第八章--试验设计只是分享
第八章 常用试验设计及其统计分析
验
定。
结
果
可
靠
精确度
试验中同一性状的重复观测 值彼此接近的程度，即试验
误差的大小。
在相同的条件下，再进行试验
或实践，应能重复获得与原试
试
验结果相类似的结果。
验
结 果
严格要求试验的正确执行和试验条件 1 的代表性；
重
注意试验的环节，全面掌握试验的条
演 2 件，详实的试验记载
3 考虑季节变异的特点，克服年份、地 点环境条件的差异
三、试验设计的基本要素
受试对象
处理因素
基本 要素
处理效应
三、试验设计的基本要素
概念 对受试对象给予的 特点 人为设置
某种外部干预（或措施） 处理（因素）
单因素处理 多因素处理
1 实验中注意主要因素
处
理 因
2 控制非处理因素
素
3 处理因素标准化
三、试验设计的基本要素
受试对象
处理因素的客体，即根据研 究目的而确定的观测总体。
重复
降低试验误差
s s
x
n
平均数抽样误差的大小与重复次数n的平方根 成反比，所以n增加，可以降低试验误差。
但在实际应用时，重复数太多，试验材料的初
始条件不易控制，也不一定能降低误差。
重复数的多少可根据试验的要求和条件而定。
五 试验设计的基本原理
随机
无偏的估计试验误差
随机化是指在对试验材料分组时必须使用随机 的方法，使供试材料进入各试验组的机会是相 等，以避免试验材料分组时试验人员主观倾向 的影响。
3 CK 4 5 CK 6 1 CK 2
5 CK 6 1 CK 2 3 CK 4
肥力低
第八章-微生物的遗传变异与育种答案
第七章习题答案一、名词解释1.转座因子:具有转座作用得一段DNA序列、2.普遍转导:通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段DNA进行“误包”,而将其遗传性状传递给受体菌得现象称为普遍转导。
3.准性生殖:就是一种类似于有性生殖,但比它更为原始得两性生殖方式,这就是一种在同种而不同菌株得体细胞间发生得融合,它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子、4.艾姆氏试验:就是一种利用细菌营养缺陷型得回复突变来检测环境或食品中就是否存在化学致癌剂得简便有效方法5.局限转导:通过部分缺陷得温与噬菌体把供体得少数特定基因携带到受体菌中,并与后者得基因整合,重合,形成转导子得现象、6.移码突变:诱变剂使DNA序列中得一个或几个核苷酸发生增添或缺失,从而使该处后面得全部遗传密码得阅读框架发生改变、7、感受态:受体细胞最易接受外源DNA片段并能实现转化得一种生理状态、8、高频重组菌株:该细胞得F质粒已从游离态转变为整合态,当与F菌株相接合时,发生基因重组得频率非常高、9、基因工程:通过人工方法将目得基因与载体DNA分子连接起来,然后导入受体细胞,从而使受体细胞获得新得遗传性状得一种育种措施称基因工程。
10、限制性内切酶:就是一类能够识别双链DNA分子得特定序列,并能在识别位点内部或附近进行切割得内切酶。
11.基因治疗:就是指向靶细胞中引入具有正常功能得基因,以纠正或补偿基因得缺陷,从而达到治疗得目得。
12.克隆:作为名词,也称为克隆子,它就是指带有相同DNA序列得一个群体可以就是质粒,也可以就是基因组相同得细菌细胞群体。
作为动词,克隆就是指利用DNA体外重组技术,将一个特定得基因或DNA序列插入一个载体DNA分子上,进行扩增。
二、填空1.微生物修复因UV而受损DNA得作用有光复活作用与切除修复、2.基因组就是指一种生物得全套基因。
3.基因工程中取得目得基因得途径有 _____3_____条。
4.基因突变可分为点突变与染色体突变两种类型。
第八章.正交试验设计
第八章.正交试验设计第8章正交试验设计本章要求(1)掌握试验设计的基本概念；(2)掌握正交表的形式与特征；(3)掌握正交设计的试验步骤；(4)熟悉无交互作用的正交设计的数据直观分析方法；(5)熟悉正交设计的统计模型与方差分析；(6)了解正交设计的最佳条件选择。
正交试验设计法是研究与处理多因素实验的一种科学方法。
利用规格化的表格―正交表,科学地挑选试验条件,合理安排实验。
正交试验设计法最早由日本质量管量专家田口玄一提出,称为国际标准型正交试验法。
认为：“一个工程技术人员若不掌握正交试验设计法, 只能算半个工程师”。
我国工业企业特别是化工、纺织、医药、电子、机械行业,正交试验设计法的应用也取得相当的成就,中国数学家张里千教授发明了中国型正交试验设计法。
无交互作用单一指标的正交设计及其基本概念试验设计例为提高某化工产品的转化率，选择了三个有关因素进行条件试验，反应温度(A),反应时间(B),用碱量(C),并确定了它们的试验范围：A:80-90℃ B:90-150分钟C:5-7% 试验目的是搞清楚因素A、B、C对转化率有什么影响，哪些是主要的，哪些是次要的，从而确定最适生产条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率高。
试制定试验方案。
这里，对因素A,在试验范围内选了三种状态；因子B和C也都取三种状态：A:A1=80℃,A2=85℃,A3=90℃ B:B1=90分，B2=120分，B3=150分C:C1=5%,C2=6%,C3=7% 当然，在正交试验设计中，因素可以是定量的，也可以是定性的。
而定量因素各水平间的距离可以相等，也可以不相等。
这个三因子三水平的条件试验，通常有两种试验进行方法：(Ⅰ)取三因素所有状态之间的组合，即AlBlC1,A1BlC2,A1B2C1, ……, A3B3C3,共有33=27次试验。
用图表示就是图1 立方体的27个节点。
这种试验法叫做全面试验法。
全面试验对各因素与指标间的关系剖析得比较清楚。
实验设计与数据处理第八章例题及课后习题答案doc资料
0
428
0 1.162084
492
0 1.162084
512
0
0
509
0
0
Signific ance F
7.93E-05
Lower Upper 下限 上限
95%
95% 95.0% 95.0%
465.4405 471.5595 465.4405 471.5595
