试验设计论文篇（1）

1引言

国道214线鄂拉山至清水河段，经过勘察，多年冻土区跨越里程313.3km，其中连续多年冻土92km，不连续多年冻土147.3km，冻土总里程239.3km。

在全球大气环境转暖，高原冰川后退，雪线上移，以及铺筑黑色沥青路面施工等人为活动的影响下，在公路沿线冻土已发生明显退化。在国内，以往研究冻土对工程的影响是针对稳定状态的冻土为主要对象，包括青藏公路的冻土研究，它的经验不能简单地推演到退化状态冻土。国外，一些国家也是近期认识到全球气候转暖对冻土退化的影响，在工程对策上刚刚起步，尚无成熟经验可借鉴，且冻土地质条件及气候环境的差别，对工程影响的程度也不尽相同。

为研究在退化性多年冻土地区修筑公路的可靠性，“214国道退化性多年冻土地区路基路面修筑技术的研究”课题列入“八五”交通部行业联合科技攻关计划，为满足课题研究内容的需要，决定建设试验路进行研究。

2试验路选择与地质条件分析

2.1试验路的选择

试验路的选择以满足课题研究的需要和能够代表214国道退化性多年冻土类型的路段为原则，同时兼顾今后工作的方便，依据前期对214国道多年冻土调研成果，拟定在花石峡以南长石头山以北K309+000～K324+000段总计15km范围内，结合改建工程建立试验研究工程段。

为进一步查清K309+000～K324+000段冻土类型，又进行了详细的地质勘探，开挖试坑8个，测地雷达勘察15km和8个横剖面，综合分析勘察结果，确定K309+000～K324+000范围内K309+000～K310+400(不连续多年冻土干燥型冻土岛)、K314+100～K315+100(不连续多年冻土湿润型冻土岛)、K317+000～K317+800(连续多年冻土干燥型)、K321+540～K322+340(连续多年冻土湿润型)修建试验路。

2.2试验路地质条件分析

试验路长石头山(K309+000～K324+000)段为典型的连续多年冻土区，以三叠系砂岩为主夹页岩，区段内第四纪松散层从2m～7m，以残积砾石为主，路线两侧有侵蚀平台构成小流域缓坡，草皮亚粘土或粉砂土覆盖，形成典型的冻胀草丘、热融滑塌、地下冰发育。坡脚山前洪坡积裙及洪冲积阶地上，砂砾土厚度一般小于10m，植被较好，地下水埋深浅。由于地质条件复杂，公路沿线分布着不同的多年冻土类型。

2.2.1不连续岛状多年冻土干燥型段

该段海拔高程4248m，设计里程K310+000～K310+300，全长300m。路基两侧地势平坦，属古河漫滩相，地表植被稀少，干燥，无季节性积水坑。天然地表由于人工取土，破坏处较多。上限位置2.07m，上限含水量W=84.93%。第四纪厚度5～7m，强风化层8～9m。冻土层厚度3～5m。

2.2.2不连续多年冻土湿润型段

该段海拔高程4347～4333m，设计里程K314+200～K314+500和K314+650～K314+950，全长600m。路基上方丘状草皮发育，潮湿，有少量季节性浅层地下水出露，多年形成斑土，并有小型冻胀丘，有少量冻拔石。路基下方草皮发育，地面稍平整，K314+650～K314+950路线右侧有季节性积水坑。上限位置1.34～1.48m，上限含水量W=25.78%。第四纪厚度5～6m，强风化层厚度8～9m。冻土层厚度6～10m。

2.2.3连续多年冻土干燥型段

该段海拔高程4388～4381m，设计里程K317+100～K317+700，全长600m。地表有少量积水坑，植被较好，但地表较干燥，有冻胀裂缝，无砾块石。上限位置1.28m，上限含水量W=40.82～58.63%。干容重ρd=0.81～1.14g/cm3。第四纪厚度5～6m，强风化层厚度7～8m。冻土层厚度大于15m。

2.2.4连续多年冻土湿润型段

该段海拔高程4484～4474m，设计里程K321+640～K322+240，全长600m。地表为高山草甸，丘状草皮发育，地表季节性积水坑较多，潮湿。路基上方开挖，天然地表排水沟两侧热融滑塌严重。上限位置1.15～1.20m，上限含水量W=156.62～196.38%，干容重ρd=0.33g/cm3。第四纪厚度约为5～6m，冻土层厚度大于40m。

3试验路与观测网设计

3.1试验路设计

试验路的设计主要为路基设计和路面设计，路基、路面设计遵循的原则：

(1)采用严格保护冻土原则的路段，属连续多年冻土湿润型；

(2)不能保护冻土，仅仅尽可能地减缓冻土层的融化速率，直到其完全退化为季节冻土为止，在公路正常运行期以局部修补为主，避免大规模的融沉、翻浆等病害。此种路段有不连续多年冻土区湿润型冻土岛及未来可能退化为冻土岛的湿润型连续多年冻土区；

(3)以保护冻土为主，允许缓慢融化为原则的路段，有连续多年冻土干燥型和不连续多年冻土干燥型冻土岛。

根据以上设计原则，路基高度(原天然地面算起)分别为1.5、2.0、2.5、3.0m四种，路基宽度8.5m，无侧向保护结构。

试验路系在原旧路的基础上改建而成。为保证今后科研观测的效果，路基加宽部分填土，要和原路基土相同，提高路基部分土要用碎(砾)石土。

为研究在不同路面类型下，路基的稳定性及冻土上限的变化，确定试验路的路面形式为：中粒式沥青碎石路面(1.80km)，厚度4cm；水泥混凝土路面(0.30km)，厚度20cm；砂砾路面(0.10km)，厚度15cm。

中粒式沥青碎石路面设计累计当量轴次(BZZ-100)为2.64×106次，设计使用年限12年(LR=0.686mm)。

水泥混凝土路面设计累计当量轴次(BZZ-100)为7.83×105次，设计使用年限20年，设计抗折强度为4.0MPa。

试验路路基、路面设计情况如表1。

试验路路基、路面设计一览表表1

序号

起讫桩号

长度

路面类型

路基高度(m)

冻土类型

1

K310+000～K310+300

300

沥青砼

1.5、2.0

连续多年冻土干燥型冻土岛

2

K213+200～K314+500

300

沥青砼

2.0、2.5

不连续多年冻土湿润型冻土岛

3

K314+650～K314+800

150

沥青砼

2.0、2.5

不连续多年冻土湿润型冻土岛

4

K314+800～K314+950

150

水泥砼

1.5

不连续多年冻土湿润型冻土岛

5

K317+100～K317+700

600

沥青砼

2.0、2.5

连续多年冻土干燥型

6

K317+700～K317+800

100

砂砾

2.0

连续多年冻土干燥型

7

K321+640～K321+790

150

水泥砼

2.0

连续多年冻土湿润型

8

K321+790～K322+240

450

沥青砼

2.5、3.0

连续多年冻土湿润型

合计

2200

3.2观测网设计

本研究课题的核心是冻土的退化，即不同状态的冻土(连续多年冻土、不连续多年冻土)在全球大气变化环境下多年冻土退化趋势和速率，它是基础，也是讨论其它因素参照的前提。这是一方面。第二方面是地下水对冻土层的融蚀，不同路面(沥青、水泥混凝土、砂砾)及不同路堤高度影响下的退化系数。观测网由气象观测、地温变化观测、路基变形观测等三部分组成。

3.2.1气象

气象条件与多年冻土的退化趋势有着密切的关系。气象观测是为课题研究提供气象基本资料，以利于对多年冻土退化趋势和速率进行预报。地面气象观测的主要项目都是在观测现场内通过各种仪器进行的。观测地的选择是否适宜，对观测资料的代表性、准确性和比较性影响极大。

根据研究课题所需的气象资料和对气象场地的要求，气象场地选择在K311+000路线左侧，场地大小为20(南北)×16(东西)(m2)，确定地面观测的项目有：气温、湿度、风、降水、蒸发、地温等。气象观测场及仪器的布置均按国家气象观测标准执行，气象观测时间以我国确定的北京时间08、14、20时进行。

3.2.2地温

地温观测是对不同路面和不同路堤高度及地下水对冻土层融蚀影响下的地下温度观测，以确定多年冻土的上限变化情况，为分析路基变形奠定基础。

为分析自然气候变化多年冻土的退化趋势，期望恢复20年气候变化与地温变化的直接联系，在连续多年冻土区K322+900左侧天然地面布设一个40m地温观测孔。同时针对岛状冻土特点，为监测冻土岛的退化情况，在岛状冻土区K311+000路线左侧天然地面(气象观测场内)布设一个15m地温观测孔。这两个地温观测孔对研究多年冻土退化问题有着重要的意义，希望能持续较长的时间，尽可能保留，延长使用寿命。

地下水冻土层的融蚀是研究冻土退化不容忽视的一个问题，为解决214线冻土岛形成的基本条件及试验路段地下水影响系数，考虑到地下水融蚀对冻土层影响的深度最大为6m。因此在K310+220、K314+350、K317+250路线左侧天然地面布设3个水文孔，测量水位变化及水温垂直梯度变化，孔深5～6m。

