浅谈实验设计题的解题方法与策略

浅谈实验设计题的解题方法与策略

广东省揭东县登岗中学曾鹏光

摘要所谓实验设计，就是要求学生分析实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据的处理方法及分析实验现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。

关键词实验设计题解题方法探究性实验验证性实验

实验设计题注重对学生生物实验能力的考查，包括实验思想、实验方法、实验原理、实验基本技能和实验分析表述等。实验性试题特别是新实验设计题具有良好的区分度，能够全面考查学生对相关知识的理解、迁移和综合运用能力以及语言组织能力，更能充分发挥学生的创新意识与体现学生的能力水平。因此可以预料，设计性实验题将成为今后高考实验命题的主要题型。下面介绍实验设计试题的一般解题方法与策略。

1 了解题目要求

解题先要认真审题，找到关键词，才能明确题意并少走弯路。首先要明确这是探究性实验还是验证性实验，其次要明确该实验的实验目的，即要探究或验证的"生物事实"是什么？或者是此"生物事实"的哪一方面？

2 分析实验原理

明确实验目的后，要分析该实验依据的科学原理是什么？涉及了生物学及一些相关学科的哪些方法和原理？实验基本原理是设计性实验的基础，要研究实验，只有明确实验的原理，才能真正掌握实验的关键、操作的要点，进而进行实验的设计、改造和创新。实验原理一方面可来源于题干，另一方面也可来源于课本中的相关知识，即可通过解读题干或联想课本相关知识来获取实验原理。如"探究酶活性与温度的关系"实验的实验原理为：淀粉遇碘变蓝，淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。

3 明确实验变量

变量是指实验中由实验者所操纵的因素或条件，据其在实验中的作用，可分为实验变量与反应变量、无关变量与额外变量两类。

3．1 实验变量与反应变量

实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量，也称因

变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在"探究温度对酶活性的实验"中，所给定的低温、适温、高温就是实验变量，而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。

3．2 无关变量与额外变量

无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量而引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用。例如，上述实验中实验变量（低温、适温、高温）以外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、可溶性淀粉的纯度、试剂溶液的剂量、实验操作程度、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温三组实验是等同、均衡、稳定的。如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同，不均衡，不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量，或减少额外变量，以减少误差。

4 分析实验材料用具，明确实验条件

4．1 生物实验题中已提供实验材料和用具

根据实验所提出的问题和要求，认真分析题中所提供的器材在实验中有什么作用？应该怎么用？在该实验中是否必须用到？都应作好充分的考虑。

通常题中给出的实验材料和试剂一般应充分利用，另外除非题目允许，否则自己不能随意增加试剂和材料。如果题中明确地说明了从题中所提供的器材中选取所需的进行实验，就要准确地判断和选取实验所需的用具和材料，防止少用或多用。其实这也相当于隐含条件，只要你分析判断准确，在实验设计时就不会有所遗漏。

4．2 自行确定实验材料和用具

这类题型看似灵活，实则更能把握。实验器材使用要科学、恰当，并且效果要好，这就需要根据实验步骤与要求等，联系相关的生物学原理，迁移运用教材相关实验中的实验用具，选择好器材才能准确地设计好实验。

5 设计实验步骤

了解生物实验的一般步骤，是快速作答的捷径。尽管不同的生物实验，根据其实验内容和实验进程可分为简繁不一的若干步骤，但大多数常规实验可按照下列步骤进行设计：

第一步：实验分组

也称为实验组装，即选取题干提供的实验材料用具，对实验对象进行平均分组（分为实验组与对照组）并编号，注意相应的无关变量（如实验对象的大小或体重、个体数量、长势

或健康状况等）要保持一致。一般可采用以下表述形式：选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量（平均）分组，分别编号为甲、乙、丙；或选择年龄、体重（性别）、健康状况相同的某种动物随机等量（平均）分组，分别编号为1、2、3。

第二步：设置对照

对实验组与对照组进行不同处理，即实验条件（实验变量）要不同。要注意尽量实验能体现"单一变量"的词语，如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。

第三步：相同处理

将实验组与对照组置于相同的适宜环境条件下处理一段时间，即让无关变量保持一致，以免产生额外变量。这一步也可分散穿插在其他各个步骤中。

第四步：观察记录

观察描述实验现象与结果，或收集记录实验数据。因变量可能有多种具体的指标，因此观察和记录因变量时应选择其中合适的一种，要求能较好反映与实验变量之间的关系，并易于观察和测定。常用的关键词有"......一段时间后（或定时）观察（或测定）......，做好记录（并计算出平均值"等。

这是实验步骤的一般设计模式，由于实验设计是一种开放性试题，可能存在多种实验步骤和方法，这要看题目的具体要求而定，如有的实验中第一步和第二步可进行调换，也有的实验中没有第一步中的相关处理，分组与编号也与第二步合并在一起。无论如何，实验设计时一定要遵循实验设计的基本原则，最好要分析每一个环节之间的关联性，或几个相关实验的延续性，安排实验的最佳程序，防止实验步骤不严密、不科学。

6 预测实验结果与结论

实验结果是由实验变量而引起的变化，实验结论是根据实验结果作出的一种推论。根据实验原理及记录下来的实验现象与数据，进行分析整理，预测实验结果与结论。科学的结果与结论和实验现象之间要符合科学逻辑，符合生物学原理。预测实验结果与结论又可分为两种情况来分析：

一是探究性实验。探究性实验是指在假设的指引下，获取支持假说或推翻假说的信息的一类实验。这类实验的实验前并不知道实验结果，实验过程在于努力探索实验结论，重在实验过程的探究，实验目的在于培养实验人员的独立探索、观察能力和科学思维方法，提高科学素养，因而探究性实验的实验结果与结论是未知的，实验前需对实验结果进行预测，并分析出现该结果的原因，预测实验结果不唯一，大多有三种可能：变量促进结果，变量抑制结果，变量与结果无关。预期实验结果时的表述方式为"若......（注：接预期的实验现象），则说明......（注：接预期的实验结论）"。

二是验证性实验。验证性实验是在一个设计完整的实验框架下来验证、检测实验结果能否达到实验原理所描述的结论的一类实验。这类实验的实验前已经知道了实验结果，实验过程在于努力获取预期的实验结论，重在实验结果的获得，实验目的在于使实验人员能了解该实验的操作方法、步骤，以达到熟悉生物所固有的实验现象特征。因而验证性实验的实验结果是唯一的，即实验原理所描述的结果，预期实验结果时的表述方式为"A组......（注：接实验现象）"、"B组（注：接实验现象）"。

7 注意事项

进行实验设计过程中应注意实验选材的合理性，如：所选材料应有利于实验现象的观察：如可溶性还原糖的鉴定中应选择"白色或近白色"的材料；所选材料应容易获得，尽可能选择无明显季节性、地域性的材料；所选材料应价格便宜。注意操作细节的合理性，如溶液或培养基灭菌后是否要冷却后使用？酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴加温？用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精直接或隔水加热？不同的情况下要合理地选用不同的水，如清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水。实验中若要使用有毒物质，应怎么使用？使甲状腺激素、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？同时还要注意操作顺序的合理性和实验方案的可操作性等。这些在实验设计前都应充分地考虑，才能准确、完整地设计好实验。

