实验设计

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第十三章实验设计

一、教学大纲要求

(一)掌握内容

1. 实验设计的基本原则

随机化原则、对照的原则(对照的类型,对照的设置)、重复的原则。

2. 实验设计的基本内容和步骤

3. 常用的实验设计方法

(1)随机化分组方法;

(2)完全随机分组设计;

(3)配对设计;

(4)配伍组设计及随机分组方法。

4.确定样本含量

确定样本含量应当具备的条件:α、1-β、δ、σ 。

(二) 熟悉内容

1. 常用的估计样本含量的计算方法及估计该试验的检验效能的方法。

(1)两样本均数比较。

(2)配对试验。

(3)样本均数与总体均数的比较。

(4)两样本率的比较。

(5)配对资料进行卡方检验时的样本含量估计。

(6)抽样调查估计总体均数的样本含量。

(7)抽样调查估计总体率的样本含量。

2. 一致性检验:Kappa值的意义及计算。

(三)了解内容

1 实验设计的特点和分类。

2.临床设计书的主要内容。

3.Kappa值的抽样误差和假设检验。

二、教学内容精要

(一)实验设计的特点和分类

实验研究(experimental study)是指研究者根据研究目的(或研究假设),主动加以干预措施,并观察总结其结果,回答假设研究所提出的问题的一种研究方法。

实验研究可根据研究对象的不同分为两类:以动物或标本为研究对象的实验研究(experiment)和以人为研究对象的临床试验(clinical trial)。

(二)实验设计的基本原则

1.随机化原则

总体中的每一个观察单位都有同等的机会被选入实验组和对照组或进入样本,保证了非

处理因素在各组间均衡一致而使样本具有代表性。

2.对照原则

正确的设立对照可可控制实验过程中非实验因素的影响和偏倚,从而使处理因素的效应充分的显露出来。

设立对照组的常见方法有:空白对照、安慰剂(placebo)对照、实验对照、标准对照及自身对照。

3.重复的原则

保证每一个处理都有足够的重复数(样本量),避免把偶然性或巧合的现象当作必然的规律性现象,并能正确的估计实验误差。

(三)实验设计的基本内容和步骤

1.建立研究假设

在选题时应当考虑题目的科学性、新颖性、可行性以及所选课题是否是当前社会需要解决的主要问题。

根据研究目的确定本研究需要解决的主要问题(primary question)及相应的辅助问题(secondary question)。

2.明确研究范围

审慎考虑规定适当的纳入标准(inclusion criteria)和排除标准(exclusion criteria),选择适宜本次实验的受试对象。

3.确立处理因素

分清处理因素和非处理因素,并注意处理因素的标准化。

4.明确观察指标

选用客观性较强,易于量化,灵敏性和特异性均较高的指标。

5.控制误差和偏倚

采取各种有效措施控制误差(error)和偏倚(bias),使处理措施的效果能够真正的体现出来,是实验设计的重要任务之一。

(1)误差:泛指实测值与真值之差。

随机误差:随机误差(random error)它是一类不恒定的、随机、变化的误差,是不可避免的,但随机误差服从正态分布,可以用医学统计学的方法进行分析和推断。

系统误差:系统误差(systematic error)是指实验过程中产生的一些误差,它们的值是恒定不变或者是遵循着一定的规律变化。这两种误差都是人为因素产生的,可控制的。

(2)偏倚:属于系统误差,它是指在实验中由于某些非实验因素的干扰所形成的,歪曲了处理因素的真实效应。

选择性偏倚:选择性偏倚(selection bias)是由于纳入观察对象的方法不正确而产生的偏倚。它产生于实验研究的开始阶段,即研究对象的选择时产生。

测量性偏倚:测量性偏倚(measurement bias)是在实验过程中对研究对象进行观察或测量而造成的偏倚。它产生于实验进行的过程中。

在实验研究中,特别是在社区实验研究中,产生测量性偏倚的常见因素有:沾染(contamination)、干扰(intervention)、依从(compliance)和非依从(noncompliance)、失访(lost of follow-up)、检查和诊断结果的不一致(disagreement)、观察记录的失误、心理因素的干扰。防止测量性偏倚的主要方法:盲法(blind method)、签订实验合同、检查实验对

象的依从情况、注意医德、注意医德、定期检查研究记录、对每一种实验方法、诊断标准,重复判断的一致性应在实验前作出估计。

混杂性偏倚:混杂性偏倚(confounding bias )由于某些非实验因素与实验因素同时并存的作用影响到观察的结果,造成混杂性偏倚。它产生于总结分析阶段。

可通过对资料进行分层分析或采取配比法控制混杂性偏倚。 (四)常用的实验设计方法 1. 随机对照试验

随机对照实验(randomized control trial )由于采取了随机化的分配原则,增强了各比较组间的可比性,避免了某些非实验因素的干扰,使实验因素能充分的显露出来,由于随机化,满足了统计学假设检验的要求,使检验结果更能反映它们之间存在的真实差异;设立对照组,更好的控制非实验因素对实验因素的影响,有效的控制了偏倚和误差,有利于反映所比较组间所存在的真实差异。

随机双盲对照实验,是目前国际上认为值得提倡的实验设计方案,特别适用于临床治疗效果、疾病的预后和诊断实验的研究。

2. 配对设计

配对设计(paired design )可增强处理组间的均衡性,提高实验效率。 3. 配伍组设计

又称随机单位区组设计(randomized block design )是配对设计的扩大(处理数大于2)。 (五)确定样本含量 1.确定样本含量的意义

确定适当的样本含量,可节约资源,并防止因为样本含量过少引起的检验效能偏低,出现了非真实的阴性结果,这是当前医学研究中值得注意的问题。

2.确定样本含量时应当具备的条件

建立检验假设;确立检验水准α;提出在特定检验水准的条件下,所期望的检验效能1-β;总体参数间的差值δ;估计的总体标准差σ及估计的总体率π。

3.确定样本含量的用途

保证科研设计有适当的样本含量,而且可考察当前的样本含量是否能够保证足够大的检验效能。

4.常用的估计样本含量的方法 (1)两样本均数比较

()2

2??

?

???+=δσβαu u N (13-1)

注意:上式中N 为两组合计的样本含量,α有单双侧之分,β只取单侧。 αβσ

δu N

u -=

2 (13-2) 上式是已知样本含量时(试验结束后),估计其检验效能是否足够大。方法是根据βu 查正态分布表得β,得到检验效能1-β。

(2)配对试验

()2

??

????+=δσβαd u u N (13-3)

N 为观察的对子数。 估计检验效能: αβσδ

u N

u d

-= (13-4)

(3)样本均数与总体均数的比较

()2

??

?

???+=δσβαu u N (13-5)

αβσ

δ

u N

u -= (13-6)

(4)两样本率比较,当例数相等时 ()()

2

212

)

14ππππβα

--+=

c c u u

N ( (13-7)

()

αβππππu N u c c ---=1221 (13-8)

式中1π、2π分别代表两组的总体率,c π代表两组的合并率。N 为两组合计之样本含量。

(5)配对分类资料多用2χ检验进行处理的资料的样本含量估计

???

?

????-+=-++--++-ππππππβαc c u u N 22 (13-9)

b a b +=-+π

c a c

+=+-π 2+--++=πππc

c

c

u N u ππππππαβ-++--++---=22 (13-10)

(6)抽样调查估计总体均数的样本含量

2

??

?

??=δσαu N (13-11)

(7)抽样调查估计总体率的样本含量 ()

2

21δππα-=

u N (13-12)

5.一致性检验Kappa 值是判断一致性和信度评价的常用的重要指标。 e

e

A P P P Kappa --=

1 (13-13)

Kappa 值愈大,一致程度愈好,一般来说,Kappa 值≥0.75,说明已取得相当满意的一致程度,若小于0.4,说明一致程度不够理想。

三、典型试题分析

(一)名词解释 实验效应。

答:实验效应(experimental effect )主要指处理因素作用于实验对象的反应,这种效应将通过实验中观察指标显示出来。

(二)填空题

实验研究与调查研究的区别在于 。 答:前者主动施加干预措施而后者不。

[评析]实验研究是指研究者根据研究目的,主动加以干预措施,并观察总结其结果,回答研究假设所提出的问题。而调查研究旨在客观的描述总体,未加任何干预措施。

(三) 是非题

1. 实验效应选择特异性高的指标可减少假阳性率( )。 答:正确。

[ 评析] 实验效应选择特异性高的指标减少假阳性率,而敏感度高的指标减少假阴性率。 2. 随机对照实验中所谓随机化就由受试对象随便选择进入实验组或对照组( )。 答:错。

[评析] 随机不等于随便,所谓随机是指总体中的每一个观察单位都有同等的机会被选入样本或进入实验研究的各处理组中。

(四) 简答题

在选取实验效应时应考虑那几方面的问题?

