第12章 实验设计
物理九年级全册第12章欧姆定律
振
亚
教学课件
物理 九年级全一册 北师大版
第十二章 欧姆定律
二、根据欧姆定律测量导体的电阻
问题与思考
老师给同学们提供了几个没有做标记的电阻，其中有 一个是12 Ω，你能通过实验找出这个12 Ω的电阻吗？
1.知道用电压表和电流表测量电阻的实验原理。 2.会根据实验原理设计实验方案，知道通过多次测量可以减小实验误差。 3.知道滑动变阻器在本实验中的作用。
3、一把电烙铁正常工作时的电阻是720Ω，通过的电流 是0.1A，问必须给它串联一个多大的电阻才能把它接到 220V的电源上。
解：如图，设R1=720Ω，I=0.1A，U=220V U1=I·R1=0.1A×720Ω=72V U2=U-U1=220V-72V=148V R2=U2/I=148V/0.1A=1480Ω
教学课件
物理 九年级全一册 北师大版
第十二章 欧姆定律
一、学生实验：探究——电流跟、电压电阻 的关系
怎样才能使灯泡发光 程度变暗呢?
U
I R
U
I与
有什么关系？
R
如何探究电流与电 压和电阻的关系？
实验设计
1、保持__R__不变，研究 I 随 U
的变化关系
A R =10Ω
I U
V 滑动变阻器的作用
解：由于1/R=1/R1+1/R2 所以1/R=1/3Ω+1/6Ω=3/6Ω=1/2Ω R=2Ω，根据欧姆定律I=U/R=3V/2Ω=1.5A 答：它们并联的等效电阻是2Ω，电路中的总电流为 1.5A。
应用提高
1、(多选)在“测量小灯泡电阻”的实验中，滑动变阻器能起 到的作用是( ABD ) A．改变电路中的电流 B．保护电路 C．改变被测小灯泡的电阻 D．改变被测小灯泡两端的电压
实验设计方法-PPT
3、优缺点;
(1)优点;设计方法简单易行,统计分析也简单; 适用面广,不论两组或多组、不管组间样本含 量相等或不等,均可采用这种设计。
(2)缺点;要求实验设计,故实 验所需样本含量相对较多。
变异来源 总变异 组间变异
01 组内变异
表 方差分析结果 SS υ MS F P 281、65 31 141、17 3 47、057 9、38 <0、
140、465 28 5、017
二、配对设计与分析▲
①、概念---就是将受试对象按一定条件配成对 子,再随机分配每对中得两个受试对象到不同得 处理组、
予以注射、以上剂量、种系与笼子三个 因素得分组如下表,试分析不同因素间 有无差别。
表白兔注射不同剂量甲状腺素后得甲状腺体重量(mg)
种系
笼
号
种系 种系
1
2 3 4 5 小计 均数
甲
C65 E85 A57 B49 D79 335 67、0
乙
E82 B63 D77 C70 A46 338 67、6
(k-1)(b-1)
MS区组 MS误差
四、 拉丁方设计与方差分析(110)
一、拉丁方设计▲
1、概念;用r个拉丁字母排成r行r列得方阵,使每行、每列中每个 字母都出现一次,这样得方阵叫r阶拉丁方。按拉丁方得字母、 行与列安排处理及影响因素得试验称为拉丁方试验。
拉丁方设计就是随机单位组设计得进一步扩展,可以考虑3个 处理因素。(也可以1个、2个)
4、方法 :完全随机分组设计方案 示意图
预选对象
按纳入 标准
《机械能》教学设计
《机械能》本节课取自教科版八年级下《第十二章第1节 机械能》。
一、教材分析及学情分析教材分析：机械能是八年级物理下册第十二章的第一节内容。
它包括动能、势能的概念，以及动能、势能大小的决定因素。
是在机械运动，功的基础上展开的，是前面知识的延伸，又为后面《机械能及其转化》的学习奠定基础。
教材用生活实例引出动能、势能的概念，通过探究让学生明白其决定因素。
实例引出动能、势能的概念，通过探究让学生明白其决定因素。
学情分析：本节课有关流体的运动以及速度变化情况，与生活实际联系紧密，不易观察，学习起来较为抽象，学生只对表面现象感兴趣，缺乏理性思考，由于八年级的学生已经初步具备了一定的观察、分析、解决问题的能力，本节课我把教学重点放在了实验探究上，用实验来逐步的引导学生思考和实践，激发他们的学习兴趣，激发学生对科学的热爱。
