实验设计习题课2012

SQTC DG-C-05-03.1 教学大纲课程名称：实验设计（DOE）制定日期：2007年7月上海质量教育培训中心《实验设计（DOE）》教学大纲一、课程的目的和任务实验设计是人类在长期的生产斗争和科学实验中为了提高产品的质量和数量，解决多因素试验问题，在不断总结实践经验的基础上逐步形成和发展起来的。

它是利用正交表来安排多因素试验，利用统计数学原理来进行数据分析的一种科学方法。

本课程的目的和任务是让工程技术人员和管理人员了解正交试验设计和参数设计的基本思想和方法，理解参数设计中的稳健设计和灵敏度分析，掌握正交试验设计的方法及统计分析方法。

二、课程的基本要求1．了解试验为什么要设计。

2．理解多因素试验问题及试验要求。

3．掌握正交试验设计的直观和方差分析法。

4．掌握正交表的选用和表头设计。

5．了解三次设计的思想。

6．理解参数设计的基本思想。

7．理解稳健设计和理解灵敏度分析的方法。

三、课程内容（一）实验设计概述内容：单因素和多因素试验；多因素试验的试验设计要求：了解多因素试验为什么要设计重点：多因素试验问题（二）正交试验设计内容：正交表；正交试验设计方法和应用步骤；正交试验的统计分析；正交表的选用和表头设计要求：理解正交试验设计的方法和应用步骤；掌握正交试验设计的直观和方差分析法；掌握正交表的选用和表头设计重点：正交试验设计的方差分析法和正交表的选用和表头设计（三）参数设计内容：田口的三次设计；参数设计的基本思想；稳健设计和灵敏分析要求：了解参数设计的基本思想，理解稳健设计和灵敏度分析的方法重点：稳健设计和灵敏度分析四、本课程与其它课程关系学员在学习本课程前，应掌握数理统计的基本知识，本课程可作为质量管理中常用统计技术的系列课程，也可作为学习6SIGMA管理课程提供基础知识。

六、教材及参考书1．《质量体系中的统计技术》上海科学技术出版社2．培训中心自编DOE讲义。

探究二氧化碳的性质（北京习题集）（教师版）一．选择题二．填空题（共2小题）1．（2011秋•房山区期末）在一次探究活动中，小强用塑料吸管向新制的澄清石灰水中不断吹气，在吹气的过程中发现石灰水先出现浑浊后又变澄清，他感到很意外．小强又将纯净的CO2持续通入新制的澄清石灰水中，一段时间后，观察到的现象与上次相同．（1）小强做第二次实验的目的是．（2）小强从老师那里得知：CO2能与CaCO3和H2O继续反应生成Ca（HCO3）2．由此小强推测出Ca（HCO3）2的一条物理性质是．（3）小强还想了解Ca（HCO3）2的化学性质．查阅资料后得知碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质．他与同学们一起对碳酸氢钙受热分解后产物的成分进行了探究．【提出猜想】猜想1．生成的难溶性化合物可能是碳酸钙．经实验探究结论正确．猜想2．放出的气体可能是O2、H2、CO、CO2中的一种或几种．【实验探究】小强同学设计如下实验，探究气体的成分．操作1．加热A装置，一段时间后，B装置中的澄清石灰水变浑浊．操作2．在a处用燃着的木条检验，无明显现象．【实验结论】结论1．碳酸氢钙分解产生的气体一定有．结论2．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为Ca（HCO3）2CaCO3↓+CO2↑【表达交流】交流1．从安全的角度考虑，操作2实验中存在的不足是．交流2．小组内某同学对上述结论提出异议：该同学的观点请说出你的观点并阐述理由该实验没有对氧气进行验证“结论2”不正确2．（2012秋•东城区月考）小红用实验研究CO2通入水中后发生的变化．（1）如图1所示，向一个收集满CO2气体的质软的塑料瓶A中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，产生的现象是．（2）取3mL瓶A中的液体倒入试管B中，滴加紫色石蕊溶液，振荡，观察到溶液颜色变色，说明CO2与水发生了化学反应，该反应的化学方程式是．（3）将（2）中试管B继续做如图2所示的实验，C中盛有澄清石灰水．整个实验过程中可观察到的实验现象是；C中反应的化学方程式是．（4）为验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳，小红又用图3所示装置进行实验，应该采取的实验操作顺序是（填序号，可重复选用）．①从b端通氮气②从分液漏斗中滴加适量水③从a端通二氧化碳④将石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中．三．实验探究题（共5小题）3．（2017•房山区二模）同学们利用如下装置制备二氧化碳，同时在探究二氧化碳与水是否发生反应时，出现意想不到的现象。