5.242078 12.93644 5.242078 12.93644
0.002795085 2.593838854 0.122018
例8-2
回归方程： 由该回归方程 中偏回归系数 绝对值的大 小，可以得到 各因素和交互 作用的主次顺 序为：
y=0.50475+0.00 975z1+0.03375z 2+0.00475z1z20.00575z3+0.00 725z1z3
0 0 -41.73590203
y=468.5+9.09z1 -26.56z2+z3
标准误差
t Stat P-value
1.10193312 425.1619191 1.84E-10
1.385649972 6.55956341 0.002794
1.385649972 -19.17042163 4.36E-05
SS 0.0091125
0.001626 0.0108635
MS
F
0.0091125 33.62546
0.000271
试验号
z1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
z2 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 0 0 0
z3 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 0 0 0
第八章单因素试验结果的统计分析[实践]
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第八章单因素试验结果的统计分析•单因素试验指仅研究一个供试因素若干处理间的效应是否有显著差异的试验.•按试验设计的类型单因素试验可分为：•顺序排列试验•单因素完全随机试验•单因素随机区组试验•拉丁方试验第一节对比和间比试验的统计分析(自学)第二节完全随机试验设计的统计分析完全随机设计：是所有的处理和重复小区在整个试验空间完全随机排列的设计方法。
只满足试验设计三项基本原则中的重复和随机排列两项原则。
•如：k = 5，n = 3的完全随机排列示意图主要优点：对各处理的重复次数没有限制，可以相等也可以不相等不足之处：没有遵循局部控制原则，所以要求试验地较为均匀一致，不存在有明显方向性的肥力差异，一般不用于田间试验。
•根据每一处理的重复次数或重复的设计方法不同, 又分为：①组内观察值数目相等；②组内观察值数目不等的完全随机试验；③组内又可分为亚组的完全随机试验一、组内观察值数目相等的完全随机试验设计的统计分析组内观察值数目相等的完全随机试验是各处理重复次数相等的试验。
设有k个处理，每处理均有n个重复观察值，共设kn个观察值；其资料的数据结构模式类型见第7章表7.1。
其试验结果的方差分析方法列于表8.1。
表7.1 k个处理每处理n个重复观察值的完全随机试验数据符号表表7.1 nk个观察值的单向分组资料模式表8.1 组内观察值数目相等的完全随机试验的方差分析•〔例8.1〕研究6种棉花种子包衣剂对棉花生长的影响，设TW1为对照。
采用盆栽试验，各种子包衣剂处理播种5盆，完全随机设计。
出苗一定时期后测定棉花苗高（cm），其结果如下。
试检验各种子包衣剂与对照的棉花平均苗高差异显著性及各种子包衣剂棉花平均苗高间的差异显著性。
表8.2 6种棉花种子包衣剂的棉花苗高结果(cm)•解：已知：处理数k=6，重复次数n=5，共有kn=6×5=30个观察值。
•1、自由度及平方和的分解•总自由度df T = nk– 1 =6 × 5 – 1 =30 – 1 =29•处理自由度df t = k– 1 =6 – 1 =6 – 1 =5•误差自由度df e = df T–df t =29 – 5 =24或df e = n(k– 1) =6 ×( 5 – 1) =24 – 1 =23•矫正数总平方和SS T =Σx2－C=22.92+22.32+……+23.72-C=45.763处理平方和误差平方和SS e=SS T－SS t=45.763－44.463=1.3002、F 检验和列方差分析表统计假设H O：μ1= μ2=…= μ6；H A：μi不“全相等”(即至少有一个不等号)将上述计算的各项自由度、平方和、均方结果,按变异来源列出方差分析表(表8.5)。
第8章正交
（2）综合平衡法 先对每个指标分别进行单指标的直 观分析，得到每个指标的影响因素主 次顺序和较优水平组合，然后根据理 论知识和实践经验，对各指标的分析 结果进行综合比较和分析，得出较优 方案。 例8-7
3.2 方差分析法
先将试验结果的总变异分解为各因素
不同水平间、交互作用及误差的变异，
然后计算出各F值，查F界值表，确定P
根据因素数和水平数来选择合适的正 交表。一般要求，因素数≤正交表列 数，因素水平数与正交表对应的水平 数一致，在满足上述条件的前提下， 选择较小的表。
表头设计：
表头是指正交表第一行的“列号”。正交表选 定后，要把各因素项及交互作用项分别放在正交 表表头适当的列中去。此过程称表头设计。若因 素间的交互作用可以忽略时，可随意地把各因素 安排在所选表的列上；若因素间有交互作用，则 应将交互作用看作是影响因素，并将其安排在相 应的列上（称为交互作用列）。但是，各个因素 列和交互作用列是不能随意安排的。表头设计不 是唯一的，一项试验，可以做出多种不同的表头 设计，一般来说，只要设计得合理，试验误差不 大，结论一般都是一致的。
L125(531)，…
混合水平正交表： L8(4×24) ， L16(4×212)
L16(42×29) ，L16(43×26)，
L12(3×23) ，L12(3×24) ，L18(2×37)，
L12(6×22) ，…
常用的正交表见附录。
1.2 正交表的特点
“均衡分散”和“整齐可比”
均衡分散（或称搭配均匀）：是说明正交 表列出的这部分组合搭配，在全部可能的 组合搭配中分布是均匀的，因此代表性强， 能较好地反映全面情况。
如L18(6×36)，如表8-3
正交表可分为同水平和混合水平两大类
第八章裂区设计
第一节 裂区试验设计ห้องสมุดไป่ตู้
