【例６】牛顿第一定律是不能用实验直接证明的，而是在经验事实的基础上，伽利略、牛顿等科学家通过研究阻力对小车运动的影响，推理得出的结论．下列探究过程中与上述方法相同的是（）
A．放在玻璃钟罩内的电铃正在发声，把玻璃钟罩内的空气抽去—些后，铃声明显减弱，得到真空不能传声的结论；
B．把正在发声的音叉放到平静的水面上，看到溅起水花，说明发声的物体在振动；
C．取相同的瓶子，倒入不同深度的水，吹瓶口时发出的声调不相同，说明声调与空气柱的长度有关；
D．把发声的收音机装在塑料密封袋内放入水中还能听到声音，说明水能传声。
分析:我们并不能把玻璃钟罩内的空气抽成绝对真空，所以实际上我们不可能创造出完全真空的实验条件，所以得出真空不能传声结论并不是实际实验的结果，而是在有一定空气条件下，空气越稀薄传声性能越差的规律基础上推理出来的．所以这种方法与牛顿第一定律经历了相同的实验和思维过程．而Ｂ是转化的方法；Ｃ体现了控制变量的思想；而Ｄ就是直接实验．
解:选Ａ．
评说:推理的基础是在近似条件下得出一定的规律，所以，实验基础必须牢固，对于同学们来说，分析实验规律得出正确结论是关键，而对于理想情况下的结论，有了前面的基础也就水到渠成了．实际上实验和推理是密不可分的，只有实验而没有合理而大胆的推理，我们也就不能得到更加本质的认识．
正交实验法的由来 一、正交表的由来 拉丁方名称的由来 古希腊是一个多民族的国家，国王在检阅臣民时要求每个方队中每行有一个民族代表，每列也要有一个民族的代表。 数学家在设计方阵时，以每一个拉丁字母表示一个民族，所以设计的方阵称为拉丁方。 什么是n阶拉丁方？ 用n个不同的拉丁字母排成一个n阶方阵(n<26 )，如果每行的n个字母均不相同，每列的n个字母均不相同，则称这种方阵为n*n拉丁方或n阶拉丁方。每个字母在任一行、任一列中只岀现一次。 什么是正交拉丁方？ 设有两个n阶的拉丁方，如果将它们叠合在一起，恰好岀现n2个不同的有序数对，则称为这两个拉 丁方为互相正交的拉丁方，简称正交拉丁方。 例如：3阶拉丁方(图1) ABC ABC B C A 和CAB CAS B C A 用数字替代拉丁字母：(图2) 1 2 3 (l f l) (2,2)(艮可 3 12 -> (2r3) (3r l) (1.2) 2 3 1 (3 辺(13) (2A) 二、正交实验法
正交试验设计(Orthogonal experimental design) 是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根 据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐 整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。例如作一个三因素 三水平的实验，按全面实验要求，须进行33=27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重复数。若按 L9(33)正交表按排实验，只需作9次，按L18(37)正交表进行18次实验，显然大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。 利用因果图来设计测试用例时,作为输入条件的原因与输岀结果之间的因果关系，有时很难从软件需求规格说明中得到。往往因果关系非常庞大，以至于据此因果图而得到的测试用例数目多的惊人，给软件测试带来沉重的负担，为了有效地，合理地减少测试的工时与费用，可利用正交实验设计方法进行测试用例的设计。 正交实验设计方法：依据Galois理论，从大量的(实验)数据(测试例)中挑选适量的、有代表性的点(例)，从而合理地安排实验(测试)的一种科学实验设计方法。类似的方法有：聚类分析方法、因子方法方法等。 三、利用正交实验设计测试用例的步骤： (1)提取功能说明，构造因子--状态表 把影响实验指标的条件称为因子，而影响实验因子的条件叫因子的状态。 利用正交实验设计方法来设计测试用例时，首先要根据被测试软件的规格说明书找岀影响其功能实现 的操作对象和外部因素，把他们当作因子；而把各个因子的取值当作状态。对软件需求规格说明中 的功能要求进行划分，把整体的、概要性的功能要求进行层层分解与展开，分解成具体的有相对独立性的、基本的功能要求。这样就可以把被测试软件中所有的因子都确定下来，并为确定每个因子的 权值提供参考的依据。确定因子与状态是设计测试用例的关键。因此要求尽可能全面的、正确的确
案例： 牛顿第一定律是综合运用了多种方法而总结。其中最主要的是理想实验法。 思路设计如下： 一、提出问题： 力可以使静止的物体运动，也可以使运动物体的速度加快、变慢、或改变方向，那么如果不受力，物体将会怎样？ 用一个真实的实验研究该问题。但是不受力的物体是不存在的，怎么办？（很关键的一个问题） 我们可以先看受力物体运动的情况，然后使物体受到的力尽量减小，观察物体的运动情况（很重要的一个引导） 二、实验研究 教材提供的实验：如图略 1 ．实验：观察小车从斜面上滑下的情况，三次实验条件及实验结果记录如下表 次数实验条件实验结果 ①观察的物体②滑下高度③斜面斜度④平面情况物体滑行的距离 1 小车 A H α毛巾表面约 30cm 2 小车 A（未变）H ( 未变 ) α ( 未变 ) 木板表面约 50cm 3 小车 A（未变）h ( 未变 ) α ( 未变 ) 玻璃表面约 80cm 上述实验条件共有四个，实验过程中，①②③条件未变，只改变了条件④，即平面的状况。 （2）分析实验结果： ①实验结果：小车第 3次前进的距离 >第 2次的距离 >第 1次的距离。 ②利用因果分析方法，分析出现上述结果的原因：