以上只是解答一般综合实验设计题的思考方法。在解题过程中，应根据题目的具体要求，做出最合理的答案。

8 例题赏析

8．1 探究性实验

某实验小组要对"低温是否会影响物质的跨膜运输"进行实验探究，设计了如下实验。

实验步骤：

第一步：组装渗透装置两套，分别编号为1、2。

第二步：在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。

第三步：对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至37℃，2组的烧杯外加冰块降温。

第四步：两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。

请分析回答下列问题：

（1）本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即作用速率来进行探究的。

（2）此实验的自变量是；为了直观地表示相对速率，用作为因变量。

（3）该实验可能的结果与结论是：

①若1组漏斗液面比2组高，则说明。

②。

③。

（4）如果上述实验结果证明了"低温能影响物质跨膜运输的速率"，那么对于生物活细胞来讲，产生这种情况的原因是：

①。

②。

答案：（1）渗透

（2）渗透系统所处的不同温度环境漏斗液面高度的变化

（3）①低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢；②若2组漏斗的液面比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快；③若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质的跨膜运输

（4）①低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能；②低温会影响酶的活性，从而影响细胞呼吸释放能量的过程。

解析：本实验属于探究性实验，关键是对实验结果的预测。该实验是通过处于不同温度条件的渗透系统中漏斗液面高度的变化，探究温度对物质跨膜运输的影响，因此实验的自变量应该是渗透系统所处的不同温度环境，因变量是漏斗内液面高度的变化。由于实验目的是探究"低温是否会影响物质的跨膜运输"，所以，有可能影响，也可能不影响。如影响，则又分低温能促进渗透和抑制渗透两种情况；如没有影响，则两组的液柱高度一致。分析低温影响活细胞跨膜运输的原因时，应从跨膜运输的方式入手，跨膜运输与膜的流动性有关，另外主动运输和胞吞、胞吐还需要消耗细胞呼吸释放的能量，从而找到解答该题的突破口。

8．2 验证性实验

为验证适宜浓度的生长素通过促进细胞分泌H＋，进而促进细胞伸长，有人设计了如下实验。请在实验方案中的空格中补上适当的内容并回答问题。

（一）实验方案：

（1）实验材料与药品：10－5mol／L生长素溶液、pH分别为5．0、9．0的缓冲液、黑

暗中萌发的小麦种子若干、镊子、刀片、刻度尺、培养皿等。

（2）实验步骤：

①材料处理：选择在黑暗中萌发的的小麦种子若干，用镊子取其胚芽鞘并切掉尖端，平均分成三组。

②将平均分组的胚芽鞘放入编号为1、2、3的培养皿中，加等量的不同试剂，置于相同且适宜的温度下培养。

③一定时间后，并进行若干次重复实验，记录结果。

（3）实验结果：

组别处理方法结果1 10只胚芽鞘＋10-5mol／L生长素溶液 2 胚芽鞘生长不明显3 10只胚芽鞘＋pH为5．0的缓冲液胚芽鞘生长明显（二）问题：

（1）步骤①中切除胚芽鞘尖端的目的是。

（2）步骤③中重复实验的目的是，其他步骤中还有哪些措施也是为了达到这一目的？。

答案：（一）（2）①生长状况一致③测量并统计各组胚芽鞘的平均长度

（3）

组别处理方法结果1 胚芽鞘生长明显210只胚芽鞘＋10-5mol／L生长素溶液＋pH 为9．0的缓冲液 3 （二）（1）排除胚芽鞘尖端产生的生长素对实验的干扰

（2）减小实验误差（一次实验的偶然性太大）选择生长一致的幼苗、平均分组、置于相同且适宜的温度下培养、测量并统计各组胚芽鞘的平均长度。

解析：本实验属于验证性实验，目的是验证适宜浓度的生长素通过促进细胞分泌H+，从而促进细胞伸长。所以实验设置中要有一组用10-5mol／L生长素溶液处理胚芽鞘，即第1组，另外还要用pH分别为5．0、9．0的缓冲液处理胚芽鞘，即第3组和第2组。如果第1组与含有H+的第3组实验结果一致，即胚芽鞘生长明显，则有可能是H+发挥了促进作用，但是不能肯定是H+发挥的促进作用。若通过第2组实验证明在碱性（无H+）条件下胚芽鞘生长不明显这个事实，则可说明是H+发挥了促进胚芽鞘生长的作用，从而得出第1组生长素促进生长的原因与第3组一致：含H+。

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,我觉得这门课应该就是很难懂的课程,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、原理与规律大多由实验推导与论证的,但我觉得每次到处理数据的时候都很困难,所以我觉得这就是门难懂的课程,却也就是很有必要去学的一门课程,它对于我们工科生来说也就是很有用途的,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与处理,获得研究观测对象的变化规律,就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”课程就就是就是以概率论数理统计、专业技术知识与实践经验为基础,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与科学研究过程中的科学试验,就是产品设计、质量管理与科学研究的重要工具与方法,也就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、回归分析等结论与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,误差就是进行实验设计与数据评价最关键的一个概念,就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,并理解了她们的定义。另外还有对准确度与精密度的学习,了解了她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就是如何消除误差,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:方差分析就是实验设计中的重要分析方法,应用非常广泛,它就是将不同因素、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;总离差平方与的分析与计算;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,一种就是无交互作用的方差分析,另一种就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,但就是总体步骤都与单因素实验的方差分析一样。

实验心理学实验设计方案

实验心理学实验设计方 案 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

一、研究课题：考察“不同面部表情的识别速度与识别准确性存在差异”[预期可能结果：不同的面部表情，识别速度有差异；或者不同的面部表情，识别的准确率也有差异] 引言：速度—准确性权衡是关系到一切反应时实验信度的基本问题，下面我们将尝试通过一个简单的生活化的实验来展示任务速度和任务准确性之间普遍的权衡关系。在反应时实验中，当被试追求较快的速度时，必然要以牺牲准确性为代价。同样，当被试力求高的准确性时，也必然要以放慢速度为代价。在具体的实验中，被试究竟会如何权衡二者的关系，取决于很多因素。本实验主要探讨不同面部表情（痛苦、微笑、悲哀、快乐）识别速度与准确率是否存在显着差异。 假设：假设不同面部表情的识别速度与识别准确性存在差异 二、实验目的：通过实验证明不同面部表情（痛苦、微笑、悲哀、快乐）的识别速度与识别准确性存在差异，本实验旨在研究不同面部表情的识别速度与识别准确性存在差异，通过自编的e-prime实验程序对四十名被试进行施测。 三、实验材料：痛苦、微笑、悲哀、快乐的图片（均选自于标准的实验图片库）、电脑、e-prime程序 四、实验设计 采用单因素完全随机化设计 自变量为不同面部表情、区分为（痛苦、微笑、悲哀、快乐）四种。每个小组只接受一种实验处理，只对一种表情做出反应。 因变量为反应时、准确率，分别是识别的准确率、以及被试对不同面部表情识别的反应时。

