第八章实验设计
第八章 教育实验法
3．无关变量
二、教育实验研究中的变量控制
教育实验的变量控制主要是指对无关变量的控制。 教育实验变量控制的主要方法： 1. 消除法。即把无关变量排除在实验之外，尽可能不让这些 因素影响实验结果。 2. 平衡法。通过设置对照组和实验组，是所有无关变量都以 同一种水平同时作用于这两个组，使之对两个组的教育效 果的影响相同，以此平衡无关变量的影响，再来比较对照 组与实验组的教育效果的差异，从而确定自变量与因变量 之间是否存在因果关系。 3. 抵消法。这种方法是让同样的被试先后接受几种不同的实 验处理，被试自身以及实验顺序造成的练习、适应和疲劳 等无关变量效应在先后轮换过程中可以相互抵消，从而提 高实验精确度。 4. 恒定法。恒定法是使无关变量效应在实验前后保持不变。 5. 随机法。随机是指选择被试、安排实验处理顺序等许多实 验环节上不受实验人员主观意图的影响，随机安排决定， 它是教育实验中唯一有可能控制所有无关变量的方法。
1.历史（或同时事件） 2.成熟 3.测验 4.工具 5.统计回归 6.差异的选择 7.受试者的流失
8.多种因素的交互作用
18
第二节 教育实验研究的效度
（二）外在效度 外在效度：指实验结果是否可以推论到实 验对象以外的其他受试者，或实验情境 以外的其他情境。
外在效度指实验结果的可推广度。具体说来， 就是指一项实验的发现能应用于被研究对象以 外的个人和环境的程度。 结果能被推广到的人、情境和条件。 外在效度反映研究所具有的社会价值。
33
上述实验设计在实践中有时被简化为： （RG） Y1 X Y2 X为实验处理，Y1为施行处理前对被试的观测结 果，Y2为施行处理后的观测结果。实验结束后， 通过前测与后测结果的比较，来判别实验处理是 否对实验结果产生明显的效应。这样，实验简便 易行多了。但由于缺乏必要的比较，归因分析是 很不充分的，它没有排除被试本身自然成熟的影 响。为了弥补实验设计的不足，研究者应尽可能 使用有常模参照的各种标准化测验，将实验班学 生的发展同相应的常模比较；寻找可用对照的比 较组。
生物统计学课件ch8考虑交互作用的实验设计
Model: Full factorial
Tests of Between-Subj ects Effects Dep enden tV ariable: 丝裂霉素浓度 Type III Sum Source of Squares df Corrected Model 45.899a 11 Intercept 23.622 1 drug 5.026 1 time 9.855 2 organ 4.660 1 drug * time 4.847 2 drug * organ 9.843 1 time * organ 5.791 2 drug * time * organ 5.876 2 Error .066 48 Total 69.586 60 Corrected Total 45.964 59 a. R Squared = .999 (Adjusted R～ 15
泸白种
24 ～ 25
13 ～ 15
完全随机的三因素2×2×2析因设计
实例3：研究小鼠在不同注射剂量和不同注射频次下 药剂ACTH对尿总酸度的影响。问①A、B各自的主效 应如何？②二者间有无交互作用？
配伍组编号 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 日注射量 A A1 注射次数 B B1 （少） B2 （多） 33.6 33.0 37.1 30.5 34.1 33.3 34.6 34.4 33.0 28.5 29.5 31.8 29.2 29.9 30.7 28.3 31.4 30.7 28.3 28.2 28.9 28.4 28.6 30.6
1. 两个或以上处理因素的各处理水平间的均 数有无差异？即主效应有无统计学意义？ 2. 两个或以上处理因素之间有无交互作用？
析因设计的实例
实例1：甲乙两药治疗高胆固醇血症的疗效（胆固 醇降低值mg），问①甲乙两药是否有降低胆固醇 的作用（主效应）？②两种药间有无交互作用
第八章 教育实验法1