实验的 4个条件中，只有条件④发生了改变，因此，出现上述结果只可能是由发生改变的那个条件引起。 ③三次实验中，条件④有什么不同或发生了什么变化？分析可知，第 3次的平面比第 2、 1次的平面光滑。第 2次比第 1次的平面光滑。说明：同样条件下（同一物体，从同一斜面的同一高度下滑下）物体在光滑的平面上前进的距离远些。 提出问题：如果平面非常光滑，物体的运动将出现什么情况呢？ 引出理想实验 三、理想实验 假设平面越光滑，根据实验，可以推论，物体运动的距离将越远，如果平面非常光滑，绝对光滑，没有摩擦阻力，物体将如何运动呢？ 依据推理：物体将以不变速度永远运动下去。 300 年前，伽利略对类似的实验进行了分析，认识到运动物体受到的阻力越小，它的速度减小得越慢，运动时间越长。他还进一步通过推理得出，在理想情况下，如果表面绝对光滑，物体受到的阻力就为零，它的速度将不变减慢。这里物体将以恒定不变的速度永远运动下去。笛卡儿进一步指出：物体如果不受任何力的作用，不仅它的速度大小不变，而且运动的方向也不变，将沿着原来的方向匀速运动下去。 牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括了一条重要的物理定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 显然牛顿第一定律在提出问题的基础上，运用控制变量实验法及理想实验法总结出来的。 当然理想实验不是真实的实验，而是一种思维方法，但它建立在真实的实验的基础上。尽管不受力的物体不存在，但是实践是检验真理的标准。自然界没有违背牛顿第一定律的情况，因此牛顿第一定律是正确的
正交试验设计方法讲义及举例 第5章 正交试验设计方法 5．1 试验设计方法概述 试验设计是数理统计学的一个重要的分支。多数数理统计方法主要用于分析已经得到的数据，而试验设计却是用于决定数据收集的方法。试验设计方法主要讨论如何合理地安排试验以及试验所得的数据如何分析等。 例5-1 某化工厂想提高某化工产品的质量和产量，对工艺中三个主要因素各按三个水平进行试验（见表5-1）。试验的目的是为提高合格产品的产量，寻求最适宜的操作条件。 对此实例该如何进行试验方案的设计呢？ 很容易想到的是全面搭配法方案（如图5-1所示）： 此方案数据点分布的均匀性极好，因素和水平的搭配十分全面，唯一的缺点是实验次数多达33＝27次（指数3代表3个因素，底数3代表每因素有3个水平）。因素、水平数 愈多，则实验次数就愈多，例如，做一个6因素3水平的试验，就需36＝729次实验，显然难以做到。因此需要寻找一种合适的试验设计方法。 试验设计方法常用的术语定义如下。 试验指标：指作为试验研究过程的因变量，常为试验结果特征的量（如得率、纯度等）。例1的试验指标为合格产品的产量。 因素：指作试验研究过程的自变量，常常是造成试验指标按某种规律发生变化的那些原因。如例1的温度、压力、碱的用量。 水平：指试验中因素所处的具体状态或情况，又称为等级。如例1的温度有3个水平。温度用T 表示，下标1、2、3表示因素的不同水平，分别记为T 1、T 2、T 3。
常用的试验设计方法有：正交试验设计法、均匀试验设计法、单纯形优化法、双水平单纯形优化法、回归正交设计法、序贯试验设计法等。可供选择的试验方法很多，各种试验设计方法都有其一定的特点。所面对的任务与要解决的问题不同，选择的试验设计方法也应有所不同。由于篇幅的限制，我们只讨论正交试验设计方法。 5．2 正交试验设计方法的优点和特点 用正交表安排多因素试验的方法，称为正交试验设计法。其特点为：①完成试验要求所需的实验次数少。②数据点的分布很均匀。③可用相应的极差分析方法、方差分析方法、回归分析方法等对试验结果进行分析，引出许多有价值的结论。 从例1可看出，采用全面搭配法方案，需做27次实验。那么采用简单比较法方案又如何呢？ 先固定T 1和p 1，只改变m ，观察因素m 不同水平的影响，做了如图2-2（1）所示的三次实验，发现 m ＝m 2时的实验效果最好（好的用 □ 表示），合格产品的产量最高，因此认为在后面的实验中因素m 应取m 2水平。 固定T 1和m 2，改变p 的三次实验如图5-2（2）所示，发现p ＝p ３时的实验效果最好，因此认为因素p 应取p ３水平。 固定p ３和m 2，改变T 的三次实验如图5-2（3）所示，发现因素T 宜取T 2水平。 因此可以引出结论：为提高合格产品的产量，最适宜的操作条件为T 2p ３m 2。与全面搭配法方案相比，简单比较法方案的优点是实验的次数少，只需做9次实验。但必须指出，简单比较法方案的试验结果是不可靠的。因为，①在改变m 值（或p 值，或T 值）的三次实验中，说m 2（或p ３或T 2 ）水平最好是有条件的。在T ≠T １，p ≠p １时，m 2 水平不是最好的可能性是有的。②在改变m 的三次实验中，固定T ＝T ２，p ＝p ３ 应该说也是可以的，是随意的，故在此方案中数据点的分布的均匀性是毫无保障的。③用这种方法比较条件好坏时，只是对单个的试验数据进行数值上的简单比较，不能排除必然存在的试验数据误差的干扰。 运用正交试验设计方法，不仅兼有上述两个方案的优点，而且实验次数少，数据点分布均匀，结论的可靠性较好。 正交试验设计方法是用正交表来安排试验的。对于例1适用的正交表是L 9（34），其试验安排见表5-2。 所有的正交表与L 9（34）正交表一样，都具有以下两个特点： （1） 在每一列中，各个不同的数字出现的次数相同。在表L 9（34）中，每一列有三个水平，水平1、2、3都是各出现3次。 （2） 表中任意两列并列在一起形成若干个数字对， 不同数字对出现的次数也都相同。