答:应考虑选用客观性较强,易于量化,灵敏度高精确性较强的指标。 (五) 计算题

1. 为考虑某疫苗的疗效,拟进行一场实验,该传染病的发病率一般为10%,接种组降低发病率5%以上才有推广价值,问两组各需多少人?(0.05,α=检验效能90%)。

答:由原题可知接种疫苗后只会降低发病率,α=0.05

(单侧),0.05 1.64u =, β=0.10, 10.0u =1.28,1π =0.1,05.02=π,δ =0.05,c π=0.075

代公式:

2

12()4(1)

(1.64 1.28)40.0750.925

946()

0.05

c c u u N αβππππ+?-+???=

=

=-人 两组共需946,即每组473人。

2. 新生儿的出生体重其均数为3200g ,标准差为467g 。欲研究妇女在怀孕期间服用某药物是否会影响新生儿体重,假设服用该药后出生的新生儿将比一般的新生儿平均增重220g ,假设单侧检验,α=0.05。问:

(1) 如果取1-β=0.08,两组样本含量相等时需要多大的样本含量才能发现其差异? (2) 如果1-β为0.90,取两组相等时,需要多大的样本含量?

(3) 如果每组各有120人进入研究,仍采用单侧检验α=0.05,检验效能为多大?

答:

(1)代入公式 ()2

2N αβμμσδ??+=??????=()2

21.640.84467220+??

???

?=111

两组样本含量相等时,需要112例样本才能发现其差异。

(2)代入公式 ()2

2N αβμμσδ??+=??????=()2

21.64 1.28467220+??

???

?=154

取两组相等时,需要154例样本。

(3)代入公式 00.264.1467

2240

2202=-?=-=

αβσδu N u 解得:βμ=2.00,查表得:β=0.02,power =1-0.02=0.98。

3. 欲研究小剂量阿司匹林预防男性冠心病的效果,拟进行为期5年的随机双盲试验。若40~64岁男服用安慰剂后,冠心病5年发病率为2.5%,同一年龄男性服用阿司匹林后冠心病5年发病率为2.0%,问:

(1)取α=0.05,用双侧检验,要有80%的机会发现其差异,每组需要多少人进入研究? (2)如检验效能取0.90,其余的条件不变,各组又需多少人? (3)若单侧检验,检验效能仍为为0.80,各组又需多少人?

(4) 如每个组有5000人进入研究,α=0.05,双侧检验时期检验效能为多大? 答:

(1) α=0.05, αu =1.96,β=0.20,βu =0.84,1π=0.025,2π=0.02,c π=0.0225

()()

()()()()

2758802.0025.00225.010225.0484.096.1142

2

2

212

=--??+=--+=

ππππβα

c c u u

N 人 取α=0.05,用双侧检验,要有80%的机会发现其差异,每组需要13794进入研究。 (2)α=0.05, αu =1.96,β=0.10,βu =1.28

()()

()()()()

3694202.0025.00225.010225.0428.196.1142

2

2

212

=--??+=--+=

ππππβα

c c u u

N 如检验效能取0.90,其余的条件不变,每组需18471少人。 (3)α=0.05, 单侧αu =1.64,β=0.20,βu =0.84

()()

()()()()2164402.0025.00225.010225.0484.064.1142

2

2

212

=--??+=--+=

ππππβα

c c u u

N

若单侧检验,检验效能仍为0.80,各组需10821人。 (4)α=0.05, 双侧αu =1.96

()

()96.10225.010225

.0202

.0025.010*******---=

---=αβππππu N u c c =0.1686

查表得β=0.4325,则双侧检验时其检验效能为1-0.4325=0.5675。

4. 根据既往观察,人群接种某预防制剂后,体温高于37.5℃的反应率为10%,今欲推广使用,拟再次证实真实反映率是否为10%,要求容许误差在真实反应率的20%以内,

α=0.05,β=0.10,问按单纯随机抽样需观察多少人?

答:

取α=0.05(双侧),0.05 1.96u =,0π=0.1,δ=10%×20%=0.02,

2

2

002

1.96(1)()0.1(10.1)8640.02

u N α

ππδ=-=?-=人 需观察864人。

5. 已知藏族中HbsAg 阳性感染为14.78%,现欲抽样检查了解拉萨地区藏族人的HbsAg 阳感染率,要求误差不超过1%,α=0.05, β=0.10,问需调查多少人? 答:

已知α=0.05(双侧),0.05 1.96u =, 0π =0.1478,δ=0.01,代入公式可得:

()22

00 1.9610.1478(10.1478)48380.01u N αππδ????

=-=-= ? ?????

需调查4838人。

四、 习 题

(一) 名词解释

1. 安慰剂对照

2. 随机化

3. 混杂因素

4. 系统误差

5. 偏倚

6. 实验研究

7. 沾染

8. 干扰

9. 失访 10. 随机对照试验 (二) 填空题

1.实验设计的基本原则是 , , 。

2.决定样本含量的条件有 , , , 。 (三) 选择题

1.在下面各种实验设计中,在相同条件下最节约样本含量的是。( ) A. 完全随机设计 B. 配对设计 C. 配伍组设计 D. 交叉设计

2.为研究新药“胃灵丹”治疗胃病(胃炎,胃溃疡)疗效,在某医院选择50例胃炎和胃溃疡病人,随机分成实验组和对照组,实验组服用胃灵丹治疗,对照组用公认有效的“胃苏冲剂”。这种对照在实验设计中称为( )。

A. 实验对照

B. 空白对照

C. 安慰剂对照

D. 标准对照

3.某医师研究丹参预防冠心病的作用,实验组用丹参,对照组用无任何作用的糖丸,这属于( )。

A. 实验对照

B. 空白对照

C. 安慰剂对照

D. 标准对照

4.某医师研究七叶一枝花治疗胃溃疡疗效时,实验组服用七叶一枝花与淀粉的合剂,对照组仅服用淀粉,这属于( )。

A. 实验对照

B. 空白对照

C. 安慰剂对照

D. 标准对照 5. 实验设计的三个基本要素是( )。

A. 受试对象、实验效应、观察指标

B. 随机化、重复、设置对照

C. 齐同对比、均衡性、随机化

D. 处理因素、受试对象、实验效应 6. 实验设计的基本原则( )。

A. 随机化、盲法、设置对照

B. 重复、随机化、配对

C. 随机化、盲法、配对

D. 随机化、重复、设置对照

7. 实验设计和调查设计的根本区别是()。

A.实验设计以动物为对象

B.调查设计以人为对象

C.实验设计可随机分组

D.实验设计可人为设置处理因素

8. 在()中,研究者可以人为设置各种处理因素;而在()中则不能人为设置处理因素。

A. 调查研究

B. 社区干预试验

C. 临床试验

D. 实验研究

(四)是非题

1. 用元参钩藤汤治疗80名高血压患者,服用半月后比服用前血压下降了

2.8kPa,故认为该药有效()。

2. 在实验设计中,样本含量越大,越符合其重复原则,越能降低实验误差()。

(五)简答题

1.随机化的作用是什么?

2. 某医师欲观察保健品“海兰兰”纠正小学生贫血的效果,您认为应采用何种类型的研究?在进行研究设计时应考虑那些主要问题,请简述之。

3. 某单位研究饮食中缺乏维生素E与肝中维生素A含量的关系,将同种属的大白鼠按性别相同,年龄、体重相近者配成对子,共8对,并将每对中的两头动物随机分到正常饲料组和维生素E缺乏组,过一定时期将大白鼠杀死,测得其肝中维生素A的含量,问不同饲料的大白鼠肝中的维生素A的含量有无差别。请问:

(1)此实验属于那种实验设计()。

A.完全随机设计

B.配对设计

C.配伍组设计

D.拉丁方设计

(2)此实验结果应使用那种统计方法进行分析()。

A.配对资料t检验

B. 回归分析

C. 成组资料t检验

D. 成组设计方差分析

(3)以下假设检验那种是正确的()。

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量不等

A.

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量相等

1

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量不等

B.

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量相等

1

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量不等

C.

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量不等

1

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量相等

D.

H两种饲料喂养的大白鼠总体的肝中维生素A含量不等

1

(4)结果如何解释()。

A. P﹤0.05时,两组饲料喂养的大白鼠样本的肝中维生素A 含量差别无意义

B. P﹤0.05时,两组饲料喂养的大白鼠样本的肝中维生素A 含量差别有意义

C.P﹤0.05时,两组饲料喂养的大白鼠总体的的肝中维生素A 含量差别无意义

D.P﹤0.05时,两组饲料喂养的大白鼠总体的的肝中维生素A 含量差别有意义

(六)计算题

1.在进行有两种处理的动物冠状静脉窦的血流实验时,A处理使平均血流量增加1.8ml/min,B处理使平均血流量增加

2.4ml/min。设两处理的标准差相等,均为1.0ml/min,α=0.05,β=0.10,若要得出两处理有差别的结论,成组设计时需要多少实验动物?

2.据说某民族正常人平均体温高于37℃,为核实这一点,拟进行抽样调查。如果就总体而言平均高出0.1℃便不可忽略,已知正常人的体温标准差约为0.2℃,那么,为了将第I,II类错误的概率α和β均控制在0.05,试计算单纯随机抽样样本量应该是多大?