初中物理习题课的教学设计引言：物理是一门关于自然界中各种物质、力和能量相互关系的学科，对于初中学生来说，物理习题课是巩固和实践所学知识的重要环节。

通过设计富有趣味性和挑战性的习题，能够帮助学生巩固知识、培养分析和解决问题的能力，并激发学生对物理学科的兴趣和热情。

本文将探讨初中物理习题课的教学设计，包括课程目标、教学内容、教学方法和评价方式。

一、课程目标：1. 培养学生的物理知识和科学思维能力。

2. 提高学生的问题分析和解决能力。

3. 培养学生的团队合作和沟通能力。

4. 激发学生对物理学科的兴趣和热情。

二、教学内容：根据学生的年级和知识水平，教学内容可以包括力学、热学、光学等方面的习题。

每个章节的习题应该从简单到复杂，由浅入深，逐步拓展学生的知识面和思维深度。

三、教学方法：1. 前导讲解：在开始每个章节的习题之前，通过讲解基本概念和原理，帮助学生建立起正确的物理思维框架。

2. 案例分析：选取一些有代表性的物理现象和问题，通过分析和解决案例，引导学生深入理解物理知识。

3. 小组合作：将学生分成小组，根据习题的难易程度选择不同的小组活动，鼓励学生相互合作、讨论和解决问题。

4. 探究实验：引导学生通过实验探究，观察现象、收集数据、分析结果，培养学生的实验设计和数据处理能力。

5. 讨论和总结：在课堂上进行学生讨论和思考，引导学生总结习题解题方法和思路。

四、评价方式：1. 课堂表现：对学生在课堂上的参与、讨论和解题能力进行评价。

2. 作业评分：针对课后布置的习题作业，评分内容包括答题正确率、解题思路和方法的合理性等。

3. 实验报告评价：对学生进行实验报告的书写和实验过程的评价。

结论：初中物理习题课的教学设计应该注重培养学生的思维能力和解决问题的能力，通过多种教学方法和评价方式，提高学生的学习兴趣和效果。

通过良好的教学设计，使学生在习题课中能够掌握物理知识，并能将知识应用于实际问题中，为今后的学习打下扎实的基础。

程序设计（1）实验习题实验一（1）运行以下程序，并解释运行结果。

# include <stdio.h>int main(void){ int x = –1;unsigned u = ;printf ( “x = %u = %d\n”, x, x);printf ( “u = %u = %d\n”, u, u);return 0;}（2）运行以下程序，解释运行结果，并修改程序以使结果正确。

# include <stdio.h>int main(void){ int x = ;printf ( “x + 1 = %d\n”, x + 1);return 0;}（3）运行以下程序，解释运行结果。

程序1：#include <stdio.h>int main(void){ float a;double b;a = 123456.789e4;b = 123456.789e4;printf(“%f\n%f\n”,a,b);return 0;}程序2：# include <stdio.h>int main(){ float a,b;a=123456.789e5;b=a+20;printf("%f\n",a);printf("%f\n",b);return 0;}（4）求平方根：输入1 个实数x，计算并输出其平方根（保留1 位小数）。