一、裂区试验设计的特点 1、两个或两个以上因素的重要性不等。第一个因素所 安排的各处理为主处理，其所在的小区为主区；然 后在主处理的各个小区再排列第二个因素的各处理 为副区或裂区。对第一个因素（主处理）而言，各 主区构成一个区组；对第二个因素（副处理）而言， 一个主区就相当于一个区组。 2、裂区设计小区的排列方式：一般主副区均采用随机 区组排列（最常用）；也可在主区采用拉丁方，副 区采用随机区组排列。3-5个重复，每一重复的各主 副区随机排列都应独立进行。
第八章 裂区试验设计
复因素随机区组方法常常在各因素的重 要性相同或管理上对不同因素在小区的大小上 没有特殊要求的情况下应用。 （1）当某一试验因素比其它因素要求有较大 面积试验，如土肥水管理、栽植密度、栽植方 式等都要求有较大的面积，而栽植品种、保水 剂、激素的应用、药剂防治病虫害等可以有较 小的面积； （2）一个因素比另一个因素重要的试验。这 都需要用裂区设计的方法进行试验设计。 裂区试验设计：在随机区组内，再化分成若干 副区，引入另一种的试验设计方法。
例题：有一核桃园修剪与绿肥试验，绿肥用量有 a1、a2、a3 3个水平，修剪方式有b1、 b2、 b3、 b4 4 个水平，重复四次，其田间裂区试验设计 如下图。
a2 Ⅰ a1 a3 a3 a2 a1 Ⅱ
b1 b4 b3 b2 b3 b4
b3 b2 b4 b1 b1 b2
b3 b1 b1 b3 b 2 b 4
b1 b2 b4 b2 b 3 b 1
Ⅲ
b3 b1 b4 b2 b3 b1
b4 b2 b1 b3 b2 b4
a1 a3 a2
b3 b4
b1 b2
a3
八年级物理下册 第八章教案 北师大版
教学课题：第八章压强与浮力§8-1 压强课时：课时教学目标：一、知识与技能：1、知道压力是垂直作用在物体表面上的力．2、理解压强的概念是作用在单位面积上的压力．3、知道压强的国际单位时牛/米2，又叫帕斯卡．4、能用压强公式p=F/S,进行简单计算．5、知道增大和减小压强的方法是改变压力和受力面积的大小，了解它在生产、生活中的应用．二、过程与方法：1、通过实验探究压力的作用效果与哪些因素有关，学习控制变量法，培养学生的观察能力、分析能力．2、在压强概念的学习中，理解比值定义的方法．3、通过对日常生活、生产中压强现象的解释，培养学生应用知识的能力．三、情感、态度和价值观：1、通过实验探究压力的作用效果与哪些因素有关，激发学生学习物理的兴趣，使学生认识科学方法的重要性．2、通过对日常生活、生产中压强现象的解释，培养学生勇于探索日常用品中的物理学原理的精神和将物理知识应用于日常生活、生产的意识．教学重点：1．压力的概念，压力的作用效果与那些因素有关．2．压强的概念、计算公式、国际单位，回用公式进行简单计算．3．增大和减小压强的方法．教学难点：1．压力的作用效果与哪些因素有关2．压强概念、压强的计算公式（比值定义的方法）3．增大和减小压强的方法，它在生产、生活中的应用．教具：实物投影仪、橡皮泥、泡沫塑料、压力小桌、200g的钩码教学过程：第八章压强与浮力§8-1 压强一、压力：通过实物投影仪给出教材第36页的图8-1，提出问题：压路机对路面，运动员对跳板、图钉对墙壁有没有力的作用？提出问题：这些力作用点和方向各如何，怎样用共性语言来描述它们？并组织学生讨论，得到结论．学生回答：有进行讨论，总结出压力是"垂直作用在物体表面的力"，它有"使物体发生形变"的作用效果．探究压力作用效果与哪些因素有关组织学生用手边的铅笔作教材图8-2的实验，体会"笔尖处比笔尾处疼"，紧接着提出问题：结合这个小实验分析一下，压力的作用效果与哪些因素有关？引导学生进一步设想"压力的作用效果可能与压力及受力面积有关给出实验器材，要求学生以小组为单位，分组讨论并设计一个验证性实验，选择实验效果最好的器材．学生设计时教师给予适当提示和点评，确立统一的实验方法：在受力面积不变的情况下，研究压力的作用效果与压力大小的关系；在压力大小不变的情况下，研究压力的作用效果与受力面积的关系．安排学生分组完成实验，交流讨论，得出实验结论．完成这个简单的实验，猜想："压力的作用效果可能与受力面积有关"．设计实验，理解选用橡皮泥最好，它能够持久的记录深浅的印记．分组完成实验．交流讨论，得出实验结论："压力的作用效果与压力大小及受力面积有关"．二、压强：在实验结论的基础上用与速度做类比，用比值定义法给出压强的概念，利用实物投影仪，投影出例题1，通过对题目的分析引导学生得出压强计算公式、单位．举出实例，让学生感知压强单位的大小．学生动手计算例题1，感悟到压强计算公式、压强单位的推导过程．体会出压强单位的大小．应用压强计算公式进行简单的计算．利用实物投影仪，投影出例题2，安排学生分组讨论人对沙滩的压强是多大？指导学生考虑："人的体重大于多少？"，"怎样估测鞋底的面积？"，启发学生在白纸上引出鞋印，用画小方格的方法，求鞋底面积．提示学生计算人通过沙滩时对沙滩的压强，只是计算单脚的面积，而对于坦克却注意它是两条履带的面积．分组讨论，用"分割法"求鞋底面积．领悟到用"分割法"求鞋底面积的方法．在讨论基础上，进行计算．三、减小或增大压强的方法：提出问题："减小或增大压强的方法有哪些？"，组织学生结合生活中的实例，讨论人们是怎样根据实际需要增大和减小压强的．利用压强公式得出答案．在发言过程中体会怎样将物理的理论与实际相联系，解决实际问题．⒈当压力一定时，减小受力面积，可增大压强；增大受力面积，可减小压强．⒉当受力面积一定时，减小压力，可减小压强；增大压力，可增大压强．四、小结：布置作业：P39 1～3练习册本节练习板书设计：第八章压强与浮力§8-1 压强一、压力：（F）⒈垂直作用在物体表面上的力叫做压力．⒉方向：垂直受力物体表面，并指向受力物体．⒊压力作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关．二、压强：（p）⒈压强是表示压力作用效果的物理量．例题：例1：一块石头重2000N，与地的接触面积是5m2，这台机器重5000N，与地的接触面积是100m2，比较一下石块与机器对地面压力的作用效果的大小？⒉物体单位面积上受到的压力叫做压强．⒊公式： p=⒋国际单位制中的单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa． 