第八章教育实验法本章要点：教育实验法的含义、特点、类型；有结构观察与无结构观察的类型及其方法；教育观察法的实施步骤与方法，教育观察法的实施要求。
第一节教育实验法概述一、教育实验法的含义与特点（一）教育实验法的含义教育实验研究法是根据一定的理论和假设，通过人为地控制教育现象中某些因素，从而探索变量之间某种因果关系的研究方法。
教育实验研究主要涉及以下几个基本问题：①一定的理论和假设；②人为控制某些因素；③论证某种因果关系。
教育实验研究的过程：①通常是在科学的教育理论指导下，提出一个具有因果关系的假设；②以这个假设为出发点，选取被试；③按照某种方式对被试实施实验处理和测量；④最后通过统计分析确定所提出的假设是否成立，⑤进而论证某一因果关系。
（二）实验研究的特点教育实验具有科学实验的一些基本特点，主要表现在以下几个方面：1、控制性教育实验是在人为地创设或控制某些条件的情况下进行的，对变量的控制是实验研究的重要特点。
研究者通过对无关变量的控制，以确定所研究变量之间的因果关系。
2、揭示变量之间的因果关系在实验研究中，由于研究者可以有效地控制影响实验结果的无关变量。
因此，研究者可以确定实验中所操纵的自变量的变化对因变量产生的影响，揭示出自变量与因变量之间的因果关系。
3、主动性实验研究不是被动地等待所研究现象的自然出现，而是通过研究者主动操纵某些条件，以引起某种特定现象的发现或变化而对其进行研究。
4、可重复性只要具备同样的实验先决条件，采用同样的实验措施，实验就可以重复进行，结果可以验证。
教育实验以操纵和控制变量为手段，以揭示变量之间因果关系为根本目的，这是教育实验研究方法的根本特点和优点。
但是，教育实验也存在一定的局限性。
由于教育研究对象的特殊性、教育现象的复杂性，教育实验所涉及的变量很多，有的甚至无法预料，因此，教育实验实际上很难做到对所有无关变量的严格控制，难以完全排除无关变量对实验结果的影响。
此外，教育实验还涉及受教育者的实验道德问题，不是所有的教育问题都可以用实验法来研究，如涉及社会伦理道德、受教育者身心健康等方面的教育问题就不宜用实验来研究。
Ch8-Experimental-Design
第八章：实验设计的例子(Experimental Design Examples)黄炽森引言在前几章我们介绍了关于测量工具的信度、效度及建立可接受的测量工具的步骤和所需的证据。
本章的目的是介绍与实验设计(Experimental Designs)相关的研究方法，我们会先重复实验设计的定义，然后简介实验设计要注意的几个重点，及针对实验设计的常用的统计分析工具，最后我们会讨论几个实验设计的研究例子。
实验设计的定义及要注意的重点在第三章中，我们曾指出实验(Experiment)和准实验(Quasi-Experiment)设计的定义：「真的实验，要符合两个条件。
第一个是可控制我们要研究的原因(即X；自变项；Independent variable)，或称为实验的情景(Experimental conditions)，例如我们在研究某一新报酬制度(X)对员工生产力(Y；即依变项；Dependent variable)的影响时，如果我们可以设计新的报酬制度及保留原来的报酬制度以作比较，这便是可控制要研究的原因。
第二个是能随机分派实验的对象(Random assignment)，在管理学的研究中，研究对象一般是个人，小组或整个机构。
用同一个例子，即某一新报酬制度(X)对员工生产力(Y)的影响，我们的研究对象便是员工(个人)，如果我们可以把员工完全随机地分派到新旧两个报酬制度之中，然后观察﹑测量及比较他们的生产力，这样才是真正的实验。
」「不过，在进行研究中，我们不一定能随机分派实验的对象，例如虽然我们可以设计新的报酬制度来与旧的比较，企业不一定容许我们把他的员工随机分派。
这种祗有控制实验情景，而没有随机分派实验对象的研究设计，我们称为准实验(Quasi-Experiment)，它提供了X与Y的共变及X先Y后的次序，但却不能完全排除其它也可能影响Y的因素，因此，在准实验的设计中，我们很多时会尽量考虑或甚至是测量了其它可能影响Y的因素(例如在进行研究前员工的生产力及他们的聪明才智)，以逻辑推理或统计分析的方法来排除这些因素的可能性。