不同类型路面、路基高度对地温有不同影响结果，在不同类型路面、路基高度选择了9个横剖面，分别在路基左、右路肩、路中心布设测温孔，能使不同天然地面进行比较，同时在天然地面布设测温孔。由于课题经费所限，横剖面布设测温孔为全剖面与半剖面两种。路中心孔深度为12～13m，路肩孔深度为0.8～8.5m，天然地面孔6.0～6.5m。

地温测量孔总计37个，总有效孔深337m，测温点452个，测温均采用高精度半导体热敏电阻温度计测量，精度0.001°C，测量结果计算由计算机统一完成。计划地温测量每年1、2、3、12月每月二次，每年4、5、6、7、8、9、10、11月每月三次，今后根据资料分析，观测次数可适当调整。

3.2.3路基变形观测

本研究课题的最终目标就是解决在退化性多年冻土地区的路基、路面修筑的技术难关。能最大限度的解决路基变形，也就是本研究课题的关键。因此，路基变形观测在整个观测网中有举足轻重的作用。

路基变形观测选择在9个测温剖面前后40m范围内，每间隔4m埋设变形观测点，同时路基横向也设路基变形观测点，每断面布33个点，累计全试验路有297个变形点。考虑到试验路是在老路基基础上修筑而成形的，对于分层变形测量已没有什么实际意义，故仅测量路基总变形量。

路基变形观测基准点利用深度大于6m的天然地面测量观测孔，路基变形观测采用水准仪，精度0.01m。观测频率同地温观测。

4总结

试验设计论文篇（2）

【基金项目】2012年广东省质量工程资助项目。

【中图分类号】S6-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0241-02

《田间试验与统计方法》是农科专业的一门专业基础课。作为一门方法论的科学，它对于学生科学研究的训练、科研素养的提高以及指导农业生产实践，均具有重要意义[1-2]。我国各高等农业院校开设《田间试验与统计方法》课程具有悠久的历史，并逐步形成了富有各自特色的课程教学体系。二十多年来，我们坚持实践，积极探索，不断总结，在明确教学目标和任务前提下，积极进行教学改革，做了多方面的尝试，不断完善教材体系、教学环节和教学手段，取得了较好的效果。现就《田间试验与统计方法》课程教学改革实践中的相关问题谈一些体会与思考，以期与同行进行交流。

1.课程的基本内容及其在农业高等教育教学体系中的地位

作为专业的基础课，《田间试验与统计方法》课程以高等数学、概率论与数理统计、遗传学等课程为基础，主要介绍田间试验设计、试验结果的整理与统计分析等内容。通过本课程的学习，要求学生能正确地设计试验方案并对试验结果进行统计分析，为进一步学习专业课程打下必要的理论基础，也为今后从事毕业论文和开展科学研究打好方法论基础。田间试验与统计方法的内容主要包括四大部分。第一部分介绍科学研究的基本过程、试验方案的制定，试验误差及其控制，在此基础上进一步讲述田间试验误差的来源、土壤差异、控制误差的小区技术、试验设计、实施规则以及试验数据的获取。第二部分从试验数据最简单的描述统计开始，进而介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布以及统计数的理论概率。第三部分在误差理论的基础上引入通过假设测验进行统计推断的基本方法，介绍平均数比较的u测验和t测验，然后进一步介绍F测验和x2测验及其应用。第四部分两个以上变数间的分析，即相关与回归部分。田间试验与统计方法的核心内容是试验设计和统计分析的方法；统计方法重点在于方差分析和回归相关[2-6]。

2.改革传统的田间试验与统计方法教学方法

2.1优化教学内容，构建合理的课程知识结构体系，突出重点，兼顾全面

培养人才的目的，就是为了满足生产实际和科学研究的需要。在教学过程要尽可能地与生产实际想结合，与相关领域的研究相结合。《田间试验与统计方法》课程是在已学过概率论与数理统计的基础上，进一步加深试验设计理论、拓宽试验设计方法，提高数据处理效率，旨在增强专业研究能力，提高论文试验的设计水平与论文质量。迄今，该课程在国外偏重于各种常用试验设计优化及各种统计软件包如Statistica、Excel、SAS和SPSS等使用；在国内则偏重于各种试验设计方法和统计分析的介绍，试验结果采用计算器一步一步计算，以求加深对试验设计原理及统计过程的理解。这两种教学体系前者统计手段先进，但试验设计薄弱，不利于学生对各种试验设计方法的灵活运用；后者突出试验设计部分内容，但数据处理费力费时。两者各有利弊，有待改进。

根据长期的教学实践，我们认为，《田间试验与统计方法》课程的教学应立足于理论与实践相结合，既应介绍各种试验设计方法的原理，又必须有这些设计方法在农业中的应用实例。因此，我们优化了该课程的教学体系和教学内容，对于比较典型、又较常用的试验设计（如随机区组设计），进行详细讲解。课堂教学重点则放在各种试验设计方法的特点、用途及相互联系方面。至于设计步骤只按试验小区排列图简述即可，结果的统计分析也只需列出方差分析表中的变异来源项。因为对于大多数试验来说，这些变异来源的平方和（SS）等统计项可用常用的计算器计算出来。如此安排授课进程，可避免课堂内容重复，并让学生避免记忆繁琐的统计公式，有利于学生在较短的课堂时间内，掌握各类试验设计的要领，便于日后灵活运用。

2.2 灵活应用各种教学方法，强化理论教学

任何的教学改革措施，都必须符合教学的基本规律，建筑在常规教学的基础上。提高传统教学的授课质量，是教学改革成功的根本。教学实践中，根据《田间试验与统计方法》课程图表多、公式多、计算多、学习难度大等特点，按照教学的目的要求、重点、难点以及达到的目标，可分别采用不同的教学方法。（1）对于基本概念、基础理论以讲授法为主，力求深入浅出，讲深讲透；（2）对于数理统计学公式，淡化演绎推理过程，着重讲清发现问题、解决问题的思路，启迪学生的逻辑思维能力；（3）对于一些统计图表的绘制（如田间试验设计图、数据资料的次数分布图、双变数的回归图等）则辅以直观教学法。例如，在讲授“田间试验设计”一节时，其教学过程设计为：首先把不同试验设计方法的图例通过投影展示给学生，并用对比法简要介绍不同设计的特点以及相关的术语，然后详细介绍几种有代表性的试验设计图的绘制方法，在此基础上，再进一步说明不同设计方法的适用范围。这样讲授可以使学生在感性认识的基础上再上升到理性认识，加深对所学知识的理解；（4）对适于学生自学的内容则采用课堂讨论的方法；（5）对于计算内容较多的章节则辅以练习法。在讲课过程中，避免满堂灌，尽可能启发引导学生思考，适当设疑，活跃课堂气氛。

2.3加强课堂讨论，因材施教

解决某一特定专业问题可采用的试验设计方法很多，但试验效率可能大不相同。因此每大类试验设计讲授后，有必要让学生根据各自的专业要求，最好结合自己将来的毕业论文，进行设计练习，然后组织课堂讨论。在《田间试验与统计方法》的授课过程中，充分利用课堂讨论可以收到良好的效果。它能使学生强化对基本内容的理解，提高学生在科研实际中的自觉运用统计学理论和技能的能力。这种方式的教学还可以让学生换换“口味”，避免被动的“满堂灌”，使学生变被动为主动，去查阅相关资料，引发学生的学习兴趣。通过查阅资料、课堂交流以及自己的独立思考，学生能够全面地了解所研究问题涉及的领域范围、来龙去脉以及可能的解决办法。

在讨论过程中，可先由学生上台介绍，再让全体师生共同对试验设计进行探讨，提出修改意见，并作出评价。这样既有利于学生掌握、巩固课堂知识，能灵活运用各类试验设计方法来解决专业问题，提高教学效果，又可让学生学以致用，增强学习兴趣，提高学习积极性和自觉性。对于任课教师来说，课堂讨论无疑是一次了解学生对教学内容的掌握程度。在所有的课堂讨论中，针对毕业论文的课堂讨论尤其具有重要意义。因为每个同学对毕业论文的重视程度都是勿庸置疑的，但每个同学的毕业论文所涉及的领域又是各不相同的。因此，通过针对毕业论文的课堂讨论，教师可以了解本课程知识在不同领域中的应用范围，最后分析、归纳出这些领域对本课程特殊要求的极好机会。因此，对于每一个学生的设计练习，应予以登记、摘录。对于典型练习，应予保留，并及时充实到教案中，以丰富教学内容，促进学用结合[2]。

2.4 运用电化教学手段，增加课堂教学信息量

本课程的内容涉及大量设计草图与统计图表，因此教学挂图较多。纸质挂图较易损坏，白布绘制的挂图又难以修改和清洗，且携带不便。利用学校大多数教室都已经配备多媒体投影设备的条件，将这些图表、公式及教学内容制成Powerpoint幻灯片实施教学，加快了授课节奏，增加课程的信息量。对于某些试验设计的野外试验场景，也制成幻灯片或教学录像片，增强了教学手段的形象化和动态化，激发了学生的学习兴趣，丰富和发展学生的形象思维和逻辑思维，提高了教学效果。

《田间试验与统计方法》课程计算量大，目前科研工作中的统计分析工作绝大多数都通过统计分析软件完成。因此《田间试验与统计方法》课程CAI课件的制作必须跟统计分析软件“链接”，如可以与SAS、DPS或SPSS等分析软件结合；教师在利用CAI课件授课时，可以通过统计分析软件演示例题的计算过程与结果，强化学生对统计分析软件的使用[3，6-8]。

