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食品科学研究中实验设计的案例分析
—响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究
摘要：选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4)，进行四因素三水平的响应面分析试验，经过Design-Expert优化得到最优条件为超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.24h，在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.36%。与参考文献SAS软件处理的结果中比较差异很小。
关键字：Design-Expert 响应面分析
1.比较分析
表一响应面试验设计
因素
水平
-1 0 1
超声波处理时间X1(min) 20 30 40
超声波功率X2(W) 132 176 220
超声波水浴温度X3(℃) 50 55 60
酶解时间X4(h) 1 2 3
2.Design-Expert响应面分析
分析试验设计包括：方差分析、拟合二次回归方程、残差图等数据点分布图、二次项的等高线和响应面图。优化四个因素（超声波处理时间、超声波功率、超声波水浴温度、酶解时间）使响应值最大，最终得到最大响应值和相应四个因素的值。
利用Design-Expert软件可以与文献SAS软件比较，结果可以得到最优，通过上述步骤分析可以判断分析结果的可靠性。
2.1 数据的输入
图 1 2.2 Box-Behnken响应面试验设计与结果
图 2
2.3 选择模型
图 3 2.4 方差分析
图 4
在本例中，模型显著性检验p<0.05，表明该模型具有统计学意义。由图4知其自变量一次项A，B，D，二次项AC,A2,B2,C2,D2显著(p<0.05)。失拟项用来表示所用模型与实验拟合的程度，即二者差异的程度。本例P值为0.0861>0.05，对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该回归方程代替试验真实点对实验结果进行分析。
图 5
由图5可知：校正决定系数R2(adj)(0.9788>0.80)和变异系数（CV）为0.51%，说明该模型只有2.12%的变异，能由该模型解释。进一步说明模型拟合优度较好,可用来对超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究进行初步分析和预测。
2.5 多元二次响应面回归分析
图 6
通过Design-Expert软件进行二次响应面回归分析，得到如下多元二次响应面回归模型：
Y(%)＝－146.18542＋ 2.23483X1＋0.095966X2＋ 6.40533X3＋14.56083X4－0.016775X12 +5.68182x10-6X1X2－0.023300X1X3＋0.00025X1X4－2.49225x10-4X22－4.59229x10-7X2X3－
0.000625X2X4－0.052150X32－0.0005X3X4－3.21125X42
2.6 数据点的分布图
图7
图8
图9
从图7-9可知道，数据的分布的线性明显，没有出现异常的数据点。
实验实际值方程预测值
图10 实验实际值与方程预测值
2.7等高线和三维响应曲面图分析
做出响应曲面，分析超声波处理时间(A)、超声波功率(B)、超声波水浴温度(C)和酶解时间(D)对ACE 抑制率的影响情况，结果见图11～22。
图11 A与B对ACE 抑制率影响的等高线
图12 A及B 对ACE 抑制率影响的响应面
图13 A与C对ACE 抑制率影响的等高线
图14 A及C 对ACE 抑制率影响的响应面
图15 A与D对ACE 抑制率影响的等高线
图16 A及D 对ACE 抑制率影响的响应面
图17 B与C对ACE 抑制率影响的等高线
图18 B及C 对ACE 抑制率影响的响应面
图19 B与D对ACE 抑制率影响的等高线
图20 B及D 对ACE 抑制率影响的响应面
图21 C与D对ACE 抑制率影响的等高线
图22 C及D 对ACE 抑制率影响的响应面
2.8 优化最佳因素
图23
图24
图25
图26
图27
2.9 最佳因数和最大响应面值
最佳工艺
图28
利用响应面设计实验，运用根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理，选择对ACE抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4)，
做四因素三水平的响应面分析试验。最终得到最佳工艺：超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.24h、ACE 抑制率87.36%。
3. Design-Expert处理结果与文献比较
Design-Expert在响应曲面、等高线图以及回归方程处理的结果与文献中SAS软件处理的结果进行比较：
文献（SAS）28.40min 190.08W 55.05℃ 2.25h 87.50% Design-Expert 28.42min 190.04W 55.05℃ 2.24h 87.36% 根据两个软件处理结果的数据比较可知各因素最佳工艺条件差异小。
4.案例实验设计和统计分析过程评价
案例中通过Design-Expert软件操作和截下重要的步骤的数据处理的过程的图片，这样可以方便分析和描述，Design-Expert软件能够用清晰和直观的图表表示结果，利于分析，并能够很好的对照和检验文献的数据处理的结果存在的问题和差异。Design-Expert 在响应面分析有很强大的功能，能够与文献中SAS软件计算的数据进行比较，SAS软件在计算最大响应面值优于Design-Expert软件，从“ACE 抑制率”的比较可知，但差异不大。所以文献中数据没有问题，从分析的结果可知。
参考文献
[1]韩扬,何聪芬,董银卯,等.响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究[J].食品科学.2009,30(22),44-49.