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
2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《课题研究：能量视角下的曲线运动》
教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《课题研究：能量视角下的曲线运动》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解曲线运动中动能、势能及机械能的变化规律，能够从能量视角分析曲线运动的特征。
2.科学思维：通过案例分析，培养学生运用能量守恒定律和动能定理分析曲线运动的能力，提升逻辑推理和问题解决能力。
3.科学探究：引导学生观察、分析曲线运动中的能量转化现象，体验科学探究的过程，培养观察、记录、分析数据的能力。
4.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心和探索欲，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神，认识能量守恒定律在曲线运动中的广泛应用。
教学重点•曲线运动中动能、势能及机械能的变化规律。
•运用能量守恒定律和动能定理分析曲线运动。
教学难点•理解曲线运动中速度方向变化对动能变化的影响。
•综合运用能量观点分析复杂曲线运动的能量转化过程。
教学资源•多媒体课件（含动画演示曲线运动及能量转化过程）。
•实验器材（如斜面、小球、光电门等，用于测量曲线运动中的速度变化）。
•教材、教辅资料及网络资源。
教学方法•讲授法：系统讲解曲线运动及能量转化的基本概念。
•演示法：利用实验或多媒体演示，直观展示曲线运动中的能量转化现象。
•讨论法：组织学生讨论曲线运动中的能量变化，促进思维碰撞。
•案例分析法：选取典型曲线运动案例，引导学生分析能量转化过程。
教学过程导入新课•视频导入：播放一段过山车在曲线轨道上运动的视频，引导学生观察过山车在不同位置的速度、高度变化，提问：“过山车在曲线运动中，哪些能量在变化？它们之间有何关系？”引出课题。
新课教学1.曲线运动的基本特征•复习曲线运动的速度方向特点，即速度方向时刻改变。
•强调曲线运动是变速运动，但不一定是变加速运动。
2.动能的变化•分析曲线运动中速度大小的变化对动能的影响。
•举例说明（如水平抛体运动），引导学生理解速度方向变化不改变动能大小，但速度大小变化会改变动能。
第八章 单因素拉丁方设计
第三节 拉丁方设计的优缺点 （一）拉丁方设计的主要优点
1、精确性高
拉丁方设计在不增加实验单位的情况下，
比随机单位组设计多设置了一个区组因素，能
将横行和直列两个单位组间的变异从实验误差
中分离出来，因而实验误差比随机区组设计小，
实验的精确性比随机区组设计高。 2、实验结果的分析简便
（二）拉丁方设计的主要缺点
b4
∑
a2
9 48
a3
15 44
a4
19 48
a1
12 52
a1 35
a2 31
a3 56
a4 70
第一步：作统计假设
1) 处理水平总体平均数相等
H0 : 1 2 3 4
2) 无关变量（横行）的总体平均数相等
H0 : 1 2 3 4
五、实验工具
拉丁方格 标准型拉丁方 拉丁方块随机化
（一） 拉丁方 以 n 个 拉 丁 字 母 A， B， C……，为元素，列出一个 n阶方阵，若这 n个 拉丁方字母在这 n 阶方阵的每一行、 每一列都 出现、且只出现一次，则称该 n阶方阵 为n×n 阶 拉 丁方。
例如： A B B A B A A B
3) 无关变量（纵列）的总体平均数相等
H0 : 1 2 3 4
第二步：平方和及自由度的计算
SS总变异 = SS处理间 +SS处理内
= SS处理间 +（SSb+ SSc+ d f处理内
= d f A +（d f B + d f C +d fe）
在选定拉丁方之后，若是非标准型，则可 直接由拉丁方中的字母获得实验设计。若是标 准型拉丁方，还应按下列要求对直列、横行和 实验处理的顺序进行随机排列。
苏科版八年级物理下册第八章8.1力弹力_教学设计
苏科版八年级物理下册第八章8.1力弹力_教学设计我的教学设计旨在让学生理解力的概念，特别是弹力，并且通过实践活动让学生掌握弹力的产生和作用。