五、实验程序： 被试构成： 采用简单随机抽样，在弘德楼随机选取了几个自习室，共选取了40个被试。男女各半，年龄为18-23岁，随机分为四个小组。 研究工具： 在计算机上自编好e-prime实验程序 研究过程 （1）正式实验前被试要先进行几次类似练习，以熟悉按键反应。 （2）被试坐在电脑前，接受相同的指导语。其指导语为：“在接下来的一段时间里你将继续进行此类题目的正式作答，请用心作答”。被试按键确认后即开始正式实验、期间不再中断休息。 （3）使用主试自编计算机视觉搜索程序，每帧呈现一副面部表情图片，每幅图片呈现的间隔时间一致，随机播放图片。每种表情的图片都有10张，每张呈现2次，共呈现20次，所有表情图片共呈现80次。痛苦按“1”键、微笑按“2”键、悲哀按“3”键、快乐按“4”键。其中第1小组只对痛苦做反应、2小组只对微笑做反应、3小组只对悲哀做反应、4小组只对快乐做反应。每出现一幅图要求被试按对应的反应键，计算机自动记录反应时间和正确率。 六、数据处理 采用进行统计分析。 以不同面部表情为自变量，反应时和准确率为因变量。 针对两个反应指标均可分别采用单因素完全随机化/独立样本的方差分析来进行差异检验。

小升初应用题解题技巧

小升初应用题大全，可分为一般应用题与典型应用题。 1.归一问题 【含义】在解题时，先求出一份是多少（即单一量），然后以单一量为标准，求出所要求的数量。这类应用题叫做归一问题。 【数量关系】总量÷份数＝1份数量 1份数量×所占份数＝所求几份的数量 另一总量÷（总量÷份数）＝所求份数 【解题思路和方法】先求出单一量，以单一量为标准，求出所要求的数量。 例1买5支铅笔要元钱，买同样的铅笔16支，需要多少钱？ 解（1）买1支铅笔多少钱÷5＝（元） （2）买16支铅笔需要多少钱×16＝（元） 列成综合算式÷5×16＝×16＝（元） 答：需要元。 例23台拖拉机3天耕地90公顷，照这样计算，5台拖拉机6天耕地多少公顷？解（1）1台拖拉机1天耕地多少公顷90÷3÷3＝10（公顷） （2）5台拖拉机6天耕地多少公顷10×5×6＝300（公顷） 列成综合算式90÷3÷3×5×6＝10×30＝300（公顷） 答：5台拖拉机6天耕地300公顷。 例35辆汽车4次可以运送100吨钢材，如果用同样的7辆汽车运送105吨钢材，需要运几次？ 解（1）1辆汽车1次能运多少吨钢材100÷5÷4＝5（吨） （2）7辆汽车1次能运多少吨钢材5×7＝35（吨） （3）105吨钢材7辆汽车需要运几次105÷35＝3（次） 列成综合算式105÷（100÷5÷4×7）＝3（次） 答：需要运3次。 2.归总问题 【含义】解题时，常常先找出“总数量”，然后再根据其它条件算出所求的问题，叫归总问题。所谓“总数量”是指货物的总价、几小时（几天）的总工作量、几公亩地上的总产量、几小时行的总路程等。 【数量关系】1份数量×份数＝总量 总量÷1份数量＝份数 总量÷另一份数＝另一每份数量 【解题思路和方法】先求出总数量，再根据题意得出所求的数量。 例1服装厂原来做一套衣服用布米，改进裁剪方法后，每套衣服用布米。原来做791套衣服的布，现在可以做多少套？ 解（1）这批布总共有多少米×791＝（米）

实验设计与数据处理试题库

一、名词解释：（20分） 1. 准确度和精确度：同一处理观察值彼此的接近程度同一处理的观察值与其真值的接近程度 2. 重复和区组：试验中同一处理的试验单元数将试验空间按照变异大小分成若干个相对均匀的局部，每个局部 就叫一个区组 3回归分析和相关分析：对能够明确区分自变数和因变数的两变数的相关关系的统计方法： 对不能够明确区分自变数和因变数的两变数的相关关系的统计方法 4?总体和样本：具有共同性质的个体组成的集合从总体中随机抽取的若干个个体做成的总体 5. 试验单元和试验空间：试验中能够实施不同处理的最小试验单元所有试验单元构成的空间 二、填空：（20分） 1. 资料常见的特征数有：（3空）算术平均数方差变异系数 2. 划分数量性状因子的水平时，常用的方法：等差法等比法随机法（3空） 3. 方差分析的三个基本假定是（3空）可加性正态性同质性 4. 要使试验方案具有严密的可比性，必须（2空）遵循“单一差异”原则设置对照 5. 减小难控误差的原则是（3空）设置重复随机排列局部控制 6. 在顺序排列法中，为了避免同一处理排列在同一列的可能，不同重复内各处理的排列方式常采用（2空）逆向式 阶梯式 7. 正确的取样技术主要包括：（）确定合适的样本容量采用正确的取样方法 8. 在直线相关分析中，用（相关系数）表示相关的性质，用（决定系数）表示相关的程度。 三、选择：（20分） 1试验因素对试验指标所引起的增加或者减少的作用，称作（C） A、主要效应 B、交互效应 C、试验效应 D、简单效应 2. 统计推断的目的是用（A） A、样本推总体 B、总体推样本 C、样本推样本 D、总体推总体 3. 变异系数的计算方法是（B） 4. 样本平均数分布的的方差分布等于（A） 5. t检验法最多可检验（C）个平均数间的差异显著性。 6. 对成数或者百分数资料进行方差分析之前，须先对数据进行（B） A、对数 B、反正弦 C、平方根 D、立方根 7. 进行回归分析时，一组变量同时可用多个数学模型进行模拟，型的数据统计学标准是（B） A、相关系数 B、决定性系数 C、回归系数 D、变异系数 8. 进行两尾测验时，u0.10=1.64,u0.05=1.96,u0.01=2.58,那么进行单尾检验，u0.05=（A） 9. 进行多重比较时，几种方法的严格程度（LSD\SSR\Q）B 10. 自变量X与因变量Y之间的相关系数为0.9054，则Y的总变异中可由X与Y的回归关系解释的比例为（C） A、0.9054 B、0.0946 C、0.8197 D、0.0089 四、简答题：（15分） 1. 回归分析和相关分析的基本内容是什么？（6分）配置回归方程，对回归方程进行检验，分析多个自变量的主次 效益，利用回归方程进行预测预报： 计算相关系数，对相关系数进行检验 2. 一个品种比较试验，4个新品种外加1个对照品种，拟安排在一块具有纵向肥力差异的地块中，3次重复（区组），各重复内均随机排列。请画出田间排列示意图。（2分） 3. 田间试验中，难控误差有哪些？（4分）土壤肥力，小气候，相邻群体间的竞争差异，同一群体内个体间的竞争 差异。 4随即取样法包括哪几种方式？（3分）简单随机取样法分层随机取样法整群简单随机取样法 五、计算题（25分） 1. 研究变数x与y之间的关系，测得30组数据，经计算得出：x均值=10，y均值=20，l xy =60, l yy=300,r=0.6。根