T R I Z创新方法课程简介 1 【判断题】《创新方法论》课程所介绍的知识只包含经典TRIZ理论。(×) 创新需要方法吗？ 1 【单选题】“最有用的知识是关于方法的知识。”这句话是（B）讲的。 A、贝尔纳 B、笛卡尔 C、奥斯本 D、吉尔福斯 2 【单选题】“中国没有科学的原因在于没有科学的方法”。这句话是（B）讲的。 A、贝尔纳 B、蔡元培 C、奥斯本 D、吉尔福斯 3 【判断题】通过《创新方法论》课程的学习，我们发现，采用不同的方法、选择不同的工具，完成同一实践活动的效果、效率、成本与代价常常会存在较大的差别。(√) 4 【判断题】通过《创新方法论》课程的学习，我们知道在创新实践的时候，只需要
5 【判断题】《创新方法论》课程告诉我们，创新不需要方法，本身没有规律可循。(×) 6 【判断题】《创新方法论》课程告诉我们，创新方法是人们在创造发明、科学研究或创造性解决问题的实践活动中，所采用的有效方法和程序的总称。(√) 7 【判断题】创新方法的根本作用在于根据一定的科学规律，启发人们的创造性思维，提升人们的创新效率。(√) 创新方法的演化 1 【单选题】创新方法按照发展历程分为（B）个阶段。 A、2 B、3 C、4 D、5 2 【单选题】创新方法按照发展历程划分，第二阶段是（B）。 A、尝试法 B、试错法 C、现代创新方法 D、设问法 3 【单选题】创新方法按照发展历程划分，第三阶段是（C）。
C、现代创新方法 D、设问法 4 【单选题】《创新方法论》课程告诉我们，神农尝百草，日中七十毒”，便是（A）的生动写照。 A、尝试法 B、试错法 C、现代创新方法 D、设问法 5 【单选题】爱迪生以极大的毅力和耐心，先后实验了6000多种材料，做了7000多次实验，终于发现可以用棉线做灯丝，足足亮了45小时灯丝才被烧断。这使用的是（B）。 A、尝试法 B、试错法 C、现代创新方法 D、设问法 6 【单选题】屠呦呦发现青蒿素的主要途径是大量筛选、大量实验和灵感，主要采用了（B）。 A、尝试法 B、试错法
心理测验方法 1.人员素质测评的基本方法：（1）心理测验（2）面试（3）评价中心 2.心理测验：是心理测量的一种具体形式。 3.阿纳斯塔西的概念：心理测验实质上是行为样组的客观和标准化测量。告诉我们：（1）心理测验是行为的测量（2）心理测验是一组样本的测量（3）心理测验的行为不一定是真实行为，有可能是概括化了的模型行为。（4）心理测验是一种标准化测验（5）心理测验是力求客观化的测量 4.心理测验类别跟据测验的具体对象分为认知测验和人格测验 较为通用的心理测验种类分类 5.心理测验的形式：指测验的表现形式，包括刺激和反应两个方面 6.品德：是关于个体在思想，政治，道德，法制，个性，心理等方面所表现出的稳定的行为特征与倾向之总和。 7.品德的可测评行：（1）品德是一个耗散结构系统。品德的内部因素和外部行为构成一个耗散系统。（2）品德内位的统一性（3）品德具有稳定性（4）品德具有差异性 8.品德测评：是指一种建立在对品德特征信息测与量的基础上的分析与评判活动 9..测评所满足的三个充分条件：（1）测评对象客观存在（2）测评对象的质与量具有大小、强弱与多少上的程度差异、数量差异、或存在与否差异（3）测评对象这种质与量可以通过比较进行确定和报告 10.FRC 品德测评法：它是事实报告电子计算机辅助分析的考核性品德测评方法 心理 测验 认知测验 人格测验 成就测验（斯坦福成就测验） 智力测验（斯坦福-比奈儿童测验） 性向：一般性向测验；特殊（内特机械性向测验） 态度（利克特态度量表） 兴趣（爱德华爱好测验 性格（卡特尔16因素测验） 道德（雷斯特道德测验）
FRC 品第测评法的操作流程图 11.、问卷法：卡特尔16因素问卷，艾森克个性问卷，明尼苏达多相个性问卷 12..卡特尔16因素问卷法：（16PF ） 被测评个体独立报告表征行为与事实 主管人员检查 判断 调查证实修正 或不处理 储存并利用专家仿真 测评系统测评 报告分数、等级、评语、 以及提出指导建议 水平性评定仿真系统 区分性选拔仿真系统 问题诊断指导仿真系统 因素A ：乐群性 低分数特征：缄默、孤独、冷淡 高分数特征：外向、热情、乐群 因素B ：聪慧性 低：思想迟钝、学识浅薄、抽象思考能力弱 高：聪明、富有才识、善于抽象思考 因素C ：稳定性 低：情绪激动、易烦恼 高：情绪稳定而成熟、能面对现实 因素E ：恃强性】 抵：谦逊、顺从、通融、恭顺 高：好强、固执、独立积极 因素F ：兴奋性 低：严肃、审慎、冷静、寡言 高：轻松兴奋、随遇而安 因素G:有恒性 低：苟且敷衍、缺乏奉公守法的精神 高：有恒负责、做事尽职 因素H:敢为性 低：畏怯退缩、缺乏自信心 高：冒险敢为、少有顾虑 因素I ：敏感性 低：理智的。着重现实、自恃其力 高：敏感、感情用事 因素L ：怀疑性 低：信赖随和、易与人相处 高：怀疑、刚愎、固执己见 因素M ：幻想性 低：现实、合乎成规、力求妥善合理 高：幻想的、狂放任性 因素N ：世故性 低：坦白、直率天真 高：精明能干、世故 因素O ：忧虑性 低：安详、沉着、通常有自信心 高：忧虑抑郁、烦恼自扰 因素Q1：实验性 低：保守的、尊重传统观念和行为标准 高：自由的、批评激进、不拘于现实 因素Q2：独立性 低：依赖、随群附和 高：自立自强、当机立断
