实验设计的基本内容
一实验设计方案的内容
一实验设计方案的内容实验设计方案是指为了解决特定科学问题而制定的实验步骤和方法。
一个完整的实验设计方案应包含实验目的、背景和理论知识、实验对象、实验方法、预期结果和数据分析等内容。
下面是一个关于植物生长的实验设计方案的示例，以帮助您了解实验设计方案的内容。
一、实验目的：通过调查不同植物生长条件对植物生长的影响，探究最适宜的生长条件，提高植物生长质量和产量。
二、背景和理论知识：三、实验对象：选择一种适合实验的植物作为实验对象，如小麦、玉米或豌豆等。
四、实验方法：1.设立试验组和对照组。
试验组按照一定的规程进行处理，对照组保持常规生长条件。
2.控制光照条件。
试验组和对照组分别放置在不同光照条件下，如自然光、人工光源或不同光照强度。
3.调控水分供给。
试验组和对照组分别进行不同的水分供给处理，如干旱处理、地下水处理或不同浇水量处理。
4.控制温度条件。
试验组和对照组分别放置在不同温度条件下，如常温、高温或低温。
5.提供不同的养分供给。
试验组和对照组分别进行不同的养分供给处理，如不施肥、常规施肥或增量施肥。
6.记录生长情况。
对试验组和对照组的植物进行周期性观察和记录，包括高度、叶片数、叶片颜色和叶面积等生长指标。
五、预期结果和数据分析：预计通过实验可以得到不同生长条件下植物生长的数据，通过对比不同组的生长情况，可以分析不同因素对植物生长的影响。
可以使用统计方法对数据进行分析，比较不同组数据的差异性，并分析不同因素对植物生长的影响程度。
六、实验的意义和应用：了解植物对不同环境因素的适应性，对植物培育和农业生产具有重要的意义。
通过优化生长条件，可以提高植物的生长质量和产量，为农业提供科学指导，提高土地利用率和经济效益。
以上是一个关于植物生长的实验设计方案的示例，希望对您了解实验设计方案的内容有所帮助。
具体的实验设计方案应根据实际需要进行调整和完善。
实验教学设计方案的教学内容和教学方法
本次研究对实验教学内容进行了深入 的分析和探讨，提出了以学科核心知 识为基础，结合实际应用和前沿科技 ，设计具有挑战性和探索性的实验项 目。同时，注重实验内容的层次性和 递进性，以满足不同学生的学习需求 。
本次研究关注实验教学方法的改革与 创新，提出了以学生为中心的教学理 念，采用探究式、项目式等多元化教 学方法，激发学生的学习兴趣和主动 性。同时，注重理论与实践的结合， 通过实验操作和数据分析等环节，培 养学生的实践能力和科学思维。
协作式实验学习
学生可以在远程实验平台上进行 协作式实验学习，共同完成实验 任务，培养团队合作精神和创新
能力。
智能化实验管理系统在实验教学中的应用
实验资源管理
智能化实验管理系统可以对实验资源进行统一管理，包括实验设备 、试剂耗材、文献资料等，提高资源管理效率。
实验过程监控
系统可以实时监控实验过程，记录实验操作步骤和数据变化，为实 验分析和评估提供依据。
整合跨学科知识
将实验内容与相关学科知识进行整合，促进学生 跨学科学习和知识迁移。
3
更新实验内容
关注学科前沿动态，及时将最新的科研成果和实 验技术引入实验教学，保持实验内容的先进性和 时效性。
实验教学内容的组织与呈现
模块化组织实验内容
强调实验过程与结果分析
将实验内容划分为不同的模块，每个 模块对应一个特定的教学目标，方便 学生按需学习和掌握。
创新实验教学手段
利用虚拟现实、仿真技术等现代教学手段，为学生提供更加真实、 生动的实验体验。
鼓励学生自主设计实验
鼓励学生自主选题、设计实验方案，培养学生的创新能力和实践能 力。
03
实验教学方法探讨
启发式教学法在实验教学中的应用
实验心理学,第三章 实验设计
喜好饮料问题
有效的实验设计应该是这样的：两个杯子一模一样， 既没有字母，也没有任何其他不同的标记可以让被试 看见或摸得到。
将可口可乐或百事可乐分别倒进两只杯里，一半被试 先饮可口可乐，然后饮百事可乐；另一半被试先饮百 事可乐，然后饮可口可乐。
这样的实验安排就不存在喜欢字母的问题了，而且， 实验顺序的效应也抵消了。
举例：在某项研究中要将30 个被试分配到三个自变量 水平A、B、C 中。
研究者需要先将被试按前测作业分数的高低排列，然后 将前三个被试随机分配到A、B、C 三组，接着将接下 来的三个被试如法分配，直到分配完毕。
1、匹配（matching）设 计
对动物进行被试间设计的实验研究时，一项重要的匹 配技术是拆窝技术（split-litter technique）。
同处理之前是相等的，即使有差异也是在统计允许的 限度以内的随机误差。
随机化设计的优缺点
优点： （1）控制两组被试变量的差异，分组方法简单可行。 （2）由于对每一被试者只作一次观测，可消除某些实
验误差。 缺点： （1）分成等组的方法仍欠精密。 （2）若两组在不同时期观测，就有可能插入实验以外
编制之测量工具的“信度”（可靠性）较低时。
研究进行中有较多变量无法控制时。
统计分析时，受试者须再细分为较小的各群组来分析比较 时。
实验设计时，预期会有较多受试者中途推出时。
怎样确定实验研究中被试样本人数
确定样本人数时要考虑以下因素 １、实验研究所要求的精确度 精确度是指样本平均数与总体平均数的一致性程度。精确度
定时系列设计模式
说明：Y1a、Y1b、Y1c分别表示实验处理前之观测值 Y2a、Y2b、Y2c分别表示实验处理后之观测值 X表示实验条件处理
实验设计三要素的内容
