關於實驗設計與資料處理的報告

2022-08-31 01:09:05 字數 3317 閱讀 4800

一、引言

我們知道,作為一名科學研究者,無論是做實驗還是搞理論研究,首先,我們需要知道我們在做什麼,怎麼做,具體步驟是什麼,其次,我們都會遇到大量的資料需要我們去處理,由此我們每天不得不都和資料打交道;資料處理講究準確性與簡略性,不需要過於繁瑣,而表示資料的形式又多種多樣,比如圖表、圖形、方程、函式等。在這龐大的資料體系內,我們能否準確快速有效地處理資料,影響到我完成實驗或者專案的效率、精度、深度與廣度。因此,實驗設計與資料處理這一學科應用而生;通過實驗設計與資料處理,節約人力、財力,能迅速找到最佳試驗條件,揭示事物內在規律,根據實驗中遇到的不同問題,在實驗前利用數學原理科學編排實驗,這是一種通用的科學合理地安排實驗和分析實驗資料的方法。

通過乙個學期的學習,在老師的指導與幫助之下,我們對此科目有了乙個全面的了解,對此科目的作用和重要性有了乙個具體定位;聯絡實際,我們進一步體會到此學科的魅力與優勢,無論以後我們從事什麼性質的工作,我認為,對於資料的敏感性與處理資料的良好能力,是我們一生的財富,對我等一生受用。

二、正文

我將從以下四個方面來闡述我對此科目這個學期的學習情況,通過這部分內容,達到乙個自我總結與進一步學習的目的,也通過此部分內容,讓老師能更好的了解學生的接受情況,學習工程中的不足與缺陷。

1、課程主要講解了哪些內容。

此課程主要講解了十章的內容,每一部分都相互有聯絡,層層遞進。

第一部分講的是,什麼是實驗設計,「實驗設計與資料處理」課是關於科學實驗中實驗前的實驗設計的理論、知識、方法、技能,以及實驗後獲得了實驗結果,對實驗資料進行科學處理的理論、知識、方法與技能的課程,次等內容;

第二部分,誤差分析,這部分比較簡單,分析化學中已經接觸過了,主要闡述了誤差產生的原因以及消除或者減少的方法等;

第三部分,優選法、正交試驗設計、均勻實驗設計,講解了一些實驗設計處理過程中基本的試驗方法與技術,更加注重於基礎性;

第四部分,講的是,線性回歸與曲線擬合,統計推斷與顯著性檢驗;回歸方程的相關係數在化工實驗資料處理中;我們經常會遇到這樣的問題,即已知兩個變數之間存在著函式關係,但是,不能從理論上推出公式的形式,要我們建立乙個經驗公式來表達這兩個變數之間的函式關係,這就是曲線擬合問題;以數理統計理論為基礎進行推斷和檢驗已知實驗測量值的均值、方差,進一步的工作還會出現對測定結果與既定值或另一組測量值的比較問題,這是統計推斷和顯著性檢驗 ;

第五部分,數學模型方法與兩個軟體的學習;數學模型這部分,對研究物件建立數學模型之後,即可進行數值計算,改變各種條件,通過計算可以獲得該研究物件在各種條件下的效能和行為,這種計算稱為數學模擬實驗.數值如果是在計算機上進行的,則稱得上為計算機模擬.這部分更加注重於實際的應用,與我等的工作學習息息相關。

這就是此課程的全部內容,我等在學習過程中,最重要的是後面的部分,學習時,多於自己的實際相聯絡,才能學得更快更好,也不容易忘記,對我們以後的應用打好基礎。

2、對於這門課程,在這乙個學期裡,我學到了什麼。

以前我們也做過許多的試驗,初中、高中直到大學,一直都在開試驗,比如初中的高錳酸鉀分解製備氧氣,氧氣的檢驗方法,高中的動植物的細胞的培養,電子顯微鏡下細胞結構的的觀察,大學裡有機物的正辛醇——水分配係數的測定,土壤中重金屬含量的測定,許許多多的試驗,我等都照著老師給定的方法去做,也沒有多想為什麼這麼做,這樣做的理由是什麼,就是想過,大部分也沒有想明白;處理資料的時候,很多資料老師直接幫助我們處理,我們僅僅旁邊**,處理的原理是什麼,我們也不是很清楚。通過此課程的學習,我從整體上大概掌握了試驗整個過程中,需要注意的事項,如何設計乙個實驗,實驗前如何準備,怎樣做實驗可以取得最優結果,合理安排試驗,減少實驗次數,在眾多影響因素中,如何分清因素主次,抓住主要矛盾,正交試驗設計的應用,為生產過程的質量控制提供有利的條件,如何找出最優的設計引數和工藝條件。還比如,我們學習的兩個軟體,chemdraw2004和origin6.