3.某药厂在大量筛选降压药物时规定平均降压效果超过2kPa者才作为候选药物进入下一轮研究。现对某药作了10个动物的预试验,血压下降值的标准差为5kPa,问正式试验时样本量多大为宜?

4.为了比较两类片剂的溶解速率,决定各随机抽取10片,测定5分钟溶解量,然后作α=0.05水平的检验。据预试验,两类片剂的变异性相同,标准差约为6个单位,均数之差也约为6个单位,问欲使检验效能达到95%,样本量应当多大?

5. 甲乙两医院的内科分别随机调查了30名住院病人,甲医院中对医疗服务表示满意者有20名,乙医院中表示满意者有23名。经统计检验,尚不能认为两医院内科住院病人的满意率不等。如欲考察两医院内科住院病人的满意率是否相差10%以上,至少应当各调查多少病人?

6. 按120名患者就诊顺序,完全随机将其分为A,B,C三组。试列出随机分组表。试验结束后统计,发现其中有56个重症患者,就诊序号分别为:1~9,15~24,70~89,100 ~116。问A,B,C三组重症患者比例是否均衡?

五、习题答案要点

(一)名词解释

1.安慰剂对照(placebo control)指在实验研究中,对照组使用一种外形与实验药物完全相同而毫无药理作用的物质,这种对照称为安慰剂对照。

2.随机化(randomization)指研究对象中或总体中每一个观察单位都有同等的机会被选入样本或实验研究的各处理组中。

3.混杂因素(confounding factor)指实验研究中由于某些非实验因素与实验因素同时并存的作用影响到观察的结果,这种非实验因素称为混杂因素。

4.系统误差(systematic error)指实验过程中产生的一些误差,它们的值是恒定不变或者是遵循着一定的规律变化。

5.偏倚(bias)是指在实验中由于某些非实验因素的干扰所形成的系统误差,歪曲了处理因素的真实效应。

6.实验研究(experimental study)是指研究者根据研究目的(或研究假设),主动加以干预措施,并观察总结其结果,回答假设研究所提出的问题的一种研究方法。

7.沾染(contamination)是指对照组的实验对象接受实验组的处理措施,提高了对照组的有效率,其结果是造成了实验组和对照组之间差异缩小的假象。

8.干扰(intervention)是实验组从实验外接受了对实验因素有效的药物或措施(非处理措施),提高了实验组的有效率,其结果是扩大了实验组和对照组之间的差异。

9. 失访(lost of follow-up )指受试者在实验过程中由于各种原因退出实验称为失访。 10.随机对照实验(randomized control trial )首先将受试对象随机分配到实验组和对照组,通过比较分析回答研究假设的问题。

(二)填空题

1.重复、对照、随机化。

2.检验水准α、检验效能1-β、总体参数间的差值δ、估计的总体标准差σ。 (三)单项选择题

1. D

2. D

3. C

4. A

5. D

6. D

7. D

8. BC, A (四)是非题

1. 错。没有设立对照不能说明问题。

2.错。样本含量过大,实验过程不易控制,反而增加系统误差,且成经济损失,故样本含量适当时,效能最高,重复性原则并非指样本含量越大约好。

(五)简答题

1. 随机化保证了各比较组间的均衡可比性,也是资料统计分析时进行统计推断的前提。

2. 宜采用配对设计,将实验对象按照年龄,性别,营养状况,贫血轻、中、重的程度配对,随机分配每对中两个对象接受不同的处理方式。实验组给予“海兰兰”对照组给予安慰剂,最好采用双盲法。

3.(1)B (2)A (3)D (4)D (六)计算题

1.本题δ=

2.4-1.8=0.6ml/min ,σ=1,双侧α=0.05,β=0.1。查表得0.05 1.96u =,

0.01 1.282u =,按两组均数t 检验估计样本含量:

()2

2??????+=δσβαu u N =()2

6.01282.196.12?????

??+=120只 共需120只,每组60只。

2.由原题可知α=0.05(单侧),0.05 1.64u =, β=0.05, 0.05 1.64u =,δ =0.10

C ,σ=0.20

C ,按样本均数与总体均数比较t 检验估计样本含量:

2

2

()(1.64 1.64)0.2430.1u u N αβσδ+??+???===????????

可取43个人参加试验。

3.由原题可取α=0.05(单侧),0.05 1.64u =, β=0.01, 0.01 2.33u =,δ =2kPa ,σ= 5kPa ,因为σ未知,所以用S 代替σ,按配对t 检验估计样本含量:

2

2

()(1.64 2.33)5982u u N αβσδ+??+???===????????

可取98只动物。

4.由原题可知α=0.05(双侧),0.05 1.96u =, β=1-0.95=0.05, 0.05 1.64u =,δ =6,σ= 6,按两组均数t 检验估计样本含量:

2

2

2()2(1.96 1.64)6516u u N αβσδ+???+???===?????

??? 总片数只需52片,每类26片。

5.由原题可取α=0.05(双侧),0.05 1.96u =, β=0.10, 0.10 1.28u =,123π=

,223

30

π=,43

60

c π=

,代入公式得: 22

2

2124343(1.96 1.28)4(1)()4(1)

6060852223()

()330

c c u u N αβππππ+???-+-=

=

=--

每个医院各调查426人。

6.用计算器给每个患者产生一个3位数的随机数,规定随机数区间,000~332分到A 组,333~665分到B 组,666~998分到 C 组。随机分组表见表13-1。

表13-1 120例患者随机分组结果

编号 数字 结果 编号 数字 结果 编号 数字 结果 编号 数字 结果 1﹡

628 B 31 747 C 61 647 B 91 994 C 2﹡ 673 C 32 791 C 62 474 B 92 507 B 3﹡ 833 C 33 503 B 63 685 C 93 542 B 4﹡ 915 C 34 568 B 64 414 B 94 309 A 5﹡ 776 C 35 442 B 65 878 C 95 871 C 6﹡ 713 C 36 002 A 66 790 C 96 375 B 7﹡ 366 B 37 735 C 67 201 A 97 701 C 8﹡ 663 B 38 598 B 68 690 C 98 141 A 9﹡ 830 C 39 400 B 69 703 C 99

305

A 10 842 C 40 157 A 70﹡ 723 C 100﹡ 018 A 11 123 A 41 531

B 71﹡ 437 B 101﹡ 341 B 12 318 A 42 820

C 72﹡ 126 A 102﹡ 769 C 13 168 A 43 801 C 73﹡ 222 A 103﹡ 334 B 14 461 B 44 125 A 74﹡ 010 A 104﹡ 125 A 15﹡ 449 B 45 503 B 75﹡ 109 A 105﹡ 292 A 16﹡ 658 B 46 692 C 76﹡ 479 B 106﹡ 314 A 17﹡ 123 A 47 112 A 77﹡ 648 B 107﹡ 957 C 18﹡ 532 B 48 370 B 78﹡ 947 C 108﹡ 322 A 19﹡ 993 C 49 443 B 79﹡ 875 C 109﹡ 842 C 20﹡ 661 B 50 465 B 80﹡ 120 A 110﹡ 445 B 21﹡ 394 B 51 911 C 81﹡ 236 A 111﹡ 412 B 22﹡ 571 B 52 601 B 82﹡ 873 C 112﹡ 874 C 23﹡ 931 C 53 265 A 83﹡ 010 A 113﹡ 523 B 24﹡ 174 A 54 520 B 84﹡ 923 C 114﹡ 499 B 25 785 C 55 502 B 85﹡ 391 B 115﹡ 421 B 26 329 A 56 129 A 86﹡ 436 B 116﹡ 748 C 27 321 A 57 484 B 87﹡ 786 C 117 945 C 28 700 C 58 560 B 88﹡ 562 B 118 797 C 29 443 B 59 294 A 89﹡ 919 C 119 485 B 备注:﹡为重症患者。

从表13-1中可统计出A 组、B 组、C 组中重症患者数分别为14、22、20个,A 、B 、C 三组重症患者分布的均衡性检验结果见表13-2。

13-2 A 、B 、C 三组重症患者分布的均衡性检验 分组 人数

合计 重症患者 轻度患者 A 组 14 16 30 B 组 22 26 48 C 组 20 22 42 合计

56

64

120

计算得2

χ=0.028,2

0.05,2χ

=5.99, 不能认为 A 、B 、C 三组重症患者分布不均衡。

(周燕荣 陈平)

实验设计的要素与原则

实验设计的要素与原则

第一节实验设计的基本要素 一个良好的科学实验设计是顺利进行科学研究和数据统计分析的前提,同时也是或得预期结果的重要保证。一个完善的统计学研究设计包括三个基本要素:受试对象、处理因素和试验效应。例如,研究某降压药对原发性高血压患者的降压效果,其中高血压患者即为受试对象,这种降压药为处理因素,血压的变化便是试验效应。科研工作者在进行医药方面的科学研究之前,必须要制定完善的统计研究设计方案,如何选择这三个要素,是实验成败的关键。因此,任何实验研究在设计时,必须明确这三个要素。 一、受试对象 受试对象是处理因素作用的客体,应该根据研究目的来确定。受试对象的选择一般有以下几种情形:l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期,在1期临床试验阶段,通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段,常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者,应有严格的规定。 选择受试对象应有明确的纳入标准和排除标准。首先,受试对象应满足两个基本条件:一是对处理因素敏感;二是反应必须稳定。其次是为是研究结果普遍性和推广价值,需保证受试对象的同质性和代表性。