实验设计三要素的内容实验设计三要素的内容实验因素、实验单位、实验效应是实验设计的3个要素。
它们在实验中是不可缺少的，在实验设计时必须认真予以考虑。
1，所有影响实验结果的条件都称为影响因素，并有客观与主观，主要与次要因素之分。
研究者希望通过研究设计进行有计划的安排，从而能够科学地考察其作用大小的因素称为实验因素（如药物的种类、剂量、浓度、作用时间等）；对评价实验因素作用大小有一定干扰性且研究者并不想考察的因素称为区组因素或称重要的非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。
最好通过一些预实验，初步筛选实验因素并确定取哪些水平较合适，以免实验设计过于复杂，实验难以完成。
2，实验因素所作用的对象称为实验单位。
如用小鼠做实验，小鼠就是本次实验的实验单位，或称为受试对象；若用小鼠肝细胞做实验，其表现形式叫样品（有时一个样品由若干只鼠的肝细胞混合而成）。
此时，一个样品就是一个实验单位。
不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验单位，一个完整的实验设计中所需实验单位的总数称为样本含量。
最好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量。
样本过大或过小都有弊端。
3，实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的反应称为实验效应。
一般是通过某些观测指标数值的大小来体现。
指标应具有特异性强、灵敏度高、准确可靠等特点。
总之，研究者应当对欲研究的问题有较为全面的了解，在实验设计中千万不要遗漏了某些重要的实验因素和观测指标，以免实验研究的结果对事先提出的问题给出错误的回答。
实验设计的三要素和六原则众所周知，科研工作者在进行医药方面的科学研究之前，需要制定完善的统计研究设计方案，那么什么样的设计方案才称得上是完善的呢？一般来说，完善的设计方案需具备以下几个条件：实验所需的人力、物力和时间资源；实验设计的“三要素”和“六原则”均符合专业和统计学要求，对实验数据的收集、整理、分析等有一套规范的规定和正确的方法。
实验设计
失败的实验设计
• 会出现研究对象不敏感、不特异； • 处理因素标准化差、干扰因素过多； • 观测指标主观、片面； • 样本量不足、过多或不齐同，组间条件不均衡；
• 选择指标时，也要考虑到其可行性，即是否具备观测 所选指标的实验条件和技能。
（三）实验设计的基本类型
• 实验设计依据统计分析方法的不同主要分以下 几种类型：
1. 完全随机化设计 2. 配对设计 3. 配伍组设计 4. 交叉设计
1. 完全随机化设计
• 完全随机设计亦称单因素设计，是根据实验要求将全部实验动物 随机地分成若干组，然后再按组实施不同处理的设计。这种设计 保证每只实验动物都有相同机会接受任何一种处理，而不受实验 人员主观倾向的影响。当实验条件特别是实验动物的初始条件相 对一致时，可采用完全随机设计。这种设计能使实验结果受外界 因素的影响基本一致，真实反映出实验的处理效应。
• 完全随机设计的实质是将实验动物随机分组。随机分组的方法有 抽签法、随机数字表法、电脑随机分组法等。
完全随机设计的主要优点： ①设计容易。适用于实验条件、环境、实验动物差异较小的实验。 ②统计分析简单。均可采用t检验或方差分析法进行统计分析。 完全随机设计的主要缺点： ①非实验因素的影响被归入实验误差，实验误差较大，实验的精确
• 在实验研究中，有些主观指标是不可或缺的， 它更能客观地反映出处理因素的效应和实验的 意义；而有些指标来源虽是客观的，但判断却 受主观影响，如X线片、B超、病理切片等。为 了增强主观指标的客观性和减少客观指标的主 观性，在实验设计时，应对指标制定明确的判 断标准，使之更客观化。
实验设计的基本方法
实验设计的基本方法实验设计是科学研究中非常重要的一环，它决定了实验的可靠性和有效性。
以下是实验设计的基本方法。
1.目标明确：首先需要明确实验的目标和研究问题。
例如，我们想要研究其中一种药物对疾病的疗效，那么实验的目标就是确定这种药物是否能有效治疗该疾病。
2.假设提出：在明确了目标之后，需要提出相关的科学假设。
假设是指对实验现象的解释或预测。
假设需要明确、可量化并能够被实验验证。
3.变量确定：实验设计的关键是确定需要考虑的变量。
独立变量是实验者有意改变的变量，而因变量是研究的结果或者反应。
其他变量可能会对实验结果产生影响，因此也需要控制或记录它们。
4.样本选择：在做实验前，需要选择代表性的样本来进行实验观察。
样本应该是足够大以代表整个受试对象群体，并且需要均匀地分布在各个实验组中。
5.实验分组：为了比较和验证研究假设，实验对象需要被划分为不同的实验组。
例如，一个药物实验可以有一个实验组接受药物治疗，而另一个对照组则不接受治疗。
6.实验过程：实验的过程需要被准确地记录下来，包括实验员的操作、测量数据的采集和观察过程。
确保实验过程的一致性非常重要，以保证实验结果的可靠性。
7.数据处理与分析：在实验完成后，需要对实验数据进行处理和分析。
数据处理包括去除异常值和异常数据，并进行数据标准化。
数据分析可以使用统计方法，比较各个实验组的差异性，以及验证研究假设的成立与否。
8.结果及讨论：根据实验的结果，进行结果分析和讨论。
结果应该被准确地报告，并且需要进行合理的解释和讨论。
此外，也可以与已有的研究结果进行比较和对比。