（5）华氏温度转换为摄氏温度：输入华氏温度f，计算并输出相应的摄氏温度c(保留2 位小数)。

c = 5/9(f-32).（6）三天打鱼两天晒网：中国有句俗语叫“三天打鱼两天晒网”。

假设某人从某天起，开始“三天打鱼两天晒网”，问这个人在以后的第n天中是“打鱼”还是“晒网”？编写相应程序（第一天就是当天）。

例如：输入：103输出：Fishing in day 103输入：35输出：Drying in day 35（7）按照规定，在高速公路上行使的机动车，达到或超出本车道限速的10%则处200元罚款；若达到或超出50%，就要吊销驾驶证。

种子萌发的过程和条件习题观察菜豆种子和玉米种子结构图，依图回答下列问题（1）种子萌发后将来发育成根的是[2]和[9]，该结构的名称是胚根（2）将来发育成地上部分的茎和叶的是[4]和[7]，结构名称是胚芽（3）贮存有大量的营养物质，供人们所食用的部分是[5]子叶和[10]胚乳考点：菜豆种子和玉米种子结构的异同；种子萌发的条件和过程．分析：本题考查的是菜豆种子和玉米种子的结构，首先明确图中的结构名称．解答：解：如图所示结构为：1胚轴；2胚根；3种皮；4胚芽；5子叶；6种皮和果皮；如图为菜豆幼苗和菜豆种子的部分结构示意图，请据图分析下列问题：（1）在菜豆种子萌发时，最先突破种皮发育成[8]的是[ 3] 胚根（2）菜豆种子的[ 2] 胚芽发育成[7]，它在发育过程中所需的营养主要来自[ 4] 子叶（3）在菜豆种子中，[ 5] 胚是新生植物体的幼体，它是菜豆花在完成传粉、受精后，由受精卵发育而成的．（4）与菜豆种子结构比较，玉米种子中贮存营养物质的结构是胚乳（5）种子萌发成幼苗的过程就是细胞数目不断增多和细胞不断分化的过程．在菜豆种子中，1、2、3（填序号）部位的细胞具有分裂能力．一、选择题1、俗称“豆瓣”是指大豆的A.胚芽B.胚轴C.胚根D.子叶2、大豆种子的主要部分是A.种皮B.胚根C.胚D.胚芽3、玉米种子与大豆种子的主要区别是A.有胚乳B.有子叶C.有种皮D.有胚4、下列结构中，新植物的幼体是A.胚芽B.胚根C.胚乳D.胚5、日常食用的黄豆芽，其白嫩部分主要是由什么发育而来的。

A.胚轴B.胚根C.子叶D.胚芽6、下列哪项不是种子萌发必备的环境条件A.适宜的温度B.一定的水分C.充足的空气D.光照7、在适宜的条件下,下列种子能够萌发的是:A.去掉胚乳的玉米种子B.虫蛀空了的水稻C.切去胚的小麦种子D.籽粒饱满的菜豆种子8、为了延长种子的寿命、应将种子保存在什么环境：A .高温潮湿 B.高温干燥 C.低温潮湿 D.低温干燥2 . 某校生物兴趣小组在探究“种子萌发所需要的外界条件”时，做了如下实验：( 1 ）提出问题：水对种子的萌发是否有影响？( 2 ）作出假设：( 3 ）设计实验：①取培养皿二个，在培养皿内铺一层吸水纸．②将，均匀置于二个培养皿内。

《实验设计与数据处理》课程教学大纲课程代码：010332012课程英文名称：Experiment Design and Data Processing课程总学时：24 讲课：20 实验：4 上机：0适用专业：工业工程大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标该课程是为机械学院工业工程专业本科生开设的专业基础课，是工业工程专业本科生的选修课程，设置本课程旨在使学生了解并掌握科学实验中实验前的实验方案设计以及对实验所获得数据进行分析和处理的基本理论和知识，培养学生合理设计工业工程与人因工程的实验，并掌握实验数据进行科学分析和处理的技能，最终达到提高学生分析问题和解决问题的能力（如确定最优综合环境数据）的目标。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求该课程要求学生掌握一定的数学知识，尤其是统计学与高数知识。