响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法（又称回归设计）。 响应面曲线法的使用条件有：①确信或怀疑因素对指标存在非线性影响；②因素个数2-7个，一般不超过4个；③所有因素均为计量值数据；试验区域已接近最优区域；④基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为：①确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据；②创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计；③确定试验运行顺序(Display Design)；④进行试验并收集数据；⑤分析试验数据；⑥优化因素的设置水平。 响应面优化法的优点：①考虑了试验随机误差②响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法③与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。 响应面优化法的局限性: 在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素和水平。因为响应面优化法的前提是设计的试验点应包括最佳的实验条件，如果试验点的选取不当，实验响应面优化法就不能得到很好的优化结果。 1 确定实验因素 2 确定因素水平范围 3 试验设计安排与结果 4 用软件(Design-Expert)对实验数据统计分析 由方差分析可知：模型的F=19.08，P=0.0004<0.001，表明实验所采用的二次模型是极显著的，在统计学上是有意义的。失拟项用来表示所用模型与实验拟合的程度，即二者差异的程度。本例P值为0.0855>0.05，对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该回归方程代替试验真实点对实验结果进行分析。 因素A提取温度的P值<0.0001，说明因素A提取温度对提取率%的影响是极显著的。而A的2次方，B的2次方，C的2次方的P值均小于0.05，说明A2、B2、C2 对提取率均有显著影响。而因素B的P值=0.5035，因素C的P值=0.104，均大于0.05，所以因素B、因素C，即乙醇体积分数和提取功率对提取率没有显著影响。 交互项AB、AC、BC的P值均大于分别为：0.0653、0.6788、0.6455，均大 于0.05，所以交互项对提取率没有显著性影响。
《教育科学研究方法》文献检索报告 院（系）：音乐学院 专业：音乐学 姓名：伊力帕尔.斯干旦 学号：20142301141006 新疆师范大学 2015年05月24日
一、检索课题名称：（中、英文） 中国声乐的历史发展及教育影响 The historical development and educational impact of the Chinese vocal 二、课题分析 1、简述该课题的意义、研究的历史、现状、趋势。 随着我国国力日益增强，中国文化对世界的影响也越来越大。以中国的声乐艺术而言，近些年来，我们的艺术团体和个人，以我们民族精彩的声乐艺术，昂首挺胸地跨入国际最高级别的艺术中心或剧场：维也纳金色大厅宋祖英独唱音乐会、吴碧霞亚洲巡回独唱音乐会、《和谐之声》谭晶维也纳金色大厅独唱音乐会……，向世界各国展示我们古老悠久的文化；大众化的“中华情”栏目、“同一首歌”栏目、“梨园春”栏目（带着我国多种戏曲名角新秀，赴南美洲巡回演出）等纷纷走出国门；在各类国际声乐比赛上，也经常能看到我国的青年声乐才俊摘金夺银的好消息，还有一些歌唱家成为外国专业剧团的主角或职业演员。这些都表明了我国现代声乐艺术取得了长足的发展。但我们不能因此盲目乐观，审视我国的声乐现状，还存在许多问题和一些认识上的误区，因为严格意义上的我国现代声乐艺术教育教学体系的建立还不足百年，只有清醒地认识到我们的问题所在，才能促进我国声乐艺术的发展。 我国现代专业声乐艺术教育教学体系从上世纪20年代创立，历经近百年的发展和几代声乐家、教育家的努力，已基本形成了体系。但是我国声乐艺术教育教学人才培养的标准与方向发展得很不均衡，或者说多数院校的声乐教育者还不明确应当培养什么样的声乐人才，还没有建立一套科学的声乐艺术教育教学体系。如一些专业音乐院校研究学习西方古典音乐的师生，以能否在国际上拿奖为第一目标，以唱外国声乐作品而自傲，而对如何唱好中国声乐作品研究较少；学习民族声乐的师生，民族自信心不够足，视野不够宽，常有低人一等的感觉。非音乐院校中声乐专业学生选习西方声乐艺术的，由于种种原因，只能蜻蜓点水唱些皮毛；选学民族声乐的学生，多以当红歌星为榜样，也只能囫囵吞枣，唱个大概，深度精度都不够。现代流行歌唱艺术，还未形成完整的教育体系，处于说不清和摸索的状态。传统的戏曲、民歌教育教学在现代社会发展条件下，如何继承、发展、创新，特别是如何培养年轻一代热爱民族声乐艺术，学习演唱民族声乐艺术，也存在着不足。虽然这几年相当部分的年轻人对我国传统的民族声乐艺术已开始有了喜爱的苗头，但还有教育体系的问题，也有宣传导向的问题。如果自己民族的下一代都不喜爱自己民族声乐艺术的传统，走向世界肯定是空话。
食品科学研究中实验设计的案例分析 —响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究 摘要：选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4)，进行四因素三水平的响应面分析试验，经过Design-Expert优化得到最优条件为超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.24h，在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.36%。与参考文献SAS软件处理的结果中比较差异很小。 关键字：Design-Expert 响应面分析 1.比较分析 表一响应面试验设计 因素 水平 -1 0 1 超声波处理时间X1(min) 20 30 40 超声波功率X2(W) 132 176 220 超声波水浴温度X3(℃) 50 55 60 酶解时间X4(h) 2.Design-Expert响应面分析 分析试验设计包括：方差分析、拟合二次回归方程、残差图等数据点分布图、二次项的等高线和响应面图。优化四个因素（超声波处理时间、超声波功率、超声波水浴温度、酶解时间）使响应值最大，最终得到最大响应值和相应四个因素的值。 利用Design-Expert软件可以与文献SAS软件比较，结果可以得到最优，通过上述步骤分析可以判断分析结果的可靠性。 2.1 数据的输入