9.结论与推广：在结果和讨论的基础上，可以得出结论并对实验结果进行推广。
结论应该回答研究问题并验证假设。
推广性的结论应该能够适用于其他相关领域或条件。
10.反思和改进：在实验设计中，不可避免地会出现一些问题和限制，因此需要进行反思并提出改进意见。
对实验方法进行评估，并设想进行更深入的研究以解决研究问题。
实验设计的基本内容和步骤
实验设计的基本内容和步骤实验设计听起来有点高大上，但其实就像我们做菜前得计划一下一样。
一、明确实验目的。
这就好比我们出门得知道去哪儿。
你得清楚为啥要做这个实验，是想看看某种新肥料对植物生长有没有帮助呢，还是想知道某个新的教学方法能不能让学生成绩变好。
这是整个实验的大方向，如果这个都模糊，那后面就全乱套啦。
比如说你想研究新肥料对植物生长的影响，这个目的就很明确啦。
二、确定实验对象。
接着就是找实验对象。
还拿植物实验来说，你得选好是用什么植物呀。
是用小青菜呢，还是用玫瑰花。
要是研究教学方法，那对象就是学生啦，是小学生呢，还是中学生。
这就像我们做菜选食材，得合适才行。
三、选择变量。
这里面有自变量和因变量哦。
自变量就是我们能控制改变的因素，在肥料实验里，自变量就是新肥料的用量啦。
因变量就是因为自变量变化而跟着变化的东西，那就是植物的生长情况，像高度呀，叶片数量之类的。
这就像我们调火候（自变量），然后看菜熟的程度（因变量）。
四、设置对照组。
这个可重要啦。
对照组就像一个标准，用来对比的。
在肥料实验里，一组植物用新肥料，另一组就用普通肥料或者不用肥料。
这样才能看出新肥料到底有没有效果。
就像两个人比赛跑步，得有个基准线一样。
五、考虑实验环境。
实验环境也不能忽视哦。
如果是植物实验，是在室内还是室外呢，温度、光照、湿度这些环境因素都可能影响植物生长。
要是学生的实验，教室的氛围、时间安排这些环境因素也会影响结果。
这就像我们做菜，厨房的温度、湿度也会影响菜的口感。
六、确定实验步骤。
这就是具体怎么做实验啦。
从开始准备实验对象，到施加自变量，再到观察记录因变量，一步一步都得写清楚。
就像写菜谱一样，先放什么调料，再怎么翻炒，都得明明白白的。
七、分析数据。
实验做完了，会得到一堆数据。
这时候就要分析啦。
看看这些数据能说明什么问题，是新肥料真的有用呢，还是没效果。
这就像我们吃完菜，得评价一下好不好吃，有没有达到我们预期的效果。
实验设计就是这么个有趣的事儿，每一步都很关键，就像搭积木，一块搭不好，可能整个城堡就不稳啦。
实验设计的三个基本要素
实验设计的三个基本要素实验设计是科学研究中最重要的组成部分，它确保了研究的准确性、可行性和有效性。
实验设计的最重要的三个要素是研究目的、研究假设和研究方法。
这三个要素决定了研究的成果，是完成科学研究的基础。
研究目的是科学研究的开始，也是实验设计的第一个要素。
研究目的既可以是描述性的，也可以是改善性的，也可以是解释性的。
它指明研究的重点和对象，并且有助于确定研究假设和研究方法，因此，是科学研究过程中最重要的一步。
研究假设是实验设计的第二个要素，它是研究过程中的阶段性目标，反映研究者对实验结果的预期。
研究假设能够有效地指导研究者开展研究，也有助于确定研究方法。
研究方法是实验设计的第三个要素，也是开展科学研究的关键。
研究方法包括研究记录、测量、变量定义、数据收集、处理和分析等等，这些步骤确保了研究结果的可靠性和可行性。
选择不同的研究方法，也能够获得不同的研究结果。
总之，实验设计的三个基本要素是研究目的、研究假设和研究方法。
研究目的决定了研究的重点和对象，研究假设反映了研究者对实验结果的预期，而研究方法决定了研究的结果的可靠性和可行性，因此，这三个要素为实验设计提供了基础，是开展科学研究的重要组成部分。
在实验设计中，研究者需要考虑和理解一系列问题，如研究目的是什么，研究假设是什么，研究方法是什么，还有研究的受试者和环境都是怎样的。
如果这些问题都能够得到回答，科学家就可以根据此确定实验设计需要注意哪些事项，才能达到研究的目标。
在实验设计过程中，研究者需要明确相关的假设，确保实验的可行性，并对实验的结果进行评估和分析。
同时，还需要根据研究的结论和建议，推荐不同的可行性解决方案，并且改进科学研究的过程。
因此，实验设计的三个基本要素，即研究目的、研究假设和研究方法，是科学研究整个过程的基础和重要组成部分。
研究者应对这三个要素有清晰的认识，并充分利用它们，才能有效地推进科学研究，并最终获得有价值的结论或结果。
实验设计的意义、原则与基本内容(精)
实验设计的意义、原则与基本内容[关键词]健康网讯:一、实验设计的意义实验设计是科学研究计划内关于研究方法与步骤的一项内容。
在医学科研工作中，无论实验室研究、临床疗效观察或现场调查，在制订研究计划时，都应根据实验的目的和条例，结合统计学的要求，针对实验的全过程，认真考虑实验设计问题。
一个周密而完善的实验设计，能合理地安排各种实验因素，严格地控制实验误差，从而用较少的人力、物力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料。
反之，如果实验设计存在着缺点，就可能造成不应有的浪费，且足以减损研究结果的价值。
总之，实验设计是实验过程的依据，是实验数据处理的前提，也是提高科研成果质量的一个重要保证。
二、实验设计的原则实验设计有属于专业方面的，有属于统计方面的。