2.5加强课后作业练习

在指导本科生和研究生学位论文时，我们发现相当一部分学生在真正使用统计这一有效的手段时，往往无从下手，这主要是因为在课堂教学之外他们的实践环节比较薄弱。在他们还没有接触科研活动之前，这种实践环节可以通过大量的作业来替代。

2.6 加强计算机统计分析练习

加强计算机在试验设计，特别是在试验结果统计分析中的应用，是本课程的一个重要发展方向。如何将国内外各种统计分析软件进行合理开发，使之与本课程教学内容相衔接，并利用计算机开展统计分析教学，这是本课程教学改革的一个重要内容。

目前国内外惯用的计算机统计软件包大多具备常用试验设计的结果统计功能。对于采用典型试验设计，如随机区组、拉丁方、裂区设计等方法设置的试验，其试验结果一般都可以用软件包直接统计。对于由典型试验设计演化的变种，包括混杂设计、正交设计等，仍可借助计算机按变异来源进行平方和及自由度分解，从而完成繁琐的中间运算过程，提高计算效率。

在计算机日益普及的今天，许多复杂的统计分析，如回归分析、相关分析等已完全可以由计算机完成，因此，不必再沿用计算器统计时代对算法作太多的介绍。针对本课程上机时数有限，而现有统计软件包功能较多，课堂上来不及详细介绍这一现状，计算机统计练习目前最好采用先集中铺导，再分散进行课外练习，最后集中答疑的方式。这样可使学生有较多的软件熟悉时间，便于学生在软件练习过程中发现问题，解决问题，提高计算机实际应用能力[7-8]。

2.7 强化实践教学，加强学生实践能力的培养

要想使学生正确运用生物统计的知识和方法去处理、分析和解决实际问题，必须加强学生对生物本身生长发育规律以及生物界数量现象的认识。生物界的数量现象是普遍存在的，这些数量现象又是广泛地存在变异的。正确地认识这些数量现象，将有助于我们正确地选择适当的统计分析方法来处理试验数据。生物统计的目的就是帮助我们发现和挖掘这些蕴藏生物内部的规律，使我们对生物本身生长发育及生物与环境间的关系有更深的认识[4-5]。

在生物科研中容易发生有关数据统计分析的错误，我们经常发现，这通常都与是否有正确的试验设计有关。生物统计学虽然是分析试验结果的有力工具，但是也只有那些有计划有目的地收集起来的数据，经过整理、思考和统计学分析，才能得出正确的结论。我们经常发现有人因为缺乏统计学知识收集大量无助于分析的数据而丢失一些必要的数据，这样的资料很难得出正确的结论；或者由于收集方法不正确，而得不到对总体无偏的估计，使推断的结果不够准确，浪费了人力和物力。

针对上述情况，我们加强了进行实际课题研究训练的教学环节，特别是加大了有关试验设计内容的实践，使学生能够在进行一项研究之前，根据试验目的，按照统计学的要求制定出一整套完整的试验方案，开展正确的田间试验。在实践过程中，学生通过自己搜集资料，自己提出课题，然后在教师指导下进行讨论和研究，把课堂扩展到资料室、图书馆和实验场地，融教、学、研为一体，充分调动了研究生学习的积极性和主动性，不仅加深了学生对统计学原理、模型和方法的理解，更提高了他们分析问题和解决问题的能力，使学生学得生动活泼、丰富多采。对于有条件的学生，就让他们直接参与老师的科研工作。

3.教学改革的效果

经过二十多年的探索与实践，《田间试验与统计方法》课程的教学效果不断提高。课程改革的效果，不仅得到了学生的认可，而且也得到了学校教学管理专家的好评。通过反复实践，学生抓住了田间试验与统计方法的基本要点，能够自觉地运用田间试验设计与统计方法来解决科研工作中的问题。在我校历届园艺、农学专业的毕业论文中，绝大多数能做到正确地进行试验设计、正确地应用统计指标、对数据进行正确的统计分析、正确地应用统计图表对研究结果进行简洁而清楚的表达，并且能正确地解释试验结果，导出正确的结论。

参考文献：

[1]于丽杰. 生物统计教学改革中的几点认识. 黑龙江高教研究，1995，（1）：74-76

[2]吴良欢，楼建悦，赵启泉. 提高农科研究生试验设计与统计教学质量的途径探讨. 高等农业教育，2001，（增刊）：89-90

[3]詹秋文. 计算机技术在生物统计教学中的应用. 高等农业教育，2001，（6）：56-57

[4]夏爱红，景桂英，是雅蓓，周广礼. 农业期刊论文中试验设计统计方法存在的问题及分析. 编辑学报，2002，14（1）：23-24

[5]汪光年，吴益伟，于晓庆，汪良才. 论农业科技论文中试验设计可比性问题. 宁波大学学报，2000，22（5）：93-95

[6]程郁昕.《生物统计学》教学改革的几点思考.安徽科技学院学报，2009，23（3）：32-34

[7]李兰会，李潭清，周荣艳，曹洪战，贾青.整合多媒体与传统教学模式，优化生物统计教学.教学天地，2009，（7）：118-119

试验设计论文篇（3）

AbstractIn the paper，the necessity，problem，content optimization and practice of food science experimental methodology were summarized to provide a reference for further teaching reform.

Key wordsfood science experimental methodology;curriculum teaching;education practice

试验方法学(试验设计与数据处理)是自然科学研究方法论领域中一个分支，是以概率论、数理统计、专业技术知识和实践经验为基础，对试验进行科学、经济安排，并对试验结果计算分析，最终达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找出优化方案的一种科学方法。试验方法学也是一门理论和实践结合紧密、实用性很强的课程，它为以后从事科学研究、工程试验、工程设计工作的学生提供基本的训练，培养学生正确确定科研、工程试验方案和进行数据处理的能力[1]。

食品学科是涵盖农副产品贮藏加工、生物科学、农业工程和轻工业等学科的综合性、交叉型学科，具有原料广泛性、加工工艺的多样性和加工质量控制的重要性等特点。这些特点决定了进行食品学科试验和生产实践中，对试验的合理设计和科学安排的注重，注意试验过程的正确运转，保证试验结果的可靠性和准确性，并进行科学正确的统计分析，以便于正确揭示事物的本质，得出科学的结论[2]。20世纪80年代以来，世界食品工业飞速发展，食品科学研究朝着自动化生产、计算机应用、系统工程、生物酶技术、基因工程等高新技术发展，逐步脱离了传统的加工方法，体现了科学化、集约化生产的特色，也对食品科学研究的试验设计和统计方法提出更高的要求。食品的试验研究已经由简单的假设测验、方差分析发展到多元分析、优化设计等高级试验设计分析方法，愈加显出试验方法学在食品科学研究中的重要性。

1课程开设的必要性

试验设计方法是一项工程技术人员必须掌握的技术方法。它要求科学地安排试验方案，以最少的人力和物力消费，在最短的时间内取得更多、更好的生产和科研成果。试验设计在工业生产和工程设计中能发挥重要的作用，主要有:提高产量;减少质量的波动，提高产品质量水准;大大缩短新产品试验周期;降低成本;试验设计延长产品寿命。该课程的开设为大学生将来从事科学研究或新产品研发等实际工作奠定了理论和实践基础。

2存在的问题

该课程因为涉及统计学知识，需要具备深厚的概率论基础知识，而概率论较为抽象，学生普遍掌握程度不高;同时统计学涉及大量的计算，通常需要用计算机软件来完成，故必须具备一定的计算机软硬件知识及实际操作能力，所以对于大多数学生来说，对该课程的理解和掌握并不容易。

2.1教学安排问题

不同院校试验方法学课的课程性质不同，有些是必修课，有些是限选课，有些是公共选修课，让感兴趣的同学自由选择。由于选修课可以自主选择，也可以放弃学分，因此学生对选修课的态度普遍不如对必修课认真，这就造成教学效果相对较难提高。课时数不同，分别为20、30、40、50学时等。另外，开设课程时间也有不同，分别在大二、大三和大四时开设，致使学生对该课程在知识储备、使用迫切性以及将来需求等方面的掌握和了解较少。

2.2实际需求与课程脱节问题

由于没有对该课程进行科学研究，不知道试验方法学可以解决什么问题。而该课程所具有的内容多、公式多、计算多、图表多等，决定了课程本身的繁杂性，这样造成课程对学生的吸引力降低，教师虽然付出大量的心血进行课前准备和课堂教学，但在学生眼里枯燥乏味、难以理解，导致教师厌教、学生厌学。

2.3内容问题

传统的试验方法学教学内容侧重于数学原理的论述，实际应用例子太少，可操作性差。而该课程实际是应用科学，教学内容的编排应围绕实际技能的培养进行。由于学生已进行过《高等数学》《概率论与数理统计》等课程的学习，具备一定的数学基础。因此，为了节省教学时间，对公式和定理的分析、推导一带而过，不着重强调;降低理论深度，着眼于理论知识的实际应用，深入浅出，以点带面，使学生领悟教学内容。