2.2 Box-Behnken响应面试验设计与结果 2.3 选择模型
2.4 方差分析 在本例中，模型显著性检验p<0.05，表明该模型具有统计学意义。由图4知其自变量一次项A，
B，D，二次项AC,A2,B2,C2,D2显著(p<0.05)。失拟项用来表示所用模型与实验拟合的程度，即二者差异的程度。本例P值为0.0861>0.05，对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该回归方程代替试验真实点对实验结果进行分析。 图 5 由图5可知：校正决定系数R2(adj)(0.9788>0.80)和变异系数（CV）为0.51%，说明该模型只有2.12%的变异，能由该模型解释。进一步说明模型拟合优度较好,可用来对超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究进行初步分析和预测。
“案例教学”在现代文献检索课中的应用 Abstract:a literature search was the students must master a skill,along with the development of communication and computer technology,the teaching of literature retrieval course facing many new challenges.This article mainly discusses"case teaching"in the course of information retrieval in the specific application. 摘要：文献检索是大学生们必须掌握的一项技能，随着通讯和计算机技术的发展，文献检索课的教学面临着许多新的挑战。文章主要探讨了“案例教学”在文献检索课程中的具体运用。 关键词：案例教学文献检索教学改革 文献检索课是一门以介绍各种文献信息资源的查找方法和技巧为主要内容的课程，要求学生掌握获取信息文献、解决问题的能力，为学习、科研、社会生活中的现实问题服务。随着人类社会进入信息时代，新的信息技术、网络信息资源、电子出版物的大量涌现，对读者自如地检索和利用各种(载体)文献信息的能力提出了很高的要求，因此，积极探索文献检索课教学新方法，培养和提高学生的检索信息、获取文献的能力，具有现实意义。 1 教学改革的意义 以往的文献检索教学方式，主要采取逐个讲解文献数据库,向学生灌输具体的检索方法及检索技巧。相对来说这是一种比较枯燥的学习方法，学生的学习热情不高，缺乏信息意识和学习兴趣。随着通讯技术和数据库技术的不断发展，专业文献数据库越来越多，已经无法也没有必要像以前那样对数据库进行逐个逐个地讲解［1］；另外，信息爆炸和信息饥饿之间的矛盾要求学生具有更高的信息筛选能力。所以，现代文献检索的教学目的，就是要培养学生综合利用信息的能力以及掌握一定的信息筛选和分析能力，使学生成为一个具有信息素质的人，能有效地查寻、评价和利用信息，并具备终生学习的能力。 据此，现有的教学方式必须进行改革，目的就是为了把枯燥的教学内容用更加生动的形式表现出来，激发学生学习的积极性、主动性、开放性和创造性，从而最终提高学生文献检索和利用的能力。笔者结合对本校商学院学生的文献检索教学工作，不
学科问题：中国英语教育的发展 检索文献：张正东：《论中国英语教育的发展道路》，《张正东英语教育自选集》 2007年 左涣琪：《外语教育展望》，华东师范大学出版社2002年版 高嘉：《浅析中国英语教育发展趋势及未来展望》，《科技信息》2012 年第6期 庞红梅：《中国英语教育发展趋势》，《清华大学教育研究》2001年第 3期 刘道义，龚亚夫：《中国英语教育发展：回溯与展望（M）》中国人民 出版社，2001年 阅读笔记： 篇章一：张正东：《论中国英语教育的发展道路》，《张正东英语教育 自选集》2007年 研究对象：中国的英语学习者（主要是大、中、小学生） 研究范围：中国国内 研究问题：依赖“西方中心思想”，发展不出中国的特点； 自上而下的大一统文化，束缚了自由思考； 计划经济的的划一要求，缺失地区层次差异考虑 研究方法：文献研究法（文中各处不时参考和引用一些文献书籍中 的观点和论证来推理和充实自己观点） 比较研究法（文中有大量的中外对比，体现了比较研究 的精髓。） 经验总结法（文中介绍了美国和韩国的英语学习，得出 外语教学途径本身并无现金落后之分。）主要观点：针对我国英语教育现状和已存在的问题从以下三点着手， 寻求改进之道： 1．作好语言定位和目标分层； 2．英语教学内容回归英语； 3．英语教学途径多元化。 篇章二：庞红梅：《中国英语教育发展趋势》，《清华大学教育研究》 2001年第3期 研究对象：英语教学 研究范围：中国国内 研究问题：中国英语教育发展趋势 研究方法：文献研究法（通过对教学大纲的分析来阐明观点） 调查研究法（引用大量例证分析） 主要观点：目前的中国英语教育成现了以下趋势： 1. 英语学习的重要性的重要性得到了加强； 2. 英语教学目标发生了变化； 3. 英语考试方法的改革；
试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域．为此响应面分析法（也称响应曲面法）应运而生．响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应（如萃取化学中的萃取率）作为一个或多个因素（如萃取剂浓度、酸度等）的函数，运用图形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件． 显然，要构造这样的响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域，首先必须通过大量的量测试验数据建立一个合适的数学模型（建模），然后再用此数学模型作图． 建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法．对于非线性体系可作适当处理化为线性形式．设有m个因素影响指标取值，通过次量测试验，得到n组试验数据．