从统计方面说，主要应当考虑对照、重复、随机化等问题，这就是所谓实验设计的三原则。
其具体内容我们将在第二、三、四节介绍。
三、实验设计的基本内容（一）拟定相互比较的处理所谓处理，指的是在实验研究中欲施加给受试对象的某些因素。
如营养实验的各种饲料，治疗某病的几种疗法或药物，药理研究中某药的各种剂量等。
在实验的全过程中，处理因素要始终如一保持不变，按一个标准进行实验。
如果实验的处理因素是药物，那么药物的成份、含量、出厂批号等必须保持不变。
如果实验的处理因素是手术，那么就不能开始时不熟练，而应该在实验之前使熟练程度稳定一致。
（二）确定实验对象及数量这里指的是实验所用的动物或活体组织标本等。
在实验设计中，要根据实验观察的目的与内容，明确规定采用什么样的实验对象，实验对象中的每个实验单位必须具备的条件与要求，以保证受试对象的一致性。
实验对象需要有一定的数量，例数不能太少，也不宜过多。
如何估计例数，详见第四节。
（三）确定将各实验单位分配到各种处理中去的原则这主要是随机分配或随机化问题。
第三节将介绍几种常用的随机分组方法。
（四）拟定观察项目和登记表要根据研究目的和任务，选择对说明实验结论最有意义，并具有一定特异性、灵敏性、客观性的观察项目。
实验设计的基本要素和基本原则
实验设计的基本要素和基本原则
实验设计的基本要素包括研究目的、独立变量、因变量、控制变量和样本。
研究目的是确定实验的目标和研究问题，它指导着实验的整体设计。
独立变量是研究中被操作或变化的因素，它是实验中被研究人员有意控制的变量。
因变量是研究中被测量的结果，它是受独立变量影响的变量。
控制变量是在实验设计中被保持恒定的因素，以确保除了独立变量以外的其他变量对结果没有干扰。
样本是研究中被选取的代表总体的一部分个体或单位，用于对整体进行推断。
实验设计的基本原则包括随机分配和对照组设计。
随机分配是将参与实验的个体或单位随机分配到不同处理组的方法，以消除个体差异对结果的影响。
对照组设计是在实验中设置一个接受常规处理或不接受任何处理的对照组，以比较不同处理的效果。
其他基本原则还包括重复性、可重复性和内部效度的保证，以确保实验结果的可靠性和有效性。
所有这些基本要素和原则共同构成了一个科学合理的实验设计，可用于解决研究问题并产生可靠的研究结果。
第4章 试验设计基本知识
第4章试验设计基本知识4.1 基本概念一、试验指标在试验设计中，根据试验目的而选定的用来衡量试验效果的特征值，称为试验指标。
试验指标可以是数量指标、质量指标、成本指标、效率指标等。
试验指标可分为两大类，一类是定量指标，也称为数量指标，它是在试验中能够直接得到具体数值的指标，如强度、硬度、重量、光洁度、精度、寿命、成本、合格率、pH值等；另一类是定性指标，或称非数量指标，它是在试验中不能得到具体数值的指标，如颜色、味道、光泽、手感等。
在试验设计中，为便于分析试验结果，一般把定性指标定量化，例如，可把色泽按不同深度分成不同等级。
试验指标可以是一个，也可以同时是几个。
前者称单指标试验设计，后者称多指标试验设计。
二、试验因素对试验指标特征值可能有影响的原因或要素称为因素（factor），也称为因子，它是进行试验时重点考察的内容，因素一般用大写英文字母A、B、C……来标记，如因素A、因素B、因素C……等。
在确定试验因素时，必然以专业技术和生产实践经验为基础，应尽可能列出与研究对象目标有关的各种因素，然后判断哪些是需要探索的因素。
因素有各种分类方法，最简单的是分为可控因素和不可控因素。
可控因素是指人们可以控制和调节的因素，如温度、流量、pH值等；不可控因素指人们暂时不能控制和调节的因素，如设备的轻微振动、刀具的轻微磨损等。
进行试验设计时，一般只考虑可控因素。
只考察一个因素的试验叫单因素试验，考察两个因素的试验叫双因素试验，考察三个或三个以上因素试验中多因素试验。
三、因素水平（level of factor）在试验设计中，为考察试验因素对试验指标的影响情况，要使试验因素处于不同的状态。
我们把试验因素所处的各种状态称为因素水平或试验水平，简称水平或位级。
试验设计中，一个因素选了几个水平，就称该因素为几水平因素。
如某试验中温度A选了300C和500C二个水平，时间B选了20min、40min、60min三个水平，就称A为二水平因素，B为三水平因素。
实验研究的基本问题(二)实验设计PPT课件
❖ 第二步，根据作业分数形成配对组。
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配对设计的优缺点
❖ 优点：在实验处理之前，就把组间变异缩到最小，并使 各组内变异比单独的随机分配更接近相等。因此，这种 设计能对被试个别差异给予更多的控制，小型实验用配 对设计，其效果比用随机分组的效果更为显著。
❖ 混合设计是指在一个研究中有些自变量按 组内设计安排，有些自变量按组间设计安 排。一般说来，如果一种自变量很可能会 影响另一种自变量，那么对这些自变量按 组间设计安排，其余的自变量按组内设计 安排。
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混合设计举例一
❖ Johnson等（1983）用混合设计的方法比较抑 郁者和非抑郁者的记忆成绩。
❖ 也叫单组实验设计（within-subjects design)，是每个被试须 接受自变量的所有情况的处理。