初中物理常用的实验及科学方法 初中物理常用的主要实验方法： 1.控制变量法 2.等效替代法 3.转换法 4.实验推理法（理想实验法） 5.类比法 6.物理模型法（理想模型法） 一、使用控制变量法的实验 1.探究物体运动的快慢； 2.探究滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系； 3.探究物体的动能大小与质量和速度的关系； 4.探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系； 5.探究液体的压强与液体的密度和深度的关系； 6.探究液体蒸发的快慢与哪些因素有关； 7.探究电磁铁磁性与线圈的匝数和电流大小的关系； 8.探究导体电阻大小跟导体材料、长度、横截面积关系； 9.探究电流与电压和电阻的关系（即欧姆定律）。 10.探究电流产生的热量与电流、电阻的关系. 二、等效替代法：将某个物理量用另外一个物理量来替代，得到同样的结论的方法。 1、测量不规则小块固体的体积时，用它排开水的体积等效固体的体积； 2、测量摩擦力的大小时，用二力平衡的原理测得拉力，从而得知摩擦力的大小； 3、托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与大气压等效的方法测定大气压的数值； 4、在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，其中一根等效另一根的像； 5、求多个用电器组成的串、并联电路的总电阻。 三、转换法：在研究看不见的物质或现象时，可以通过研究该物质现象或所产生的可见的效果，由此进一步分析物质或现象，这种方法叫转换法。 注意：“等效替代法”虽然也包涵有转换法的思想，但其研究主体已发生转移，而转换法则是通过研究主体所产生的效果来上朔其原因的一种研究方法。 转换法的实验例子： 1、利用小球的振动来判断发声体在振动； 2、根据苹果落地的现象证明重力的存在； 3、利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果； 4、根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小； 5、利用纸片的飘动来判断气体压强的变化； 6、根据马德堡半球实验的现象证明大气压的存在； 7、通过扩散现象研究分子的热运动； 8、判断电路中是否有电流时，可通过电路中的灯泡是否发光去确定； 9、判断磁场是否存在时，可用小磁针放在其中看是否转动来判断；
正交试验设计方法讲义及举例 第5章正交试验设计方法 5．1 试验设计方法概述 试验设计是数理统计学的一个重要的分支。多数数理统计方法主要用于分析已经得到的数据，而试验设计却是用于决定数据收集的方法。试验设计方法主要讨论如何合理地安排试验以及试验所得的数据如何分析等。 例5-1某化工厂想提高某化工产品的质量和产量，对工艺中三个主要因素各按三个水平进行试验（见表5-1）。试验的目的是为提高合格产品的产量，寻求最适宜的操作条件。 对此实例该如何进行试验方案 的设计呢 很容易想到的是全面搭配法方 案（如图5-1所示）： 此方案数据点分布的均匀 性极好，因素和水平的搭配十分全 面，唯一的缺点是实验次数多达33 ＝27次（指数3代表3个因素，底 数3代表每因素有3个水平）。因素、 水平数愈多，则实验次数就愈多，例如，做一个6因素3水平的试验，就需36＝729次实验，显然难以做到。因此需要寻找一种合适的试验设计方法。 试验设计方法常用的术语定义如下。 试验指标：指作为试验研究过程的因变量，常为试验结果特征的量（如得率、纯度等）。例1的试验指标为合格产品的产量。 因素：指作试验研究过程的自变量，常常是造成试验指标按某种规律发生变化的那些原因。如例1的温度、压力、碱的用量。 水平：指试验中因素所处的具体状态或情况，又称为等级。如例1的温度有3个水平。 表5－1 因素水平 水 平 因 素 温 度℃ 压力Pa加碱量kg 符 号 T p m 1 2 3 T1 (80 ) T2(10 p1 p2 p3 m 1 m2 m3 图5－1 全面搭配法方案
温度用T表示，下标1、2、3表示因素的不同水平，分别记为T1、T2、T3。 常用的试验设计方法有：正交试验设计法、均匀试验设计法、单纯形优化法、双水平单纯形优化法、回归正交设计法、序贯试验设计法等。可供选择的试验方法很多，各种试验设计方法都有其一定的特点。所面对的任务与要解决的问题不同，选择的试验设计方法也应有所不同。由于篇幅的限制，我们只讨论正交试验设计方法。 5．2 正交试验设计方法的优点和特点 用正交表安排多因素试验的方法，称为正交试验设计法。其特点为：①完成试验要求所需的实验次数少。②数据点的分布很均匀。③可用相应的极差分析方法、方差分析方法、回归分析方法等对试验结果进行分析，引出许多有价值的结论。 从例1可看出，采用全面搭配法方案，需做27次实验。那么采用简单比较法方案又如何呢 先固定T1和p1，只改变m，观察因素m不同水平的影响，做了如图2-2（1）所示的三次实验，发现m＝m2时的实验效果最好（好的用□表示），合格产品的产量最高，因此认为在后面的实验中因素m应取m2水平。 固定T1和m2，改变p的三次实验如图5-2（2）所示，发现p＝p３时的实验效果最好，因此认为因素p应取p３水平。 固定p３和m2，改变T 的三次实验如图5-2（3）所示，发现因素T 宜取T2水平。 因此可以引出结论：为提高合格产品的产量，最适宜的操作条件为T2p３m2。与全面搭配法方案相比，简单比较法方案的优点是实验的次数少，只需做9次实验。但必须指出，简单比较法方案的试验结果是不可靠的。因为，①在改变m值（或p值，或T值）的三次实验中，说m2（或p３或T2）水平最好是有条件的。