二、处理因素 处理因素是研究者根据研究目的而施加的特定的实验因素,例如给予的某种降压药。实验研究的目的不同,对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多,就必须结合专业知识,对众多的因素做全面分析,必要时做一些预实验,区分哪些是重要的实验因素,哪些是非重要的实验因素,以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集,实验次数就会增多,许多相邻的水平对结果的影响十分接近,不仅不利于研究目的的实现,而且将会浪费人力、物力和时间;反之,该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来,易于得出错误的结论。除此以外,处理因素应当标准化,在实验过程中同一处理组的处理因素应始终保持不变,包括处理因素的施加方法、强度、频率和持续时间等。在缺乏经验的前提下,应进行必要的预实验或借助他人的经验,选取较为合适的若干个水平,如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件,选取质最因素的水平,千万不能不顾客观条件而盲目选取。 三、实验效应 实验效应是反映在处理因素的作用下,受试对象的反应或结局,它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋

《机械制造工艺学》实验报告

《机械制造工艺学》实验报告

中北大学 《机械制造工艺学》实验报告

姓名: 学号: 学院(系): 专业: 2011年12月 实验一刚度实验 一.实验目的 1.了解机床(包括夹具)—工件—刀具所组成的工艺系统是一弹性系统; 2.了解机床刚度对加工精度的影响; 3.熟悉机床动刚度的测定方法; 4.巩固和验证所学工艺系统刚度和误差复映的概念。 二.实验内容 用动载荷测定法测定机床部件刚度。 三.实验记录 1.实验条件: 机床名称、型号及规格:C620-1普通车床。 刀具名称及材料:硬质合金外圆车刀。几何形状及参数: K r=45°,r0=10°,λs=0°走刀量:0.1 量具:175-200千分尺、游标卡 毛坯(试件)材料:45号钢 2.实验记录及结果:

3.计算机床部件刚度(含计算过程):

四.分析讨论题 1、机床刚度对加工精度有什么影响? 2、减少误差复映的措施? 实验二机床加工精度及尺寸分布规律 一.实验目的 1.通过实验掌握加工精度统计分析的基本原理和方法,运用此方法综合分析零件尺寸的变化规律; 2.通过实验结果,分析影响加工零件精度的原因提出解决问题的方法,改进工艺规程,以达到提高零件加工精度的目的,进一步掌握统计分析在全面质量管理中的应用。 二.实验内容 运用分布曲线法对100个工件进行统计分析。 三.实验记录 1.实验条件: 机床名称、型号及规格: 量具规格: 毛坯(试件)材料: 2.实验记录及结果: (1)磨削后的零件的尺寸 表1 全部零件磨削后的尺寸记录

(2)确定实验数据并记录表2 尺寸分散范围=(Xmax—Xmin)=

第五章准实验设计

第五章准实验设计 第一节单组准实验设计 一、准实验设计 (一)定义:介于真实验和非实验之间的一种设计类型,能在一定程度上控制无关变量,操纵自变量、控制实验处理,但不能随机的选择和分配被试。 准实验设计的应用:人格研究、临床心理的研究、社会心理以及教育心理研究常常采用准实验设计。 准实验设计的特点 ?不需要随机化程序(与实验或真实验最大的区别);研究者只能选择那些已具有了某种不同程度特征的被试。而不能像真实验那样从总体中随机选取被试或随机分组。 ?能有效解决生态效度和外部效度问题,但不能从准实验研究结果中作出因 果关系的结论,其主要原因是在研究的变量上缺乏严格控制,因而其内部效度较低。 ?现场研究中采用最多的是准实验设计,不过准实验并不一定都在现场进行。 例:霍桑实验(照明实验、福利实验、群体实验、谈话实验); 社会心理学家所说的“霍桑效应”也就是所谓“宣泄效应”。霍桑工厂是美国西部电器公司的一家分厂。为了提高工作效率,这个厂请来包括心理学家在内的各种专家,在约两年的时间内找工人谈话两万余人次,耐心听取工人对管理的意见和抱怨,让他们尽情地宣泄出来。结果,霍桑厂的工作效率大大提高。 这种奇妙的现象就被称作“霍桑效应”。 准实验设计与实验设计的关键区别 它和真实验的主要区别在于,准实验中没有运用随机化程序进行被试选择和实验处理;也不能完全主动地操纵自变量。 在实验设计中,样本的随机分配形成了具有完全可比性的两个组别:实验组和控制组。

准实验设计用对照组取代了实验设计中的控制组。研究者努力创造一个与实验组在所有重要方面都尽可能相似的对照组,但与随机分配产生的控制组而言,它的可比性已经大为逊色了。 时间序列设计 【时间系列设计】 要对实验组做周期性的一系列测量,并在测 量的这一时间系列中间呈现实验变量(X),然后比 较实验变量前后的一系列测量记录是否有显著差异。 (一)模式 O1O2O3O4XO5O6O7O8 (二)应用 坎贝尔关于康涅狄格州的交通死亡人数与实施严 惩制度的关系的研究。 可能出现的结果类型 从两方面考虑结果: 延续性:主要指引入实验处理后的成绩水平或斜率的变化是持续性的还是暂时性的(D、F、G) 。 潜伏性:指引入实验处理后的变化是即时产生的还是潜伏一段时间后才发生。 时间序列设计的统计分析 要点:要结合各次前测和各次后测成绩的变化趋势,联系起来进行统计分析。

实验设计方法(1)

实验设计方法㈠ 统计学设计方法按因素分为: 单因素:完全随机,配对设计,序贯设计。 两因素:配伍组设计(随机区组设计),均衡不完全配伍组设计 配对设计,两层次分组设计。 三因素:拉丁方设计,尧敦方设计,裂区设计。 多因素:析因设计,正交设计,均匀设计。 嵌套设计,重复测量设计,调查设计,诊断试验。 一、完全随机设计(Complete random design) (一)概念 ?完全随机设计:又称简单随机分组设计,将受试的对象 随机地分配到各处理组(水平)进行试验,或从不同总 体中随机抽样进行观察。 ?是最简单、最易于掌握的设计方法。 ?可设置两个组,也可设置多个组,可设置2个以上的水平。 ?设计中未考虑非处理因素的影响。 (二)应用条件 1.应用条件: ①计数、计量、等级分组资料; ②适合于样本内个体变异较小的情况; ③注意各组的均衡和可比性。 ④各组样本含量可以不等,但最好是n1 = n2 2.缺点: 只能分析单因素。因工作量大,统计效率低。 (三)实验设计方法 ?单因素多水平完全随机设计:将符合实验要求的观察对象随机分配到n个水平组中。 ?单因素g水平组内完全随机设计:研究某药物治疗某疾病,比较该药物对不同年龄段病人的作用,可采用随机抽样,分别从该疾病的老中青三个总体中随机抽取所需要的样本,比较观察。完全随机设计多组试验 二、配对设计(matched-pairs design) 配对设计:是将条件相同或相近的受试对象按某些特征或条件配成对子,然后把每对中两个受试对象随机分配到不同研究组,这种设计称配对设计。可分为四种: (一)前后配对设计 (二)左右配对设计 (三)异体配对设计 (四) 配对设计与完全随机设计比较 (五)交叉配对设计 (一)前后配对设计 指同一批实验对象,施加一种受试因素后,观察某一实验指标在实验前后的变化。同一批标本接受两种不同测定方法的检查也这属类配对。 1.应用范围:主要应用于急性病与短期实验,但不是绝对不能用于慢性病(病情稳定的慢性