一、教学目标：1. 让学生知道力的概念，理解弹力的产生和作用。
2. 培养学生观察、思考和动手实验的能力。
3. 引导学生运用物理知识解决实际问题。
二、教学难点与重点：1. 难点：弹力的产生和作用。
2. 重点：理解弹力的概念，掌握弹力的测量方法。
三、教具与学具准备：1. 教具：弹簧测力计、弹簧、橡皮筋、钩码等。
2. 学具：学生实验套件、笔记本、尺子等。
四、活动过程：1. 引入：通过一个简单的例子，比如弹簧被压缩后能恢复原状，引导学生思考力的作用。
2. 讲解：讲解力的概念，弹力的产生和作用，以及弹簧测力计的原理。
3. 实验：学生分组进行实验，使用弹簧测力计测量不同力的大小，观察弹簧的形变。
4. 讨论：学生分组讨论实验结果，分析弹力的产生和作用。
5. 练习：学生使用学具进行随堂练习，例如测量不同物体的重力，并记录数据。
五、活动重难点：1. 重点：让学生通过实验观察和理解弹力的产生和作用。
2. 难点：让学生能够运用物理知识解决实际问题，如测量物体的重力。
六、课后反思及拓展延伸：1. 课后反思：回顾本节课的教学，检查学生对弹力的理解程度，以及是否能够运用所学知识解决实际问题。
2. 拓展延伸：可以让学生进一步研究不同材料的弹力特性，或者设计一个实验来测量人体的弹力。
重点和难点解析：在上述教学设计中，有几个重点和难点是我需要特别关注的。
让学生通过实验观察和理解弹力的产生和作用是一个重要的重点。
弹力是一个基本的概念，但是理解它并不是那么容易。
通过实验，学生可以直观地看到弹簧在受到外力作用时的形变，并且能够测量这个力的大小。
这个实验不仅能够帮助学生理解弹力的概念，还能够让他们学习如何使用弹簧测力计这个工具。
让学生能够运用物理知识解决实际问题是一个重要的难点。
很多时候，学生学习了物理知识，但是不知道如何运用到实际生活中。
实验8 测定金属的电阻率
第八章
命题点一 命题点二 命题点三
实验8 测定金属的电阻率
必备知识 命题点四 关键能力 对应演练
-20-Βιβλιοθήκη (2)为了合理选择实验方案和器材,使用欧姆挡先粗测接入电路的 金属丝的阻值R。先用“×10”挡,调零后测量时发现指针偏转角度 太小,则应改用 (选填“×1”或“×100”)挡,改用后测量结果 如图乙所示,则该金属丝的阻值R= Ω。 (3)为了精确地测量金属丝的阻值,同学们准备了如下器材: ①电源(电动势为6 V,内阻不计) ②电压表V(量程6 V,内阻约为3 kΩ ) ③电流表A1○(量程10 mA,内阻约为1 Ω ) ④电流表A2○(量程100 mA,内阻约为0.2 Ω ) ⑤待测金属丝R ⑥滑动变阻器R1(总阻值10 Ω ) ⑦开关及导线若干 为了减小误差,实验中电流表应选用 (选填器材前的序号)。
第八章
实验8 测定金属的电阻率
必备知识 关键能力 对应演练
-5-
刻度格 数(分度) 10 20 50
刻度总 长度 9 mm 19 mm 49 mm
每小格与 1 mm 的差值 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
精确度 (可精确到) 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm
(4)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上 读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为 (x+K×精确度)mm。 3.电流表和电压表的估读方法 最小分度为1的,估读到下一位;最小分度为2或5的,估读到本位。
分压接法
RE R+R 0 E R+R 0
≤U≤E ≤I≤R
E
0≤U≤E 0≤I≤R a端
E
b端
第八章
第八章-教育实验研究法
五、样本
一般根据实验所要求的精确度来确定。精确度越高，样 本容量越大。但如果样本过大，则增加实验上的困难， 也会造成不必要的浪费。样本容量的确定可按着以下 规则来进行：控制严密的实验样本可小一些，反之应 大一些；抽样误差大的，样本含量应大一些，反之则 小一些；第一轮实验样本含量可小一些，第二轮、第 三轮实验样本含量应逐渐增大；实验室实验样本含量 可 小 一 些 （ 10 以 上 就 可 以 了 ） ， 自 然 实 验 应 大 一 些 （至少要在30以上）。