在T≠T１，p≠p１时，m2水平不是最好的可能性是有的。②在改变m的三次实验中，固定T＝T２，p＝p３应该说也是可以的，是随意的，故在此方案中数据点的分布的均匀性是毫无保障的。③用这种方法比较条件好坏时，只是对单个的试验数据进行数值上的简单比较，不能排除必然存在的试验数据误差的干扰。 运用正交试验设计方法，不仅兼有上述两个方案的优点，而且实验次数少，数据点分布均匀，结论的可靠性较好。 正交试验设计方法是用正交表来安排试验的。对于例1适用的正交表是L9（34），其试验安排见表5-2。 所有的正交表与L9（34）正交表一样，都具有以下两个特点： （1）在每一列中，各个不同的数字出现的次数相同。在表L9（34）中，每一列有三个水平，水平1、2、3都是各出现3次。 图5－2 简单比较法
第三章最终理想解 TRIZ理论，在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result，IFR)，以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。如果将TRIZ创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥，那么最终理想解就是这座桥的桥墩。 3.1理想化简介 理想化是科学研究中创造性思维的基本方法之一。它主要是在大脑之中设立理想的模型，通过思想实验的方法来研究客体运动的规律。一般的操作程序为:首先要对经验事实进行抽象，形成一个理想客体，然后通过想象，在观念中模拟其实验过程，把客体的现实运动过程简化和升华为一种理想化状态，使其更接近理想指标的要求。 理想化方法最为关键的部分是思想实验，或称理想实验。它是从一定的原理出发，在观念中按照实验的模型展开的思维活动，模型的运转完全是在思维中进行操作的，然后运用推理得出符合逻辑的实验结论。思想实验是形象思维和逻辑思维共同作用的结果，同时也体现了理想化和现实性的对立统一。 诚然，思想实验还不是科学实践活动，它的结论还需要科学实验等实践活动来检验，但这并不能否认思想实验在理论创新中的地位和作用。新的理论往往与常识相距甚远，人们常常为传统观念所束缚，不易走向理论创新，因此，借助于思想实验来进行理论创新以及对新理论加以认同，不失为一种有效的手段。 理想化方法的另一个关键部分是如何设立理想模型。理想模型建立的根本指导思想是最优化原则，即在经验的基础上设计最优的模型结构，同时也要充分考虑到现实存在的各种变量的容忍程度，把理想化与现实性结合起来。理想中的优化模型往往具有超前性，这是创新的天然标志。但是，超前行为只有在现实条件所容许的情况下，其模型的构造才具有可行性。应当指出的是，理想模型的设计并不一定非要迁就现实的条件，有时候也需要改造现实，改变现实中存在的不合理之处，特别是需要彻底扭转人们传统的落后的思维方式和生活方式，为理想模型的建立和实施创造条件。 科学历史上，很多科学家正是通过理想化获得划时代的科学发现。著名的有伽俐略、牛顿、爱因斯坦、卢瑟福等。 伽俐略注意到:当一个球从一个斜面上滚下又滚上第2个斜面上时，球在第2个斜面上所达到的高度同在第一个斜面上达到的高度近似相等。他断定这一微小差异是由于摩擦影响的结果，如果将摩擦消除，那么第2 次的高度完全等于第一次的高度。他又推想，在完全没有摩擦的情况下，不管第2个斜面的倾斜度多么小，它在第2个斜面上总要达到相同的高度。如果第2个斜面的斜度完全消除，那么球从第一个斜面滚下来之后，将以恒速在无限长的平面上永远不停地运动下去。当然，这个实验是一个理想实验，无法真实地操作这个实验，因为永远也无法把摩擦力消除尽，也无法找到和制作一个无限长的平面。伽利略是理想实验的先驱，后来牛顿把伽利略的惯性原理确立为动力学第一定律:惯性定律。 牛顿继承了伽利略的传统，在思索万有引力问题时也设计了一个著名的理想实验:抛体运动实验。一块 石头投出，由于自身重压力，被迫离开直线路径，如果单有初始技掷，理应按直线运动，而却在空中描出 了曲线，最终落在地面上，投掷的速度越大，它落地前走得越远。于是，我们可以假设当速度增到如此之大，在落地前描出1，2，5，100，1000英里θ长的弧线，直到最后超出了地球的限度，进入空间永不 触及地球。这个实验在当时的物质条件下是无论如何不能实现的。牛顿在真实的抛体运动的基础上，发挥 思维的力量把抛体的速度推到地球引力范围 之外。
心理测验概述 心理测验法作为心理学的一种较为客观的研究方法和手段，在心理学和教育、军事、体育、临床医护实践中具有广泛的用途。什么是心理测验？它在我们的实际生活中有何意义呢？ 心理测验（psychological test）是一种心理测量的技术，就像用尺测量长短、用秤称轻重、血压计量血压一样，都是为了获得所测对象的量。但与之不同的是，心理测验测量的是复杂的心理现象，由此所获得的心理变化的量，可以用来比较、鉴别和评定不同个体之间的心理差异，或者同一个体在不同的时期、不同条件下的心理反应和心理状态。 在临床医护领域，心理测验作为一种诊断或辅助技术，被用之于鉴别、诊断疾病和评定治疗效果。 诊疗形式新颖受欢迎 “我经常感到紧张，每天不做什么事都会觉得疲劳！对，我经常会怕黑暗、怕陌生人，觉得谁都不能信任！嗯，我也经常失眠……”心理门诊时两名中年女子坐在一台笔记本电脑旁做焦虑、抑郁方面的心理测试题。其中一人刚刚做完20题的“汉密尔顿焦虑量表”，电脑屏幕显示诊断结果：你有中度焦虑症状。而另一人的诊断结果则是“你有明显抑郁症状”。面对这样的诊断结果，两名患者都表示非常信服，医生也当即为她们开出了治疗处方。 