实验设计的常用设计方法

A. 试验设计（DOE）的类型有哪些

试验设计（DOE）的类型有哪些?
（1）因子设计。
因子设计的目的是通过试验明确哪些自变量X显着地影响着响应变量Y：对于那些自变量X并不显着地影响着Y的，在建立Y=f（X）的相关关系时应予以删除；对于哪些自变量X显着地影响着Y，则应予以保留。
依其目的称为“因子筛选设计”。由于这种试验的目的是针对因子的，因此这种试验设计属于“因子设计”或称“析因设计”。
在因子设计中，又可以按因子水平的个数而分为二水平因子设计、三水平因子设计和混合水平因子设计几类。而实践证明：在因子设计中，使用二水平正交试验法，再加若干中心点的设计方法最简单有效。在因子设计中，又可分为全因子试验设计和部分因子设计两大类。
（2）回归设计。
回归设计的目的是找出响应变量Y与自变量X间的关系式，从而进一步找出自变量X取什么值时将会使Y达到最佳值。由于这种试验的目的是针对回归关系的，这种试验设计称为“回归设计”。回归设计中常用的是响应曲面方法，它是以建立二次回归方程为主要研究手段的方法。
（3）稳健性设计。
稳健性是指过程的抗干扰的能力要强，即当过程受到难以控制的因子（或称为“噪声”）的严重影响时，过程输出Y的波动或变异性要足够小。为做到这一点，应尽量选择那些使得系统对噪声变化不敏感的控制因子的某种水平的组合来达到目的，这就是“稳健参数设计”。在国内，这类设计通常被称为“田口参数设计方法”。
（4）混料设计。
如果讨论的是配方问题，则研究的是在整个产品中各个分量所占的比率问题，显然，这些比率的总和应为100%。研究这类问题的试验设计称为“混料设计”。
（5）调优运算。
现有的过程条件已基本上满足要求，但是希望获得更好的结果，这时可以在原有条件的基础上稍加调整来寻求解决，这就是“调优运算”法所解决问题。

B. 有哪些常见的实验方法

1 控制变量法：这个应该是最常见的实验方法。

例如，在“探究压强与哪些因素有关”、“探究电流与电阻的关系”、“研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系”等实验中都用到了该实验方法。

2 类比法：例如，在学习电流时，为了更好地理解，与生活中熟悉的水流作类比。

实验+推理法：有些理论只有在理想空间里才能通过实验得出，此时，我们可以在现实条件实验的基础上推导出来这些理论。

例如，在初二我们学过牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。我们知道，物体在运动过程中必定会受到阻力作用，但是我们通过多次实验，可以推出这一结论。

3 描述法：例如，在生活中是不存在光线的，我们为了更好地学习光，才引进了“光线”这一词。

4 转换法：例如，我们在学习“声音是振动产生的”这一知识时，我们把音叉的微小简答振动转换为乒乓球的摆动。使实验现象更为明显。

5 模型法：我们在学习原子结构时，为了更好地认识原子的内部结构，用太阳系模型代表原子结构。

(2)实验设计的常用设计方法扩展阅读：

物理实验是初高中阶段物理课程中包含的相关实验，包括电学实验、力学实验、热学实验、光学实验等等，常用于验证物理学科的定理定律。

实验物理是相对于理论物理而言，理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。

理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等，几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。而实验物理主要是从实验上来探索物质世界和自然规律。

实验室使用守则

1、为保护实验仪器和保持环境卫生，学生必须脱鞋进入实验室。

2、实验室是全校师生进行实验教学和科研活动的场所，学生进入实验室后要保持肃静，遵守纪律。

3、做实验前，认真听教师讲解实验目的、步骤、仪器的性能操作、方法和注意事项，认真检查所需仪器设备是否完知世好齐全，如有缺损要及时向教师报告。

4、实验时要遵守操作规程，按照实验步骤认真操作。

5、实验时要注意安全，防止意外发生。

6、爱护实验室仪器设备。

7、实验完毕要认真清理仪器设备，关闭水源电源。

性质

1.真理性：物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘，反映出物质运动的客观规律。

2.和谐统一性：神秘的太空中天体的运动，在开普勒三定律的描绘下，显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一，也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。

麦克斯韦电磁理论的建立，又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动拦猛慧性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。

3.简洁性：物理规律的数学语言，体现了物理的简洁明快性。如：牛顿第二定律，爱因斯坦的质能方程，法拉第电磁感应定律。

4.对称性：对称一般指物体形状的对称性，深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如：物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。

5.预测性：正确的物理理论，不仅能解释当时已发现的物理现象，更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在，卢瑟福预言中子的存在，菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑，狄拉克预言电子的存在。

6.精巧性：物理实验具有精巧性，设计方法的巧妙，使得物理现象更加明显。

C. 物理实验的常用设计方法有哪些

D. 常用的试验设计方法有哪些分别在什么情况下使用

成的试验设计方法比较多，首先可以根据自己的设想，有针对性的进行小规模的设置，这种基本上都实验室使用

E. 请列举两种常用的实验设计方法

科学研究的方法有三种： 一种是归纳法，第二种是实验验法， 第三种是演绎法。
归纳法：就是通过对客观存在的一系列典型事物 （或经验） 进行观 察，从掌握典型事物的典型特点、典型关系、 典型规律入手，进而分 析研究事物之间的因果关系， 从中找出事物变化发展的一般规律， 这 种从典型到一般的研究方法也称为实证研究。
实验法：就是认为地为某一实验创造一定条件， 观察其实际试验结 果， 给予这些条件的对比试验的实际结果进行比较分析， 寻找外加条 件与实验结果之间的因果关系。 如果经过多次试验， 而且总是得到重 复相同的结果， 那就可以得出结论， 这里存在某种普遍适用的规律性。
演绎法：就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程。演绎推理的逻辑形式对于理性的重要意义在于，它对人的思维保持严密性、一贯性有着不可替代的校正作用。演绎推理的最典型、最重要的应用，通常存在于逻辑和数学证明中。

F. 请列举两种常用的实验设计方法

科学研究的方法有三种：
一种是归纳法，第二种是实验验法，
第三种是演绎法。
归纳法：就是通过对客观存在的一系列典型事物
（或经验）
进行观
察，从掌握典型事物的典型特点、典型关系、
典型规律入手，进而分
析研究事物之间的因果关系，
从中找出事物变化发展的一般规律，
这
种从典型到一般的研究方法也称为实证研究。
实验法：就是认为地为某一实验创造一定条件，
观察其实际试验结
果，
给予这些条件的对比试验的实际结果进行比较分析，
寻找外加条
件与实验结果之间的因果关系。
如果经过多次试验，
而且总是得到重
复相同的结果，
那就可以得出结论，
这里存在某种普遍适用的规律性。
演绎法：就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程。演绎推理的逻辑形式对于理性的重要意义在于，它对人的思维保持严密性、一贯性有着不可替代的校正作用。演绎推理的最典型、最重要的应用，通常存在于逻辑和数学证明中。

G. 实验室设计方法常用的有几种

1、初步设计：初步设计的内容主要包括设计依据、设计构思、总平面图、主要材料用量、工艺设计、主要设备选型、三废治理等。
2、施工图设计：根据初步设计文件的内容，安诺净化给出有关工程的尺寸、细部做法等指导现场施工安装、安排材料设备，并做出预算是实验室设计的最后阶段。在进行施工图设计时不仅需要进行暖通风及其他有关的设备系统的设计，还需交代它们的位置净距、坐标、标高、构造形式、节点详图、用料做法、尺寸、坡向、材质型号、施工安装等的技术要求。