第八章 教育实验法
本章内容
• 教育实验法概述 • 教育实验的类型 • 教育实验的构成因素 • 教育实验设计 • 教育实验的操作 • 教育实验研究计划 • 实验的评价标准
第一节 教育实验法概述
一、教育实验法含义 （一）广义教育实验法 泛指一切实证性的教育研究方法。
——来自于实验教育学派 （二）狭义教育实验法 通过探索性的工作安排来检验某种教育思想与预期结果关系的方法。
——科学方法论 2. 单项实验
整体实验（综合实验） 无中生有—— 3. 思想实验 4. 建构性实验 5. 国内外其他提法
第三节 教育实验的构成因素
一、被试（subject)与分组（match group) 被试——指参加实验研究的对象。 分组方式：
固定组(G_group)—— 随机组 (RG_random group)——
四、选择实验设计的原则
• 实际性 • 精确性 • 灵活性 • 简单性
第五节 教育实验法的操作
一、准备阶段
选择课题——分析变量——选择样本——制定实 验方案
实验方案的结构：
实验设计与田口方法
三、0.618法
0.618法是单因素试验设计法，又叫黄金分 割法。
这种方法是在试验范围内(a，b)，首先安 排两个试验点，再根据两点试验结果，留下 好点，去掉不好点所在的一段范围，再在余 下的范围内继续寻找好点，去掉不好的点， 如此继续地作下去，直到找到最优点为止。
0.618法要求试验结果目标函数f(x)是单 峰函数，见图所示，即在试验范围(a，b) 内只有一个最优点d，其效果f(d)最好，比 d大或小的点都差，且距最优点d越远的试 验效果越差。
第八章 实验设计与田口方法
第一节 试验设计概述
一、试验设计的发展及应用范围
试验设计起源于英国，最早应用于农业生产，20世纪30年代， 由于农业试验的需要，费歇(R. A. Fisher)在考察各种肥料及 施肥量对农作物产量的影响时，建立了试验设计的最初数学模型， 在试验设计和统计分析方面做出了一系列先驱工作，从此试验设 计成为统计科学的一个分支。
实施局部控制的目的在于使各部分内或各区组内的实验 环境比较一致或相对稳定，使其差异尽量表现或局限在 各部分之间或各区组之间，而不致影响对考察因素的比 较和分析。
（二）试验设计的实施程序
1.明确试验目的、确定试验指标； 2.选取试验因素及水平； 3.选定试验设计方法； 4.进行试验； 5.数据分析； 6.结论与建议。
第三节 多因素试验设计
如果试验安排得当，就能使试验的次数少， 各种因素状态之间的关系考虑周全，取得事 半功倍的效果。当试验中考察两个以上因素 时，则可选用多因素试验设计方法 。
一、正交试验的基本方法
正交试验是一种科学安排和分析试验的方法。 它是利用“均衡分散性”和“整齐可比性” 正交性原理，从大量的试验点中挑出适量的、 具有代表性、典型的试验点以解决多因素问 题的试验方法。
统计学(第四版)贾俊平 第八章 方差分析与实验设计 练习题答案
统计学（第四版）贾俊平 第八章 方差分析与实验设计 练习题答案8.10123411234:0:,,,0=0.01SPSS H H ααααααααα====至少有一个不等于用进行方差分析，表8.1-1填装量主体间效应的检验（单因素方差分析表）因变量: 填装量 源 III 型平方和df均方F Sig.偏 Eta 方非中心 参数观测到的幂b校正模型 .007a3 .002 10.098 .001 .669 30.295 .919 截距 295.7791 295.7791266416.430.000 1.000 1266416.4301.000 机器 .007 3 .002 10.098.001.66930.295.919误差 .004 15 .000总计 304.17119 校正的总计.01118a. R 方 = .669（调整 R 方 = .603）b. 使用 alpha 的计算结果 = .01由表8.1-1得:p=0.001<0.01,拒绝原假设，i 0α不全为，表明不同机器对装填量有显著影响。