另外，该课程与工业工程专业中实验课程结合最佳，安排时间最佳为大三下学期或者大四上学期。

学生需要有一定实验经历。

（三）实施说明1. 本大纲编写适用于本科工业工程专业学生，课程以授课为主，以实验为辅，着重强调实际应用。

2．考虑到该课程教材可能发生变化，教师在授课过程中可对学时分配在小范围内进行适当调整。

3．教师在授课过程中发现部分与其他课程内容部分重叠或缺失的可以自行删减、或增加。

（四）对先修课的要求该课程需要高等数学、线性代数、应用统计学、概率论与数理统计等方面的数学基础。

（五）对习题课、实践环节的要求习题课以课后题为主，着重考察学生的解决问题能力，实验环节要求学生掌握具体的实验合理安排与数据处理。

（六）课程考核方式1.考核方式：考查。

2.考核目标：使学生掌握合理设计工业工程与人因工程的实验，并对实验数据进行科学分析和处理的技能。

3.成绩构成：期末成绩60%、平时成绩（包括作业、出勤率等）30%，实验成绩10%。

（七）参考书目《试验设计与数据处理》（第二版），李云雁，化学工业出版社，2012年《化工试验设计与数据处理》，曹贵平，华东理工大学出版社，2009年《试验设计与数据处理》，吴贵生，冶金工业出版社，1997年二、中文摘要实验设汁与数据处理是以数理统计及线性代数为理论基础，经济地、科学地安排实验和分析处理实验结果的一项科学技术。

《实验设计与数据处理》课程教学大纲课程代码: 010332012课程英文名称: Experiment Design and Data Processing课程总学时: 24 讲课: 20 实验: 4 上机: 0适用专业: 工业工程一、大纲编写（修订）时间: 2017.7二、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标该课程是为机械学院工业工程专业本科生开设的专业基础课, 是工业工程专业本科生的选修课程, 设置本课程旨在使学生了解并掌握科学实验中实验前的实验方案设计以及对实验所获得数据进行分析和处理的基本理论和知识, 培养学生合理设计工业工程与人因工程的实验, 并掌握实验数据进行科学分析和处理的技能, 最终达到提高学生分析问题和解决问题的能力（如确定最优综合环境数据）的目标。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求该课程要求学生掌握一定的数学知识, 尤其是统计学与高数知识。

另外, 该课程与工业工程专业中实验课程结合最佳, 安排时间最佳为大三下学期或者大四上学期。

学生需要有一定实验经历。

（三）实施说明1.本大纲编写适用于本科工业工程专业学生, 课程以授课为主, 以实验为辅, 着重强调实际应用。

2．考虑到该课程教材可能发生变化, 教师在授课过程中可对学时分配在小范围内进行适当调整。

3. 教师在授课过程中发现部分与其他课程内容部分重叠或缺失的可以自行删减、或增加。

（四）对先修课的要求该课程需要高等数学、线性代数、应用统计学、概率论与数理统计等方面的数学基础。

（五）对习题课、实践环节的要求习题课以课后题为主, 着重考察学生的解决问题能力, 实验环节要求学生掌握具体的实验合理安排与数据处理。

（六）课程考核方式1.考核方式: 考查。

2.考核目标: 使学生掌握合理设计工业工程与人因工程的实验, 并对实验数据进行科学分析和处理的技能。

3.成绩构成：期末成绩60%、平时成绩（包括作业、出勤率等）30%, 实验成绩10%。

（七）参考书目《试验设计与数据处理》（第二版）, 李云雁, 化学工业出版社, 2012年《化工试验设计与数据处理》, 曹贵平, 华东理工大学出版社, 2009年《试验设计与数据处理》, 吴贵生, 冶金工业出版社, 1997年二、中文摘要三、实验设汁与数据处理是以数理统计及线性代数为理论基础, 经济地、科学地安排实验和分析处理实验结果的一项科学技术。