化验室设计要求

新闻中心 实验室设计要求 添加日期:2011-9-15 16:36:50 实验室设计布局时,开间模数适宜为3.5米~4.0米,以3.6米为最佳。 1、在实验室空间设计时,应考虑必须为实验室安全运行、清洁和维护,提供或预留有足够的实验区域空间。 2、实验室墙壁、天花板和地板应当光滑、易清洁、防渗漏并耐化学品和消毒剂的腐蚀。地板应当防滑。 3、实验台面应是防水的,并可耐消毒剂、酸、碱、有机溶剂和中等热度的作用。 4、应保证实验室内所有活动的照明,避免不必要的反光和闪光。 5、实验室器具应当坚固耐用,在实验台、生物安全柜和其他设备之间及其下面要保证有足够的空间以便进行清洁。 6、应当有足够的储存空间来摆放随时使用的物品,以免实验台和走廊内混乱。在实验室的工作区外还应当提供另外的可长期使用的储存间。 7、应当为安全操作及储存溶剂、放射性物质、压缩气体和液化气提供足够的空间和设施。 8、在实验室的工作区外应当有存放外衣和私人物品的设施。 9、在实验室的工作区外应当有进食、饮水和休息的场所。 10、每个实验室都应有洗手池,并最好安装在出口处,尽可能用自来水。 11、实验室的门应有可视窗,并达到适当的防火等级,最好能自动关闭。 12、在设计二级生物安全实验室时,应在靠近实验室的位置配备高压灭菌器或其他清除污染的工具。 13、安全系统应当包括消防、应急供电、应急淋浴以及洗眼设施。 14、应当配备具有适当装备并易于进入的急救区或急救室。 15、在设计新的设施时,应当考虑设置机械通风系统,以使空气向内单向流动。如果没有机械通风系统,那么实验室窗户应当能够打开,同时应安装防虫纱窗。 16、必须为实验室提供可靠和高质量的水。特别是微生物实验室要保证实验室水源和饮用水源的供应管道之间没有交叉连接。应当安

工艺实验报告

工艺实验报告

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实验一加工方法及加工装备的归纳与调研 一.车削加工 1.车削概述 在车床上,工件做旋转运动,刀具做平面直线或曲线运动,完成机械零件切削加工的过程,称为车削加工。其中工件的旋转为主运动,刀具的移动为进给运动。 车削适合加工回转零件,其切削过程连续平稳,可以加工各种内外回转体表面及端平面。 所用刀具主要是车刀,还可以用钻头,铰刀,丝锥,滚花刀等。 图1.1 车削加工主要应用范围 车削加工的尺寸精度较宽,一般可达IT12~IT7,精车时可达IT6~IT5。表面粗糙度Ra数值的范围一般是6.3~0.8 2.车床的组成

车床的种类有很多,主要有卧式车床,立式车床,转塔车床等。 我们这次实验主要调研了CA6140A型卧式车床 图1.2 卧式车床基本机构(1) 1-床头箱;2-进给箱;3-变速箱;4-前床脚;5-溜板箱;6-刀架;7 -尾架;8-丝杠;9-光杠;10-床身;11-后床脚 图1.2 卧式车床基本机构(2) 12-中刀架;13-方刀架;14-转盘;15-小刀架;16-大刀架 车床的基本结构如图1.2所示。车床附件主要有三爪卡盘,四爪卡盘,顶尖,中心架和跟刀架等。 二.铣削加工

1.铣削概述 在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程叫做铣削加工。铣削时,刀具作快速的旋转运动为主运动,工件作缓慢的直线运动为进给运动。 铣削主要用于加工各种平面,沟槽和成形面等,还可以进行分度工作,以及钻孔和镗孔。 图2.1铣削加工的应用范围 铣削可分为周铣和端铣,用端齿刀的端面刀齿加工平面称为端铣法,用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面称为周铣法,周铣又有逆铣法和顺铣法之分。逆铣时,铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反;顺铣时,则铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。 铣床的加工精度一般为IT9~IT8;表面粗糙度一般为Ra6.3~1.6μm。3.铣床的组成

实验设计的三要素与四原则

实验设计的三要素与四原则 众所周知,科研工作者在进行医药方面的科学研究之前,需要制定完善的统计研究设计方案,那么什么样的设计方案才称得上是完善的呢? 完善的设计方案需具备六个条件 一般来说,应具备以下条件:人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏,并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内,并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”,无疑是其设计方案科学严谨的象征。 实验设计的“三要素” 实验设计三要素应着重考虑: 一、受试对象的种类问题。这里面包含以下几种情形:l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期,在1期临床试验阶段,通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段,常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者,应有严格的规定。 二、实验因素。实验研究的目的不同,对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多,就必须结合专业知识,对众多的因素做全面分析,必要时做一些预实验,区分哪些是重要的实验因素,哪些是重要的非重要的实验因素,以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集,实验次数就会增多,许多相邻的水平对结果的影响十分接近,不仅不利于研究目的的实现,而且将会浪费人力、物力和时间;反之,该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来,易于得出错误的结论。在缺乏经验的前提下,应进行必要的预实验或借助他人的经验,选取较为合适的若干个水平。所谓质量因素,就是因素水平的取值是定性的,如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件,选取质最因素的水平,千万不能不顾客观条件而盲目选取。 三、实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志,它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值),一定要事先规定读取数值的严格标准,必要时还应进行统一的技术培训。 实验设计的“四原则” 实验设计四原则的实施主要包括:

(工艺流程)实验一生产现场单一工艺流程系统的实验设计与实验

实验一:生产现场单一工艺流程系统的实验设计与实验 1.1建立概念模型 1.1.1系统描述 某工厂车间对三类产品进行检验。这三种类型的产品按照一定的时间间隔方式到达。随后,不同类型的产品被分别送往三台不同的检测机进行检测,每台检测机只检测一种特定的产品类型。其中,类型1的产品到第一台检测机检测,类型2的产品到第二台检测机检测,类型3的产品到第三台检测机检测。产品检测完毕后,由传送带送往货架区,再由叉车送到相应的货架上存放。类型1的产品存放在第2个货架上,类型2的产品存放在第3个货架上,类型3的产品存放在第1个货架上。 这个检测流程的效率如何?是否存在瓶颈?如果存在,怎样才能改善整个系统的绩效呢?这些问题都是我们希望通过仿真分析得以解决的。 1.1.2系统数据 产品到达速率:产品到达间隔时间服从均值为20秒、方差为2的正态分布 暂存区最大容量:25 检测机时间参数:准备时间是10秒,加工时间服从均值为30秒的指数分布 传送带参数:传送速度是1米/秒,传送带上同时最多传送10个产品 1.1.3概念模型 图7-1概念模型

1.2 建立Flexsim模型 双击桌面上的Flexsim图标打开软件,你可以看到Flexsim菜单、工具条、实体库,和正投影模型视窗。 图2-2 Flexsim软件界面 第1步:模型实体设计 模型元素系统元素备注 Flowitem 原料不同实体类型代表不同类型的原料,分别标为1、2、3 Processor 机器进行不同的参数定义以表征不同机器组中的机器Conveyor 传送带 Rack 货架 Operator 操作员可以进行搬运或加工等操作的人 Dispatcher 调度器给操作员进行任务分配的控制器 Transporter 叉车进行搬运操作的小车 Queue 机器组暂存区 Source 原材料库原材料的始发处 Sink 成品库原料加工后的最终去处 第2步:按住鼠标左键,从库里拖出一个Source放到正投影视图中,如图2-3所示:

化学实验方案设计的基本要求

化学实验方案设计的基本要求

【同步教育信息】 一. 本周教学内容: 化学实验方案设计的基本要求 二. 重点、难点: 1. 了解化学实验方案设计的基本要求。 2. 培养学生分析、概括、总结、综合和归纳的能力,提高学生的思维能力。 三. 具体内容: 所谓实验设计,是用多种装置和仪器按某种目的进行串联组合完成某项实验,其类型较多,考查形式多样。解答这类题目,要求学生对所学过的物质的性质、制备和净化,常用仪器和装置的作用及使用时应注意的问题等知识融会贯通,要善于吸收新信息并且能加以灵活运用。 化学实验方案设计题具有较强的综合性,但一个化学实验,必须依据一定的实验原理,使用一定的仪器组装成一套实验装置,按一定顺序进行实验操作,才能顺利完成。据此,一道综合实验方案设计题,可以把它化解成几个相互独立又相互关联的小实验、小操作来解答。

由各个小实验确定各步操作方法,又由各个小实验之间的关联确定操作的先后顺序。 (一)化学实验设计的类型 根据不同的标准,可以将中学化学教学中的实验设计划分成不同的类型。 (1)根据实验在化学教学认识过程中的作用来划分。 ①启发性(或探索性)实验设计。由于这类实验是在课堂教学中配合其他化学知识的教授进行的,采取的又多是边讲边做实验或演示实验的形式,因此,在设计这类实验时,要注意效果明显、易操作、时间短、安全可靠。 ②验证性实验设计。由于这类实验的目的主要是验证化学假说和理论,又多采取学生实验课或边讲边做实验的形式,因此,在设计这类实验时,除了上述要求外,还要注意说服力要强。 ③运用性实验设计。这类实验的目的是综合运用所学的化学知识和技能,解决一些化学实验习题或实验问题。因此,在引导学生进行实验设计时,要注意灵活性和综合性,尽可能设计多种方案,并加以比较,进而进行优选。从课内、课外的角度来分,运用性实验设计又包括课内的实验习题设计和课外的生产、生活小实验设