假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示，则有应用均匀设计一节中的方法将上式写成矩阵式或简记为式中表示第次试验中第个因素的水平值；为建立模型时待估计的第个参数；为第次试验的量测响应（指标）值；为第次量测时的误差．应用最小二乘法即可求出模型参数矩阵B如下将B阵代入原假设的回归方程，就可得到响应关于各因素水平的数学模型，进而可以图形方式绘出响应与因素的关系图． 模型中如果只有一个因素（或自变量），响应（曲）面是二维空间中的一条曲线；当有二个因素时，响应面是三维空间中的曲面．下面简要讨论二因素响应面分析的大致过程． 在化学量测实践中，一般不考虑三因素及三因素以上间的交互作用，有理由设二因素响应（曲）面的数学模型为二次多项式模型，可表示如下：通过n次量测试验（试验次数应大于参数个数，一般认为至少应是它的3倍），以最小二乘法估计模型各参数，从而建立模型；求出模型后，以两因素水平为X坐标和y坐标，以相应的由上式计算的响应为Z坐标作出三维空间的曲面（这就是2因素响应曲面）．应当指出，上述求出的模型只是最小二乘解，不一定与实际体系相符，也即，计算值与试验值之间的差异不一定符合要求．因此，求出系数的最小二乘估计后，应进行检验．一个简单实用的方法就是以响应的计算值与试验值之间的相关系数是否接近于1或观察其相关图是否所有的点都基本接近直线进行判别．如果以表示响应试验值，为计算值，则两者的相关系数R定义为其中对于二因素以上的试验，要在三维以上的抽象空间才能表示，一般先进行主成分分析进行降维后，再在三维或二维空间中加以描述．等等………… 2注意事项 对于构造高阶响应面，主要有以下两个问题： 1，抽样数量将显著增加，此外，普通的实验设计也将更糟。 2，高阶响应面容易产生振动。 响应面法(response surface methodology，记为RSM)最早是由数学家Box和Wilson于1951年提出来的。就是通过一系列确定性的“试验”拟合一个响应面来模拟真实极限状态曲面。其基本思想是假设一个包括一些未知参量的极限状态函数与基本变量之间的解析表达式代替实际的不能明确表达的结构极限状态函数。响应面方法是一项统计学的综合试验技术，用于处理几个变量对一个体系或结构的作用问题，也就是体系或结构的输入(变量值)与输出(响应)的转换关系问题。现用两个变量来说明:结构响应Z与变量x1,x2具有未知的、不能明确表达的函数关系Z=g(x1,x2)。要得到“真实”的函数通常需要大量的模拟，而响应面法则是用有限的试验来回归拟合一个关系Z= g’(x1,x2)，并以此来代替真实曲面Z=g(x1,x2)，将功能函数表示成基本随机变量的显示函数，应用于可靠度分析中。响应面方法实际上源于一种试验设计方法，试验设计方法是用来研究设计参数对模型设计状况影响的一种取样策略，决定了构造近似模型所需样本点的个数和这些点的空间分布情况。目前广泛应用于计算机仿真试验设计的主要方法是拉丁超立方体抽样和均匀设计，这两种试验设计能应用于多种多样的模型，且对模型的变化具有稳健性。 3响应面分析
成都理工大学职业技术学院2014学年第二学期 《文献检索》课程报告 班级：_____________ 学号：_____________ 姓名：_____________
一、检索课题及其意义：（10分） 1.课题名称：《高校毕业生就业问题》 2.希望通过检索解决的问题： 1）进一步了解近年来中国和世界的高校毕业生就业形势及未来几年的发展趋势； 2)根据检索资料的搜集整理，统观全局，较全面深入地分析造成当今毕业生就业难的真正原因； 3）对于这一现状，政府，学校所采取的相关政策，以及社会的反应； 4）大学生自己对此的态度想法； 5）即将毕业的大四生应该如何面对这一切； 6）增长检索经验，了解检索的一些重要方法（尤其是网络检索）和技巧。 二、使用我校电子数据库检索相关文献信息：（40分） 1. 期刊检索： 选用数据库名称：维普期刊资源整合服务平台（20分） 检索方式：高级检索 检索范围：全部期刊 起止年代：2008-2014 检索条件：(题名或关键词=毕业生)*(题名或关键词=就业)*全部期刊*年=2008-2014 检索结果：检中5928 条 相关文章1： 题名：促进大学毕业生就业需要着重解决的问题 作者：李雄刘山川 刊名：《继续教育研究》2010年10期页码：119-123 关键词：不平等就业择业观就业制度就业能力就业服务 文章内容摘要： 大学毕业生“就业难”是当前人力资源市场存在的一个普遍性问题。大学毕业生“就业难”的本质原因是大学毕业生就业的市场机制尚未真正形成并发挥有效作用，不平等就业是促进大学毕业生就业的首要障碍。促进大学毕业生就业应在尊重市场机制的基础上，围绕供给、需求、匹配三个关键环节，着重解决如下问题：大学毕业生应当树立为祖国的富强建功立业的远大志向，确立正确的劳动观和择业观，政府应当深化大学毕业生就业制度改革，继续扩大用工需求，推进以提升大学毕业生就业能力为核心任务的高等教育改甍，增强大学毕业生就业服备的匹配性。 相关文章2： 题名：当前大学生就业问题研究 作者：赵蓓 刊名：《中国财经信息资料》2010年17期起止页码：35-38 关键词：大学生就业问题社会主义和谐社会扩大招生规模大学毕业生人才资源切身利益高等教育普通高校
教师教案( 2005 —2006 学年第 1 学期 ) 课程名称：试验设计方法 授课学时：32 授课班级：23034010-11 任课教师：何为 教师职称：教授 教师所在学院：微电子与固体电子学院电子科技大学