相比以前不确定因素较多的聊天诊断，做心理测试显得既简单又准确，颇受患者欢迎。“到目前为止，已经有很多人尝试过这一诊疗方式，而且几乎所有做过心理测试的患者都认为电脑最后作出的诊疗结果符合实际情况。” 儿童智力 可据此作出权威鉴定 心理测试题除了对成年人的抑郁、焦虑等心理疾病能作出准确判断外，还能对儿童智力程度进行鉴定。前不久，市区有位女士带着自己上二年级的女儿来看心理门诊。单从小女孩的言行来看，和正常人没什么区别，但母亲称她“不用心记东西，二年级了连十以内的算术题目都不愿意好好学，至今不会做”。经过心理医生给孩子做心理测试，结果令母亲惊讶不已：这个孩子的智力只有40分。 “以前，因为有临床经验，我们可以对有心理疾病的患者通过聊天有所感知，接着一步步对患者提出治疗方案。但是，如果一些儿童存在智力缺陷，但表面上看不出来，我们就很难通过聊天去判断孩子到底是心理有问题，还是智力有缺陷。” 目前的心理测试题软件共包含180多套心理测试题，测验的项目包括常见的“汉密尔顿焦虑量表”、“汉密尔顿抑郁量表”、“日常生活能力证定量表”、“睡眠质量指数”、“痴呆简易筛选量表”等，同时也包括一些近年来现代人越来越关注的气质测定、个性测定、婚姻质量测定等等。 （一）心理测验的类别 心理测验的种类繁多，较常用的可归纳为以下几种类型： 1、按测验的目的分类 a．智力测验 以评估个体智力水平为目的的心理测验。智力测验在临床上主要用于评估病人的智力水平和智力功能损伤或衰退的程度。 b．人格测验 以评估个性心理特征为目的的心理测验。常用的有明尼苏达多相人格调查表（MMPI）、艾森克人格问卷（EPQ）、卡特尔16种人格因素问卷（16PE）、罗夏墨迹测验、主题统觉测验（TA T）等。 c．诊断测验
正交试验设计法[17] 正交试验设计是利用“正交表”选择试验的条件，并利用正交表的特点进行数据分析，找出最好的或满意的试验条件，适用于多因素的设计问题。正交试验法的理论基础是正交拉丁方理论与群论。在工作中可用的多因素寻优工作方法，一类是从优选区某一点开始试验，一步一步到达较优点，这类实验方法叫序贯试验法，如因素轮换法、爬山法等；另一类是，在优选区内一次布置一批试验点，通过对这批试验结果的分析，逐步缩小优选范围从而达到较优点，如正交试验法等。科研中普遍采用正交试验法，因其具有如下优点： ①实用上按表格安排试验，使用方便； ②布点均衡、试验次数较少； ③在正交试验法中的最好点，虽然不一定是全面试验的最好点，但也往往是相当好的点。特别在只有一两个因素起主要作用时，正交试验法能保证主要因素的各种可能都不会漏掉。这点在探索性工作中很重要，其他试验方法难于作到； ④正交试验法提供一种分析结果（包括交互作用）的方法，结果直观易分析。且每个试验水平都重复相同次数，可以消除部分试验误差的干扰； ⑤因其具有正交性，易于分析出各因素的主效应。 名词解释： 1 试验因素：影响考核指标取值的量称为试验因素(因子)，一般记为：A，B，C等。有定量的因素，可控因素，定性的因素，不可控因素等。 2 因素的位级(水平)：指试验因素所处的状态。 4 考核指标：根据试验目的而选定的用来衡量试验效果的量值(指标)。 5 完全因素位级组合：指参与实验的全部因素与全部位级相互之间的全部组合次数，即全部的实验次数。
6 部分因素位级组合：⑴单因素转换法⑵正交试验法 7 正交表的符号：正交表是运用组合数学理论在正交拉丁名的基础上构造的一种规格化的表格。符号：Ln(ji) 其中： L--正交表的符号 n--正交表的行数(试验次数，试验方案数) j--正交表中的数码(因素的位级数) i--正交表的列数(试验因素的个数) N=ji--全部试验次数(完全因素位级组合数) 总之，利用正交试验法的设计方案，结合代数方法对数据进行分析，可达到使试验收敛速度加快、试验的效率非常高的效果。可利用试验结果获取更多信息，准确掌握效应的趋势规律，而且优选点可超越所选水平范围和精度，从而可大大减少试验次数。这种联用技术，对于可获得定量结果或结果容易定量化，以及试验代价高时，很有效。 正交实验设计 当析因设计要求的实验次数太多时，一个非常自然的想法就是从析因设计的水平组合中，选择一部分有代表性水平组合进行试验。因此就出现了分式析因设计(fractional factorial designs)，但是对于试验设计知识较少的实际工作者来说，选择适当的分式析因设计还是比较困难的。 正交试验设计(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。例如作一个三因素三水平的实验，按全面实验要求，须进行33=27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重复数。若按L9(3)3正交表按排实验，只需作9次，按L18(3)7正交表进行18次实验，显然大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。 1．正交表