0,在我們以後的學習工作中,有很好的使用價值,也沒我們寫材料教會了一些基本內容。總之,在這裡,我搞明白了許多以前沒有搞明白的內容,學到了我想得到的東西。

在這所有的內容之中,我體會最深的是,正交試驗設計,在這部分內容裡,我體會頗深。正交試驗設計法是研究與處理多因素實驗的一種科學方法。它利用規格化的**—正交表,科學地挑選試驗條件,合理安排實驗,分析試驗資料的一種方法。

它可以幫助我們只進行代表性很強的少量的若干次試驗就能得到最佳的工藝條件或設計引數,並且預報出最佳條件下試驗結果的變動範圍。我們知道,在化工工藝開發研究中,通常以反應的收率或選擇性作為優化目標。反應溫度、壓力、原料的摩爾比、反應時間、催化劑的配方和製備方法,等等多種因素對優化目標都會有重要影響。

這些因素之間,常常相互影響,不能簡化為單因素優選進行考察。將這些因素研究的條件列成**,把各種可能的搭逐一進行實驗,工作量實在太大,甚至在事實上無法進行。因此需要一種科學的實驗設計方法,通過特定安排的一些實驗,判斷出哪些因素是顯著的,哪些是不夠顯著的,進而抓住主要矛盾,確定最佳工藝條件。

正交實驗設計,就是處理這類問題的一種非常有效的工具。在這裡,可以充分體現出,此法的強大作用力,在現實生活中的應用,對我們科研的貢獻不言而喻。

3、在學習過程中,不明白的地方。

(1)、雖然我們學的快、多,感覺學了許多東西,但是,在我們平時生活中,想用的時候,又不怎麼會用了;比如上一周我們做的實驗,對二甲苯正辛醇——水分配係數的測定,想好很久,也沒有想明白為什麼要用**法,這樣有什麼好處,有什麼優點,還有什麼缺點;

(2)、兩個軟體使用起來不是很熟練,有一點的難度,速度慢,很多東西看不明白,也許是因為是英文的原因吧,以後需要進一步的練習;

(3)、正交表還是不怎麼會看,老師教的時候,感覺都聽明白了,但是課後又不怎麼會了;

(4)、兩個作業做起來需要一點時間,感覺還有待於進一步加強此部分內容的學習。

4、通過此課程學習,對以後有那些方面的作用。

我們都知道,書到用時方恨少,現在知識的積累,都是以後的財富。在上化工設計這門課時,黃教授用很樸素的語言,給我們講了知識的重要性,現在學校,不會時可以諮詢老師,同學,出社會以後,就沒有那麼好的條件了,只有靠自己,靠自學,所以,我們現在要好好打好基礎。總體而言,我認為可以通過以下三部分來說明。

其一,我們知道,如今計算機應用於差不多任何領域,哪也離不開計算機,然而軟體,好比計算機的大腦,所起作用何其大,我們不言而喻,所以,學習好如chemdraw2004和origin6.0等基本應用軟體,對我們以後都有用處。

其二,作為一名工科學生,做實驗或者做工程,都離不開資料,離不開試驗,而在處理此類事項時,這部分內容就起到了一定的作用,用的得心應手。

其三,如果我等以後搞科研,這就更重要了,對於一名科研工作者,這有多重要,我們都能體會到。

三、結束語

以上是我對這門學科的乙個總體了解與認識,雖然作為我等的選修內容,但是對我等都有很好的學習價值,並且,對我等以後的工作有很好的幫助。此學科和我等日常學習中的許多學科都有一定的聯絡,通過此部分內容的學習,一定程度上,拓展了我等學習、思考問題的方法,思考問題的角度,考慮問題的全面與否,也為我等以後更高效的處理完成實驗,奠定了良好的基礎。

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