实验设计与数据处理

《实验设计与数据处理》大作业 班级：环境17研 姓名： 学号： 1、 用Excel （或Origin ）做出下表数据带数据点的折线散点图 余浊（N T U ) 加量药（mL) 总氮T N (m g /L ) 加量药（mL ) 图1 加药量与剩余浊度变化关系图 图2 加药量与总氮TN 变化关系图 总磷T P (m g /L ) 加量药（mL) C O D C r (m g /L ) 加量药（mL) 图3 加药量与总磷TN 变化关系图 图4 加药量与COD Cr 变化关系图 去除率(%) 加药量(mL)

图5 加药量与各指标去除率变化关系图

2、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量Q v 、压头H 和效率η的数据如表所示，绘制离心泵特性曲线。将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式（要求作双Y 轴图）。 η H (m ) Q v (m 3 /h) 图6 离心泵特性曲线 扬程曲线方程为：H=效率曲线方程为：η=+、列出一元线性回归方程，求出相关系数，并绘制出工作曲线图。 (1) 表1 相关系数的计算 Y 吸光度（A ） X X-3B 浓度（mg/L ） i x x - i y y - l xy l xx l yy R 10 -30 2800 20 -20 30 -10 40 ()() i i x x y y l R --= = ∑

50 10 60 20 70 30 平均值 40 吸光度 X-3B浓度（mg/L） 图7 水中染料活性艳红（X-3B ）工作曲线 一元线性回归方程为：y=+ 相关系数为：R 2= (2) 代入数据可知： 样品一：x=样品二：x=、试找出某伴生金属c 与含量距离x 之间的关系(要求有分析过程、计算表格以及回归图形)。 表2 某伴生金属c 与含量距离x 之间的关系分析计算表 序号 x c lgx 1/x 1/c 1 2 2 3 3 4 4 5 5 7 6 8 7 10 1

心理学实验设计方案

心理学实验设计方案 一，实验题目：人类在背诵英语单词时，英语单词的长度和被试背诵的时间是否影响背诵者的记忆效果 1假设 1.1选用短的英语单词背诵时，背诵者的记忆效果比选用长的英语单词好； 1.2背诵英语单词的时间长的比背诵时间短的记忆效果好 2变量及额外变量的操纵方法 2.1自变量：单词的长度，背诵时间 2.2因变量：背诵者的记忆效果（在分析中，选取单词默写正确个数为 2.3额外变量：被试的性别、智商水平，疲劳效应等 2.3.1额外变量的操控方法： 2.3.1.1选择性别数量上相等的被试（男10女10） 2.3.1.2选择在同一智商水平（按韦克斯勒智力量表）的被试 2.3.1.3让被试在实验中休息 3被试的选择及分组 选取男女被试各10名，每位被试接受四种水平(长单词—长时间、长单词—短时间、短单词—长时间、短单词—短时间)的实验处理 4实验实施过程及方法 4.1选择100个英语单词（其中，长短单词各50个）作为实验材料，20名被试把他们随机分配到四个处理水平上，每个处理水平上分配5名被试。 4.2让每组被试记忆单词，短单词选取CET四级词汇中含5-6个字母的单词，长单词选取CET四级词汇中含9-11个字母的单词；记忆的短时间为5分钟，长时间为10分钟。 4.3记忆时间到时，让被试默写自己记忆的单词；批改被试默写的单词 二、计算机键盘与水平面可有三种倾斜度：0度、10度和15度，试设计一项实验来证明，哪一种倾斜度最有利于输入字符。 单因素被试间设计

1. 提出假设：在计算机和水平面之间的三种倾斜度中，0度，10度和15度中，打一段相同的材料（使用相同的语言），在完成任务以后，比较一下哪种任务完成的时间是最少的，假设倾斜10度所需要的时间是最少的。 2. 被试 筛选被试：筛选被试：在对被试进行选择的过程中，需要进行严格的筛选。在进行最后的测试之前，要对每个被试进行测试。让所有被试在同一个房间里进行，给他们500字的中文文字，在最后的结果中筛选出在3-4分钟内完成的被试，这样能够排除掉打字技术对成绩的干扰。其中选出被试45名。每个被试分别接受三个水平的实验处理（0度，10度和15度）。 单因素被试间设计 3. 实验材料 3台配置一样的电脑，分别是：0度，10度和15度。 分别给被试呈现不熟悉的材料，避免对材料有熟悉度，每段文字500字。 4. 实验程序 (1) 把被试统一安排在指定教室进行，事先不需要太多的交流。 (2) 指导语：大家好，今天我们要进行一项文字输入的测试。在屏幕中央将会出现一篇文字，请您以最快的速度输入文字。在我说开始后，大家可以开始了。 (3)电脑自动记录被试完成的时间。 (4)进行数据分析。 三、研究者要探讨灯光强度与颜色对反应时的影响，试设计一个2×2实验研究范式。(要求说明实验中自变量、因变量与控制变量，是组间设计还是组内设计，被试如何分组，实验结果如何整理等) 参考答案： 实验设计：采用2×2多因素实验设计。 该实验研究的自变量有两个：灯光强度：分为强、弱两个水平，灯光的颜色：可分为红、绿两种不同颜色的灯光。这样，共有四种实验处理：红色的强光、红色的弱光、绿色的强光、绿色的弱光。 因变量：记录每个被试在不同实验条件下的反应时间。 控制变量：所有被试的练习次数、准备状态、额外动机、年龄以及其他个别差异应保持相等。

应用题解题技巧

应用题解题技巧 小学数学应用题是小学数学学习的难点，每次考试中都会有大的综合题体现在应用题中，小学数学应用题考察的是知识点的累计和关系，结构复杂、类型颇多，学生要学会举一反三，灵活运用，今天易第家教网向您介绍不同类型的应用题有不同的解决方法。一、和差问题：已知两个数的和与差，求这两个数的应用题，叫做和差问题。一般关系式有： （和－差）÷2＝较小数（和＋差）÷2＝较大数 二、倍差问题：已知两个数的差及两个数的倍数关系，求这两个数的应用题，叫做差倍问题； 基本关系式是：两数差÷倍数差＝较小数 三、还原问题：已知一个数经过某些变化后的结果，要求原来的未知数的问题，一般叫做还原问题： 还原问题是逆解应用题。一般根据加、减法，乘、除法的互逆运算的关系。由题目所叙述的的顺序，倒过来逆顺序的思考，从最后一个已知条件出发，逆推而上，求得结果。 四、置换问题：题中有二个未知数，常常把其中一个未知数暂时当作另一个未知数，然后根据已知条件进行假设性的运算。其结果往往与条件不符合，再加以适当的调整，从而求出结果。