❖ 被试内设计不但节省了被试人数，而且不同组的被试个体差异也 得到了最好的控制，它比被试间设计更有力，能更好考察实验组 和控制组之间的差异。
❖ 缺点： （1）各处理之间偶然发生的事件对实验结果的影响； （2）可能发生与时间顺序有关的误差（练习效应、疲劳效应）。 ❖ 为了解决这种顺序误差，采用平衡设计技术（ABBA设计和拉丁方
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请写下刚才记忆的数字
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实验结束
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实验结果
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（四）实验设计的基本类型Ⅱ
实验设计的基本内容
实验设计的基本内容
一、实验目的
1、了解植物对不同气温条件的适应性；
2、了解植物体内温度变化对生长、发育和光合作用的影响；
3、通过实验探究影响植物生长及发育的关键因素。
二、实验材料
1、需要木槽或者塑料容器；
2、需要准备一些营养液；
3、需要准备一些植物；
4、需要一台温控器；
5、需要准备一些温度计；
6、需要一台称重仪；
7、需要准备一些叶片剪；
8、实验室装备，包括显微镜，照明系统等。
三、实验方法
1、设定实验温度。
在实验室内设定8种不同的温度,比如5°C、10°C、15°C、20°C、25°C、30°C、35°C和40°C；
2、准备植物。
在实验开始前，需要准备相应种类的植物，比如豆科植物；
3、植物营养液配制。
将营养液按照配比，准备好每个植物需要的营养液；
4、实验容器准备。
在容器内放入植物，并在容器中倒入植物需要的营养液；
5、温控。
设定实验室内的温控系统，以保证温度的稳定；
6、测量植物生长情况。
定期记录植物和溶液温度，并在实验中观测植物的生长情况；
7、分析。
观测实验结果，通过统计学方法给出结论。
四、实验结果
根据实验结果，通常观察到的是，在不同的气温条件下。
谢宁DOE实验设计的主要内容
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成本 高 30～60 次试验 高 50～100 次试验 低 2～30 次试验 复杂度 复杂 复杂 简单 试验准备时间 长时间 3～14 天 长时间 7～14 天 短 1 天 统计有效度 弱 非常弱 强 适用性 需要硬件，主要用于生产 结合计算机仿真，主要用于论文 需要硬 件，通用于企业的经营活动 执行难度 难 难 易 干扰生产程度 试验期间要停止生产 试验期间要停止生产 思维创新中不停 产，原因查找试验可以解决 70%的长期问题
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谢宁 DOE 实验设计的主要内容
4、变量搜索技术 与零件搜索有许多相似之处，都是逐个替换，进行测试比较，以搜索引起产
谢宁方法概述 实验设计(DOE)方法一直在发展、丰富和完善，美国人多里安谢宁(Dorian Shainin)总结了七种新的 DOE 应用技术： 多变图技术、零件搜索技术 、成 对比较技术 、变量搜索技术 、完全析因技术 、 改进效果检查及实验设计 的回归分析。 谢宁方法的主要内容 1、 多变图技术 根据以往经验确定影响质量的可能要素，例如工人班次、机床、原材料、工 艺变量等，每隔一段时间抽取连续生产的几件产品，按需观察的这些要素的 几种情况分别测试质量特性，画成图表进行比较分析，以确定引起波动的原 因。 2、零件搜索技术 根据以往经验确定影响产品质量的可疑零件，随机选取几个好的产品和坏的 产品，将坏产品上的可疑零件与好产品上的对应零件进行交换，重新装配后 进行质量特性参数的测量、比较、分析，以找到影响产品质量的主要零件。 3、成对比较技术 随机选取 5 对以上的好的和坏的产品，用各种方法测试其各种参数并比较其 不同之处，以确定影响产品质量的主要原因。成对比较技术适用于不可拆卸 的产品。
实验设计的三个基本要素
实验设计的三个基本要素一、实验设计方法1.1单因素法单因素方法（Oneatatime）的基本原理是保持培养基中其他所有组分的浓度不变，每次只研究一个组分的不同水平对发酵性能的影响。
这种策略的优点是简单、容易，结果很明了，培养基组分的个体效应从图表上很明显地看出来，而不需要统计分析。
这种策略的主要缺点是：忽略了组分间的交互作用，可能会完全丢失最适宜的条件；不能考察因素的主次关系；当考察的实验因素较多时，需要大量的实验和较长的实验周期。
但由于它的容易和方便，单因素方法一直以来都是培养基组分优化的最流行的选择之一。
1.2正交实验设计正交设计（Orthogonaldesign）就是从“均匀分散、整齐可比”的角度出发，是以拉丁方理论和群论为基础，用正交表来安排少量的试验，从多个因素中分析出哪些是主要的，哪些是次要的，以及它们对实验的影响规律，从而找出较优的工艺条件。
石炳兴等利用正交实验设计优化了新型抗生素AGPM的发酵培养基，结果在优化后的培养基上单位发酵液的活性比初始培养基提高了18.9倍。
正交实验不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间的一个明确的函数表达式即回归方程，从而无法找到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优值。