绪论 1学时 教学内容及要求 试验设计方法在科学研究中的作用 1. 科学研究的基本过程 2. 科学研究的基本方法 3. 试验设计方法的主要内容 ●试验设计方法在科学技术发展中的地位和作用。 ●试验设计方法的起源。 ●我国试验设计方法的发展和现状。 ●使用试验设计方法的目的、内容和应用。 ●试验设计方法是当代科技和工程技术人员必须掌握的技术方法。 ●教学内容：正交试验法、优选法基础、回归分析法、均匀设计法、单 纯形优化法 参考资料 ?项可风.试验设计与数据分析.上海科技出版社.1991年 ?陈宝林.最优化理论及算法.清华大学出版社.1990年 ?邓正龙.化工中的优化方法.化学工业出版社.1991年 ?陈魁.试验设计与分析.清华大学出版社.1996年 ? (日)田口玄一.实验设计法.魏锡,王世芳译.机械工业出版社.1987 ? Phadke, M.S. "Quality Engineering Using Robust Design" Prentice Hall, Englewood Cliff, NJ. November 1989 ? Taguchi, Genichi. "System of Experimental Design" Edited by Don Clausing. New York: UNIPUB/Krass International Publications, Volume 1 & 2, 1987 ? Montgomery, D. C.. Design and analysis of experiment. New York: Wiley.1997 ?杨德.试验设计与分析.中国农业出版社.2002 第一章正交试验基本方法 5学时 授课时数： 一、教学内容及要求 ●多因素试验问题、正交试验、正交表符号的意义。 ●因素、水平、自由度、试验指标、交互作用。均衡分散性、整齐可比
打开谷歌高级搜索：在第一行检索框内输入检索式A，“and”用空格形式表示。限定在“简体中文”和“网页标题”内检索。得到212条检索结果。经过筛选，选择其中2条：… [1] 【篇名】申城推广燃油清净剂控制汽车尾气排放 【摘要】有关研究及开发证明，在燃油中添加合格的清净剂，能明显降低一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物等污染的排放量，而且能使节油率达到15％左右，燃油清净剂技术已成为我国在治理汽车尾气污染的一项高新技术。据了解，目前日本有80％的车用汽油使用汽油清净剂，欧美19个国家普遍使用汽油清净剂。上海目前机动车尾气污染仍十分严重，改善废气排放迫在眉睫。为此许多专家认为，上海应当大力推广燃油清净剂。 【出处】解放日报2002年3月27日 [2] 【篇名】控制尾气排放新方法－汽车试“喝”纳米燃油 【摘要】普通汽车上通过加装一套EPS纳米燃油装置，就可以节省燃油10%-30%，降低尾气排放约50%-90%，同时还能使动力增加10%-30%。日前，一种可将普通燃油变成纳米燃油的装置已经在北京上市。据这种名为“EPS纳米燃油装置”的发明人王文浩介绍，普通燃油内含有大量尺寸大于300纳米的分子团簇，但经过EPS纳米燃油装置处理后，燃油分子成分颗粒的尺度均小于3纳米，就变成了“纳米燃油”，其更加有利于充分燃烧，所以能够降低油耗和尾气排放，提高动力。在汽车上加装纳米燃油装置很简单，也比较经济，普通轿车只需要580元。目前，在北京地区已经对几百辆车进行了试装，效果良好。据统计，中国燃油每年消耗亿吨，如果使用EPS纳米燃油装置处理过的燃油，以节约15%计算，合2550吨，相当于中国全年进口石油总量的四分之一，价值51亿美元。 【出处】北京青年报2004年4月30日 超星电子图书 》
一检索课题概况 （一）检索课题名称（中英文）（说明：检索课题名称结合自己专业自拟） ARCH模型在金融时间序列分析中的应用 The ARCH model that is applied in the financial time series （二）课题简介及总体检索思路 简单介绍对本检索课题背景、目的、意义及检索思路（如根据检索需求准备利用哪些数据库或网络检索工具完成课题检索）。 所谓ARCH模型，就自回归条件异方差模型。粗略地说，该模型将当前一切可利用信息作为条件，并采用某种自回归形式来刻划方差的变异，对于一个时间序列而言，在不同时刻可利用的信息不同，而相应的条件方差也不同，利用ARCH 模型，可以刻划出随时间而变异的条件方差。 将ARCH模型作为一种度量金融时间序列数据波动性 的有效工具，并应用于与波动性有关广泛研究领域。包括政策研究、理论命题检验、季节性分析等方面。 ARCH模型能准确地模拟时间序列变量的波动性的变化，它在金融工程学的实证研究中应用广泛，使人们能更加准确地把握风险（波动性），尤其是应用在风险价值（Value at Risk）理论中，在华尔街是尽人皆知的工具。 本课题将首先利用中国期刊全文数据库和维普资讯的中国科技期刊数据库 进行检索了解国内对ARCH模型研究情况；再利用EBSCO-Host 和
Springer-Book 电子期刊两个外文数据库进行检索了解ARCH模型的研究情况；最后利用Google 和Baidu 进行相关搜索，了解有关信息 二检索过程记录该部分为综合检索报告的主体部分，包括对所选用的数据库、检索年限、检索词、检索策略（即逻辑检索表达式）以及检索结果等的记录。 1、潘省初. 计量经济学中级教程[M]. 北京:清华大学出版社,2009 2. 唐国兴. 计量经济学:理论·方法和模型[M]. 上海:复旦大学出版社,1988 3.张世英, 许启发, 周红.金融时间序列分析[M]. 清华大学出版社,2008 4. Ruey S.Tsay.金融时间序列分析[M].机械工业出版社 ,2006 5. 张世英, 樊智.协整理论与波动模型:金融时间序列分析及应用[M].清华大学出版社 2004 （一）检索馆藏书目的情况 （围绕课题查找本校图书馆的相关藏书，如词典、年鉴、最新教科书以及相关的新书进展等，依次列出所参考的书目信息。参考书目格式为：作者.书名.地点：出版社，年份。如：焦玉英.信息检索进展[M].北京：科学出版社，2003）杜建卫，王若鹏.数学建模基础案例[M].北京:化学工业出版社,2009 李德宜，李明.数学建模[M].北京:科学出版社,2009 严喜祖，宋中民，毕春加.数学建模及其实验[M].北京:科学出版社,2009 许洪范.数学建模教程[M].北京:国防工业出版社,2007 徐全智，杨晋浩. 数学建模[M].北京:高等教育出版社,2008 周义仓, 赫孝良.数学建模实验[M].西安:西安交通大学出版社,2007