1帕=1牛／米2，表示"每平方米面积上受到的压力是 1牛顿"．例题2：人可以安全地通过一个沙滩．现有一辆履带式拖拉机要从这个沙滩上通过．已知这辆拖拉机的质量为5150kg，它的每条履带跟地面的接触面积约为0.75 m2,从压强的角度考虑，这辆拖拉机能否安全地通过沙滩？三、减小或增大压强的方法：⒈当压力一定时，减小受力面积，可增大压强；增大受力面积，可减小压强．⒉当受力面积一定时，减小压力，可减小压强；增大压力，可增大压强．教学反思：压力与压强的知识历来是教学的难点，本节课的设计始终把学生放在教学的第一位，引导学生自己分析、自己设计试验、选择仪器、层层深入，步步递进，得出了压力、压强的概念和计算公式，进行了适当的练习，使学生在课上就能掌握相关知识．并通过分析"减小或增大压强的方法"将理论与实际相联系，进一步激发学生学习知识，应用知识的兴趣．本节课调动了学生的能动性，培养了学生的探究意识、探究思路和设计实验等探究能力，培养了学生的创新精神．教学课题：§8-2 液体内部的压强课时：课时教学目标：一、知识与技能：1、知道液体对器壁以及液体内部向各个方向都有压强．2、通过实验探究活动，知道液体内部压强规律．3、在实验探究活动中学会使用微小压强计．二、过程与方法：1、通过演示实验培养学生的观察能力2、通过用微小压强计对液体内部压强的实验探究活动，让学生体会物理实验是研究问题的重要方法．发展学生由实验数据分析概括物理规律的创造性思维能力．3、经历用"理想液柱法" 推导液体内部压强公式，培养学生的抽象思维能力，引导学生初步学习假想模型法的思路，并使学生了解它是物理学的研究方法之一．三、情感、态度和价值观：1、通过各个教学环节，激发学生的求知欲，并使学生体会由探究得到物理规律的喜悦．2、通过对液体内部压强公式的推导，让学生认识到物理学逻辑性强、科学严密．3、通过对帕斯卡实验的学习，培养学生热爱物理的情感．教学重点：1. 液体对容器底及容器壁有压强；2. 液体内部压强规律；3. 液体内部压强公式教学难点：1. 用微小压强计探究液体内部压强规律，由实验数据分析概括物理规律．2. 利用"理想液柱法"推导液体内部压强公式．3. 液体内部压强与所取的底面积大小没有关系，与液体重力没有大小关系．4. 利用液体压强公式进行简单计算．教具：微小压强计、适量的水、盐水．在两侧有开口直玻璃管，橡皮膜、盛水的方形玻璃鱼缸，电脑、教学过程：§8-2 液体内部的压强一、液体压强的特点：提出问题：放在同学桌面的铅笔盒受重力作用，对制成它的物体表面有压强，那么装在杯里的水对杯底会不会有压强？做教材图8-6左图的演示实验证实学生想法．然后将少量水到在玻璃板上并提问："水不同于固体的是它还具有流动性，那么水对阻碍它流动的杯壁有没有压强？" 做教材图8-6右图的演示实验，证明"有"．讲授：液体中有不同的位置，这些点到液面的距离称作："深度"．提问："随着液体深度增加，压强怎样变化呢．"做教材图8-28的演示实验，提问："橡皮膜发生了什么现象？说明了什么？左右两图的实验有什么不同？"启发学生从观察现象得到初步结论．重力作用，水对杯底有压强．观察教师的演示实验，领会到：液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强，随着液体深度增加，压强增大．二、探究液体内部压强的规律：1．探究实验的步骤、记录实验数据的表格给每组学生一个微小压强计，让学生自学教材的微小压强计介绍，并让每个小组动手探索，向学生提出问题："微小压强计测量的是液体中那一部分受到的压强？微小压强计时怎样显示压强大小的？"安排学生回答问题，引导学生得出结论．指导学生按以下思路设计探究液体内部压强规律的实验步骤，①.同种液体在同一深度处各个方向压强大小的关系；②.同种液体中压强随着液体深度变化的关系．③.不同种液体中同一深度压强大小的关系．安排学生设计表格，进行指导给出正确的表格形式（如表1）．强调及时记录数据．实验次数深度/cm 橡皮膜方向水盐水液面高度差/㎝液面高度差/㎝1 3 朝上2 3 朝下3 3 朝侧面4 6 朝下5 9 朝下表1比较1、2、3次实验中水或盐水的数据可得：比较2、4、5次实验中水或盐水的数据可得：比较每次实验中水和盐水的数据可得：①作用在橡皮膜上的压强通过U型管液面差能反映出来．②作用在橡皮膜上的压强越大，U型管两侧液面差就越大，并且能从标尺刻度读出液面差是多少厘米．2．完成探究实验，分析实验数据，总结实验结论．学生分组实验、讨论时，按上述思路进行个别辅导，帮助学生从实验数据中找到结论．在得出规律后，用它来解释一些生活中的经验和现象．例如：我们在电视或电影上经常会看到人潜入海中去观看美丽的海底世界，我们在电视上看到海水下面各种新奇的景色的同时，也看到在不同深度的潜水员穿着不同有潜水服．这是因为海水的压强随深度的增加而增大，在深水中工作必须有特殊的保护装备，以防压坏身体．介绍帕斯卡实验，要求学生解释其中的原因．提问："液体在某一深度的压强该怎样计算呢？" 引出液体压强的计算分组实验，分析实验数据，总结出液体内部压强的规律发言解释帕斯卡实验的原因：由于同种液体中压强随着液体深度的增大而增大，而帕斯卡实验中桶上方水的高度很大，使桶中水的深度很大，压强很大，超出了桶的承受能力，桶就被涨破了．三、推导液体压强的计算公式1．对公式进行分析2．利用液体压强公式进行简单计算补充演示实验：在上端开口、下端贴有橡皮膜的玻璃管中注入一定深度红色的水，橡皮膜将向外凸出，将玻璃管放入盛有水的方形玻璃鱼缸中，直到管内外水面向平，引导学生分析这一现象．利用"理想液柱法"推导液体内部压强公式引导学生用公式来解释上面探究实验总结出来的液体内部压强的规律．结合公式说明液体内部压强与所取的底面积大小没有关系．补充演示实验：用微小压强计测粗细不同但装水深度相同的两个容器底部压强．说明液体内部压强与液体重力没有大小关系．通过例题1、例题2练习公式的应用观察演示实验，在老师的引导下分析出：只要求出玻璃管内水对橡皮膜的向下压强，也就求出了这一深度液体向各个方向的压强．学习液体压强公式，观察补充演示实验，领悟实验结论．