五、盈亏问题（盈不足问题）：题目中往往有两种分配方案，每种分配方案的结果会出现多（盈）或少（亏）的情况，通常把这类问题，叫做盈亏问题（也叫做盈不足问题）： 解答这类问题时，应该先将两种分配方案进行比较，求出由于每份数的变化所引起的余数的变化，从中求出参加分配的总份数，然后根据题意，求出被分配物品的数量。其计算方法是： 当一次有余数，另一次不足时：每份数＝（余数＋不足数）÷两次每份数的差 当两次都有余数时：总份数＝（较大余数－较小数）÷两次每份数的差 当两次都不足时：总份数＝（较大不足数－较小不足数）÷两次每份数的差 六、年龄问题：年龄问题的主要特点是两人的年龄差不变，而倍数差却发生变化。常用的计算公式是： 成倍时小的年龄＝大小年龄之差÷（倍数－1） 几年前的年龄＝小的现年－成倍数时小的年龄 几年后的年龄＝成倍时小的年龄－小的现在年龄 七、鸡兔问题：已知鸡兔的总只数和总足数，求鸡兔各有多少只的一类应用题，叫做鸡兔问题，也叫“龟鹤问题”、“置换问题”； 一般先假设都是鸡（或兔），然后以兔（或鸡）置换鸡（或兔）。 常用的基本公式有：（总足数－鸡足数×总只数）÷每只鸡兔足数的差＝兔数 兔子只数=(总腿数－总头数×2) ÷2 鸡的只数=(总头数×4－总腿数) ÷2

试验设计与数据处理

试验设计与数据处理方法总述及总结 王亚丽 （数学与信息科学学院 08统计1班 081120132） 摘要：实验设计与数据处理是一门非常有用的学科，是研究如何经济合理安排 试验可以解决社会中存在的生产问题等，对现实生产有很重要的指导意义。因此本文根据试验设计与数据处理进行了总述与总结，以期达到学习、理解、掌握的以及灵活运用的目的。 1 试验设计与数据处理基本知识总述 1.1试验设计与数据处理的基本思想 试验设计与数据处理是数理统计学中的一个重要分支。它是以概率论、数理统计及线性代数为理论基础，结合一定的专业知识和实践经验，研究如何经济、合理地安排实验方案以及系统、科学地分析处理试验结果的一项科学技术，从而解决了长期以来在试验领域中，传统的试验方法对于多因素试验往往只能被动地处理试验数据，而对试验方案的设计及试验过程的控制显得无能为力这一问题。 1.2试验设计与数据处理的作用 （1）有助于研究者掌握试验因素对试验考察指标影响的规律性，即各因素的水平改变时指标的变化情况。 （2）有助于分清试验因素对试验考察指标影响的大小顺序，找出主要因素。（3）有助于反映试验因素之间的相互影响情况，即因素间是否存在交互作用。（4）能正确估计和有效控制试验误差，提高试验的精度。 （5）能较为迅速地优选出最佳工艺条件（或称最优方案），并能预估或控制一定条件下的试验指标值及其波动范围。 （6）根据试验因素对试验考察指标影响规律的分析，可以深入揭示事物内在规律，明确进一步试验研究的方向。

1.3试验设计与数据处理应遵循的原则 （1）重复原则：重可复试验是减少和估计随机误差的的基本手段。 （2）随机化原则：随机化原则可有效排除非试验因素的干扰，从而可正确、无偏地估计试验误差，并可保证试验数据的独立性和随机性。 （3）局部控制原则：局部控制是指在试验时采取一定的技术措施方法减少非试验因素对试验结果的影响。用图形表示如下： 2试验设计与数据处理方法总述和总结 2.1方差分析 （1）概念：方差分析是用来检验两个或两个以上样本的平均值差异的显著程度。并由此判断样本究竟是否抽自具有同一均值的总体。 （2）优点：方差分析对于比较不同生产工艺或设备条件下产量、质量的差异，分析不同计划方案效果的好坏和比较不同地区、不同人员有关的数量指标差异是否显著时，是非常有用的。 （3）缺点：对所检验的假设会发生错判的情况，比如第一类错误或第二类错误的发生。 （4）基本原理：方差分析的基本思路是一方面确定因素的不同水平下均值之间的方差，把它作为对由所有试验数据所组成的全部总体的方差的第一个估计值；另一方面再考虑在同一水平下不同试验数据对于这一水平的均值的方差，由此计算出对由所有试验数据所组成的全部数据的总体方差的第 二个估计值。比较上述两个估计值，如果这两个方差的估计值比较接近就说明因素的不同水平下的均值间的差异并不大，就接受零假设；否则，说明因素的不同水平下的均值间的差异比较大。

小学数学50道经典应用题解题思路+模板

小学数学50道经典应用题解题思路+模板 1、已知一张桌子的价钱是一把椅子的10倍，又知一张桌子比一把椅子多288元，一张桌子和一把椅子各多少元？ 解题思路： 由已知条件可知，一张桌子比一把椅子多的288元，正好是一把椅子价钱的（10-1）倍，由此可求得一把椅子的价钱。再根据椅子的价钱，就可求得一张桌子的价钱。 答题： 解：一把椅子的价钱： 288÷（10-1）=32（元） 一张桌子的价钱： 32×10=320（元） 答：一张桌子320元，一把椅子32元。 2、3箱苹果重45千克。一箱梨比一箱苹果多5千克，3箱梨重多少千克？ 解题思路： 可先求出3箱梨比3箱苹果多的重量，再加上3箱苹果的重量，就是3箱梨的重量。 答题： 解：45+5×3=45+15=60（千克） 答：3箱梨重60千克。

3、甲乙二人从两地同时相对而行，经过4小时，在距离中点4千米处相遇。甲比乙速度快，甲每小时比乙快多少千米？ 解题思路： 根据在距离中点4千米处相遇和甲比乙速度快，可知甲比乙多走4×2千米，又知经过4小时相遇。即可求甲比乙每小时快多少千米。答题： 解：4×2÷4=8÷4=2（千米） 答：甲每小时比乙快2千米。 4、李军和张强付同样多的钱买了同一种铅笔，李军要了13支，张强要了7支，李军又给张强0.6元钱。每支铅笔多少钱？ 解题思路： 根据两人付同样多的钱买同一种铅笔和李军要了13支，张强要了7支，可知每人应该得（13+7）÷2支，而李军要了13支比应得的多了3支，因此又给张强0.6元钱，即可求每支铅笔的价钱。 答题： 解：0.6÷[13-（13+7）÷2]=0.6÷[13—20÷2]=0.6÷3=0.2（元）答：每支铅笔0.2元。 5、甲乙两辆客车上午8时同时从两个车站出发，相向而行，经过一段时间，两车同时到达一条河的两岸。由于河上的桥正在维修，车辆禁止通行，两车需交换乘客，然后按原路返回各自出发的车站，到站时已是下午2点。甲车每小时行40千米，乙车每小时行 45千米，两地相距多少千米？（交换乘客的时间略去不计）