响应面法试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域．为此响应面分析法（也称响应 曲面法）应运而生．响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应（如萃取化学中的萃取率）作为一个或多个因素（如萃取剂浓度、酸度等）的函数，运用图 形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件． 显然，要构造这样的响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域，首先必须通过大量的量测试验数据建立一个合适的数学模型（建模），然后再用此数学模型 作图． 建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法．对于非线性体系可作适当处理化为线性形式．设有ｍ个因素影响指标取值，通过次量测试验，得到ｎ组试验 数据（）．假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示，则有应用均匀设计一节中的方法将上式写成矩阵式或简记为式中表示第次试验中第个因素的水平值；为建 立模型时待估计的第个参数；为第次试验的量测响应（指标）值；为第次量测时的误差．应用最小二乘法即可求出模型参数矩阵Ｂ如下将Ｂ阵代入原假设的回归方 程，就可得到响应关于各因素水平的数学模型，进而可以图形方式绘出响应与因素的关系图．模型中如果只有一个因素（或自变量），响应（曲）面是二维空间中的一条曲线；当有二个因素时，响应面是三维空间中的曲面．下面简要讨论二因素响应面分析的 大致过程． 在化学量测实践中，一般不考虑三因素及三因素以上间的交互作用，有理由设二因素响应（曲）面的数学模型为二次多项式模型，可表示如下：通过ｎ次量测试验 （试验次数应大于参数个数，一般认为至少应是它的３倍），以最小二乘法估计模型各参数，从而建立模型；求出模型后，以两因素水平为Ｘ坐标和ｙ坐标，以相应 的由上式计算的响应为Ｚ坐标作出三维空间的曲面（这就是２因素响应曲面）． 应当指出，上述求出的模型只是最小二乘解，不一定与实际体系相符，也即，计算值与试验值之间的差异不一定符合要求．因此，求出系数的最小二乘估计后，应进 行检验．一个简单实用的方法就是以响应的计算值与试验值之间的相关系数是否接近于１或观察其相关图是否所有的点都基本接近直线进行判别．如果以表示响应试 验值，为计算值，则两者的相关系数Ｒ定义为其中 对于二因素以上的试验，要在三维以上的抽象空间才能表示，一般先进行主成分分析进行降维后，再在三维或二维空间中加以描述．
常用实验设计方法（三） 六.析因设计（f a c t o r i a l d e s i g n） ◆析因设计是一种多因素试验设计。 ◆可将两个或多个因素的各个水平进行排列组合，交叉分组进行全面实验。 ◆总的实验方案(组合)是各因素水平的乘积。 例如： 2×2析因设计（两个因素，每个因素均为2个水平，常可写成22析因设计） A因素（A1、A2）和B因素（B1、B2）共4种实验方案或组合（A1B1、A1B2、A2B1、A2B2） 3×3析因设计（两个因素，每个因素均为3个水平，常可写成23析因设计） A因素（A1、A2、A3）和B因素（B1、B2、B3）共9种组合 （A1B1、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2A2B3、A3B1、A3B2A3B3）2×3×3析因设计（三个因素，一个因素为2个水平，余均为3个水平）共18种组合 1.特点 ①研究的因素个数m≥2，各因素的水平数≥2； ②各因素在实验中同时实施且所处的地位基本平等。 ③每个因素水平相互组合的实验方案，至少进行2次及以上独立重复实验。 ④因素间存在交互效应。例如，一级（两个因素间）或二级交互（三个因素间）效应。 ⑤统计学分析时，各因素及交互项所用误差项是相同的。 ◆优点： ?可分析各因素的主效应(m a i n e f f e c t s)（某因素各水平间的平均效应差异） ?因素间的交互效应(i n t e r a c t i o n)(一个因素的水平改变会影响另一个因素的效应) ?寻找最优方案或最佳组合 ?可允许数据缺失（完全随机分配情况下） ◆缺点： ?当因素较多或水平数较多时，所需实验次数过多。 ?一般来说，因素数最好不要多于6个，水平数亦不要过多，一般为2或3个。
学校 食品科学研究中实验设计的案例分析 —响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究 摘要：选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4)，进行四因素三水平的响应面分析试验，经过Design-Expert优化得到最优条件为超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.24h，在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.36%。与参考文献SAS软件处理的结果中比较差异很小。 关键字：Design-Expert 响应面分析 1.比较分析 表一响应面试验设计 因素 水平 -1 0 1 超声波处理时间X1(min) 20 30 40 超声波功率X2(W) 132 176 220 超声波水浴温度X3(℃) 50 55 60 酶解时间X4(h) 1 2 3 2.Design-Expert响应面分析 分析试验设计包括：方差分析、拟合二次回归方程、残差图等数据点分布图、二次项的等高线和响应面图。优化四个因素（超声波处理时间、超声波功率、超声波水浴温度、酶解时间）使响应值最大，最终得到最大响应值和相应四个因素的值。 利用Design-Expert软件可以与文献SAS软件比较，结果可以得到最优，通过上述步骤分析可以判断分析结果的可靠性。
2.1 数据的输入 图 1 2.2 Box-Behnken响应面试验设计与结果 图 2 2.3 选择模型
2.4 方差分析 在本例中，模型显著性检验p<0.05，表明该模型具有统计学意义。由图4知其自变量一次项A，