8.201231123:0:,,0=0.05SPSS H H ααααααα===至少有一个不等于用进行方差分析，表8.2-1满意度评分主体间效应的检验（单因素方差分析表）因变量: 评分 源III 型平方和df 均方 F Sig.校正模型 29.610a2 14.805 11.756 .001 截距 975.156 1 975.156 774.324 .000 管理者 29.610 2 14.805 11.756.001误差 18.890 15 1.259总计 1061.000 18 校正的总计48.50017a. R 方 = .611（调整 R 方 = .559）由表8.2-1得:p=0.001<0.05，拒绝原假设，i 0α不全为，表明管理者水平不同会导致评分的显著差异。
8.301231123:0:,,0=0.05SPSS H H ααααααα===至少有一个不等于用进行方差分析，表8.3-1电池寿命主体间效应的检验（单因素方差分析表）因变量: 电池寿命 源III 型平方和df 均方 F Sig. 偏 Eta 方 非中心 参数 观测到的幂b校正模型 615.600a2 307.800 17.068 .000 .740 34.137 .997 截距 22815.000 1 22815.000 1265.157 .000 .991 1265.157 1.000 企业 615.600 2 307.800 17.068.000.74034.137.997误差 216.400 12 18.033总计 23647.000 15 校正的总计832.00014a. R 方 = .740（调整 R 方 = .697）b. 使用 alpha 的计算结果 = .05由表8.2-1得:p=0.001<0.05，拒绝原假设，i 0α不全为，表明3个企业生产的电池平均寿命之间存在显著差异。
第八章 可靠性试验
解： ①求F(t) 累积失效概率
查表8-1得： F ( t ) = 28%
②求投入试验的样品数
可靠性设计
>20
应投入试验的样品数为71个。
3、产品寿命试验的截止时间 • 截止时间与样品数及希望达到的失效数有关：
试验时间： ln n
n 1
• 截止时间与产品累积失效概率有关
ti
ln 1
1F(ti)
可靠性设计
可靠性设计
4、寿命试验和加速寿命试验 寿命实验是评价分析产品寿命特征的试验。通过寿
命试验可以获得失效率、平均寿命等可靠性特征量。
模仿正常工作应力进行的寿命试验，需要较长的时间，代价很高。
加速寿命试验就是在不改变产品失效机理、不引 入新的失效因子的前提下，提高试验应力，加速产品 失效进程，再根据加速试验结果，预计正常应力下的 产品寿命。
可靠性设计
（2）产品研制定型中，进行可靠性鉴定 判断产品的设计和生产工艺是否符合可靠性要求，
确定能否进行批量生产。 （3）产品的生产过程中控制产品的质量
可靠性设计
8.1 可靠性试验分类及方法
一、可靠性试验的分类
按试验项目
筛选试验
环境试验
可靠性提高试验
可靠性增长试验
寿命试验（可靠性的评价试验）
1、可靠性筛选试验
通过实验结果对故障特征机理进行分析，找出改 进措施，进一步提高产品可靠性。使产品可靠性接近 设计规定固有可靠性水平。
（1）环境条件 气候环境条件 温 湿 气 风 雨 雪 水 露 霜 沙 盐 油游离等
度度压
雪 尘 雾 雾气体
机械环境条件
可靠性设计
振 冲 离 碰 跌 摇 静 失 声 爆 冲等
动击心撞落摆力重振炸击 辐射条件
试验优化设计-第八章(2013)
p
p
p
2 j
z
j 1
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j
1
ˆ y
b
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p
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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
《第八章 5 实验_验证机械能守恒定律》作业设计方案