3课程教学的内容优化

3.1引入试验设计发展史

为了使学生明确学习目的，有必要在课堂教学中引入试验设计发展史。例如:1949 年，日本电讯研究所研制的“线形弹簧继电器”，运用正交设计技术，对数十个特性值、2 000 多个变量进行研究，制造出比竞争对手美国西方电器公司先进、价廉的产品，给该所带来几十亿美元的效益[3]。1978 年原七机部在进行某项产品的试验设计时，须考虑5 因素31 水平，且要求试验次数不能超过50 次。5因素31水平可能的试验次数多达2 800 多万次，为研究其数学模型曾试用国外的方法，长时间得不到理想的结果，而运用“正交设计”方法，5 因素31水平的试验次数为312=961。为解决该难题，我国著名的数理统计专家方开泰与数论专家王元合作，将数论理论成功地应用于试验设计问题中，创立了一种全新的试验设计方法，即“均匀设计试验法”，运用该方法于上述试验，仅做31次，其效果便接近于2 800多万次的试验，成功解决了该难题。在讲这段历史时，学生感兴趣，不仅认识到进行该课程学习的重要性，变“要我学”为“我要学”，而且激发出强烈的爱国主义热情和努力学习的决心。

3.2重视教学内容的实用性

在试验设计基础、方差分析、回归分析、正交试验设计、均匀设计、回归正交设计、回归旋转正交试验设计等教学内容中，对基础理论不作重点阐述，强调理论在实际应用中的结果理解与现象解释的作用，重点讲解遇到什么样的研究课题需用哪种设计方法进行设计，采用什么软件对所得到的数据结果进行处理。例如:采用物理和化学结合的办法来提取酵母细胞中的海藻糖[4]，先用微波处理，后用溶剂来提取。考察的因素是微波时间(min)、提取体积(mL)、提取时间(min)、提取温度(℃)(X1、X2、X3、X4)。针对这4个影响因素，每个因素安排6个水平，4 因素的取值范围分别为微波时间2.0～5.0 min;提取体积10～50 mL;提取时间10～60 min;提取温度0~100 ℃。如果采用全面试验则需64=1 296次试验，如果是正交法必须做62=36次试验，而均匀试验法6次就可以解决，所以选择均匀试验设计。对于试验结果如何处理，均匀设计法由于没有正交法整齐可比的特点，所以不能采用方差分析方法去处理，而采用回归分析的方法。

3.3加强对实用软件使用的教学

目前，具体可用于试验方法学中进行数据处理的广泛流行的软件有Mathematics[5]、SAS[6]、Minitab 、Matlab、SPSS、DPS、Origin、Design expert等。每个软件有其自己的特点，例如SPSS主要用于统计量计算，Matlab主要用于数值分析，Mathematics主要用于函数分析与计算，Origin主要用于绘图等等。另外，还有专门用于正交试验设计的正交设计助手软件，用于均匀设计的均匀分析软件，用于曲线拟合的Curve expert等专门软件。因此，该课程教学的关键是要使学生在不同方案设计中采用不同的软件处理试验结果，以提高试验的准确性和可靠性。

4课程教学的实践与设想

课程教学方法改革的总原则是:把培养创新精神和实践能力作为教学的重点;遵循现代教育以人为本的观念，给学生发展以最大的空间;在教学中应因材施教，采用多种方法，切实发挥学生的自主性和教师的促进作用。同时，通过该课程的学习，使学生能自己设计试验方案，自己动手进行数据处理。

4.1积极解决学生的思想问题

要让学生学好课程，必须确保其对课程的正确认识。笔者教学实践发现，只有通过鲜明的个案引导、启发才能使学生觉得试验方法学的学习可以解决许多难点问题，提高知识层次结构，挖掘隐含在试验数据内部的深层次要素，以保证学生有积极学习该课程的意识。

4.2在教学过程中，采用“主导—主体”的设计模式，引导学生进行自主探究，小组讨论，动手实践

引导学生进行食品学科的试验及数据处理，课后撰写技术报告，通过学生动手实践让其亲自体验试验设计整个过程:①了解试验目的，实验目的是试验设计首先要考虑的问题，对其应当深入了解，认真分析，提出试验目的及预期效果，避免盲目性。②确定因素和水平，试验设计之前必须了解可能对试验结果产生影响的因素，并根据实验要求选出适当因素加以研究。③确定指标，在选择试验指标时，必须考虑指标对所研究问题能提供的信息，及其测定方法。④确定试验计划，实验计划的确定在整个实验设计中至关重要。采用何种设计方案须考虑试验误差、方便程度、人力、物力、财力等多个方面。⑤实施试验设计。⑥数据分析。

4.3改革考试和考核方法

考试是促进学生学习、检验学习成效的一种重要手段。学生最简单的目的就是拿学分，增加获得奖学金和就业机会。为了克服平时不认真、一到考试就死记硬背突击过关的弊端，激发学生自主学习的能动性，增强学生主动思维的积极性，在考试、考核中可将讨论、课程的论文成绩与平时成绩相结合，综合评定。如平时表现 10%，课外作业 10%，课堂讨论 20%，课程论文 60%。将考试的重点侧重于提交课程论文上。课程论文是培养创新意识和提高研究能力的有效途径，许多学生习惯老师问学生答的考试模式，依赖老师划范围、定重点地被动学习方法。采用课程小论文的考试形式会给学生提供一个展现创造能力的机会，促使他们在学习过程中深层次地理解知识和方法，主动搜寻资料，阅读参考书，解决科研中的方案设计与数据处理问题。

5结语

试验方法学课的角色，其实无论是必修课还是选修课并不重要，重要的是应当教给学生真正有用的知识和技能，帮助其在今后科研和管理工作中解决实际问题，借助各种应用软件，根据具体问题进行方案设计及试验结果的数据处理，揭示隐含在试验现象中的科学问题，完成科学研究和论文写作。

6参考文献

[1] 孙培勤，刘大壮.实验设计与数据处理课程的教学实践[J].化工高等教育，2003(1):84-85.

[2] 王钦德.食品试验设计与统计分析[M].北京:中国农业大学出版社，2003.

[3] 陈红，黄海东.试验设计与数据处理课程教学改革的探讨[J].农机化研究，2004(2):266-267.

[4] 章银良，刘庭淼，张鑫，等.微波破碎酵母细胞提取海藻糖的研究[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版，2001(4):51-53.

试验设计论文篇（4）

中图分类号：G462 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（c）-0191-03

电气工程及其自动化专业的应用型本科教学旨在构建以“知识的适时性、理论的实用性、能力的针对性、技术的先进性和思维的创新型”为主体的教学体系。为突出能力的针对性，即按照电气工程师的基本素质要求，在大学四年完成电气工程师的基本技能和素养的培训[3]，在专业课程的建设中尤其是专业核心课程的建设中引入“工程项目课程设计”，围绕工程项目展开课程的理论教学，拓展以工程项目为基础的实践环节，凸显应用型本科教学的特色。

《高电压技术》课程是电气工程及其自动化专业的专业课，也是专业核心课程。课程主要介绍了电力系统在设计、安装、调试、运行中遇到的高压、绝缘和过电压方面一系列问题。通过学习该专业课程的学习，使学生掌握高电压技术的基本原理、高压设备、高压试验和测试方法。课程建设的硬件条件――电气试验技术实验室，主要以电力变压器为核心设备，围绕电力变压器展开相关电气设备的绝缘预防性试验，从而达到对电气工程专业学生的电气设备试验项目的实验、实训的训练要求。电气设备无论是出厂还是在现场安装，电气试验是设备必须完成的项目。2016年西安思源学院将《高电压技术》课程列为电气工程及其自动化专业的优秀课程建设项目，课题组成员从“电气试验”和“电气系统设计”工程项目入手，突破原有的专业课程授课模式，将具体的工程项目――“电气设备试验”和“防雷接地系统设计”引入《高电压技术》的课程教学中，以各种“电气试验”和“发电厂、变电所电气一次系统设计”的工程项目为基础设计课程教学过程，实践理实一体化的教学方法，在教学中实现能力在针对性实践训练和理论知识的使用性学习的培养。

1 工程项目的课程化设计

基于高电压技术的工程项目大体分两大类，电气试验项目和防雷接地设计项目。电气设备试验一般可分为出厂试验、交接验收试验、大修试验和预防性试验等。而按照试验的性质和要求，电气试验分为绝缘试验和特性试验两大类[1]。防雷接地设计项目是发电厂和变电所电气一次系统设计的重要组成部分。因此，在教学实践过程中，通过工程案例课程化设计（工程项目与理论教学结构图如图1所示），采用“工程项目”糅合理论教学这一“理实一体化”教学手段，进而推进了《高电压技术》课程的优质化建设。

工程项目的课程化设计是指以实际的工程案例为蓝本，将教学任务、教学知识点、教学学时分配融入工程项目中，凸显理论教学的应用性，使学生掌握理论知识的应用性、理论知识的适用性和理论知识的工程性，进而推进“理实一体化”的教学改革。

2 课程设计实施分析

以变压器出厂试验这一电气试验项目为例，分析基于“工程项目”的《高电压技术》课程设计的实施。

2.1 教学任务设计

变压器出厂试验是电气试验项目中非常重要的工程试验项目，该项试验项目所涉及的理论知识点是《高电压技术》课程中[2]的液体和固体介质的绝缘强度、电气设备绝缘试验。依托变压器出厂试验这一工程试验项目，理论联系实际讲授液体和固体介质的绝缘强度 、电气设备绝缘试验等知识点，可增强学生的工程实践意识，锻炼学生的电气试验操作能力。