而且对于多因素多水平试验，仍需要做大量的试验，实施起来比较困难。
1.3均匀设计均匀设计(Uniformdesign)是我国数学家方开泰等独创的将数论与多元统计相结合而建立起来的一种试验方法。
这一成果已在我国许多行业中取得了重大成果。
均匀设计最适合于多因素多水平试验，可使试验处理数目减小到最小程度，仅等于因素水平个数。
虽然均匀设计节省了大量的试验处理，但仍能反映事物变化的主要规律。
1.4全因子实验设计在全因子设计(Fullfactorialdesign)中各因素的不同水平间的各种组合都将被实验。
全因子的全面性导致需要大量的试验次数。
一般利用全因子设计对培养基进行优化实验都为两水平，是能反映因素间交互作用（排斥或协同效应）的最小设计。
实验计划的内容及要求
实验计划的内容及要求
实验计划的内容包括实验的目的、背景、方法、设备和材料、实验步骤、数据分析和结论等。
具体要求可以包括以下内容：1. 实验目的：明确实验的目标和所要验证的假设。
2. 背景：阐述相关理论知识、前人研究成果和实验的重要性、意义。
3. 方法：描述实验所使用的方法和技术，包括实验设计、样本选择和实验操作步骤等。
4. 设备和材料：列举需要使用的实验仪器设备和实验材料，并说明其来源和具体型号。
5. 实验步骤：详细描述实验的步骤和操作过程，注意描述实验操作的关键点和技巧。
6. 数据分析：说明对实验数据的处理和分析方法，包括数据统计、图表绘制和数据解读等。
7. 结论：根据实验结果，得出科学严谨的结论，并对研究问题提出相应的解决方案或进一步研究的建议。
实验计划的要求通常有以下几点：1. 准确性：实验计划中描述的实验目的、步骤、数据处理等应准确无误，避免出现模糊、冗余或错误的描述。
2. 可行性：实验计划应具备可行性，即所列举的实验方法、设备和材料应能够实现、获取和操作，不应过度依赖未确定的资源。
3. 详尽性：实验计划应详细描述实验的各个方面，以便他人能够完全理解和重复该实验。
4. 规范性：实验计划应按照学术规范和实验室操作规程进行撰写，包括逻辑性强、语句通顺、格式规范、参考文献引用准确等。
5. 创新性：实验计划中应能够显示独立思考和创新的地方，如提出新颖性的研究问题、采用新方法和技术等。
此外，不同学科和实验类型可能有其特
定的要求，例如生物学实验可能需要注明动物使用伦理许可、化学实验可能需要注明安全措施等。
因此，为了编写一份完整的实验计划，还要根据实际情况综合考虑相关要求。
一个实验设计方案包括哪些内容
一个实验设计方案包括哪些内容一个实验设计方案包括哪些内容摘要:实验设计方案是科研工作中至关重要的一环，它是指在科学研究中，为了回答某个科学问题或验证某个科学假设而进行的实验计划和安排。
一个良好的实验设计方案的制定能够确保实验的准确性、可重复性和科学性。
本文将重点介绍一个实验设计方案的六个基本要素：问题陈述、研究目的、实验设计、样本选择、数据收集与分析以及实施计划，并逐一进行详细阐述。
一、问题陈述问题陈述是一个实验设计方案的起点，它需要明确研究中要解决的科学问题或验证的科学假设。
一个明确的问题陈述能够帮助研究人员确定实验的目标和方法，确保实验的目的明确并且可测量。
在问题陈述中，研究人员需要明确描述研究的对象、现象或关系，并提出一个明确的研究问题或假设。
例如，如果研究的对象是植物生长，问题陈述可以是：“不同光照条件下，对于植物生长和发育有何影响？”通过明确问题陈述，研究人员能够为实验设计提供清晰的指导。
二、研究目的研究目的是一个实验设计方案中的重要组成部分，它需要明确指出研究的目标和意义。
研究目的可以是为了增加对某个现象的理解、验证某个理论、解决某个实际问题或为以后的研究提供基础。
在确定研究目的时，研究人员需要综合考虑科学性和实用性。
科学性要求研究目的与问题陈述紧密相连，具有一定的学术价值；实用性要求研究目的对解决实际问题有一定的应用价值。
三、实验设计实验设计是一个实验设计方案中的核心部分，它需要详细描述实验的设计和操作步骤。
一个好的实验设计应该能够确保实验的准确性、可重复性和科学性。
在实验设计中，研究人员需要明确实验的类型（如实验组和对照组）、实验的设计方案（如单因素实验设计或多因素实验设计）、实验的操作步骤（如样本收集、实验条件的控制等）以及实验的时间安排等。
研究人员还需要仔细考虑实验所需的资源和设备，并制定相应的实验流程和实验方案。
四、样本选择样本选择是一个实验设计方案中的关键环节，它需要合理选择研究所需的样本。
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生物实验及设计基础一、实验设计的基本内容、三个原则、实例和备考策略1.实验设计的基本内容（1）实验名称是关于一个什么内容的实验。
（2）实验目的要探究或者验证的某一事实。
（3）实验原理进行实验依据的科学道理。
（4）实验对象进行实验的主要对象。
（5）实验条件根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。
（6）实验方法与步骤采用的方法及最佳操作程序。
每一步必须是科学的；能及时对仪器、步骤进行有效矫正。
（7）实验测量与记录对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。