布置作业：P42 1～3练习册本节练习板书设计：§8-2 液体内部的压强一、液体内部压强的特点液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强二、液体内部压强规律：液体的压强随深度的增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；不同液体的压强还跟它的密度有关系．三、液体压强的计算公式⒈公式推导：在容器中装有密度为ρ的液体，要计算液体在深度为h处的压强p，可在液体中取底面积为S、高为h的一个圆柱体的液体为研究对象，液体静止时，这个液柱液也处于静止状态，所以液柱底面积所受的竖直向上的压力一定为此液柱所受的重力即：G=F因此有：ρS h g = pS,所以深度为h处液体产生的压强p = ρgh⒉公式：p = ρgh例题1：计算水面下50 cm处水的压强？例题2：如图1容器中盛有某液体，pA, pB, pC分别表示A、B、C三点处液体的压强，则：A. pA=pB=pC;B. pA=pC>pB;C. pA>pC>pB;D. pA=pB<pC例题3：见图2，求液体内各点处的压强：教学反思：研究科学探究活动如何在课堂中实施成为物理课程的改革关键，本节课安排了学生的实验探究活动，充分调动了学生学习的能动性，激发了学生探索知识的兴趣．另外，根据知识内容和学生情况，教师补充设计一些演示实验，能够使学生的思路由形象过渡到抽象，使学生先有一个实际感受，再进行抽象，搭一个台阶，能够有效地降低知识难度．教学课题：§8-3 连通器课时：课时教学目标：一、知识与技能：1、了解连通器的构造特点．2、了解连通器的原理．3、了解一些连通器的应用实例，了解船闸的作用和工作原理．二、过程与方法：1、让学生进一步熟悉探究式学习的一般程序和方法．2、鼓励学生大胆猜想，培养学生发散思维能力．3、让学生经历从感性到理性思维的飞跃过程，培养学生初步的抽象思维能力．三、情感、态度和价值观：1、在探究连通器原理的过程中，让学生保持对大自然的好奇，领略自然界的美妙与和谐．2、通过对连通器的应用的了解，使学生认识到简单的物理原理可以解决实际生活中的大问题，培养学生把自己所学知识应用到实际中去为人类服务的意识．3、通过介绍葛洲坝船闸让学生初步认识科学技术对人类生活的影响．教学重点：连通器的特点和应用教学难点：用“假想液片”法分析连通器中液体静止液面总相平方法教具：两个小车、长木板、刻度尺、小木块、秒表教学过程：§8-3 连通器引入：师：请大家观察老师手中的茶壶，它的结构有什么特点？学生回答教师总结：象茶壶这样的上部开口、底部连通的容器叫连通器．师：生活中还有那些容器是连通器？学生回答师：老师手中的这个玻璃器皿是不是连通器，为什么？它有什么特点生：是连通器．因为它是上部开口、底部连通的．它的特点是组成连通器的各个容器长短、粗细、形状各不相同．师：猜想一下，若在这个连通器中倒入水，当水静止时，各容器中的液面会不会平？学生猜想教师演示实验师：为什么各容器的液面是相平的？学生提出自己的理由教师带领学生分析原因设想U形管最底部有一个液片因为液体静止，所以液片处于静止状态，则液片两侧所受压力相等F向左=F向左又因为液片两侧的面积相同根据p=F/S可得液片两侧所受压强相同．有p=ρgh可得，当ρ一定时，p相同则两管液面高度相等，即两管液面相平．师：如果连通器各容器中装的是不同液体，液面还会相平么？教师演示实验生：液体密度小的那个容器液面高．师：为什么？用刚才的方法分析．师：如果连通器中装有同种液体，但是连通器处于运动状态，液面会相平么？教师进行演示实验生：这时液面不相平．师：课本中图8—12中的物品是连通器么？说说它们的工作原理．让学生叙述工作原理，教师补充．师：连通器还有一个重要应用---船闸，你能根据图中的情况说明船闸的工作过程么？放船闸的录像带，增加感性认识学生叙述，教师补充布置作业：P45 1～2练习册本节练习板书设计：§8-3 连通器1、什么是连通器？上部开口、底部连通的容器叫连通器．2、连通器的特点如果连通器中只装一种液体，则液体静止时连通器的各容器中液面总相平．分析：设想U形管最底部有一个液片液体静止-----液片处于静止状态-----液片两侧所受压力相等----液片两侧所受压强相同-----两管液面高度相等-----两管液面相平3、连通器的应用茶壶、洗手池的回水管、水塔的供水系统、电热水器的水位计、牲畜自动饮水装置、船闸教学反思：本节课的设计始终把学生放在教学的首位，让学生猜想、观察、思考、分析，层层深入，逐步得出结论．本节课培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力．教学课题：§8-4 大气压强课时：课时教学目标：一、知识与技能：1、了解大气压是客观存在的．2、了解测量大气压的实验托里拆利实验．3、了解大气压强的值和大气压强的单位．4、了解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程．5、了解生活中利用大气压的实例．6、了解在温度不变时气体的压强跟体积的关系．7、了解大气压强随高度的增加而减小，大气压强值可用气压计来测量二、过程与方法：1、通过观察一些实验现象感知大气压强的客观存在．2、通过一些实验感知大气压强的值很大．3、感知人类对大气压强的利用．三、情感、态度和价值观：1、培养实事求是的科学态度．2、通过对大气压应用的了解，使学生认识到科学技术对人类生活的影响．3、通过对大气压强的认识，使学生领略大自然的神奇和美妙．教学重点：大气压强的存在和大气压的测定教学难点：理解活塞式抽水机和离心泵的工作过程教具：易拉罐、针筒、茶杯、硬纸片、大、小试管、砝码、抽水机模型、离心泵模型、托里拆利实验录像带、抽水机和离心泵电脑动画教学过程：§8-4 大气压强引入：用问题引入，发挥学生的想象力，锻炼学生的推理能力，培养发散思维能力新课教学引导学生注意观察通过历史故事激发学生的创造力和想象力演示实验增加学生的感想认识．电脑动画演示分步工作过程有利于学生的理解．提出问题：我们生活在地球周围的大气层中，气体也像液体一样没有一定的形状，具有流动性，同时也受到重力的作用．同学们猜想一下大气是否也像液体一样在它内部存在压强呢？学生讨论并猜想师：你能不能设计一个实验证明你的猜想？