食品科学研究中实验设计的案例分析 ——响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸 班级：学号：姓名： 摘要：本文简要介绍了响应面曲线优化法的基本原理和使用步骤，并通过软件Design-Expert 7.0软件演示原文中响应面曲线优化法的操作步骤。验证原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》各个数据的处理过程，通过数据对比，检验原文数据处理的正确与否。 关键词：响应面优化法数据处理 Design-Expert 7.0 车前草 前言： 响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法（又称回归设计）。 响应面曲线法的使用条件有：①确信或怀疑因素对指标存在非线性影响；②因素个数2-7个，一般不超过4个；③所有因素均为计量值数据；试验区域已接近最优区域； ④基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为：①确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据；②创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计；③确定试验运行顺序(Display Design)；④进行试验并收集数据；⑤分析试验数据；⑥优化因素的设置水平。 响应面优化法的优点：①考虑了试验随机误差②响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法③与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。 响应面优化法的局限性: 在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素和水平。因为响应面优化法的前提是设计的试验点应包括最佳的实验条件，如果试验点的选取不当，实验响应面优化法就不能得到很好的优化结果。 原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》采用经典的三因素三水平Box-Behnken 试验设计，以熊果酸的提取率为响应值，通过回归分析各工艺参数与响应值之间的关系，并由此预测最佳的工艺条件。本文利用软件验证原文中的数据处理过程，以检验原文数据是否处理正确。 1 确定实验因素 原文利用超声波辅助提取车前草中的熊果酸，而影响熊果酸提取率的因素有很多，如超声波的功率、提取时间、溶剂温度、溶剂种类、液固比等。原文参考文献《柿叶中总三萜的提取以及熊果酸分离, 纯化研究》中提取熊果酸的方法提取熊果酸，即将干燥的车前草粉碎后过筛，取20～40 目的车前粉，用石油醚在 55℃脱脂 3 次，干燥备用。精密称取一定量的车前粉，加入一定量的乙醇，称量，在一定的超声波功率下提取一定时间后，擦干外壁，再称量，用乙醇补充缺失的质量，离心。用注射器抽取一定量上清液，过 0.45μm 滤膜，进行检测。每个实验进行 3 次平行实验。取其平均值。结果以提取率(E)的来表示。
“案例教学”在现代文献检索课中的应用 摘要：文献检索是大学生们必须掌握的一项技能，随着通讯和计算机技术的发展，文献检索课的教学面临着许多新的挑战。文章主要探讨了“案例教学”在文献检索课程中的具体运用。 关键词：案例教学文献检索教学改革 文献检索课是一门以介绍各种文献信息资源的查找方法和技巧为主要内容的课程，要求学生掌握获取信息文献、解决问题的能力，为学习、科研、社会生活中的现实问题服务。随着人类社会进入信息时代，新的信息技术、网络信息资源、电子出版物的大量涌现，对读者自如地检索和利用各种(载体)文献信息的能力提出了很高的要求，因此，积极探索文献检索课教学新方法，培养和提高学生的检索信息、获取文献的能力，具有现实意义。 1 教学改革的意义 以往的文献检索教学方式，主要采取逐个讲解文献数据库,向学生灌输具体的检索方法及检索技巧。相对来说这是一种比较枯燥的学习方法，学生的学习热情不高，缺乏信息意识和学习兴趣。随着通讯技术和数据库技术的不断发展，专业文献数据库越来越多，已经无法也没有必要像以前那样对数据库进行逐个逐个地讲解［1］；另外，信息爆炸和信息饥饿之间的矛盾要求学生具有更高的信息筛选能力。所以，现代文献检索的教学目的，就是要培养学生综合利用信息的能力以及掌握一定的信息筛选和分析能力，使学生成为一个具有信息素质的人，能有效地查寻、评价和利用信息，并具备终生学习的能力。 据此，现有的教学方式必须进行改革，目的就是为了把枯燥的教学内容用更加生动的形式表现出来，激发学生学习的积极性、主动性、开放性和创造性，从而最终提高学生文献检索和利用的能力。笔者结合对本校商学院学生的文献检索教学工作，不断探索和研究教学新手段，将案例教学运用于文献检索课的教学中，实践证明这是一个较有特色和行之有效的方法。 2 案例和案例教学
读者作者编者 常用几种实验设计统计分析方法的正确选择&一’ 完全随机设计资料的统计分析方法 闫丽娜e杨海涛e高霞 河北医科大学流行病与卫生统计教研室河北石家庄050017> 关键词:统计学e医学;方法;数据收集 中图分类号:R195.1 文献标识码:A 文章编号:1004-583X(2013)03-N-02 d o i:10.3969/.i s s n.1004-583X.2013.03.045 在医学科学研究中要实现完整而准确的统计分析首先要确定实验设计的类型详见本刊2013年28卷第2期医学科研中常用实验设计方法其次分清资料的类型根据数据资料类型分为定量资料和定性资料两种定量资料是通过一定的度量衡方法对观察单位测得的数据有度量衡单位医学上常见的各种生理学生化学指标如血压脉搏血红蛋白白细胞血清胆固醇等都为定量资料进行统计描述时若为正态分布常用平均值标准差I S>表示若为非正态分布常用[中位数四分位数距>][M G R>]表示定性资料是将观察单位按某种属性或类别分组然后清点各组的观察单位数如性别血型某病的治愈未愈人数等都为定性资料进行统计描述时常用例>构成比相对比表示再者应该考虑各种统计方法的适用条件现将完全随机设计资料中常用的统计分析方法介绍如下 1数据资料为定量资料 1.1两样本之间进行比较一般应用统计软件先对其正态性和方差齐性进行检验检验水准常取0.10如果两资料满足正态分布同时方差齐选择两独立样本I检验[1]如果只满足正态分布而方差不齐则应用I H检验如果不服从正态分布或既不是正态分布又不能满足方差齐性应选用两独立样本比较的秩和检验W i l c o x o n秩和检验>[2]常见错误=不考虑I 检验和检验的适用条件一律采用I检验 1.2多样本之间比较首先也要考虑是否满足正态性和方差齐性方法同前如满足选用完全随机设计方差分析若P＞ 0.05认为多个总体均值之间无差别若P＜0.05认为多个总体均值总的来说有差别还需进一步做两两比较常用 S N K检验G检验>L S D-I检验B o n f e r r o n i检验[3]S N K 检验G检验>适用于所有各组两两间的比较即探索性研究例如3种抗癌药物的治疗效果两两之间是否有差别事先未知任何信息需要用S N K检验去探索性分析到底哪两组有差别L S D-I检验适用于证实性研究中事先计划好的某几对均值间的比较例如两个试验组如某新药不同的两个剂量组>与对照组比较是否有差异可采用L