心理测验 （一）定义 心理测验法是根据已标准化的实验工具如量表，引发和刺激被测试者的反应，所引发的反应结果由被测试者自己或他人记录，然后通过一定的方法进行处理，予以量化，描绘行为的轨迹，并对其结果进行分析。 （二）心理测试分类： 1. 按测验的功能可分为： ①智力测验：这类测验的功能是测量人的一般智力水平。如比内—西蒙智力量表、斯坦福—比内智力量表、韦克斯勒儿童和成人智力量表等。 ②特殊能力测验：这类测验偏重测量人的特殊潜在能力。 ③人格测验：这类测验主要用于测量性格、气质、兴趣、态度、品德、情绪、动机、信念等个性中除能力之外的心理特征，一类是问卷法，一类是投射法。前者如MMPI、16PF、EPQ，后者如罗夏测验、主题统觉测验（TAY）。 2. 按测验材料的性质可分为： ①文字测验：所用的文字材料，它以言语来提出刺激，团体测验多采用此种方式编制，其缺点是容易受被试者文化程度的影响。 ②操作测验：也称非文字测验。题目多属于对图形、实物、工具、模型的辨认和操作，无需使用言语作答，不受文化因素的限制，可用于学前儿童和不识字的成人。如罗夏测验、TAT、Raen测验及Wechsler儿童和成人智力量表中的操作部分。两类测验常常结合使用。 3. 按测验材料的严谨程度可分为： ①客观测验：只需被试者直接理解，无须发挥想象力来猜测和遐想。绝大多数心理测验都属这类。 ②投射测验：刺激没有明确意义，问题模糊，对被试的反应也没有明确规定。具有代表性的有罗夏测验、主题统觉测验、自由联想测验和句子完成测验。 4. 按测验的方式可分为： ①个别测验：一对一的形式，一次一个被试。主试者需要较高的训练与素养，一般人不易掌握。 ②团体测验：由一个或几个主试者对较多的被试者同时实施测验。主要用在军队、学校、团队等。主试不必接受严格的专业训练，缺点是对被试者的行为不能作切实的控制。 5. 按测验的应用可分为： ①教育测验：主要在学校。 ②职业测验：主要用于人员的选拔和安置。 ③临床测验：用在医务部门。 6. 按测验的目的可分为： ①描述性测验。 ②诊断性测验。 ③预示性测验。
伽利略给我们的启示 摘要 第三学期由刘小兵老师和韩长明老师给我们上的《科学实验方法和实验设计》课涉及到在教学中的真正应用、动手、工艺以及思想方等各个方面，作为跨专业的我眼界大开，收获很大。本文拟从实验方法背后的思所体现的思想之角度谈谈我的认识。 正文 所谓实验，就是重现生活中发生的、需要用已有的或者发展后的科学知识加以解释的现象，由于任何自然界的现象都是错综复杂的，不可避免地会有干扰因素，不可能以纯粹的形态自然地展现在人们面前，力学现象也不例外。因此，人们要从生产和生活中遇到的各种力学现象抽象出客观规律，必定要有相当复杂的提炼、简化、复现、抽象等实验和理论研究的过程[1]。并通过人为控制变量的办法忽略其次要因素，将现象加以放大。而这又是一种理解抽象科学原理，发展科学原理的再好不过的方式。然而我觉得不管实验得如何成功，如何精彩，都离不开思想的指导，那些思想则通过合理巧妙，严谨而又科学的设计体现出来。作为科学实验之始祖的伽利略先生给我们很大的启发。 上课时，刘老师曾不止一次提到伽利略和他对落体运动及斜面问题的研究，而对我影响最大的是他的思想实验。 伽利略（1564——1642），意大利人，是一位伟大的物理学家。为了弄清楚运动的本质，他设计了如下的实验：让一个球沿斜面滚下。这样：球的速度将增大。若是给一个球一个起始的推动力让他沿斜面向上滚，他会慢下来（然后停下来并回头往下滚）。假设斜面近于水平，如果你曾让一个球沿一个小坡度的斜面滚下来过，你就会知道，
它很容易慢下来并停止，即使他是向下滚得。伽利略认识到这种减速是由于斜面和球的表面不光滑造成的，今天我们称其为摩擦。而伽利略关键的一步是通过略去（至少是在他头脑中略去）摩擦的效应而使实验理想化[1],这种事伽利略的伟大之处。更为精彩的是他采取了有特色的令人赞赏的一步：他考虑小坡度平面的极限情形，即理想的水平面，此时小球不会加速也不会减速，这种合理外推的思想是很值得我们借鉴的[2]。伽利略留给我们很多东西，最主要的是科学研究的方法，归纳起来，这些方法包括： 设计实验，以检验特定的假设。虽然细心观察的做法可以追溯到亚里士多德，伽利略最先通过用受控实验来检验特定的假设，从而改变了这一做法。 对现实世界进行理想化，以消除（至少在人的头脑中）任何可能掩盖主要效应的次要效应。 限制探究 范围每次只考察一个问题。伽利略和亚里士多德不同，他更细致的观察水平运动是怎样进行的，她发现没有摩擦力的条件下，物体不会慢下来。 一个好的实验固然精彩，而更可贵的是如何想出来的，能够结合知识进行创作，而这正是韩长明教授的长处，当然有了想法，在付诸行动的过程中需要过硬的基本功，这门课的最后几节是韩老师给我们上的，他从科学实验的创作及其所需的基本功等角度做了讲解并指导学生进行实践，很大程度上给同学们补了一下基本功，这样就可以确保同学们有想法便可以去实施，为接下来的实验设计做了很好的铺垫。 定量方法 伽利略尽最大努力进行测量。他懂得，能做出定量预测的理论更
正交实验法及其应用 为了研制新产品，提高产品的质量和数量，降低原材料消耗，都需要做试验。一项试验如何安排，就得选择方法。一个好的试验方法，只要用少量试验既能得到较好的效果和分析出较为正确的结论；如果试验方法不好，不但试验次数多，而且结果还不一定理想。正交试验法就是利用一套规格化的表(正交表)来安排试验方案，使得试验次数尽可能地少；并通过对试验数据的简单分析，有助于我们在复杂的影响因素中抓住主要因素，从而找出较好的实验方案。“正交试验法”应用的范围非常广泛，现已成为比较简便、易行的一种应用数学方法。这里分两部分：简单介绍正交试验的基本方法和利用该方法对芦荟多糖提取条件进行优化。其中第一部分包括：正交试验法解决的问题；涉及的相关术语；如何用正交表安排试验以及怎样分析试验结果。另外，有时试验过程中不仅因素的水平变化对指标有影响，而且，有些因素间各水平的联合搭配对指标也产生影响，这种联合搭配作用称为交互作用，这里不作介绍。第二部分应用正交实验法对芦荟多糖提取条件进行了优化，得到很好的试验结果，大大加快了试验的进程，并节约了试验的耗材。 第一部分正交试验的基本方法 一、什么是“正交试验法” 采用什么样的实验设计方案能够做到优质、高产、低稍耗？