学生讨论、发表自己的意见教师引导学生用正确的方法验证师：请同学们看一下实验，通过这些现象，你能得出什么结论？演示课本图8—17中的四个实验让学生对每个实验进行解释，教师作补充和纠正启发学生得出结论大气对浸在它里面的物体有压强．大气向各个方向都有压强．简要介绍奥托*格里克和马德堡半球实验师：大气压有多大呢？想一想如何能测出大气压的值？简要介绍科学家托里拆利放录像：托里拆利实验师：请同学思考以下问题：（1）托里拆利实验中玻璃管上方为什么是真空？（2）管内水银柱产生的压强为什么等于大气压的值？（3）如何计算大气压的值？（4）托里拆利实验为什么不用水做？师：大气压是不是总等于一个定值？猜想一下：大气压可能和什么因素有关？师：大气压在我们日常生活中、生产中有哪些应用？引导学生看课本图8—22师：大气压还有一个重要的应用，活塞式抽水机和离心式水泵．演示抽水机的连续抽水动作用电脑动画演示活塞式抽水机的分步工作过程师：为什么活塞向上运动时，阀门A关闭，阀门B打开？活塞向下运动时，阀门B关闭，阀门A打开?演示实验，演示能够连续工作的离心式水泵．然后再用电脑动画模拟分步工作过程．师：为什么工作前要将入水管和水泵内充满水？抽水机中水为什么只能随活塞上升到10m左右？简要介绍大气压发现的历史．布置作业：P50 1～4练习册本节练习板书设计：§8-4 大气压强1、大气压强的存在大气对浸在它里面的物体有压强．大气向各个方向都有压强．2、大气压强的测定托里拆利实验大气压强的值大气压强的值等于760mm高水银柱产生的压强，等于1.01×105Pa3、大气压强的变化大气压强随着高度的增加而减小．4、活塞式抽水机和离心泵原理：它们都是利用大气压工作的．工作过程教学反思：本节课一开始让学生猜想大气压是否存在，引起学生的探索欲望，学生会不由自主的跟着老师的思路思考．通过马德堡半球实验的介绍，引起学生的极大兴趣，同时也生动地说明了大气压不但存在，而且很大这一事实．教学课题：§8-5 探究──影响浮力大小的因素课时：课时教学目标：一、知识与技能：1、通过实验探究，认识浮力，知道浸在液体中的物体受到液体向上托的力叫做浮力，知道浮力的方向是竖直向上。
第八章裂区设计
第八章 裂区试验设计
复因素随机区组方法常常在各因素的重 要性相同或管理上对不同因素在小区的大小上 没有特殊要求的情况下应用。 （1）当某一试验因素比其它因素要求有较大 面积试验，如土肥水管理、栽植密度、栽植方 式等都要求有较大的面积，而栽植品种、保水 剂、激素的应用、药剂防治病虫害等可以有较 小的面积； （2）一个因素比另一个因素重要的试验。这 都需要用裂区设计的方法进行试验设计。 裂区试验设计：在随机区组内，再化分成若干 副区，引入另一种的试验设计方法。
如三个主区、四个副区、三次重复的裂区试验 设计（下图）。
重复 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
B A C B D C A C D C B C D C B D A B C D D A A B D B B A A D B A A C C D
甲 乙 丙 丙 乙 甲 甲 丙 乙
3、根据对试验精度的要求，把要求高的置于副区， 要求低的放在主区。 4、根据试验面积的大小，把面积要求大的放在主 区，要求小的放在副区。
b1 b2 b4 b2 b 3 b 1
Ⅲ
b3 b1 b4 b2 b3 b1
b4 b2 b1 b3 b2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4
a1 a3 a2
b3 b4
b1 b2
a3
b4 b1 b2 b4
b2 b3 b3 b1
a1 a2
Ⅳ
第二节 SPSS数据处理
一、输入数据 将Dependent variable、主处理、副处理、block 按列 输入数据。
二、操作过程 Analyze — General Linear Model—Univariate — Dependent variable—Fixed Factors （主处理）— Random factor（副处理、block ） — Model — Option —Continue —ok 三、输出结果分析 按SPSS输出表格分析
第八章 设计质量管理1
试 因-f因MD称为因素的纯偏差平方和，将因素
验 设
的纯偏差平方和与ST的比称为因素的贡献率。
计
实际中常可根据降低成本、操作方便等
设 来考虑其水平的选择。本例中，因素A是
计 显著性因素，因素C也可看作显著性因素，
应选取最好水平A3C2，对于因素B是不显 著的，可选取任意水平，为节约时间可
选B1。
确定因素的贡献率
第 六• 由于S因（因素的偏差平方和）中除了因素 章 的效应外，还包括误差，所以我们可以将S
设 计
总平均值，则因素A的偏差平方和SA为：
3 SA 3 T1 y 2 3 T3 y 2 3 Ti y 2
i 1
• 也可以计算其他因素的偏差平方和。
举例
第 • 提高化工产品的转换率，安排三个因素，
六 章
每个因素三个水平的正交试验。如下表：
《质量管理学》精品资源共享课程
第八章 设计质量管理 第1讲 单指标正交试验设计
内容提要
第
六
章
第一节试验设计概述
试 验
第二节单指标正交试验设计
设
计
第一节试验设计概述
第
六
章
一、试验设计解决的实际问题
试
二、田口三次设计概述
验
设 计
三、试验设计的时机
四、主要试验设计的方法
五、试验设计的基本概念
一、试验设计解决的实际问题
• 要研制开发新产品时；
• 要提高老产品的产量和质量时；
• 降低成本、缩短研发时间等。
四、试验设计主要方法
第
六
章
1.试误法
试
验
2.一次一因子试验法
第8章-单因素试验结果分析
100
9
36.6 33.3 109.9
6
B 39.8 42.0 36.8 41.4 28.9 188.9 37.8 33.3 113.5
2
C 38.2 39.9 25.4 33.1 28.9 165.5 33.1 33.3
99.4
10
D 37.3 43.2 39.1 34.9 34.0 188.5 37.7 33.3 113.2
111.0
6
K 43.0 34.2 41.2 39.9 36.2 194.5 38.9 33.7 115.4