要求学生掌握的知识点：液体的绝缘强度特性、固体介质绝缘强度特性、局部放电试验、绝缘电阻测量试验、感应耐压试验、直流耐压试验等。

要求学生掌握的试验技能：（1）参数测量；（2）绕组电阻测量；（3）绝缘特性测量；（3）电压比及联结组测量；（4）空载试验；（5）负载试验；（6）感应耐压试验；（7）外施耐用试验。

2.2 教学课时设计

该教学项目需要学时分配为：液体和固体介质的绝缘强度4学时、电气设备的绝缘试验8学时、变压器出厂试验项目实施4学时。

2.3 课程实施过程

教学中首先给定实际电气试验项目：S7-30/6电力变压器出厂试验。从电气验项目入手，确定教学任务――掌握电气设备的绝缘试验理论知识和实践操作。对应于教学的知识点是《高电压技术》课程的第三章中电气设备的绝缘试验的相关内容：绝缘电阻试验、交流耐压试验。图2展示了以“S7-30/6电力变压器出厂试验”具体工程项目为例的课程教学过程设计。

2.4 教学效果

通过个案的“工程项目”课程设计教学实践，取得的教学效果有：（1）以“工程项目”为蓝本，增强教学的应用真实性。以往的教学过程中，讲完理论知识，学生不知道如何来用，在进行实验室实验时又脱离了理论知识。而以“工程项目”为蓝本的课程教学过程中，直接给出工程实例――“S7-30/6电力变压器出厂试验”，直接增强了教学的应用性，不再让理论和实践成为互不相容的关系。（2）以“工程项目”推进理论教学，增强学生实操能力。“工程项目”与理论教学内容相对应，通过项目讲理论，通过项目练技能，通过项目提高应用。“电气试验”工程项目的教学适合在实验室进行，体现“理实一体化”教学。通过实际的电力变压器一边理论教学，一边按工程试验项目进行相关试验，学生在完成理论知识学习的同时，还掌握了电气设备试验的基本技能。一堂课，“双丰收”。

3 结语

工程能力的培养是电气工程师基本技能培训之一。通过“工程项目”进课堂这一理实一体化化教学手段的推进，使学生既学习了专业知识，又亲身经历了项目案例实施的全过程，在教学设计过程中把一个复杂的电气试验项目，通过分解成小型试验项目模块，将理论知识点融入具体的工程项目中，结合具体试验项目的理论教学，增强了学生的学习兴趣，又降低了课程教学的复杂难易程度；既按照教学大纲完成了理论教学，又提升了学生工程训练技能，体现出应用型本科教学的特点。

参考文献

试验设计论文篇（5）

目前我国软件测试人才严重匮乏，人才缺口达到30万，造成这一结果的主要原因是国内软件测试人才教育相对滞后[1]。但实际上，很多学习了软件测试课程的学生却找不到工作，业内专家称之为人才的“结构性过剩”[2]，而滞后的原因不仅仅是教育机构开设软件测试课程时间的滞后，主要是教学内容和教学效果与实际需要的差距产生的滞后。外包开发行业快速发展，对人才在代码和文档方面的规范性、技能和工具的熟练程度要求越来越高[2]，而这些要求正是软件测试人才教育的薄弱环节。因此，如何顺应市场需求，培养出企业所需的软件测试人员，成为软件测试课程改革创新的目标。

1教学现状

随着软件测试人员市场需求的不断增加，各大高校、职业技术学校及IT培训机构纷纷开设了“软件测试”课程。然而，在师资方面，讲授软件测试课程的教师多数是由软件工程的教师承担，这些主讲教师能很好地讲解软件测试理论和介绍软件测试方法，但缺乏软件测试的系统案例和软件测试经验[3]。在理论教材方面，虽然各种软件测试的教材相继出版发行，但教材中技术实现的内容较多，对常用的软件测试文档书写介绍很少，且缺乏文档模板；对自动化测试工具，基本也是简略介绍其功能。在实验教材方面，目前还没有配套的软件测试实验教材问世，在教学过程中基本是任课教师自行设计实验教学内容。对于实践性较强的课程，主讲教师如果没有大量的实际项目开发经验作为支撑，就难于用恰当的实例来解释相关理论，更难设计出实用有效的实验内容，导致在校学习的知识与实际工作脱节的现象。要顺应软件测试人才市场的需求，软件测试课程的教学必须面向企业的实际需要，使学生能学到实际工作中常用的技能，以“经验者”的身份进入人才市场参与竞争。

2改革和创新

笔者以日企工程经验为依据，针对软件测试课程教学中缺乏系统案例、重技术实现轻文档工作、测试工具流于产品说明等问题[4]，设计了一套软件测试实验，帮助学生利用软件测试技术搭建测试环境；根据测试规格说明书进行测试；练习测试用例的设计、执行与跟踪并高效地进行回归测试；熟悉常用测试文档的书写方法；掌握如何保存测试用例和有效的测试结果；准确地书写缺陷报告；通过思考题的方式启发学生利用计算机技术开发自动化测试工具。

2.1教学进度的调整

计算机课程的实验教学，通常和理论课同步或延迟几周进行。对于软件测试这门课程的实验教学，如果与理论课同步进行，前期的实验内容安排就缺乏理论支持，如果比理论课迟后几次，即在讲述白盒测试和黑盒测试后开始实验教学，就可以将各种测试方法融入实验中进行，但由于软件测试过程及技术、测试文档书写相关内容还未讲述，实验内容的安排显得孤立，没有整体感。为了让学生体验软件测试在实际工作环境中的实施过程，将理论课讲述的知识有机地融入到完整的案例中进行实验，就需要系统地学习完理论知识后，再结合实际案例系统地进行实验。

我们打破传统的周四学时，即“理论2+实验2”的排课模式，将一个学期分为理论上半学期，实验下半学期，上半学期周四学时用于结合案例进行理论教学，下半学期周四学时针对理论课讲述的案例进行实验教学，以便学生能够模拟实际工作环境进行系统的软件测试实验。

2.2实验教学的创新

2.2.1实验素材的创新

现有的软件测试教材，通常会在最后章节给出一个案例，针对该案例利用教材上介绍的各种测试方法有针对性地进行测试用例设计。但是教材对案例的描述基本只限于项目背景介绍、子系统介绍、子系统功能分析、子系统性能及可用性要求方面的资料，基本没有提供可运行案例系统的代码，同时也缺乏必要的供测试使用的文档。实际工作中，软件测试过程与软件设计周期有相互对应的关系，软件测试过程中的单元测试、集成测试、系统测试、验收测试分别对应软件设计中的详细设计、概要设计、系统设计和需求分析[5]。因此，要完成一个系统的较完整测试过程，不仅要提供被测系统的完整代码及数据，还必须提供全套的设计文档。

我们以一个开发完整的以C/S模式实现的“小区物业管理系统”和B/S模式实现的“图书馆管理系统”作为测试案例，在理论课教学中主要以“小区物业管理系统”作为案例进行理论知识的讲解，与网站测试和面向对象测试相关的内容以“图书馆管理系统”作为案例进行讲解。这样，进行完理论教学，学生对案例系统的功能基本了解。在实验教学中，我们提供给学生在测试中需要的代码、开发规范、需求分析、系统设计书、概要设计书、详细设计书，具备了以上资料，便可模拟实际工作模式，将理论教学中讲述的测试策略和方法、测试文档的书写方法运用到该案例的测试实验中。

2.2.2实验内容的创新

由于实验教学学时和学生能力的限制，在本实验的设计中，我们主要针对初、中级测试工程师级别设计实验内容，这些实验内容就是同学们踏上测试岗位要动手干的实际工作。而针对高级测试工程师和测试管理者担当的工作，比如测试计划的制作、各种设计的验证、测试评估和总结，需要经历初中级测试工程师的实战，积累大量经验才能承担，这一部分内容，我们只在理论教学中简单讲述，不在实验教学中安排实验内容。

我们设计了表1所示的实验内容，本设计旨在让学生经过实验的训练，以“经验者”的角色参与求职应聘，因此，我们以项目管理者培养“新人”的方式来安排实验内容和进度。虽然软件测试贯穿于软件生命周期的全过程，但对于刚毕业的大学生来说，从人才培养角度出发，项目管理者通常是按照以下流程在工作过程中培养人才：单纯性测试的实施、测试设计(书写测试规格说明书)、测试环境搭建等，按照单元测试、集成测试、系统测试的顺序循序渐进地深入测试工作，因此我们按如下进度设计了以下实验内容，并在提供的素材中人为地制造缺陷，以便学生发现缺陷、分析缺陷、修改缺陷。

试验设计论文篇（6）

一、临床疗效观察的实验设计问题

在各种医学期刊中，半数以上是疗效观察方面的论著。现择其较普遍存在的统计学问题，结合实验设计基本原则加以讨论。

（一）对照与均衡性测定

国内医学期刊有关临床疗效观察的文章甚多，不少杂志刊登了一些事先未设计对照的文章，其结论难以令人信服。如《用柴葛解肌汤治疗上呼吸感染》一文，报道治愈好转率为97.7％，因无对照，无法断定其效果如何，因此，治愈好转率中含有假像。