实验10电镀锌的工艺设计实验报告

实验10:电镀锌的工艺设计 一、实验目的 1. 了解赫尔槽的结构特点并掌握赫尔槽的使用; 2. 掌握锌酸盐镀锌的工艺流程 二、实验原理 赫尔槽是R·O·Hull于1935年设计的形似梯形的一种电镀工艺试验仪,它具有结构简单,使用方便,速度快,效果好,消耗镀液少等特点,是电镀工艺者必须掌握的试验手段,随着电镀技术的发展,赫尔槽的用途和结构都有了新的发展,不仅用于研究镀液组分的影响,添加剂的选择,查明故障,确定电流密度范围等,而且用于测定分散能力,深镀能力。镀层的其他性能(整平性、脆性、内应力、耐蚀性等),能测定镀液和镀层的许多主要性能。 在电镀中,阴极和阳极总是平行放置的,如图14(a)所示,为的是阴极上各部位电流密度趋向分布。但如果把阴极斜放,使阴极各部位与阳极的距离不同,如图14(b)所示,则阴极上的电流密度就随各部位而异,赫尔槽就是应用这个原理设计的。 在赫尔槽中,阴极两端与阳极距离不同,离阳极近的一端叫近端,电流密度大,随着远离阳极电流密度逐渐变小,距阳极最远的一端称为远端,电流密度最小,如267毫升的赫尔槽试片上近端与远端电流密度相差50倍,因此通过一次赫尔槽试验就可以直接从阴极试片上观察到不同电流密度下镀层的状况,改变电镀液的组分和工艺参数并分别做赫尔槽试验,对阴极试片进行比较和分析从而可确定合理的配方和工作规范。 图1.赫尔槽的结构图 镀锌过程:

阴极过程: Zn(OH)42- - 2OH- → Zn(OH)2 Zn(OH)2 + 2e → Zn + 2OH- 另外; 2H+ + 2e → H2 ↑ 阳极过程; Zn - 2e + 4OH-→ Zn(OH)42- Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2 ↑ 也存在; 4OH- - 4e → 2H2O + O2 三、实验器材 赫尔槽、直流稳压电源、锌阳极、铜试片、NaOH、ZnO、一些添加剂 四、实验步骤 1 . 锌版用砂纸打磨后用去离子水清洗处理;铜片用去离子水清洗。 2.在赫尔槽加入体积为1/2的电镀液,将铜片与锌片依次放入赫尔槽。 3.计算出铜片被电镀液浸没部分的面积为,分别以dm2、1A/dm2、2A/dm2计算出电解时的电流,得出电流分别为, , 4.以上述电流恒流电镀五分钟 五、结果与讨论 1. 将不同条件下制备的电镀试片拍照,并标明实验条件;

通过实验设计培养能力

通过实验设计培养能力 发表时间:2011-08-19T12:29:39.827Z 来源:《学习方法报教研周刊》2011年44期作者:吕美儿 [导读] 有些实验成功率又不高,更抑制了学生学习科学的兴趣和积极性。 浙江省永康市第三中学吕美儿 培养学生能力是现代教育的主要标志和根本任务。科学成为未来世纪的中心学科,更应重视对学生能力的培养。科学实验是科学教学的主要内容,是科学老师常用的教学手段,也是学生学好科学的有效方法。所以,以科学实验为突破口,探索一条培养学生能力的有效途径是必要的,也是可行的。在我国,现行中学教材中的科学实验大多是照方抓药式的验证性实验,启发性、探索性不强,影响了对学生能力的培养。有些实验成功率又不高,更抑制了学生学习科学的兴趣和积极性。 一、传统实验与设计实验 中学生所做过的绝大多数科学实验都是教材中预先设计好的实验。学生只是通过实际操作,观察一下实验现象,得出事先已确定的结论。这种实验,我们称之为传统实验。现行传统科学教材中安排的实验对学生形成、理解、巩固所学的科学知识有一定的作用,但由于实验安排始终处于概念理论的领队地位,实验仅仅作为验证科学知识的手段,而缺乏对知识信息作纵向和横向的反馈,因此会阻碍学生创造思维的发展,不利于能力的培养。 与传统实验相对应的是自己设计实验,这种实验只给出实验目的,要求学生自己设计实验方案、选择实验器材、药品、确定实验步骤、分析实验结果。设计性实验是传统实验的延续和发展,是克服学生普遍存在的理论高分、实验低能的有效手段。实验设计是一个动手动脑、培养学生多方面能力的过程,是寻方治病的过程。在实验设计过程中常常会有别有天地的实验现象和心理感觉,学生兴趣盎然。同时学生也会遇到挫折和失败,这也是对学生进行挫折教育、发展学生非智力因素的一种有效手段,这也是我们现代教育中所必须的。 二、实验设计的定义界定和作用 实验设计是根据实验课题所提出的实验目的,让学生在学得的科学知识和实验技能技巧的基础上,选择恰当的实验方案来解决问题的过程。实验设计的课题一旦提出,学生作为认识主体必定要经历思考步骤(想法)和操作步骤(做法)两个科学认识过程。首先需要分析课题所要得到的科学事实是什么,再依次选取欲得到这些事实应采取的正确方法,所使用的仪器设备,应控制的外界条件,对实验结果的分析评估等等,这一系列的思考步骤为认识主体指明和制定了正确的认识方向和道路,是主体顺利达到科学认识目的的主观手段和工具。作为操作步骤则是为主体提供具体的行为方法途径,是主体顺利达到科学目的的现实手段和工具。因此,实验设计这一方法的实施恰恰就是借助于问题情境下,思考步骤和操作步骤两方面的强化实践,使学生在科学知识的学习中有效地提高解决问题的能力,从而也就有效地落实中学科学教学大纲中所提出的“要重视能力培养和科学方法教育”的要求。 三、实验设计能力的培养目标 1. 对实验原理、方法、装置的进一步完善,会提出改进意见; 2. 对于给出的各种方案,能分析和优选出最佳实验方案; 3. 综合运用已学过的科学基础知识和实验基本技能,根据确定的实验目的,自行设计科学实验方案,验证结论,得出规律,探索新知识,解决新问题。 四、实验设计实验的几点说明 1.在平行班中进行试验,结果是试验班与对照班相比,试验班学生的自学能力、思维能力、观察能力、动手能力及意志品质等方面均强于对照班。中考时试验班学生实验题失分率明显降低。 2.实验设计给学生创造了一个良好的学习氛围和最佳的学习心境,大大提高了学习效率。尤其是设计“失败实验”,经过“失败—成功”的多次反复,对学生的震撼力深刻、持久。在这一过程中,学生获得了科学知识,培养了能力,促进了身心发展,培养了良好的意志品质和实事求是勇于探索的精神。同时使学生受到科学研究方法的训练,对他们以后的工作和学习都打下一定的基础。 3.在实验设计过程中,寻找了许多生活及工业废旧物资,如废塑料瓶、废干电池等,来代替科学仪器和药品,这样既减少了环境污染,又做了科学实验,变废为宝,一举两得。这一做法对改善偏远、落后的农村中学的办学条件和实验条件,提高实验的开课率,无疑是一条可行的路子。 可见,在中学科学教学中,加强实验设计,是培养学生能力的有效途径,我们应予以重视、研究和发展,以培养更多的既掌握一定科学知识,又具备一定能力的社会主义建设人才,使科学教育更好地为祖国的科学事业和经济建设服务。

实验室建筑设计的基本要求

实验室建筑设计的基本要求 要建设一个现代化的实验室,使其能更好地为生产、科研、教学服务,除了先进的科学仪器和完善的实验设备是提升科技水平,促进科研成果的必备条件以外,实验室的建设也是一个非常重要的物质条件。实验室建筑设计的基本要求是建筑设计的前提和依据,在建设单位委托设计单位进行设计时,必须由各实验室或研究室人员共同参加研究,反复讨论,确定各实验室方案,现将建筑设计的基本要求分述如下。 1.1.1实验室名称 (1)房间名称:根据实验室功能设置不同的实验室。 (2)需要房屋间数:同一类的房间需要几间。 (3)每间房屋使用面积:房间面积大小与建筑模数有关,采用何种模数及何种结构形式比较符合实际,计算实验室的使用面积。 1.2.2建筑要求 (1)房间位置要求: 底层:设备重量较大或要求防震,则可设置在底层。 朝北:有些辅助房间或实验本身要求朝北。 朝南:各实验室都有自己的要求。 楼层:有的实验室要求洁净、安静,应尽量放在高层。 (2)室内尺寸要求:如实验室要求空气调节系统必须吊顶,则层高就相应地要增加。有些实验室是属于特殊类型的,则采用单独的尺寸。 (3)房间要求:指实验室本身的要求。 有的要求一般清洁。

有的要求洁净,进行实验时要求房间内空气达到一定的洁净要求。 耐火:大多数实验室要求耐火。 安静:如消音室、录音室等。 (4)门要求:实验室的门有各种要求。 内开:门向房间内开。 外开:主要设置在有爆炸危险的房间内。 个别要求:双向弹簧,有的要求单向弹簧或推拉门。 隔声:有的实验室要求安静,要求设置隔声门。 保温:如冷藏室要求采用保温门。 屏蔽:防止电磁场的干扰而设置屏蔽门。 自动门:大门口要求自动门。 (5)窗要求:实验室的窗有各种要求。 开启:指向外开启的窗扇。 固定:有洁净要求的实验室采用固定窗,避免灰尘进入室内。 部分开启:在一般情况下窗扇是关闭的,用空气调节系统进行换气,当检修、停电时,则可以开启部分窗扇进行自然通风。 双层窗:在寒冷地区或空调要求的房间采用。 遮阳:根据实验室的要求而定,有时需要水平遮阳,有时须用垂直遮阳。有的可用百叶窗。 密闭:窗扇可以开启,但又要防止灰尘从窗缝进入,故采用密闭窗。 屏蔽窗。 隔声窗。 (6)墙面要求:根据实验室的要求各有不同。 一般要求