1
L 29.4 23.0 30.8 34.1 32.9 150.5 30.1 33.7
89.4
13
CK4 35.2 38.7 27.4 32.5 28.2 162.0 32.4
§2 随机排列设计的试验结果统计分析
1、方差分析
区组 品种
Ⅰ
A 10.9
1）求和：Tk；Tr ；T B 10.8 C 11.1
2）平方和的分解
D 9.1
E 11.8
ST S
xi2j
xij 2 F
G
n
10.1 10.0
H 9.3
计算校正系数C:
Tr 83.1
Ⅱ
Ⅲ
Tk
9.1 12.2 32.2 10.7
12.3 14.0 37.1 12.4
x2
x
n
按 SHIFT S-VAR 1 EXE 按 SHIFT S-VAR 2 EXE 按 SHIFT S-VAR 3 EXE
x
σn (大样本）
σn-1 (小样本）
品种
苗高观察值
A
18
21
试验优化设计-第八章(2013)
p
p
p
2 j
z
j 1
p
j
1
ˆ y
b
j 1
p
j
x j bhj xh x j
h j
ˆ a0 a j z j ahj zh z j a jj z y
j 1 j h j 1
p
p
p
2 j
ˆ y
b x b
j j j 1 h j
正交（比率设计） 混料D最优 混料旋转设计
5、追求优良设计
§3 单形重心设计
一、单形：顶点数与坐标空间维数相等的凸图形
正三角形，正四面体形，p 维单形即（p-1）维单纯形。
单形 单纯形 相同点 多维空间的凸图形 多维空间的凸图形 ①顶点数与坐标维 ①顶点数仅比空间 数相等 维数多一
不同点
ns p
第八章 混料回归设计
§1 混料试验
一、混料
定义：是指若干种不同成分的混合或合成。
例：1°材料：由铁、镍、铜和铬四种元素组成的不锈 钢，由镁，硝酸钠、硝酸锶和固定剂组成的闪光剂； 2°食品工业：吃喝； 3°建筑材料：水泥，混凝土，粘接剂； 4°能源：由不同成分组成的固态、液态和气态的燃料；
5°工厂中不同品种，不同合格率的产品总体，不同 型号，不同完好率的设备总体； 6°资金、人员、材料、设备的分配问题。
j i
（x j , N )
（z j , N )
X1
X2
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
1 2 3 4
5
6 7
1 0 0 1 0 0.2 0.6 0 0 1 0.2 0.4 1/2 1/2 0 0.3 0.5 1/2 0 1/2 0.4 0.4 0 1/2 1/2 0.2 0.5 1/3 1/3 1/3 0.27 0.47
《试验设计》8其它试验设计方法介绍
这里
是随机误差，通常假定它服从 N (0, 2 ) 。
称 Ey f (x1, x2 ,, x p ) 为响应函数，其图形也称为响应曲面， 当响应函数中的未知参数用估计值代替后便得到回归方程，也 称响应曲面方程。
由于 f (x1, x2,, xp )形式往往是未知的，通常用 x1, x2 ,, x p 的 一个d次多项式表示，此时一个混料试验由因子数p与响应多项 式的次数d来确定，以后用{p,d}表示一个混料试验。
ijkl xi x j xk xl
i1
i j
i jk
i jkl
对混料设计有一些特殊的设计方法，下面介绍两种设计 方法及其相应的数据分析方法。
二、单形格子设计
1.试验设计方法 （1）{p,1} 的设计 在 {p,1} 中仅含p个未知参数，这时的单形格子设计是由p 个 单形顶点组成的设计。其设计方案如下：
若此n个点在[0，1]m中均匀散布，则 nx / n 与该多维矩形 的体积 相差不大。
（5）设 x1, x2 ,, xn 是[0，1]m中的n个点，则称
为点集{ x1, x2 ,, xn }在[0，1]m中的偏差。
3.使用表
偏差D可对任一均匀设计表
Un
或
U
* n
中任意二列、任意三
列、…进行计算，从中选出使D达到最小的列作为使用列，从
i 2i 1，i 1,2,, n 2n
Un(n m)中n个试验点变换成C m=[0，1]m中的n个点。
考虑Un(n m)中n个试验点的均匀性等价于考虑在 [0，1]m中的 均匀性。
（3）设
是[0，1]m中任一点，则
为多维矩形的体积，且
八正交试验设计讲PPT课件
数理统计 08-05
平
这是三因素三水
试验，通常有两种试验 B3
方法：
（1）全面实验法：
B2
对所有的搭配做试验，共
B1
需进行3³=27次试验。如图 A1
所示，立方体包含了27个
节点，分别表示27次试验。
C3
C2
A2
A3 C1
数理统计
08-06 表8-1
数理统计 08-07
• 全面试验法的优缺点： 优点：对各因素与试验指标之间的关系剖析得比 较清楚，可以分析各因素的效应及交互作用，也 可选出最优条件组合。 缺点：(1) 试验次数太多，费时、费事，当因素 水平比较多时，试验无法完成；
的生产条件。
3
B3
2
B2
6 5 8
4
1
B1
A1
A2
9
7
C3 C2 A3 C1
用正交试验法（ L9 (34 ) ）安排试验只需要9次试验
数理统计 08-14
图8-2
(1)A1B1C1 (3)A1B3C3 (4)A2B1C2 (6)A2B3C1
(2)A1B2C2 (5)A2B2C3
数理统计
08•-1正5 交试验法的优点：
数理统计
08-18
• 正交表的正交性（以L9 (34 )为例）
数理统计 08-04
在例1中，对因素A、B、C在试验范围内分 别选取三个水平： A：A1＝80℃、A2＝85℃、A3＝90℃ B：B1＝90Min、B2＝120Min、B3＝150Min C：C1＝5%、C2＝6%、C3＝7%
（正交试验设计中，因素可以是定量的， 也 可以是定性的。而定量因素各水平间的距离可以 相等也可以不等）。
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第一节 基础知识
正交试验在中国 70 年代, 我国对日本的方法进一步
加以改进, 简化，并进行了推广. 实践证明, 正交试验设计是 最受科技人员欢迎的几种方法之一. 用它安排各种科学试验, 确实 简便易学, 效果显著