S D-I检验分别对两剂量组与安慰剂进行检验B o n f e r r o n i检验是多重比较中应用最多的方法该方法优点是简单适用范围广但结果较为保守例如3组间两两比较共需比较3次初始检验水准为0.05调整后的检验水准为0.05/3=0.017两两比较所得P 值要与0.017比较从而得出结论如不满足则选用多个样本 比较的秩和检验K r u s k a l-W a l l i s~检验>当P＜0.05时常采用扩展的I检验进行两两比较常见错误=不考虑方差分析后两两比较的适用范围方差分析后一律采用S N K检验 2数据资料为无序定性资料 2.1两样本之间进行比较t若为两分组结局变量为两水平即普通2X2四格表见表1结局变量为有效和无效当n j40且四个格子理论频数T>j5时选用四格表检验;当n j40但存在有格子的理论频数1＜T t5时选用校正o2检验;当n t40或存在理论频数T t1时不宜采用o2检验选用F i s h e r确切概率法;当P。a时选用四格表资料的F i s h e r确切概率法＠若仍为两分组结局变量为三水平及以上即2X C表见表2结局变量为A型B型A B型O型>要比较两者的构成比是否有差别时若不存在超过1/5以上的格子理论频数1＜T t5或不存在任何一个格子的理论频数T t 1选用RXC表o2检验的方法否则选用F i s h e r确切概率法常见错误=四格表资料不考虑例数和理论频数等适用条件一律采用四格表o2检验;2XC表资料不计算各个格子的理论频数导致不考虑是否有1/5以上的格子理论频数1＜T t5或有任何一个格子的理论频数一律采用RXC表o2检验 表1两种药物治疗脑动脉硬化的疗效[例>] 组别例数有效无效新药组444193.2>36.8> 传统药物组241875.0>625.0> 表2患者与健康输血员血型分布例> 组别例数A型B型A B型O型合计 疾病组239476********* 健康组18752541962187 2.2多样本之间进行比较如果比较多组之间率或构成比有无差别或推断两种分类变量有无关联性适用条件同2X C表选用RXC表o2检验RXC表o2检验如果有差异还需采用率的多重比较进一步推断哪两个总体率间有差别一般选用S c h e f f e'可信区间法及B o n f e r r o n i检验水准调整法[4] 3数据资料为有序定性资料 3.1两样本之间进行比较即单向有序资料如分组变量为两药物组结局变量为显效有效无效>选用两独立样本 W i l c o x o n秩和检验常见错误=不考虑结局变量是否有序一律选用RXC表o2检验 3.2多样本之间进行比较t若分组变量如年龄各阶段>有序而结局变量无序可视为双向无序采用RXC表检验; (下转正文第244页) N<临床荟萃>2013年3月5日第28卷第3期C l i n i c a l F o c u s M a r c h52013V o l28N o.3万方数据
响应面 所谓的响应面是指响应变量η与一组输入变量（ζ1,ζ2,ζ3...ζk）之间的函数关系式：η=f(ζ1,ζ2,ζ3...ζk)。依据响应面法建立的双螺杆挤压机的统计模型可用于挤压过程的控制和挤压结果的预测。 试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域．为此响应面分析法（也称响应曲面法）应运而生．响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应（如萃取化学中的萃取率）作为一个或多个因素（如萃取剂浓度、酸度等）的函数，运用图形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件． 显然，要构造这样的响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域，首先必须通过大量的量测试验数据建立一个合适的数学模型（建模），然后再用此数学模型作图．建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法．对于非线性体系可作适当处理化为线性形式．设有ｍ个因素影响指标取值，通过次量测试验，得到ｎ组试验数据．假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示，则有应用均匀设计一节中的方法将上式写成矩阵式或简记为式中表示第次试验中第个因素的水平值；为建立模型时待估计的第个参数；为第次试验的量测响应（指标）值；为第次量测时的误差．应用最小二乘法即可求出模型参数矩阵Ｂ如下将Ｂ阵代入原假设的回归方程，就可得到响应关于各因素水平的数学模型，进而可以图形方式绘出响应与因素的关系图． 模型中如果只有一个因素（或自变量），响应（曲）面是二维空间中的一条曲线；当有二个因素时，响应面是三维空间中的曲面．下面简要讨论二因素响应面分析的大致过程．在化学量测实践中，一般不考虑三因素及三因素以上间的交互作用，有理由设二因素响应（曲）面的数学模型为二次多项式模型，可表示如下：通过ｎ次量测试验（试验次数应大于参数个数，一般认为至少应是它的３倍），以最小二乘法估计模型各参数，从而建立模型；求出模型后，以两因素水平为Ｘ坐标和ｙ坐标，以相应的由上式计算的响应为Ｚ坐标作出三维空间的曲面（这就是２因素响应曲面）． 应当指出，上述求出的模型只是最小二乘解，不一定与实际体系相符，也即，计算值与试验值之间的差异不一定符合要求．因此，求出系数的最小二乘估计后，应进行检验．一个简单实用的方法就是以响应的计算值与试验值之间的相关系数是否接近于１或观察其相关图是否所有的点都基本接近直线进行判别．如果以表示响应试验值，为计算值，则两者的相关系数Ｒ定义为其中对于二因素以上的试验，要在三维以上的抽象空间才能表示，一般先进行主成分分析进行降维后，再在三维或二维空间中加以描述． 什么叫响应面法? 试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域．为此响应面分析法（也称响应 曲面法）应运而生．响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应（如萃取化学中的萃取率）作为一个或多个因素（如萃取剂浓度、酸度等）的函数，运用图 形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件．