实验设计与数据处理试题库

一、名词解释：（20分） 1.准确度和精确度：同一处理观察值彼此的接近程度同一处理的观察值与其真值的接近程度 2.重复和区组：试验中同一处理的试验单元数将试验空间按照变异大小分成若干个相对均匀的局部，每个局部就叫一个区组 3回归分析和相关分析：对能够明确区分自变数和因变数的两变数的相关关系的统计方法： 对不能够明确区分自变数和因变数的两变数的相关关系的统计方法 4.总体和样本：具有共同性质的个体组成的集合从总体中随机抽取的若干个个体做成的总体 5.试验单元和试验空间：试验中能够实施不同处理的最小试验单元所有试验单元构成的空间 二、填空：（20分） 1.资料常见的特征数有：（3空）算术平均数方差变异系数 2.划分数量性状因子的水平时，常用的方法：等差法等比法随机法（3空） 3.方差分析的三个基本假定是（3空）可加性正态性同质性 4.要使试验方案具有严密的可比性，必须（2空）遵循“单一差异”原则设置对照 5.减小难控误差的原则是（3空）设置重复随机排列局部控制 6.在顺序排列法中，为了避免同一处理排列在同一列的可能，不同重复内各处理的排列方式常采用（2空）逆向式阶梯式 7.正确的取样技术主要包括：（）确定合适的样本容量采用正确的取样方法 8.在直线相关分析中，用（相关系数）表示相关的性质，用（决定系数）表示相关的程度。 三、选择：（20分） 1试验因素对试验指标所引起的增加或者减少的作用，称作（C） A、主要效应 B、交互效应 C、试验效应 D、简单效应 2.统计推断的目的是用（A） A、样本推总体 B、总体推样本 C、样本推样本 D、总体推总体 3.变异系数的计算方法是（B） 4.样本平均数分布的的方差分布等于（A） 5.t检验法最多可检验（C）个平均数间的差异显著性。 6.对成数或者百分数资料进行方差分析之前，须先对数据进行（B） A、对数 B、反正弦 C、平方根 D、立方根 7.进行回归分析时，一组变量同时可用多个数学模型进行模拟，型的数据统计学标准是（B） A、相关系数 B、决定性系数 C、回归系数 D、变异系数 8.进行两尾测验时，u0.10=1.64,u0.05=1.96,u0.01=2.58,那么进行单尾检验，u0.05=(A) 9.进行多重比较时，几种方法的严格程度（LSD\SSR\Q）B 10.自变量X与因变量Y之间的相关系数为0.9054，则Y的总变异中可由X与Y的回归关系解释的比例为（C） A、0.9054 B、0.0946 C、0.8197 D、0.0089 四、简答题：（15分） 1.回归分析和相关分析的基本内容是什么？（6分）配置回归方程，对回归方程进行检验，分析多个自变量的主次效益，利用回归方程进行预测预报： 计算相关系数，对相关系数进行检验 2.一个品种比较试验，4个新品种外加1个对照品种，拟安排在一块具有纵向肥力差异的地块中，3次重复（区组），各重复内均随机排列。请画出田间排列示意图。（2分） 3.田间试验中，难控误差有哪些？（4分）土壤肥力，小气候，相邻群体间的竞争差异，同一群体内个体间的竞争差异。 4随即取样法包括哪几种方式？（3分）简单随机取样法分层随机取样法整群简单随机取样法 五、计算题（25分） 1.研究变数x与y之间的关系，测得30组数据，经计算得出：x均值=10，y均值=20，l xy=60, l yy=300,r=0.6。根据所得数据建立直线回归方程。（5分）a=2 b=1.8 y=2+1.8 x 2.完成下列方差分析表，计算出用LSR法进行多重比较时各类数据填下表：

初中物理三大类型实验题解题技巧

初中物理三大类型实验题解题技巧 第一类型：测量型实验 初中物理测量型实验主要有直接测量型和间接测量型两种，共15个实验，这些是中考物理实验测试必不可少的组成部分。 1.直接测量型实验共10个实验：⑴用刻度尺测长度，⑵用秒表测时间，⑶用量筒测固、液体的体积，⑷用水表测家庭自来水使用量，⑸用天平测物体的质量，⑹用温度计测水的温度，⑺用弹簧测力计测力的大小，⑻用电流表测电流，⑼用电压表测电压，⑽用电能表测电功的大小。 直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、读数方法等，而这些知识和能力在课堂教学中已逐步渗入，常用物理测量工具的共性都需要看量程、分清分度值。所以只要掌握好其一，便可基本无碍。 2. 间接测量型实验共5个实验：⑴用刻度尺、秒表测平均速度， ⑵用天平、量筒测物质密度，⑶用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率，⑷用电流表、电压表测电阻，⑸用电流表、电压表测小灯泡的电功率。这五种实验都涉及到诸多的物理测量工具的使用，也同时具有相应的实验原理：⑴物体通过的某段路程或某段时间的平均速度测量实验原理是v＝s/t，⑵测物质密度的实验原理是ρ=m/v和排水法，⑶测滑轮组的机械效率实验原理主要是η＝Ｗ有/Ｗ总、Ｗ＝

F·S及二力平衡，⑷测电阻的实验原理是欧姆定律I=U/R的推导式R=U/I，⑸测小灯泡的电功率实验的原理有两种，①伏安法的实验原理即为P=U·I，②电能表、秒表测电功率实验的原理即为P＝Ｗ/ t。解决此类题时，一定要细心，确保基本的物理测量工具的使用、读数不出错。同时还应注意题意的局部拓展性变化。近年来各地的中考物理测量型实验在这类题中变化较多，要格外注意。 第二类型：探究型实验 新课程改革的一个目标就是学生探究精神的培养，所以现行各种教材中探究型的课题每个章节都有渗透。探究型试题也已成为当今中考必考类型试题，而且这类试题大都紧密联系着我们的生活实际。初中物理探究型实验一般按教材内和教材外分为两类。 1.不同版本的教材内物理探究型实验共计有14个实验：⑴探究物质的一种属性——密度，⑵探究平面镜成像特点，⑶探究凸透镜成像规律，⑷探究摩擦力的大小与什么有关，⑸探究运动和力的关系，⑹探究液体压强的特点，⑺探究杠杆平衡条件，⑻探究动能（重力势能）大小与什么因素有关，⑼探究物质比热容，⑽探究影响电阻大小的因素，⑾探究不同物质的导电性能，⑿探究电流与电压、电阻的关系，⒀探究电流热效应，⒁探究电磁铁磁性强弱的因素。 2. 不同版本的教材外物理探究型实验包括新课改以来物理课外读物上设计的探究活动和各地中考试题中出现的，其中最常见的有：

单位1应用题解题方法

近距离教育 单位“1”应用题的解题方法 ：目前没有形式化定义，只有广泛存在于分数教学实践中的描叙性定义：把一个完整的量（比 如一段路程、一项工程、一筐苹果、一本书、一段时间等）或一个数（正数）视为一个整体或一个单位，并赋予自然数1的特性，可记为“1”。 判断是否是单位“1”应用题 1、找到分数 2、分数后面没有单位 如何找单位“1”：①找到题目中的分数、百分数等关于部分与整体关系的数。（后面没有单位） ②谁的几分之几谁就是单位“1”（关键词：是、比、占等字的后面的通常是单位”1”的） 分数｛①表示部分与整体的关系是一个数（后面不带单位） ②表示具体的数量。是一个量（后面带单位） 例： （1）一批水泥，计划每天用去1／5吨，实际每天比计划多用去1／4吨，实际每天用去多少吨？ (2)一批水泥，计划每天用去1／5吨，实际每天比计划多用去1／4，实际每天用去多少吨？找单位“1”练习题： （1）男生人数比女生人数多1 5 ，把看作单位“1”。 （1）一瓶水1千克，用去1 3 千克，把_____________________看作单位“1”。 （3）水结成冰后体积增加了 1 10 ，把看作单位“1”。 （4）冰融化成水后，体积减少了 1 12 。把看作单位“1”。 （5）今年的产量相当于去年的2 5 ，把看作单位“1”。 （6）一个长方形的宽是长的1 3 ，把看作单位“1”。 （7）食堂买来100千克白菜，吃了2 5 ，把看作单位“1”。 （8）一台电视机降价1 5 ，把看作单位“1”。