对照的方法虽有多种，但对照的基本原则是与实验组齐同可比，最好作均衡性测定。

（二）安慰剂与盲法试验

安慰剂与盲法试验是医研（主要是比较性研究）中常用的科研方法，结果准确、误差性小。安慰剂在形、量、色、味等要与实验药物一样，不能给受试者和执行者任何暗示。这种试验就是双盲法试验。但近年来，尚有人用改良的双盲法，此法分两期：第一期（公开期）试验有效者留，无效者弃。有效者进入第二期（双盲试验），以确定疗效是否系安慰剂的作用。在预防效果观察时可采用该法，临床上应用诸多困难，应视具体情况而定。

（三）样本含量与重复原则

没有足够样本的研究结果，是经不起重复试验的，有的论文凭少数病例观实的结果下结论，是不慎重的。如《重症肺炎并发DIC29例》一文，作者观察脑型患者3例，其中死亡一例，就得出“一般脑型病死率高达57％，本组脑型病死率较低，看来及早用肝素阻断DIC过程，对降低脑型病死率可能具有重要意义”的结论。因无对照，结论不可靠。

试验设计论文篇（7）

引言

工程结构试验是一项科学实践性很强的学科，是研究和发展工程结构新材料、新体系、新工艺以及探索结构设计新理论的重要手段，在工程结构科学研究和技术革新等方面起着重要的作用。

1沿革

最早的结构试验是意大利科学家伽利略在17世纪完成的悬臂梁试验，其梁强度理论经由其后的胡克的材料弹性说明，贝努利、欧拉等的构件变形问题，库伦的中性轴假想，打下了今天弹性理论材料力学的基础。我国十分重视工程结构试验学科的建设及其发展。1956年起在高等院校中设置“建筑结构试验”课程。在直接为生产服务方面和工程结构系统科学研究方面，对结构的材料性质，基本构件和结构整体工作性能等，进行了大量的实物或模型的静、动力试验，获得了许多试验成果，提出了符合中国实际情况的设计参数、工艺标准、计算公式、设计理论、施工工艺，为制订各种规范、规程提供了基本依据。

2工程结构试验及其一般过程

2.1工程结构试验的任务工程结构试验的任务是在结构或实验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载（重力、机械扰动力、地震力、风力等）或其他因素（温度、变形沉降等）作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率等）后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。

2.2工程结构试验的分类根据试验研究目的，主要分为生产鉴定性试验和科学研究性试验。

2.2.1生产鉴定性试验生产鉴定性试验以直接服务于生产为目的。以工程中实际结构构件为对象，通过试验或检测对结构作出技术结论，通常解决以下问题：①检验或鉴定结构质量。对一些比较重要的结构，建成后通过试验，综合性地鉴定其质量的可靠度。对于预制构件或现场施工的其他构件，在出厂或安装之前，要求按照相应规范或规程抽样检验，以推断其质量。②判断结构的实际承载力。当旧建筑进行扩建、加层或改变结构用途时，往往要求通过试验确定旧结构的承载能力，为加固、改建、扩建工程提供数据。③处理工程事故、提供技术依据。对于遭受火灾、爆炸、地震等原因而损伤的结构，或在建造使用中有严重缺陷的结构，往往要求通过试验和检测，判断结构在受灾破坏后的实际承载能力，为结构的再利用和处理提供技术依据。

2.2.2科学研究性试验科学研究性试验的目的是为结构的理论计算和研究服务。它按照事先周密考虑的计划来进行。试验的对象是专为试验而设计制造的。突出研究的主要问题，消除一些对结构上实际影响的次要因素，使试验工作合理，观测数据易于分析和总结，达到理论研究的目的。①验证结构设计理论的假定。在结构设计中，人们常对结构构件的计算图式和本构关系作某些简化假定，通过试验来加以验证，满足要求后用于实际工程中的结构计算。在结构静力和动力分析中，本构关系的模型化则完全是通过试验加以确定的。②提供设计依据。我国现行的各种结构设计规范除了总结已有的大量科学实验的成果和经验外，为了理论和设计方法的发展，还进行了大量的结构试验以及实体建筑物的试验，为编制和修改结构设计规范提供试验数据。对于特种结构，应用理论分析的方法达不到理想的结果时，用结构试验的方法确定结构的计算模式和公式的系数，解决工程中的实际问题。③提供实践经验。一种新材料的应用，一个新结构的设计或一项新工艺的施工，往往要经过多次的工程实践和科学试验，从而积累资料，使设计计算理论不断改进和完善。

2.3工程结构试验加载设备与测量方法

2.3.1加载设备一般供试验用的加载装置除实物加载外，可用千斤顶、液压试验装置、计算机与加振器联机系统、模拟地震振动台、人工爆炸等，以模拟对结构或构件的实际的各种作用。在全部试验承力装置中有支座、支墩、反力架、反力墙及试验台座等。

2.3.2测量方法①机测法。利用机械仪表测量所需的数据或参数，机测法适应性强、简便、可靠、经济，是结构试验中最常用的测量手段。②电测法。通过传感元件把试验需要测量的数据或参数，转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数，经放大器放大，然后进行测量，由指示记录设备记录和显示，这种转换和测量技术称为非电量电测技术，具有准确、快速测量、自动控制、连续记录和远距离操纵等优点。与计算机联机，还可根据测量结果自行判断和运算。③光测法。利用光的准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录，阻尼小、响应快（如光线示波记录仪）。也可利用光敏材料的物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生的光学效应，测定应力场（如光弹仪），简便、可靠、直观性好；及激光测量位移和激光全息的应用。④其他方法。利用光、电、磁、声等间接物理量与材料或结构构件某一性能间的关系为基础进行测量。如超声波探测仪利用超声波在混凝土中传播速度测定混凝土强度。分析处理结果，再还原成某种模拟量并显示出来，使数据的采集、测量和分析处理自动化。

2.4工程结构试验的一般过程工程结构试验大致可分为试验规划、试验准备、试验加载测试和实验资料整理分析四个阶段。

2.4.1试验规划阶段试验规划是指导整个试验工作的纲领性技

术文件，因而试验规划的内容应尽可能地细致和全面，规划的任何一点疏忽可能导致试验的失败。

科学研究性试验的规划，首先应根据研究课题，了解其发展现状和前景，并通过收集和查询有关文献资料，确定实验研究的目的和任务，确定试验的规模和性质；在此基础上决定试件设计的主要组合参数，并根据试验设备的能力确定试件的外形和尺寸；进行试件设计及制作；确定加载方法和设计支承系统；选定量测方法；进行设备和仪表的率定；作好材料性能试验或其他辅助试件的试验；制定试验安全防护措施；提出试验进度和技术人员分工；编写材料需用计划，经费开支及预算，试验设备、仪表及附件清算等。

2.4.2试验准备阶段试验准备阶段是将规划阶段确定的试件按要求制作安装与就位，将加载设备和测试仪表安装就位，并完成辅助试验工作。试件制作完毕后，要进行实际几何尺寸的测量和外观质量检查，达到设计要求的才能安装就位。加载设备和测试仪表安装就位前，应完成相应的设备调试与仪表标定工作，性能正常的才可正式安装。辅助试验完成后，要及时整理试验结果并作为结构试验的原始数据，对试验规划阶段确定的加载制度控制指标进行必要的修正。

2.4.3试验加载测试阶段对试件施加外荷载是整个试验工作的中心环节，参加试验的每个工作人员应各就各位，各尽其职，做好本岗工作，试验期间，一切工作都要按照试验的程序进行。对试验起控制作用的重要数据应随时整理和分析，必要时还应跟踪观察其变化情况，并与事先计算的理论数据进行比较，如有反常现象应立即查明原因，排除故障，否则不得继续加载试验。

试验工程中除认真读数和记录外，必须仔细观察结构的变形，混凝土结构的裂缝出现、走向及宽度，构件的破坏特征等。试件破坏后要绘制破坏特征图，有条件的可拍成录像，作为原始资料保存，以便研究分析时使用。:

2.4.4试验资料整理分析阶段通过试验准备和加载试验阶段，获得了大量数据和有关资料后，一般不能直接回答试验研究所提出的各类问题，必须将数据进行科学的整理、分析和计算，做到去粗取精，去伪存真，最后根据试验数据和资料编写试验报告。

以上各个阶段的工作性质虽有差别，但它们都是相互制约的，各阶段的工作没有明显的界限，制定计划时不能只孤立地考虑某一阶段的工作，必须兼顾各个阶段的特点和要求，做出综合性的决策。

3工程结构试验在工程结构理论发展中的作用

现代科学研究包括理论研究和试验研究，理论的发展需要试验来验证。受弯梁断面的应力分布的研究，经历了由假设—简单试验—理论分析—试验检验的阶段，前后二百多年的时间，说明了试验在理论发展中的作用和地位。

科学的发展都是以技术的突破为转机的。试验验证理论，而理论的发展又将试验推向更高的阶段。结构试验与结构理论的发展是联系紧密，相互促进发展。理论分析的方法虽然给出了结构应力分析的基本方程式，在解决实际问题时，采用解析方法常会遇到计算方面的困难，只能对有限的一些简单问题得出精确解。如几何形状、边界条件、承受荷载复杂的结构，常需要进行一些假设，而假设与实际影响的大小，要通过试验验证。因此，所得结果为近似的，还要用试验证实能否用于实际工程。对于一些三维问题、应力集中和非匀质材料结构，仅靠理论解析方法求解十分困难，有时得不出结果，需要用试验的方法得出计算的公式。