（8）实验结果预测及分析能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。
（9）实验结论对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。
2.实验设计的实例分析“验证成熟植物细胞的渗透作用”实验设计实例：Ⅰ实验名称：观察马铃薯条的渗透吸水与渗透失水现象。
Ⅱ实验目的：验证成熟植物细胞的渗透作用。
Ⅲ实验原理：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用失水；反之则吸水。
Ⅳ实验对象：新鲜马铃薯条。
Ⅴ实验条件：0.8g/mL的蔗糖溶液、蒸馏水、大试管、有刻度的小烧杯、刀片、镊子等。
Ⅵ实验设计的基本原则：对照、等量。
Ⅶ实验方法与步骤：(1)制备3条长度、宽度、体积都相同的新鲜马铃薯条。
(2)将其中的2条分别放入盛有等体积的蔗糖溶液与蒸馏水的烧杯中，另1条放入加塞的空试管中。
(3)2h以后，通过比较的方法观察薯条的长度变化及蒸馏水、蔗糖溶液体积的变化。
Ⅷ实验结果预测分析：可能出现的实验结果是：(1)放入蒸馏水中的薯条长度增加，而放入蔗糖溶液中的薯条长度变小，且蔗糖溶液体积明显大于蒸馏水体积。
(2)放入蒸馏水中的薯条长度增加，而放入蔗糖溶液中的薯条长度不变，且蒸馏水的体积小于蔗糖溶液体积。
(3)放入蒸馏水中的薯条长度不变，而放入蔗糖溶液中的薯条长度变小，且蔗糖溶液体积大于蒸馏水体积。
(4)薯条的长度及溶液的体积都没有明显的变化。
Ⅸ实验测量与记录：将放入溶液中的薯条与试管中的薯条比较观察，并比较烧杯中溶液的体积：放入蒸馏水中的薯条变长、放入蔗糖溶液中的薯条变短，且烧杯中蔗糖溶液的体积比蒸馏水的体积大。
Ⅹ实验结论：放入蔗糖溶液中的薯条渗透失水，放入蒸馏水中的薯条渗透吸水。
3.实验设计题的分类解析验证性实验的基本内容（1）实验题目（2）实验原理即完成实验所用的理论依据（3）目的要求通过实验要解决的问题（4）材料用具（5）方法步骤（为加强说服力，有时往往对实验要设立“实验组”和“对照组”。
设计对照实验时切记：只有遵循“单一变量”原则，这样才有对照价值。
补充实验步骤时，对每一步有必要先打腹稿然后下笔，并要编号清楚（如⑴……⑵……，表达清晰。
）（6）实验结果（预测实验现象）验证性实验由于有明确的实验目的，预测的结果是科学的、合理的、惟一的。
有实验（题目）中需要记录实验结果，这就要搞清楚记录什么？如何记录？①用文字描述：略。
②表格的设计：要理清设计思路：Ⅰ.首先要读懂题目要求在表格“工作区”记录的内容。
（题目中有明确的要求）Ⅱ.其次要明确表格的第一列写什么？第一行写什么？注意在第一列或第一行中肯定要写组别，即实验组和对照组（相互对照中组数可能更多）。
Ⅲ.再绘制表格（切记：表格“工作区”是预留给所设计的实验中记录到的数据，而不是要学生造出数据来填入其中。
因此只要设计完成一张空白表格即可。
设计表格时，要先在草稿纸上画出表格轮廓，再写入答题纸中。
）Ⅳ.表格设计好后，切勿忘记给表格添上题注（即表格名称）。
③坐标图的设计：要理清横轴的含义？纵轴的含义？纵横轴的单位？曲线的走势？关键点？④分析实验结果：用书本理论分析实验结果。
（7）实验结论联系实验目的得出结论。
结论是合理的、科学的、肯定的。
不少结论是在实验要验证的内容中寻找。
（8）讨论①对实验操作的理论、具体细节等进行讨论。
②也可讨论与实验无直接关系但有一定联系的其他知识。
注意：●验证性实验中，实验目的、实验（或预测）结果和实验结论三者是一致的。
结果是指通过实验所观察到的实验现象或通过实验直接得到的“成果”。
●验证性实验中，由于要验证的结论是肯定的，因此无实验假设。
●在验证实验中，如果实验记录作为题目条件已出现，那么就可得到肯定的实验结论。
探究性实验的基本内容（1）实验课题如试题需要学生写出实验课题，那对课题的文字描述大多渗透在题干的字里行间，仔细阅读便可领会。
实验课题的格式有：“×××××××××××研究”“×××××××××××实验”“××××××××××的影响”（2）实验原理是完成实验所应用到的理论依据。
有的是书本学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现。
（3）实验目的大多是写做了该实验后要解决的问题。
（4）材料用具：包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。
大多数试题是作为条件提供给学生。
（5）实验假设指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出问题所作出的参考答案。
如果要学生写出来，请参阅实验课题的名称，但要比实验课题的名称在文字上写得更具体一些。
（6）实验步骤的设计（即实验设计方案或曰实验设计思路）涉及到：①实验设计思想②器材药品③实验步骤（要体现单一变量对照原则）。
为此要设立“实验组”和“对照组”。
设立对照组时，只需明确写出单一变量内容，其余条件（无关变量，如培养条件等）用“其他……条件与（甲）对照组相同”即可。
④观察记录（图表、曲线等。
表格的设计要求同验证性实验）（7）实验预测及分析探究性实验是对本不知道，现在需要知道的实验现象或结果进行探究。
即使我们能用掌握的理论知识作出科学的、唯一的预测，但由于我们是作理论上的实验设计，因此实验预测应该是开放性的，即要写出所有可能出现的实验现象或结果。