要使实验顺利进行应该改进哪些实验条件……？由于实验结果是受许多方面的因素的影响，往往需要进行试验来增加对具体实验的认识，以便摸索其中的规律性。 凡是要做试验就存在着如何安排试验和如何分析试验结果的问题。科学的实验安排应能做到两点：1)在试验安排上尽可能地减少试验次数2)在进行较少次数试验的基础上，能够利用所得到的试验数据，分析出指导下一步实验的正确结论，并得到较好的结果。 “正交试验法”就是一种科学地安排与分析多因素试验的方法。下面通过一个例子初步说明一下它是解决什么问题的。 例. 研究人参皂苷的提取工艺试验。 根据经验，乙醇用量、乙醇浓度、提取时间、回流次数等对人参皂苷的提取有显著影响。所以在提取过程中需要考察乙醇用量(Ａ)、乙醇浓度(Ｂ)、回流时间(Ｃ)、回流次数(Ｄ)这四个因素。每个因素比较三种不同的条件（见表） 类似这样的问题，在实验中经常遇到。这类问题称之为多因素试验问题。“正交试验法”正是解决这类问题的行之有效的一种方法。 为了叙述的方便，下面介绍一下涉及到的术语和符号。一般，把试验需要考察的结果称为指标。如产品的性能、质量、成本、产量等均可做为衡量试验效果的指标。本例中的人参皂苷的量就是试验的指标。把在试验中要考察的对试验指标可能有影响的因素简称为因素。本例中的乙醇用量(Ａ)、乙醇浓度(Ｂ)、回流时间(Ｃ)、回流次数(Ｄ)就是四个因素。把
物理学史上的著名“理想实验”
物理学史上的著名理想实验 在物理学发展的历史中，理想实验以其独特方式在物理学发展的许多关键时刻发挥了重要作用，直接或间接地导致了许多物理规律的发现和物理理论的建立。下面我们一起欣赏物理学史上的著名理想实验，感怀物理学家的睿智。 1伽利略的“理想斜面”实验 力与物体的运动的关系是力学的一个最基本的问题。亚里士多德认为：物体的运动是由于外力的作用，当外力的作用停止时，运动的物体就会静止，所以力是维持物体运动的原因。亚里士多德这一观点与人们的一些生活经验相一致，正是由于这样的原因，亚里士多德的观点易于被人们接受，以至于长期以来被人们奉为真理。 彻底推翻亚里士多德错误观点的是伽利略。伽利略凭借的有力武器不是数学推导，不是真实的实验，而是理想实验。伽利略设想：如图1在A点悬一单摆，拉至AB时放开，在忽略空气阻力的情况下，摆球会沿着弧线升至对面的C 处。如果在摆线经过的E或F处钉上小钉子，可以使摆球沿不同的弧线上升至同一水平高度G、H，由此得到单摆的等高性结论。 以单摆的等高性为基础，伽利略进一步设想，如图2中从A点释放一个光滑坚硬的小球，让它沿坚硬光滑的斜面AB下落。到达B点后，小球将以获得的速度沿对面的BC、BD或BE中的某一斜面上升至通过A点的水平面，比较斜面BC、BD和BE，倾角越来越小，斜面越来越长，即小球在斜面上走过的距离越来越远，运动的时间越来越长。当斜面的倾角为零而成为水平面BF时，物体由于不可能达到A点的高度而永远地运动下去。至此，伽利略得出结论：“任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可以保持不变……”伽利略的结论从根本上否定了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的错误论断，指出力与运动的正确关系是：力是改变物体运动状态的原因。 伽利略从单摆等高性的理想实验到理想斜面实验，忽略了空气阻力和摩擦力，而这些忽略在现实中都是无法真正实现的。在真实的实验中，人们可以用各种方法减小空气阻力和摩擦力，但永远也无法彻底消除它们，因而人们无法
理想实验在物理学中的 作用 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
山西大同大学 题目：理想试验在物理学中的作用 院系：物电学院 专业：物理学 班级：12级物理三班 学号：120702011315 姓名：李青林 指导老师：李萍 完成日期： 理想实验在物理学中的作用 李青林 摘要：“理想试验”是物理学中一种重要的研究方法，它关键词：
1.引言：物理学中常常为了验证一个理论或便于研究，除了建立 “理想模型”，还常常应用“理想试验”。物理实验的构成要素也同其它自然科学实验一样，是实验者、实验对象和实验手段三者组成。物理实验的过程，就是实验者通过自己有目的活动，借助实验手段，观察和研究实验对象,演绎客观变化的过程。理想试验是一种科学的研究方法，对物理学的发展，对新理论的建立，对已有理论的补充和完善起到了重要作用。物理实验论文就是表述这一过程及这一过程的结论。理想实验是人们在以认识的自然规律和科学实验的基础上,运用逻辑推理方法,思维中,把客观的实验条件和研究对象加以理想化和纯化,抽象或塑造出来的理想化过程的“实验”。它属于思想上的实验,不是实际的、真的实验。 理想实验完全克服了实际实验的局限性,超越了当时的科学技术和发展水平。用理想实验研究物理学中的问题,在原有物理科学技术和发展水平。用理想实验研究物理学中的问题,在原有物理科学实验事实基础上,以物理科学理论为指导,发挥人的主观能动性,对研究的物理条件和对象加以理想化,完全排除次要因素和无关因素干扰,使研究对象的主要特性及其运动规律充分暴露出来,抓住主要矛盾,发现和认识事物的本质及其规律具有极其特殊的地位和作用。在物理学发展中,理想实验不论对经典物理学的建立,还是对现代物理学的建立都起了重要的作用。 2.理想试验的概念 所谓“理想实验”，又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法．是一种逻辑推理的思维过