PE注塑工艺设计及其拉伸性能实验设计

专业方向课程设计题目:PE注塑工艺设计及其拉伸性能 学院:化学化工学院 专业:高分子材料与工程班级: xxxx学号:xxxxxx 学生姓名:xxxx 导师姓名:刘xx 刘xx 方xx 禹xx 完成日期:xxxxxxxxx

课程设计任务书 学院:化学化工学院专业:高分子材料与工程班级:xxxxx 姓名:xxxxx 同组人员姓名:xxxxx 指导教师:xxxxxx教研室主任:xxx 教学副院长:xxx 2016 年6 月15 日

目录 1 引言 (3) 一、聚乙烯PE的成型加工性能 (3) 1、聚乙烯PE的成型加工性能: (3) 2、PE的主要成型条件: (3) 3、工艺特性: (4) 4、制品与模具: (4) 5、成形工艺: (4) 二、注塑机的工作原理 (5) 1、工艺流程 (5) 2、工艺参数 (6) 三、拉伸的测定实验原理 (8) 2 实验部分 (10) 一、注塑实验 (10) 二、拉伸实验 (11) 3 结论 (12) 4 参考文献 (15)

1 引言 一、聚乙烯PE的成型加工性能 1、聚乙烯PE的成型加工性能: PE为结晶性原料,吸湿性极小,不超过0.01%,因此在加工前无需进行干燥处理。PE分子联链柔性好,键间作用力小,熔体粘性低,流动性极好,因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。 PE的收缩率范围大,收缩值大,方向性明显,LDPE收缩率为1.22%左右,HDPE收缩率在1.5%左右。因此容易变形翘曲,模具冷却条件对收缩率的影响很大,故应该控制好模具温度,保持冷却均匀、稳定。 PE的结晶能力高,模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高,熔体冷却慢,塑件结晶度高,强度也就高。 PE的熔点不高,但比热容较大,因此塑化时仍需要消耗较多的热量,故要求塑化装置要有较大的加热功率,以便提高生产效率。 PE的软化温度范围较小,且熔体易氧化,因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触,以免降低塑件质量。 PE制件质地较软,且易脱模,因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。 PE熔体的非牛顿性不明显,剪切速率的改变对粘度的影响较小,PE熔体粘度受温度的影响也较小。 PE熔体的冷却速度较慢,因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。 若PE熔体在注射时采用直接进料口进料,易增大应力和产生搜索不均匀及方向性明显的增大变形,因此应注意选择进料口参数。 PE的成型温度较宽,在流动状态下,温度的少许波动对注塑成型没有影响。 PE的热稳定性较好,一般在300度以下无明显的分解现象,对质量没什么影响。 2、PE的主要成型条件: 料筒温度:料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关,另外还与注塑机的类型和性能,一级塑件的形状有关。由于PE为结晶型聚合物,在熔融时晶粒要吸收一定热量,因此料筒温度应高于它的熔点10度。度于LDPE来说,料筒温度控制在140~200℃,HDPE的料筒温度控制在220℃,料筒后部取最小值,前端取最大值。 模具温度:模温对塑件的结晶状况有较大影响,模温高,熔体结晶度高,强度高,但收

心理学实验设计练习题

实验设计练习题 姓名: 张慧学号: 2 一、下面有10个心理效应的相关实验,请判断它们的自变量、因变量以及设计类型。 1、进门坎效应 如果一个人接受了她人的微不足道的一个要求,为了避免认知上的不协调或就是想给她人 留下前后一致的印象,就极有可能接受其更大的要求。 【实验1】美国社会心理学家弗里德曼与弗雷瑟在实验中提出的。实验过程就是这样的:实验者让助手到两个居民区劝说人们在房前竖一块写有“小心驾驶”的大标语牌。她们在第一个居民区直接向人们提出这个要求,结果遭到很多居民的拒绝,接受的仅为被要求者的17%。而在第二个居民区,实验者先请求众居民在一份赞成安全行驶的请愿书上签字,这就是很容易做到的小小要求,几乎所有的被要求者都照办了。她们在几周后再向这些居民提出竖牌的有关要求,这次的接受者竟占被要求者的55%。 因变量: 房前竖“小心驾驶”的大标语牌的接受者的概率 实验设计的类型( A ) A.被试间设计 B.被试内设计 2、巴纳姆效应(暗示效应) 人们常常认为一种笼统的、一般性的人格描述十分准确地揭示了自己的特点,心理学上将这种倾向称为“巴纳姆效应”。 【实验2】有位心理学家给一群人做完明尼苏达多项人格检查表(MMPI)后,拿出两份结果让参加者判断哪一份就是自己的结果。事实上,一份就是参加者自己的结果,另一份就是多数人的回答平均起来的结果。参加者竟然认为后者更准确地表达了自己的人格特征。 因变量: 对报告内容的选择; 实验设计的类型( B ) A.被试间设计 B.被试内设计 3、德西效应 就是指在某些情况下,当外加报酬与内感报酬兼得的时候,外加报酬(主要就是奖励)反而会抵消内感报酬的作用。

实验设计基本要求

北京四中 化学实验方案设计的基本要求 化学实验过程由准备阶段、实施阶段和结果处理阶段组成。在实验的准备阶段,设计一个周密的实验方案是保证实验实施成功的关键。实验方案的主要内容包括:1.实验名称;2.实验目的;3.实验原理;4.实验用品(仪器、药品及规格);5.实验步骤(包括实验仪器装配和操作);6.实验现象记录及结果处理;7.问题讨论。 一个实验目的的达到,往往有多个可以选择的方案,但我们总是选择最优的实验方案。实验方案的选择要遵循以下原则:1.科学性;2.安全性;3.可行性;4.简约性。 一、科学性 1.实验原理的科学性。例如检验SO2中是否含有CO2,如果把气体直接通入澄清的石灰水检验,由于SO2也会使石灰水变浑浊,因此无法判断气体中是否含有CO2。正确的实验方案的图示如图: 以上实验中,如果在品红溶液不褪色的情况下,澄清的石灰水变浑浊,可以判断气体中含有CO2,否则没有CO2。 2.操作程序和方法的科学性。请看下列除杂方法: (1)用点燃法除去CO2中混有的少量CO;

(2)用加入乙醇、浓硫酸加热的方法除去乙酸乙酯中的少量乙酸。 如果单从化学原理方面去看,以上两个实验方案是没有问题的,因此许多同学在实验设计上对于这种思路也是乐此不疲,其实这些实验方案是根本无法实施的。方案(1)正确的方法是: 方案(2)正确的实验方法是用饱和Na2CO3溶液洗涤后进行分液操作。 二、安全性 为了杜绝人身伤害和避免实验仪器的损坏,保障实验的顺利进行,安全工作必须做好。实验安全主要包括下列几个方面: 1.防漏气——实验前检查装置的气密性。 2.防爆炸——检验气体的纯度,有可燃性气体的实验,应将装置系统中的空气排净后再进行点燃和加热的操作。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时,需要加热金属氧化物,在操作中,不能先加热,后通气,应当先通入气体,将装置内的空气排干净后,检查气体是否纯净(验纯),待气体纯净后,再点燃酒精灯加热金属氧化物。 3.防倒吸——溶解度很大的气体吸收要加防倒吸装置,对有加热要求的综合实验,在与液体接触的部位前,最好设置“安全瓶”等装置以防止倒吸,实验结束时要注意酒精灯熄灭及导管的处理顺序。

电工工艺设计实训报告

电工工艺实训报告 班级_____________________ 学号_____________________ 姓名_____________________ 指导教师_________________ 日期______________________