探究性实验不象验证性实验能得出一个肯定的结论，往往有几种预测结果，相应的就有几种可能的结论。
（8）讨论讨论的是与实验直接有关的内容，也可能是与该实验内容有关的其他知识。
实验设计题的内容虽然较多，但在实际考试中由于种种原因，如试题考查内容、试卷长度等，内容往往是不完整的，主要由试题设计者来决定，选取其中主要部分对学生进行考查。
4.实验设计的三个原则（1）对照性原则——科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。
“实验组”与“对照组”确认一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。
实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如 2005年春季高考 3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（即来接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。
按照对照方式的不同可分为4种：①空白对照：即不作任何实验处理的对照组。
例如，在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。
②相互对照：即不设控制组，只在几个实验组之间相互对比。
例如，在植物激素与向性的设计实验中，5个实验组的相互比较。
在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行实验。
③条件对照：即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。
例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。
④自身对照：即实验与对照在同一对象上进行。
例如，将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解，即自身对照，处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。
再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为条件对照。
清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中，清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。
用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。
（2）等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。
（3）单因子变量的原则。
实验变量剖析在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件，具体分析如下①实验变量与反应变量：a．实验变量是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。
b．反应变量（又称因变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。
c.二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。
②无关变量（控制变量）是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。
【例题剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：实验变量是低温（冰），适温(60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。
实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。
在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。
5.备考策略◆归类总结，引导构建实验类型框架比较实验是通过对照或比较来研究和揭示研究对象某种属性或某种原因的一种实验方法。
这种实验要设置两个或两个以上的相似组样，一个是对照组，作为比较的标准；另一个是实验组，通过部出现，即在题中仅出现其中的部分要求，因此解题时需具体情况具体分析。
（三）实验设计题的应试技巧◆解答实验设计题的思路1．明确实验目的 弄清该题要验证或探究的是什么样的生物学事实。
一般在题干中有“验证……”、、“探究……”，其后内容就是实验的目的。
(1)材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。
(实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考试要求，室温恒定。
)(2)方法与步骤：_____________________________________________。
(3)结果预测与分析：________________________________________。