结构试验是研究和发展结构理论的重要手段。从确定结构材料的力学性能到验证梁、板、柱等单个构件的计算方法及至建立复杂结构体系的计算理论，都离不开试验研究。钢筋混凝土结构和砖石结构的计算理论大都是以试验研究的直接结果作为基础的。工程结构都是以各种工程材料为主体构成的不同类型的承重构件相互连接而成的组合体。为满足结构在功能及使用上的要求，必须使得这些结构在规定的使用期内能安全有效地承受外部及内部形成的各种作用。为了进行合理的设计，工程技术人员必须掌握在各种作用下结构的实际工作状态，了解结构构件的承载力、刚度、受力性能以及实际所具有的安全储备。在应力分析工作中，也可以采用实验应力分析方法来解决。特别是计算机技术的发展，它不仅为用数学模型方法进行计算分析创造了条件，同样为结构试验实现自动化提供了有利条件如：实现荷载模拟、数据采集和数据处理，使结构试验技术的发展，产生了根本性的变化。计算机也加强了人们进行结构试验的能力。因此，结构试验仍然是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一。在结构工程学科的发展演变过程中结构试验本身成为一门真正的试验科学。

实践是检验真理的唯一标准。科学实践是人们正确认识事物本质的一个源泉，可以帮助人们认识事物的内在规律。在工程结构学科中，人们为了正确认识结构的性能和不断深化这种认识，结构试验也是一种已被实践所证明的行之有效的方法。

参考文献：

[1]王天稳.土木工程结构试验[M].武汉：武汉理工大学出版社.2006.

试验设计论文篇（8）

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）07-134-02

Abstract：Through the teaching reform of food experiment design and statistical analysis， including the reasonable selection of teaching materials， the improvement of interest， case teaching， training comprehensive ability and reforming examination methods， to enable students to improve the learning interest， deepen the understanding of theoretical knowledge， and through a variety of ways to eventually reach the goal of mastering the course， laid a solid foundation for the future study and work.

Key words：Food experiment design and statistics analysis；Teaching reform；Practice

《食品试验设计与统计分析》是数理统计的原理和方法在食品科学研究中的具体应用，作为食品科学与工程专业及食品质量与安全专业的专业基础课，通过该门课程的学习，将学习到如何正确地收集、整理、分析数据，从而得出客观、科学的结论，掌握基本的试验（调查）设计和统计分析方法，对食品科学研究中拟通过试验解决的具体问题提出科学而合理的试验方案，并运用科学的统计方法进行数据处理，得出可靠的结论，从而为今后的工作和学习打下必要的基础。

由于该课程内容繁多，县理论性强、实践性要求较高，教师在教授本课程时会面临课程内容抽象、教学方法和手段单一、“教”与“学”的矛盾等一系列问题[1]。针对本课程存在的问题，结合统计学课程的教学特点和食品专业人才的培养目标，根据多年的教学实践经验和教训，笔者对课程教学体系进行了有益的改革探索，在实际教学中取得了一定成效，为提高《食品试验设计与统计分析》课程教学效果提供参考。

1 合理选用教材

2000年以前，国内食品院校较少开设统计学相关课程，因此相对来说合适的教材也少。上海海洋大学食品学院从2005年开始开设《食品试验设计与统计分析》，课程在选用了多种教材后，综合比较认为由王钦德、杨坚主编的《食品试验设计与统计分析》最为合适。虽然该教材中也存在一些问题，如缺少单因素和双因素优化试验，需要额外补充相关内容；教材后面的软件介绍为SAS软件应用，相对于简单或实用性来说，应当介绍Excel和SPSS软件在统计学和试验设计中的应用等。但作为部级优秀规划教材，其基本满足了本科阶段学生对全面、系统的专业统计知识学习要求[2]，也为大多数高校所选用。

2 教学中提高学生学习兴趣

兴趣是学习的第一动力，在首次上课时通过列举本门课程在后续学习中、实际工作中、日常生活中都有着广泛的应用，从而激发学生学习的兴趣；在后续课程中，经常穿插小故事或小典故，引起学生的学习兴趣，使学生在学习这门课程时不是感到非常枯燥，从而达到寓教于乐的目的。

3 采用案例教学方式，加深学生理解

应用案例教学方法是培养学生应用统计的理论、原理和方法解决实际问题的重要途径[3]。案例教学具有形象化、生动化、简单化、具体化等特点，能将沉闷的学习环境变成轻松愉快的学习氛围，能有效避免出现教师满堂灌、学生被动接受的问题，防止教师在讲授理论时过多推导理论公式等情况[2]。例如，假设检验是本门课程的难点和重点，通过红楼梦中贾宝玉和众多姐妹掷骰子的故事的分析[4]，来说明曹雪芹对统计学知识掌握较少，通过这样一个经典名著中出现的实例，对小概率事件和假设检验进行了很好的诠释，使学生很容易就对此产生深刻印象和有效理解。

4 培养学生发现问题和解决问题的综合能力

《食品试验设计与统计分析》课程的主要目的是培养学生的综合分析能力，其中能够发现问题和解决问题显得尤为重要。在进行正交试验设计教学时，首先让学生自己通过文献检索找到熟悉的并使用了正交试验设计的科研论文，培养学生文献检索的能力；然后在学生提交的文献中，以试验设计较好的论文从考核指标、试验因素确定、试验水平选取、结果分析等方面进行详细讲解，使学生初步掌握正交试验设计；部分文献中在试验设计中会存在或多或少问题，最后以这些文献为反面教材，详细指出在正交试验设计中容易忽略或易犯的错误。通过这样的一系列教学分析，学生可以很好地掌握正交试验设计的方法，具备初步发现问题和解决问题的能力，综合能力也得到了提升，从而具备了初步的科研能力。

5 改革考核方式

由于本门课程公式较多，作为食品科学与工程专业人员来说，主要是会使用本门课程作为一种工具，记忆过多的公式对学习本门课程的用处不大，且不用后很快就会忘记，因此传统的闭卷考试并不适合作为食品试验设计与统计分析课程的考试。而采用传统的开卷考试，会使学生对课程学习放松，认为到时开卷考试容易，而在真正考试时却一筹莫展。因此，笔者采用半开卷考试作为本课程的考核方式，得到了学生及其他老师的普遍认可。半开卷考试就是允许学生带一张A4大小复习纸参加考试，可以允许学生在上面书写任何内容，使得学生不得不将课程内容浓缩在一张纸上，其在抄写一些例题的过程中将会得到思考，或者在考试中仿照例题完成试卷的内容也是一种学习的过程；学生在考试期间，只有在理解了复习纸上的例题才能将试卷上的试题完成。这样，学生将会在多个阶段学习本门课程，包括预习、课堂讲授、完成作业和复习、完成复习纸、考试时，最终使大部分学生可以掌握本门课程。

6 结语

通过多年采用上述方式对《食品试验设计与统计分析》课程教学改革的尝试和实践后，目前学生对这门课程的教学反响很好。实际学习过程中，学生对这门比较难教、难学的课程产生了较大的学习兴趣，加深了对理论知识的理解，并通过多种途径最终达到了掌握这门课程的目标，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。

参考文献

[1]陈柄灿.《食品试验设计与统计分析》课程教学设想[J].西南农业大学学报（社会科学版），2008，6（1）：211-213.

试验设计论文篇（9）

中图分类号：G642.0 文献标识码： A 文章编号：1672-1578（2013）04-0084-01

生物统计学是一门理论性、应用性和实践性较强的专业基础课，是数理统计的原理和方法在生物学中的应用[1]。学生科学研究能力的培养与生物统计学实验教学密切相关，高校课程体系除把其作为专业基础实验课外，还把其作为素质教育中的重要课程。通过这门课程的系统学习，不仅能够培养学生的逻辑思维能力，还能培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。实验教学是培养学生理论联系实际，提高创新意识和实践能力的重要环节[2]。通过《生物统计学》实验教学，可以培养大学生的归纳推理能力、科研能力，也为大学生毕业论文的设计以及毕业后的科学研究等奠定良好基础，有利于培养学生的实践能力和创新能力。以往，生物统计学以单纯理论教学为主，不设或很少开设实验课，其实验教学有待进一步加强。因此，我们结合《生物统计学》的基本原理，利用计算机和统计软件，开设了《生物统计学》实验课，并尝试对该课程的实验教学方法进行探索和改革。

1 优化实验教学内容，注重能力培养

生物统计学实验是培养大学生科研素质、试验设计及其统计分析能力的基础，其实验教学内容的设置直接影响学生对生物统计学的理解程度，它在培养学生科研能力和应用技能方面起到重要作用。在实验教学过程中，我们把常用的统计软件和统计方法引入实验教学中。根据生物统计学教学大纲，在教学过程中，优化整体设计，以完整性、系统性、实用性为原则，基础实验与应用实验相结合，将生物统计学实验课程设计为一个有机结合、互相连贯的整体。在《生物统计学》实验教学过程中，我们利用计算机辅助实验教学，从以下几个方面开设实验课：（1）《生物统计学》某章节理论知识讲授完之后，利用计算机和相关统计软件，开设相应的实验课。（2）学生参与试验设计和试验数据统计分析。学生要在生产实践或实验室设计试验，亲自参与试验数据的采集，并对试验数据进行统计和分析，这样有利于加深学生对所学内容的理解。