第二节、单因素试验设计
某厂在某电解工艺技术改进时，希望提高电解率， 作了如下初步实验，结果是：
证均感满意。
2．2 均分法
适用条件：
1、试验数据在﹙ a．b ﹚内；
2、对目标函数的性质没有掌握或很少掌握的情况；
试验方法：
1、均匀排开试验点，
2、在每一试验点上进行试验，并相互比较，以 求得最优点的方法。
如试验范围为L＝b－a，试验间隔为N，则试验 点n为
L
b－a
n＝
＋1＝
＋1
N
N
2．3 0.618法
2．3 0.618法
0.618法试验点计算公式： X1＝ a ＋ 0.618（ b －a ） X2＝ a ＋ b－ X1
一般公式为： 第一点＝小＋ 0.618 ×（大－小） 第二点＝小＋大－（第一点） 其余实验点＝小＋大－（前一点） 注意：这里“前一点”指的是经过实验而留下的好 点。
例题：目前，合成乙苯主要采用乙烯与苯烷基化 的方法。为了因地制宜，对于没有石油乙烯的地区， 我们开发了乙醇和苯在分子筛催化下一步合成乙苯 的新工艺：
℃的X
B大于
在370℃到420℃范围内再优选。第三个实
验点位置是:420+370-390=400
实验测得400℃下,XB=17.07%。
因400℃的XB大于390℃的XB,再删去370-390℃ 一段,在390-420℃范围内再优选。
第四个实验点的位置是: 420+390-400=410 在410℃下测得XB=16.00%,已经小于400℃的结
第八章--试验设计
第一节 基础知识
优选法的分类 单因素
优选法 多因素
对分法 均分法 0.618法 分数法
单指标正交试验
多指标正交试验
水平不等正交试验
因素之间存在交互作用的正交试验
第一节 基础知识
正交试验的发展历史
1926 美国农业科研工作开始运用。 第2次世界大战中, 英国军火局 战后, 英国公布了这项技术。 美国戴明教授引进日本。。 日本田口玄一在 50 年代, 带头研究、简化,并大力推广。 70 年代末, 日本做出明显成绩的项目1 500 000个以上. 1991年, 美国 J. 格林姆 ：“也是当今日本工业遥遥领 先的主要原因.” 《数学科学 技术 经济竞争力》南开大学出版社
3、每作一次试验，试验范围就缩小一半， 重复地做下去，直到找出满意的试验点为止。
例题：
已知某毛纺厂起染温度与产品色度成单调增长趋势， 现为解决色染不匀问题，要优选起染温度，已知： 原工艺中的起染温度为40℃，升温后的最高温度达 100 ℃。
解：1、确定试验温度范围为[40．100]
2、第一试验点选70℃
分析这三个数据，可以看出，y值中间 高两边低，形成一条抛物线。可以用求出抛 物线方程，再求导数找出极大值的方法寻找 最佳温度，抛物线方程式是：
y=ax2+bx+c
有了这三组数据，就可以解出a、b、c 三个数据，然后找出极大点，从而得到对应 的温度是：70.5℃。再用这个温度作实验, 电解率高达99.5℃,一次成功！
2．1 对分法
对分法也叫平分法， 适用条件：
1、试验数据在[a．b]内， 2、目标函数为单调（连续或间断）, 3、每作一次试验，根据结果可决定下 次试验的方向。
2．1 对分法
试验方法：
1、次取所选试验范围的中点处做试验；
2、每作一次试验后，根据结果可决定下 次试验的方向。如下次试验在高处，就把此 次试验点以下的一半范围划去；反之，就把 另一半范围划去。然后再剩下的一半范围内 再作试验；
Ｃ６Ｈ６＋Ｃ２Ｈ５ＯＨ—→Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ５＋Ｈ２Ｏ 筛选了多种组成的催化剂，其中效果较好的一
种催化剂的最佳反应温度，就是用黄金分割法通过 实验找出的。
初步实验找出，反应温度范围在340－420℃之间。 在苯与乙醇的摩尔比为5：1，重量空速为11.25h-1 的条件下,苯的转化率XB是:
340℃ 420℃
10.98% 15,13%
2．3 0.618法
第一个实验点位置是:
340 +(420-340)×0.618=389.4 ℃
试验后390℃实验结果是:XB=16.5%。 第二个实验点的位置是:420+340-390=370
实验测得,370℃时, XB=15.4%。
比较两个实验点的结果,因390 370℃的XB,删去340-370℃一段,
40＋100
（70＝
）根据试验确定温度仍可提高，
2
即将40℃－70℃ 这一段划掉；
3、第二试验点选在70℃ －100℃ 的中点85℃
70＋100
（85＝
）根据试验确定温度过高，应
2
降低，将85℃－100℃划掉；
4、第二试验点选在70℃－85℃的中点77.5 ℃
（计算同上）此时色染深浅适度，里外均匀，反复验
电解温度（℃） 65
74
80
电解率（％） 94.3 98.9 81.5
其中，74℃效果最好，但是最佳温度是不是就 在74℃？还有没有改进的余地？这就要在74℃附近 安排实验。第一种方案是在70、71、72、73、75、 76℃……逐个进行实验，这样工作量太大，第二种 方案是对这批数据进行分析，找出科学的设计方法。
0.618 法又叫黄金分割法。 在一般情况下，通过预实验或其它先验信息， 确定了实验范围(a，b)，且为单峰函数；可以用黄 金分割法设计实验，安排实验点位置。 黄金分割法作法：把第一个实验点X1安排在实 验范围[a，b]的0.618处，第二个试验点X2安排在 实验范围(a，b)的0.382处，即0.618处的对称点， 以后的试验点＝小＋大－（前一点）。
果。故此,实验的最佳温度确定为400℃。在 此温度下进行反应,获得成功,通过了鉴定。
2．2 分数法
分数试验法
为了介绍分数试验法,先介绍一个优选数列,历史上称 为菲波那契数列Fn: Fn F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 1 1 2 3 5 8 13 21 34
这个优选数列存在如下规律: Fn=Fn-1+Fn-2 例如：F5=F4+F3=5+3=8，F6=F5+F4=8+5=13 令Gn为1／2,2／3,3／5，5／8,8／13,13／21,21／34… … 数学上可以证明: 当n无限增大时， Gn趋向0.618