excel和Word那样简单，只需点击鼠标，选择菜单命令就可以完成大部分工作，获得满意的结果。像Excel和Word一样，Origin是个多文档界面应用程序。它将所有工作都保存在Project(*.OPJ)文件中。该文件可以包含多个子窗口，如Worksheet，Graph，Matrix，Excel等。各子窗口之间是相互关联的，可以实现数据的即时更新。子窗口可以随Project文件一起存盘，也可以单独存盘，以便其他程序调用。

Origin的数据分析主要包括统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板。绘图时,只要选择所需要的模板就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接。 Origin可以导入包括ASCII、Excel、pClamp 在内的多种数据。另外，它可以把Origin图形输出到多种格式的图像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。 Origin里面也支

持编程，以方便拓展Origin的功能和执行批处理任务。Origin 里面有两种编程语言—LabTalk和Origin C。在Origin的原有基础上，用户可以通过编写X-Function来建立自己需要的特殊工具。

Origin软件也是非常实用的一个软件，在数据处理方面带给我们极大方便。在平时的实验中，往往都需要将测得的数据用图表表示出来，以便观察规律，但由于原理可能较复杂，图表表达起来很困难，而且就算画得出来，也是有很大的误差，往往也会给实验结果带来偏差。学习了这个软件之后，感觉实验数据的处理问题不再那么难以解决了，这个软件最突出的特点就是它的操作灵活与功能强大，只需要我们将数据输入，就可以看到形象的图示，而且点图，线图，或者点线连接都能显示出来，更方便的是，只需要点一下鼠标，不需要我们再去算，就可以通过拟合将图形的方程及参数写出来。这些对于我们以后的实验是有非常重要的意义的。

总之，这门课带给了我意想不到的收获，为我以后的学习带来了极大的方便与乐趣。对于实验设计与数据处理方法，我们在以后的实验中要不断去实践与体会，而对于Chemdraw及Origin 两个软件的学习，虽然我们只有三个小时的上机时间，却让我深刻体会到了它们的实用性，在以后也会将这两个软件好好学习一番。以上就是我对《实验设计与数据处理》这门课程的一点体