2 优化实验结构，培养创新能力

根据生物统计学实验教学大纲和课程要求，其实验分为基础性实验、综合性实验、提高性实验三个层次。基础性实验为第一层次，以实际案例验证和再现基本原理为目的，加深学生对理论知识的掌握。例如按照例题借助计算机利用Excel绘制常用统计图以及进行数据描述统计分析设置为基础性实验。综合性实验为第二层次，理论和实践分析相结合，以培养学生发现、分析、解决问题的能力为目的。例如利用Excel进行统计假设检验、利用SPSS和SAS软件进行方差分析和回归分析等为综合性实验。根据第二章试验资料的整理与特征数的计算，让学生利用excel对不同类型资料进行整理，绘制相关统计图表，培养学生实际操作能力，并要求学生在实验过程中要有探索意识，对培养学生的创造意识很有帮助。提高性实验为第三层次，以设计试验为目的，主要在开放实验室进行。学生可根据专业特点、知识结构和兴趣，设计试验内容，教师指导学生查阅文献、分析资料、提出假设，引导学生互相讨论，激发学生的兴趣，逐步完成试验。在这一过程中，发展了学生的个性和主观能动性，锻炼了学生创新思维，培养了学生试验设计及其统计分析的能力，为将来完成毕业论文设计和进行科学研究打下了坚实基础。

3 运用多媒体技术和统计软件，优化实验教学方式

随着多媒体技术的发展和多媒体设备的普及，多媒体课件在教学中的应用越来越广泛。多媒体课件因其容量大、展示灵活，而且集图像、音频和视频于一体，为教学创造了广阔的空间。实验教学过程中多媒体技术的适当应用可起到直观教学的目

的[3]。为了提高实验教学效果，我们将Excel、SPSS、SAS等 软件与《生物统计学》实验教学有机结合起来，在计算机上利用相关统计学软件进行实践操作，改革传统的教学方法，显著提高了《生物统计学》的教学效果，并有效提高了学生应用《生物统计学》解决实际问题的综合能力。例如利用统计软件开设回归分析实验教学时，创设情境，设置如下问题：（1）如何确定因变量与自变量之间的回归模型；（2）如何根据样本观测数据，估计未知参数，检验回归模型及；（3）在众多的自变量中，让学生判断哪些变量对因变量的影响是显著的，哪些变量的影响是不显著的。

4 改革实验教学考核方式，注重学生能力考查

成绩考核是促进学生复习、巩固所学知识， 并对教学效果进行检查的重要方法[4]。生物统计学实验教学的目的除了加深学生对理论知识的理解外，培养学生实践能力和科研素质，更重要的是培养学生设计试验的能力和统计分析能力。因此，我们制定出能全面反映学生能力的综合评估指标：一是平时实验考核，包括出勤、纪律、动手操作能力、团结协作、实验完成时间等，占总成绩的30%；二是实验报告考核，占总成绩的40%，每次实验结束后5d交实验报告，以班级进行批改，重点批阅实验结果、讨论与分析，若发现问题，及时纠正和解决。三是期末实验考核，占总成绩的30%。就是在期末时安排单独的实验操作考试，分为上机操作和笔试2个部分。上机操作考试要求学生在规定时间内上机进行实例操作分析，教师的评分以学生基本操作为主，并辅以相关理论问题进行提问，试探学生是否具有积极主动性和创新能力。笔试题包括基础性实验、综合性实验和提高性实验的内容，涉及实验原理、操作步骤、结果、讨论与分析等方面，目的在考查学生对知识的掌握程度，能否灵活运用相关统计方法分析和解决问题等。

5 语结

教学改革是时展的要求，教育改革是社会发展的必然趋势。实践证明，开设《生物统计学》实验教学后，培养了学生试验设计的能力，使学生掌握了正确收集、整理试验资料的方法、常见统计方法，最终目的是培养学生能利用生物统计方法对试验资料进行正确的统计分析，得出科学合理的结论。

参考文献：

[1]李春喜，邵云，姜丽娜.生物统计学（第四版）[M].北京：科学出版社，2008：1-3.

试验设计论文篇（10）

中图分类号：TU7　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)003-098-01

1、工程结构试验的任务和类别

1.1　工程结构试验的任务

在工程结构试验的对象上，利用各种仪器设备以及目前的科学技术手段，在外部环境条件下，如风力、重力、温度和变形等，经过测试出结构上的各种参数信息和数据，如结构的变形度、位移大小、振幅和频率的大小等来进行测算和分析，以便对结构工作性能上的各种情况做出正确的评估，并为结构的计算理论的发展提供可信的事实科学依据。

1.2　工程结构试验的类别

1.2.1　生产鉴定性试验

工程中实际结构构件生产出来，要通过生产鉴定性试验的检测，对构件做出技术类的科学报告以解决以下三方面的问题：

(1)鉴定结构的质量。在一些重要的结构构件生产出来后，要通过一些试验来综合性的检测构件质量的稳固性。对一些其他构件，在出厂安装前要通过抽样检查来判定其样品是否满足相应的规范要求和检验标准，否则不让安装。

(2)测试结构的实际承载能力。在一些旧建筑上改建或者加层等过程中，需要测试结构的承载能力，为改建提供科学的数据信息。

(3)处理工程事故时提供技术数据。对地震等外部因素造成结构损伤或违法有缺陷的结构，通过检测和试验，判断出原结构的实际承载能力，为结构的再次使用和处理事故提供技术依据。

1.2.2　科学研究性试验

科学研究性试验是按照先前考虑的详细计划针对专门为试验设计制造的对象上进行实施的。在试验对象的制造上把试验研究的主要问题表现出来，忽略一些对结构影响的次要因素，使得试验更加的突出研究部分，更好观测试验的数据以便分析和总结，以达到研究理论的目的。

(1)假设验证结构设计的理论。在设计结构过程中，人们通常先假设构件的计算样式和结构的关系，通过试验来验证，这个关系在实际工程中的结构构件中是否满足结构计算。

(2)提供设计依据。在我国为了研究理论和设计方法，进行了许多结构试验和实体建筑试验，为编制和修改结构设计规范提供了大量的科学数据和信息。对一些特殊结构用理论的方法达不到效果的时候必须通过结构试验的方法确定结构的计算公式用以解决工程中的实际问题。

(3)提供实践经验。结构试验可以对一种新材料、新工艺、新结构进行反复的试验，积累更多的数据信息，使设计计算理论不断改进和完善。

2、工程结构试验的过程

工程结构试验的过程大概分成四个阶段：

2.1　试验规划阶段

试验规划作为一个指导性技术文件，规划的内容要详细，步骤要清晰尽可能全面的描述不能有一点疏忽大意，不然会导致实验失败。科学的规划应根据研究的方向，制定研究的目的和任务，选定合适的材料和工具设备以及其他安全研究事项，费用开支等等。

2.2　试验准备阶段

试验准备阶段就是要完成辅助试验，把相关的设备按照设计的要求安装到位，并进行实际的考查达到与规划阶段中制定的要求。在辅助试验完成后，要测试试验结果并与规划阶段确定的指标进行核对并做一些必要的修改以达到试验的精准性。

2.3　试验加载测试阶段

试验加载测试是整个试验工作的重要环节，试验中，每个人员都应该做好自己的本职工作不能有疏忽大意，试验应该按照指定的程序进行，在试验进行过程中及时做好数据更新并进行整理和分析，如果数据与原理论数据有偏差应立即查明原由，排除故障。试验工作中，还应该认真观察构件的形状是否变形、有没有破坏特征，如果有损坏特征应该记录下来作为资料保存以便研究和分析。

2.4　试验资料整理分析阶段

经过前两个阶段得出来的有关资料和相关数据后，运用科学的方法进行分析和计算并归纳总结试验的数据报告，以便解决试验研究中所同到的各类问题。

上面四个阶段虽然分工不同，但在实际操作中是相互制约的，必须兼顾每个阶段的进程不能只考虑某个阶段，他们是不可分割的一个整体要制定出整体性的策略。

3、工程结构试验在工程结构理论发展中的作用

科学研究包括理论研究和试验研究两方面，科学的发展标志着技术的突破，理论研究与试验研究是相辅相成的，试验验证理论，理论的发展带动试验的突破，两者紧密相连。理论的方法在运用到解决实际问题的时候，经常会遇到计算方面的难题，它只能对一些比较简单的构件如几何形状，承载能力等，假设一些与实际大小相等的条件计算出结果，具体的还需要通过试验来验证这个结果是否可行。对一些比较复杂的构件只能通过试验来验证才能得出相应的计算公式。

总之，实践是检验真理的唯一标准。科学实践是人们正确认识事物本质的一个源泉，可以帮助人们认识事物的内在规律。在工程结构学中，随着人们不断的探索和研究，人们对结构的性能理解也越来越深入，且结构理论为了被更好的研究和应用，结构试验已经被实践证明是一个行之有效的办法。

参考文献：

[1]王天稳.土木工程结构试验[M].武汉：武汉理工大学出版社，2006.