《实验_验证机械能守恒定律》作业设计方案（第一课时）一、作业目标1. 理解机械能守恒定律的基本概念和原理；2. 掌握实验操作步骤，能够独立完成实验；3. 通过实验，验证机械能守恒定律，培养实验操作和数据分析能力。
二、作业内容1. 实验操作：（1）按照实验指导手册，准备好实验器材，如打点计时器、纸带、重物、铁架台等；（2）根据实验步骤，安装和调整器材，进行实验操作，记录数据；（3）根据实验数据，分析并验证机械能守恒定律。
2. 数据分析：（1）对实验数据进行分析，检查是否符合机械能守恒定律的规律；（2）对实验误差进行分析，找出可能的原因。
3. 报告撰写：（1）根据实验数据和分析结果，撰写实验报告；（2）报告实验结论，总结实验经验。
三、作业要求1. 实验操作过程中要严格按照实验步骤和指导手册进行，确保实验的准确性和可靠性；2. 数据分析要真实、客观，对误差原因的分析要合理；3. 实验报告要清晰、准确地描述实验过程和结果，结论要明确。
四、作业评价1. 评价标准：（1）实验操作是否正确、熟练；（2）数据分析是否准确、合理；（3）报告撰写是否清晰、准确。
2. 评价方式：（1）教师评价：根据学生的实验操作、数据分析和报告进行评分；（2）学生自评：学生对自己的实验过程进行自我评价，分析优缺点；（3）小组互评：小组内同学互相评价，共同学习和进步。
五、作业反馈1. 学生根据教师、自评和互评结果，对自己的作业进行反思和总结，找出自己的不足和需要改进的地方；2. 教师可以根据学生反馈和评分结果，对作业设计方案进行优化和调整，提高教学质量；3. 班级内可以组织经验分享会，让学生互相学习，共同进步。
通过本次作业，学生能够深入理解机械能守恒定律，掌握实验操作技能，提高数据分析能力，为后续物理学习打下坚实的基础。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标1. 复习并深化理解机械能守恒定律的基本原理和应用；2. 通过实验操作和数据分析，进一步掌握验证机械能守恒定律的方法；3. 培养独立思考、实验操作和数据分析的能力。
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随机化原则：随机≠“随便”, 指每个受试对象 以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组。
目的是使各组非实验因素的条件均衡一致，
以消除对实验结果的影响。
随机化分组方法Today: 11 May 2020
1. 抽签等 2. 随机数字表(附表15） 3. 计算器或计算机
例：药剂、手术方法、毒物 抓住主要处理因素 区分处理与非处理因素 处理因素必须标准化
㈡ 受试对象(studyTsoudabyj:e1c1tMs)ay 2020
动物的选择：种类、品系、年龄、体 重、窝别、营养……
病例的选择：纳入标准、剔除标准
㈢ 实验效应(experTiomdaeyn: 1t1alMeafyf2e0c2t0)
Today: 11 May 2020
准确度和精确度都好
准确度差、精确度好
准确度？、精确度差
准确度和精确度都差
二、实验设计的To基day本: 11原M则ay 2020
（一）对照（control） （二）随机化（randomization）分组 （三）重复（replication）
（一） 对照(coTondatyr:o11lM)的ay 2原020 则
⑷调整：再接着查一个“6”以内的随机数，以决定甲组 中哪一号拨到乙组。本例查得随机数为4，将甲组第4个 （5号）调到乙组。
计算(器)机随机化分T组oday: 11 May 2020
Today：2020/5/11
第八、九章 医学科研设计
y
四医大统计教研室 制作：宇传华
Today: 11 May 2020
内容提要
第一节 概述 第二节 实验设计 第三节 调查设计
Today: 11 May 2020
第一节 概述
专业设计：选题、查阅文献、假说、预试验 统计设计：对象、分组、数量、指标、分析方法 设计好： （1）既省又可靠
临床试验：治疗——临床疗效实验 预防——社区干预实验（community intervention
trial） 2. 调查研究(无干预，第9章):被动地观察、如实记录