一、实训意义 电工工艺实训是电气自动化专业教学中重要的实践教学环节之一,它是在学生具有了基本 的电工知识以后,为了强化学生所学的知识和提高学生的初步设计能力及实际动手能力而开设的实践教学。 二、实训目的和要求 1实训的目的 (1)综合运用和巩固本课程及有关课程的基础理论和专业知识,培养学生从事电路设计、安装与调试的初步能力,为后续毕业设计和实际工作打下良好的基础。 (2)培养学生分析问题和解决问题的能力。经过实训环节,学生能全面理解和掌握电工基础知识;掌握电路设计的基本方法和步骤、自动化仪表的基本选择方法及其使用;独立解决在制定设计方案、工艺图编制、自动化仪表安装工艺及系统调试中出现的问题;会查阅技术文献和资料,以完成从事电气自动化技术工作的人员所必须具备的基本能力训练。 (3)在实训中,培养学生认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度,强化质量意识和时间观念,养成良好的职业习惯。 2、实训要求 (1) 树立正确的设计思想,尽量结合实际,综合考虑技术性、经济性、实用性、可靠性、安全及先进性等方面的要求,严肃认真地进行设计。 (2) 及时了解电气设计发展动向,查阅有关资料,作好设计准备工作,充分发挥自己的主观能动性和创造性。 (3) 实训报告要求文字通顺、条理清楚、书写工整。 三、电度表原理与接线 电度表是计量电能的仪表。凡是需要计量用电量的地方,都要使用电度表。电度表可以计量交流电能,也可以计量直流电能;在计量交流电能的电度表中,又可分成计量有功电能和无功电能的电度表两类。本实验要介绍的电度表是用量最大的计量交流有功电能的感应式电度表。 电度表的活动部分是一个可以转动的铝盘。在电度表特有的磁路中,当有一定的电能通过电度表自电源向负载时,铝盘就会受到一个转矩的作用而不停地旋转。这种工作原理的仪表称为感应式仪表。铝盘的转动既作为电度表正常工作的标志,同时又带动一个齿轮,最后由计数器把铝盘的转数变换成所计量电能的数字。这个数字代表了累计用电量。因此,电度表是一种积算式仪表。 交流电度表分为单相电度表和三相电度表两类,分别用于单相及三相交流系统中电能的计量。 1 ?电度表的规格和电气参数 (1额定电压 单相电度表的额定电压有220 (250) V和380V两种,分别用在220V和380V 的单相电 路中。 三相电度表的额定电压有380V、380/220V、100V三种,分别用在三相三线制 (或三相四线制的平衡负荷)、三相四线制的平衡或不平衡负荷以及通过电压互感器接入的高压

怎样培养学生是实验设计能力

怎样培养学生是实验设计能力 科学探究包括“七个环节”,根据教学目标提出一个有价值的问题,会引发许多的猜想;猜想仅停留在主观层面。要验证猜想,就得制定计划和设计实验。如果没有制定计划和设计实验这一环节,一切问题无法解决;一切猜想无法验证。只有合理设计试验这一环节,才能进行实验、搜集数据;从而进行分析论证,进而交流和评估。因此,设计实验在科学探究中就像一根栋梁,承上启下。如何养学生设计实验能力;笔者认为可以从以下几个方面尝试: 一、在筛选猜想中设计实验 根据生活经验或创设物理情景中,引发学生提出问题后;学生会从不同角度、不同认知、不同经历,提出种种猜想;这是一个发散思维过程。我们不可能对所有猜想都一一用实验验证。例如;探究电阻大小与什么因素有关;学生猜想有长度、密度、体积、横截面积、质量、材料等有关。那么,我就与学生一起分析考虑长度、横截面积,实际上考虑了体积;考虑材料实际上考虑了密度;考虑了体积、密度,实际上考虑了质量。经过分析,学生才明白为何只考虑材料、长度、横截面积以及温度。这样也大大节省进行实验时间。但这不能走向极端;有时探究某些物理量难以分析而试验又容易做,还是依猜想设计实验。比如,探究摩擦力大小与什么因素有关?学生猜想除了与压力、接触面粗糙程度有关外;还涉及压力的作用点、运动方向、运动速度、接触面面积等等,可以做实验给学生看,并不占有教学时间。

二、在明确实验原理中设计实验 物理教材中涉及物理量之间的定量关系常常用公式表示。例如:V=S/t、ρ=、I=U/R 等等;往往将这些公式作为原理设计实验。测运动物体的平均速度,只要测运动物体的路程以及通过这段路程的时间,围饶测这两个物理量,选用器材和仪器设计实验。有时为了减小误差,还要考虑先测什么,后测什么,选用器材和仪器的规格。在测定电功率实验中,实验 设计思路是:根据实验原理,明确要测物理量是电流和电压;根据所测物理量设计电路图,从电路图中体现选用器材和仪器的规格,然后连接实物电路(提醒注意事项、实验步骤),根据所测物理量设计表格。设计思路清晰,给学生程序性知识,学生设计实验能力就会在 潜移默化中提高。 三、在比较实验方案中设计试验 在探究欧姆定律实验中,我让学生根据实验原理上台板画设计电路图。甲同学画设计电路图没带滑动变阻器元件符号;乙同学画设计电路图带滑动变阻器元件符号。针对这种情况, 让全班同学展开讨论取得共识:甲同学画设计电路图只能测一组电流和电压值,乙同学画设计电路图能测多组电流和电压值,可做到保持R两端的电压不变,且操作方便。比较实验方案虽然费时,但在以后设计测电功率电路费时较少,非常值得。比如在测液体密度时, 是直接测量法还是用剩余法好?让学生进行比较,从而培养学生改进实验的意识,到达提高 设计实验能力。 四、在明确实验方法中设计实验

电子工艺实验报告

电子工艺实验报告

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实验一Multisim10界面设置及原理图绘制(2学时,验证型) 实验目的: 1.熟悉Multisim10软件基本界面。 2.学习原理图绘制的基本操作。 3.学习Multisim10元件库的操作方法。 实验内容: 1.绘制单管放大电路: 电管放大功能,可通过示波器观察波形变化,还可通过multisim分析出其静态工作点等数据。 2.绘制发光二极管驱动电路,并验证电路功能: 当有时间脉冲时,两个与非门会交替产生高电平,从而使得两个小灯泡交替点亮。 3.绘制光柱显示电路,并验证电路功能:

如果通过电压大于一个灯的截止频率,第一个灯亮起,如果大于两倍的截止频率第二个灯亮起,以此类推。 4. 绘制四位加法器电路,并验证电路功能: 当J1接高电平时,加法器有效。J2的开关相当于一个时间脉冲,同时传递到4个元件上。当所有灯都亮起时,J1接低电平,J2由J2由低电平接到高电平,灯X1、X2、X3、X4,依次每次熄灭一个。实现清零。 5.总线绘制练习,并用字信号发生器对74LS138进行输入,观察数码管的变化:

通过字信号发生器产生一个由111到001循环的二进制数。 通过3 线-8 线译码器译码之后传到数码管上,每产生一个二进制数,数码管相对应的一段就亮起。 思考题: 1.Multisim仿真软件的优点是什么? Multisim 侧重于模拟数字电路原理特性级仿真分析,不用真正的去连接电路就能实现电路仿真,节省了很多不必要的麻烦 2.简述绘制一张电路原理图的操作步骤。

实验设计报告心得体会大全

实验设计报告心得 体会大全

实验心得体会 这个学期我们学习了测试技术这门课程,它是一门综合应用相关课程的知识和内容来解决科研、生产、国防建设乃至人类生活所面临的测试问题的课程。测试技术是测量和实验的技术,涉及到测试方法的分类和选择,传感器的选择、标定、安装及信号获取,信号调理、变换、信号分析和特征识别、诊断等,涉及到测试系统静动态性能、测试动力学方面的考虑和自动化程度的提高,涉及到计算机技术基础和基于LabVIEW的虚拟测试技术的运用等。 课程知识的实用性很强,因此实验就显得非常重要,我们做了金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥比较,回转机构振动测量及谱分析,悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试三个实验。刚开始做实验的时候,由于自己的理论知识基础不好,在实验过程遇到了许多的难题,也使我感到理论知识的重要性。可是我并没有气垒,在实验中发现问题,自己看书,独立思考,最终解决问题,从而也就加深我对课本理论知识的理解,达到了“双赢”的效果。 实验中我学会了单臂单桥、半桥、全桥的性能的验证;用振动测试的方法,识别一小阻尼结构的(悬臂梁)一阶固有频率和阻尼系数;掌握压电加速度传感器的性能与使用方法;了解并掌握机械振动信号测量的基本方法;掌握测试信号的频率域分析方法;还有了解虚拟仪器的使用方法等等。实验过程中培养了我在

实践中研究问题,分析问题和解决问题的能力以及培养了良好的工程素质和科学道德,例如团队精神、交流能力、独立思考、测试前沿信息的捕获能力等;提高了自己动手能力,培养理论联系实际的作风,增强创新意识。 实验体会 这次的实验一共做了三个,包括:金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥比较;回转机构振动测量及谱分析;悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试。各有特点。 经过这次实验,我大开眼界,因为这次实验特别是回转机构振动测量及谱分析和悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试,需要用软件编程,而且用电脑显示输出。能够说是半自动化。因此在实验过程中我受易非浅:它让我深刻体会到实验前的理论知识准备,也就是要事前了解将要做的实验的有关质料,如:实验要求,实验内容,实验步骤,最重要的是要记录什么数据和怎样做数据处理,等等。虽然做实验时,指导老师会讲解一下实验步骤和怎样记录数据,可是如果自己没有一些基础知识,那时是很难作得下去的,惟有胡乱按老师指使做,其实自己也不知道做什么。 在这次实验中,我学到很多东西,加强了我的动手能力,而且培养了我的独立思考能力。特别是在做实验报告时,因为在做

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