實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與典型失敗實(shí)驗(yàn)

1、專題四：試驗(yàn)設(shè)計(jì)與典型失敗試驗(yàn)（從實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)基本原則的角度分析失敗的原因）問題一（原點(diǎn)學(xué)習(xí)）：如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)？答：用正交表安排試驗(yàn)1、確定實(shí)驗(yàn)因素、水平數(shù)及因素鍵是否存在交互作用；2、選用合適的正交表；根據(jù)：試驗(yàn)因素和因素間的交互作用原則：所選的正交表可以包括所有的試驗(yàn)因素，并使試驗(yàn)次數(shù)盡可能少最少試驗(yàn)次數(shù):a.不考慮交互作用：所有因素的水平數(shù)減一（自由度）之和再加一b.所有因素的水平數(shù)減一之和加上交互作用的自由度（相關(guān)因素自由度之積）再加上一3、進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)，列出實(shí)驗(yàn)方案；表頭設(shè)計(jì)：把因素及指定交互作用安排到合適的正交表各列上不考慮交互作用時：需選擇列數(shù)不少于考察因素個數(shù)的正交表；每個因素任意

2、占用一列?？紤]交互作用時：因素不能任意安排。必須查相應(yīng)的交互作用表，把因素 及其交互作用放在規(guī)定的列上。說明：應(yīng)先安排涉及交互作用多的因素，使不同的因素 或交互作用不混雜同一列。c.因素的水平數(shù)不等時：用混合水平正交表直接安排實(shí)驗(yàn)對水平數(shù)少的因素擬定水平，使各因素在形式上等水平4、進(jìn)行試驗(yàn)。問題二（自主學(xué)習(xí)）：試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個基本要素是什么？三個基本原則是什么？答：試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個基本要素：1、試驗(yàn)因素：研究者希望著重考察的實(shí)驗(yàn)條件，外加于受試對象上在試驗(yàn)中需要觀察并闡明其處理效應(yīng)的因素；2、受試對象（試驗(yàn)單位）：實(shí)驗(yàn)的承受著被稱為受試對象，如：活體動物、標(biāo)本或樣品、病人或正常人；3、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)：試

3、驗(yàn)因素作用于受試對象后所產(chǎn)生的效果。三個基本原則：1、重復(fù):重復(fù)試驗(yàn)不但能測定誤差估計(jì)值，還能減少誤差估計(jì)值， 提高實(shí)驗(yàn)精度，同時還能擴(kuò)大試驗(yàn)的代表性；2、隨機(jī)排列：隨機(jī)排列是指一個區(qū)組中每一處理都有同等的機(jī)會 設(shè)置在任何一個試驗(yàn)小區(qū)上，避免任何主觀成見。使得各處理在試驗(yàn)中占據(jù)任何一個小區(qū)的機(jī)會均等，防止系統(tǒng)誤差，達(dá)到獲得合理誤差估計(jì)的目的；3、局部控制：就是將整個試驗(yàn)環(huán)境分成若干個相對最為一致的小 環(huán)境，再在小環(huán)境內(nèi)設(shè)置成套處理，如在田間分范圍分地段地控制土 壤差異等非處理因素（即無關(guān)因素），使之對各試驗(yàn)處理小區(qū)的影響 達(dá)到最大程度的一致。這是降低誤差的重要手段之一。問題三（案例學(xué)習(xí)）：尋找

4、失敗案例，分析原因。答：案例：教師拿出一大一小兩個馬鈴薯，讓學(xué)生猜測：把這兩個 馬鈴薯放到水槽里，會沉還是會??？學(xué)生的猜測有三種情況:大的沉， 小的浮；兩個都沉；兩個都浮。多數(shù)學(xué)生認(rèn)為跟馬鈴薯的大小、輕 重有關(guān)。師：多數(shù)同學(xué)認(rèn)為跟馬鈴薯的大小、輕重有關(guān)，是這樣嗎？ 現(xiàn)在我們把兩個馬鈴薯同時放在1號水槽里（清水），再同時放到2 號水槽里（鹽水），看看有什么現(xiàn)象發(fā)生，請你們仔細(xì)觀察。教師把 兩個馬鈴薯同時放入1號水槽里，都沉下去了；又同時放在2號水槽 里，大的剛剛浮起來（懸?。?，小的沉下去了（本應(yīng)該兩個都浮上來）。 教師有些慌，急忙把小馬鈴薯拿出來重新放，結(jié)果同上。教師不知所 措，說：“小馬鈴薯可能壞了，我們不看小的了，只看大的吧。案例分析：教師準(zhǔn)備的鹽水濃度不夠。教材安排這一活動，目的是 讓學(xué)生看到分別把兩個馬鈴薯同時放 入兩個水槽中，在第一個水槽 中兩個都沉下去，在第二個水槽中都浮起來，說明馬鈴薯的沉浮和它 本身的大小、輕重是沒有關(guān)系的，引起學(xué)生對自己原有解釋的質(zhì)疑。 可是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)效果不佳，影響了這一目的的達(dá)成。也