联系： 调查研究可为实验研究提供线索，而实验研究还 需要通过调查研究加以证实。
Today: 11 May 2020
第二节 实验设计 Experimental Design
处理因素作用于受试对象的结果，通过观察指标 表达。观察指标应客观、精确、灵敏、特异。
1. 客观性：主观指标和客观指标。
2. 精确性：
准确度(accuracy)或真实性（validity） ：观察值与真值的接 近程度，受系统误差的影响(如灵敏度、特异度)。
精 密 度 (precision) 或 可 靠 性 （ reliabiliy ） 或 重 复 性 （repeatability） ：重复观察时观察值与其均值的接近程度，受 随机误差的影响（如一致百分率、Kappa值）。
一、 实验研究的基本要素 二、 实验设计的基本原则 三、 几种常见随机化分组设计 四、样本含量的估计方法 五、临床试验设计
一、实验研究的To基day本: 11要M素ay 2020
三要素：1.处理因素；2.受试对象；3.实验效应
其他因素
处理因素
降压药
受试对象
高血压病人
其他效应
实验效应
血压值
㈠ 处理因素(studyTfoadcayt:o1r1，Matyr2e0a2t0ment)
对照的形式 Today: 11 May 2020
㈤ 相互对照 ：几个实验组互相对照 例如：比较几种药物治疗同一疾病的疗效
对照的形式 Today: 11 May 2020
㈥ 历史对照：以过去的研究结果作对照。 与本人或他人过去的研究结果作比较 —— 不好！！！！！！
Today: 11 May 2020
㈠空白对照(blank control)：对照组不加任何处理因素。
例如：①实验组儿童接种疫苗，对照组儿童不接种疫苗。 ②试剂空白、血样空白、无酶解空白、底物空白等。
特点： 简单易行，但容易引起心理差异，从而影响实
验效应的测定。 —— 安慰剂对照(placebo control)
对照的形式 Today: 11 May 2020
（2）可估计误差 （3）获取多方面知识 设计不好：（1）杂乱无章、虽多犹无
（2）只能罗列现象、无规律可言
Today: 11 May 2020
是否主动施加干预?
1. 实验研究(干预，第8章): 受试对象：人——临床试验（clinical trial） 动物——动物实验（ animal experiment ）
㈡实验对照(experimental control)：施加基础
实验条件（非处理因素）。
含赖氨酸面包+非处理因素→赖氨酸效应 + 面包效应+非处理因素效应
面包+非处理因素→
面包效应+非处理因素效应
非处理因素→
+非处理因素效应
赖氨酸
赖氨酸效应
对照的形式
Today: 11 May 2020
㈢ 标准对照(standard control)：以现有的标准 或正常值作对照。
对照的意义 ：
①区分处理因素与非处理因素的效应，是比较的实验误差
气候转暖,自然缓解 药物治疗
处理组：处理因素+
对照组：
比较结果 处理因素
非处理因素 非处理因素
处理效应+ 处理效应
非处理效应 非处理效应
对照的形式 Today: 11 May 2020
包括：空白对照、实验对照、标准对照、自身对照、 相互对照 、历史对照
例①某种新的方法能否代替传统方法的研究； ②某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相同。
——实验室应用较多
对照的形式 Today: 11 May 2020
㈣ 自身对照：实验在同一受试对象上进行
特点： 简单易行，使用广泛。但若试验前后某些
环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结 果，就难以说明问题。
随机数字表分组Today: 11 May 2020
例 试将10头动物应用随机数字表分配到甲、乙两组。 ⑴按动物体重编号 ⑵从附表15的第21行，第21列往上查10个随机数 ⑶规定双号为甲组，单号为乙组
动物编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 随机数字 6 9 2 6 4 7 2 9 9 8 组 别甲 乙 甲 甲 甲 乙 甲 乙 乙 甲