单位“1”应用题的解题步骤： ▲解题步骤： 1、找关键句，审单位“1”。 2、找对应关系。 （一一对应） 3、列关系式（已知单位“1”的量求其它的用乘法；已知其它的量求单位“1”用除法） 例题： 1、前进乡计划挖一条300米长的水渠，已经挖了5 4，还剩下多少米没挖？ 2、有大米160千克，大米比面粉多 41，面粉有多少千克？ 3、一堆沙运走了总吨数的 72，剩下的比运走的多2.1吨，这堆沙有多少吨？ 4、友谊伞厂为支援四川抗震救灾赶制一批帐篷。第一天生产了这批帐篷总数的20%，第二天生产了总数的 207，两天共生产帐篷3300顶。这批帐篷一共有多少顶？ 5、甲乙两车同时从A 、B 两地出发，相向而行，甲车速度比乙车快4 1，在离中点20千米处相遇，A 、B 两地相距多少千米？

数据处理与实验设计小论文

上海大学2014～2015学年秋季学期研究生课程考试课程名称：数据处理与实验设计课程编号：11S009003论文题目：正交实验在锂离子电极材料制备中的应用 研究生姓名：李艳峰学号：14722191 论文评语： 成绩：任课教师： 评阅日期：

正交实验在锂离子电极材料制备中的应用 李艳峰 （上海大学环境与化学工程学院，上海200444） 摘要：锂源、反应温度、反应时间和锂钛摩尔比是影响锂离子电极负极材料Li4Ti5O12制备的重要因素，本文利用正交实验L9 (34)的方法对液相法制备Li4Ti5O12的各种影响因素进行进一步优化，从而得到最优水平组合，并对各种影响因素进行权重分析。最后，利用正交实验确定了液相法制备Li4Ti5O12的最佳工艺：烧结温度为750℃，烧结时间为8h，LiOH·H2O 为锂源，原料中锂钛摩尔比为0.85。 关键词：正交实验设计；液相法；影响因素； 中图分类号：O242.1文献标识码：A The application of orthogonal experimental design on liquid method in the production of Lithium-ion electrode materials Yanfeng Li (School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China) Abstract:lithium source, reaction temperature, reaction time and lithium titanium molar ratio are important factors for the preparation of Li4Ti5O12 conditions of liquid method. Based on the single factor experiment, this study use L9 (34) orthogonal experiments to optimized the removal of the preparation of Li4Ti5O12 of liquid method. The optimal technological parameters of solution method determined by the orthogonal experiment were as follows: sintering temperature was 750℃, sintering time was 8 h, the lithium resource was LiOH·H2O and the mole ration of Li to Ti was 0.85. Key words: Orthogonal experimental design;Liquid method; Factors;

试验设计与数据处理课程论文

课 程 论 文 课程名称试验设计与数据处理 专业2012级网络工程 学生姓名孙贵凡 学号201210420136 指导教师潘声旺职称副教授

成绩 科学研究与数据处理 学院信息科学与技术学院专业网络工程姓名孙贵凡学号：201210420136 摘要：《实验设计与数据处理》这门课程列举典型实例介绍了一些常用的实验设计及实验数据处理方法在科学研究和工业生产中的实际应用，重点介绍了多因素优化实验设计——正交设计、回归分析方法以对目标函数进行模型化处理。其适于工艺、工程类本科生使用，尤其适用于化学化工、矿物加工、医学和环境学等学科的本科生使用。其对行实验设计可提供很大的帮助，也可供广大分析化学工作者应用。关键字：优化实验设计; 标函数进行模型化处理; 正交设计; 回归分析方法 1 引言 实验是一切自然科学的基础,科学界中大多数公式定理是由试验反复验证而推导出来的。只有经得起试验验证的定理规律才具有普遍实用性。而科学的试验设计是利用自己已有的专业学科知识，以大量的实践经验为基础而得出的既能减少试验次数，又能缩短试验周期，从而迅速找到优化方案的一种科学计算方法，就必然涉及到数据处理，也只有对试验得出的数据做出科学合理的选择，才能使实验结果更具说服力。实验设计与数据处理在水处理中发挥着不可估量的作用，通过科学合理的实验设计过程加上严谨规范的数据处理方法，可以使水处理原理，内在规律性被很好的发现，从而更好的应用于生产实践。 2 材料与方法 2.1 供试材料 1. 论文所围绕的目标和假设 研究的目标就是实验的目的，我们设计了这个实验是想来做什么以及想得到什么样的结论。要正确的识别问题和陈述问题，这些需要专业知识和大量的阅读文献综述等方法来获得我们所要提出的问题。需要对某一个具体的问题，并且对这个具体的问题提出假设。如水处理中混凝剂的最佳投加量，混凝剂的最佳投加量有一个适宜的PH值范围。

正反比例应用题解题方法

正反比例应用题解题方法 学习正、反比例应用题能进一步加深同学们对数量关系的分析和认识，培养学生分析问题和解决问题的能力，它同时渗透了一定的函数思想，是同学们今后学习初中各门知识的基础。 正、反比例应用题的学习是在学习归一问题与归总问题基础上进行，同学们只要利用好归一问题与归总问题的知识要点就能学习好正、反比例应用题。 例如：一列火车4小时行240千米，照这样的速度，7小时行多少千米？“照这样的速度”是归一问题的典型标志。这里的每小时平均速度就是这道题里的“单一量”。照这样的速度，就是以“单一量”为标准，再求出7小时所行的路程是60×7=420(千米)。因为4小时行240千米，所以，每小时平均速度是240÷4=60(千米)。 再例如：一项工程8个人22天可以完工，如果11个人做几天完工？这是一道归总问题，“8个人22天可以完工”依据这句话可以把整个工程看成8×22份，这个总份数是不变的，根据这个不变的总数，我们用8×22的积除以11，就得出了要求的问题。 我们学习正、反比例应用题正是利用这个不变的量来解决问题的。 同学们要正确理解并紧紧抓住正、反比例的意义，首先要找出应用题中哪两种数量是相关联的量，“谁”是一定的量。如果两种相关联的量相除后等于一定的量，即y/x=k（一定），那么这两种相关联的量是成正比例的量，它们之间的关系是正比例关系即归一问题；如果两种相关联的量相乘后等于一定的量，即x·y=k（一定），那么这两种相关联的量是成反比例的量，它们之间的关系是反比例的关系，即归总问题。 例1：一列火车4小时行240千米，照这样的速度，7小时行多少千米？题中路程和时间是两种相关联的量，速度是一定的量，（照这样的速度就是说速度是一定的）因为路程/时间=速度（一定），所以路程和时间是成正比例的量，它们之间的关系是正比例关系，说明例题是用正比例解答的应用题。 例2：一辆汽车从甲地开往乙地，每小时行驶60千米，4小时到达。如果要3小时到达，每小时需行驶多少千米？题中速度和时间是两种相关联的量，路程是一定的量（就是说甲乙两地的路程是一定的），因为速度×时间=路程（一定），所以速度和时间是成反比例的量，它们之间的关系是反比例关系。说明例题是用反比例关系解答的应用题。 接下来就要根据正反比例的意义，结合题意寻找等量关系式，列方程解答应用题。如果两种相关联的量是成正比例关系，那么这两种相关联的量中任何两个相对应的数的比是相等的，使用未知数x列出两个相等的比；如果两种相关联的量是成反比例关系，那么这两种相关联的量中任何两个相对应的数的积是相等的，使用未知数x列出两个相等的乘法，当然。用比例来解答有关应用题了，先写“解”，后设未知量为x，找等量关系列方程、解方程并检验。在检验时，一是要把求得的未知数的值代入原方程，看方程左右两边的值是否相等，二是要检验求得的未知数的值是否符合题意。 例1的解法： 解：设甲乙两地间的公路长x千米，列方程：240：4=x：7，解方程得：x=420，检验（略），答：甲乙两地间的公路长420千米。 例2的解法： 解：设每小时需行驶x千米，列方程：4x=70×5解方程得x=87.5，检验（略），答：每小时需行87.5千米。 所以说，联系以前的学习，在正、反比例应用题的学习中，根据正、反比例的意义，准确判断两种相关联的量是正比例关系还是反比例关系是解题的基础，寻找等量关系和找准两种相关联的量中两组相对应的数是关键，应用方程来解答这类应用题是它的重要途径。

实验设计与数据处理

试验设计与数据处理 学院 班级 学号 学生姓名 指导老师

第一章 4、 相对误差18.20.1%0.0182x mg mg ?=?= 故100g 中维生素C 的质量范围为：±。 5、1）、压力表的精度为级，量程为， 则 max 0.2 1.5%0.00333 0.375 8 R x MPa KPa x E x ?=?==?=== 2）、1mm 的汞柱代表的大气压为， 所以 max 2 0.1330.133 1.662510 8 R x KPa x E x -?=?===? 3）、1mm 水柱代表的大气压为gh ρ，其中2 9.8/g m s = 则： 3max 33 9.8109.810 1.22510 8 R x KPa x E x ---?=???===? 6. 样本测定值 算数平均值 几何平均值 调和平均值 标准差s 标准差σ 样本方差S 2 总体方差σ2 算术平均误差△ 极差R 7、S ?2＝，S ?2＝ F ＝S ?2/ S ?2＝= 而F （）=，= 所以F （）< F < 两个人测量值没有显著性差异，即两个人的测量方法的精密度没有显著性差异。 |||69.947|7.747 6.06 p p d x =-=>

分析人员A分析人员B 8样本方差1 8样本方差2 10Fa值 104F值 6 68 4705 6 6 88 8.旧工艺新工艺 %% %% %% %% %% %% %% %% %% % % % % t-检验: 双样本异方差假设 变量 1变量 2 平均 方差 观测值139假设平均差0 df8 t Stat-38. P(T<=t) 单尾0 t 单尾临界 P(T<=t) 双尾0 t 双尾临界 F-检验双样本方差分析

实验心理学题库整理版

一、准实验设计 准实验设计：未对自变量实施充分的控制，但使用真实实验的某些方法整理、搜集、统计分析数据的研究方法。 单组时间序列设计 1.设计方案：对一组被试先进行周期性测量，之后引入实验处理X，然后再进行一系列周期性的测量。比较插入实验处理前后测量的变化趋势，从而推断实验处理是否产生效果。 2.优点：1.可以较好的控制“成熟”因素对实验处理效果的影响。在O1~O8的系列测量过程中，相邻两次测量的时间间隔基本相同，可以认为在每个时间间隔内“成熟”的发展基本相同。2. 可以有效的控制测验因素的干扰。由于每个被试的成绩都是经过反复测验而得到的一系列结果，这样就能够降低由于只做一次测验而出现的有偏样本成绩的概率，可以有效地减少测量偏差。3.缺点：1、由于无对照组，因而不能有效地识别和控制伴随实验处理发生的偶发事件的影响，不能排除那些与实验处理同时出现的附加变量的影响。2、多次实施前测往往会降低或增加被试对实验处理的敏感性，从而在被试身上产生作用而影响其实验处理后的测量成绩。 4.注意事项：1、研究中要保持实验情境的相对稳定，减少不必要的条件变化对实验结果的干扰。 2、通过单组时间序列设计实验不能得到最后的、确定性的结论，如果想得到肯定的因果关系结论，应选用有控制组参加的实验设计。 3、由于研究中对实验条件控制不是很严格，因此研究者应充分考虑那些突发的或随意事件，详细记录研究中伴随的各种事件，这有利于对结果作出更符合实际的科学评估和解释。 单组相等时间样本设计 1.设计方案：对一组被试连续抽取多个相等的时间样本，即选择完全相等的多个时间段，在其中的一个时间样本中实施实验处理，而在后续的另一个时间样本中并不实施实验处理，并通过对两种时间样本的观测分数之间的差异分析来比较实验处理的准实验设计。 2.数据分析：可对结果做三方面的检验：1.处理条件与无处理条件间的比较，以考察存在处理效应的可能性；2.分别在有处理条件下和无处理条件下考察时间因素的简单效应，这主要是分析研究中的时间效应或顺序效应； 3.分析实验处理与处理顺序的交互效应，以考察在时间序列中不同处理的不同效应。 3.优点：在控制影响内部效度的因素方面是完全有效的，如能较好控制“历史”作用的影响。 4.缺点：1.采用单组设计，实验处理后再重复进行做过的测验可能会增加或降低实验处理实验安排中，实验处理的间断出现会使被试产生新异感，并暴露实验目的，由2.的敏感性。． 此产生实验的霍桑效应。3.实验的重复进行也会产生一系列的顺序效应。 多组不相等组前后测设计 1.设计方案：先将实验组和控制组接受前测，然后给实验组处理，再对这两组被试进行后测。 2.优点：首先，增添了控制组，从而控制了历史、成熟、测验等因素的干扰。其次，前测可以了解实验处理实施前的初始状态，从而也就对选择有了初步的控制。 3.缺点：1.实验组与控制组是不对等的，因而选择与成熟、选择与实验处理的交互作用可能会降低效度。2.不能证明实验处理的长期效应。 多组不等组前后测时间序列设计 1.数据分析：方法1.求出实验组和对照组的前测成绩的平均数，以及实验组和对照组的后测成绩的平均数；然后求出实验组前测成绩和后测成绩平均数的差异，以及对照组前测成绩和后测成绩平均数的差异。采用独立样本的t检验对实验组差值和对照组的差值进行比较。方法 2.回归直线方程。 2.优点：1.既能对一组的一系列的观测成绩的变化趋势进行了解，也能对两组的前测和后测的系列观测成绩的趋势进行比较，以估计实验处理的效果。2.实际使用较多的一种比较完善的准实