习兴趣，激发学生对科学的热爱。
二、教学目标根据课程标准的要求和对教材的理解，结合学生的实际情况，确定本课的三维目标如下：维目标如下：1、知识与技能：（1）知道动能、势能的概念。
（2）在探究实验中理解影响动能势能的因素。
（3）用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。
）用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。
2、过程与方法：知道动能、重力势能、弹性势能的定义；掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。
势能、弹性势能大小的因素。
3、情感、态度和价值观：有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
三、教学重点和难点从功的角度认识动能和势能，并能用实例说明什么是动能、重力势能和弹性势能。
势能。
四、教学内容设计：情景导入：我们在八年级上册中已经学习过能量的相关知识，日常生活中经常提到能，诸如热能、电能、能源开发等等。
“能”是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。
我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能。
自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式——机械能。
自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式——机械能。
九年级物理全册 第12章 第2节《通电螺线管的磁场》教学设计 北京课改版-北京课改版初中九年级全册物
通电螺线管的磁场
【问题一】通电螺线管的磁场是什么样子呢？用什么方法可以简便的观察到磁场的分布情况？
通过观察铁屑分布，你发现通电螺线管外部的磁场与什么磁体相似？
【问题二】从通电螺线管的磁场分布来看，他与条形磁体一样，也有两个磁极，到底哪一端是N极呢？我们可以借助什么来的确定它的磁极呢？
【问题三】通电螺线管的磁场方向跟螺线管中的电流方向是否有关？怎么验证？
改变谁、怎么改变？
比较谁？用什么比较？
根据实验记录可得到什么结论方法在螺线管一端放一个小磁针，观
察小磁针静止时N极的指向，从而判
断出通电螺线管的磁极
小组带着问题讨论，设计实验方案：
进行实验并记录在活动卡上
分析得结论：
通电螺线管的磁场方向与电流方向有
关
总结通电螺线管的磁场特点
看动画，总结握法
培养学生与他
人合作、设计实
验的能力
培养学生操作
能力和分析得
结论能力
培养学生随时
总结的习惯。
12-5-1牛顿第一定律1
以
物体
实验方案
实验设计目的：物体的运动是否需要力维持 摩擦 实验设计目的：物体的运动是否需要力维持(摩擦 力对物体运动的影响) 力对物体运动的影响 实验设计思路：以小车为例， 实验设计思路：以小车为例，尽量减小阻力对小 车运动的影响，看小车运动的情况。（ 。（怎样使小 车运动的影响，看小车运动的情况。（怎样使小 车运动得更远？） 车运动得更远？） 相同条件：相同的小车、 相同条件：相同的小车、小车开始的运动速度相 同一斜面、 同（即:同一斜面、从同一高度静止开始下滑） 同一斜面 从同一高度静止开始下滑） 不同条件：表面不同（ 阻力不同） 不同条件：表面不同（即: 阻力不同） 实验器材：木板、小车、棉布、毛巾、 实验器材：木板、小车、棉布、毛巾、斜面 实验方法：控制变量法、 实验方法：控制变量法、理想实验法
（错误结论）这种认识一直延续了两千多年! 错误结论）这种认识一直延续了两千多年
商务与经济统计学习笔记整理安德森第13版
商务与经济统计学习笔记整理安德森第13版2018/12/11开始阅读，2019/1⽉14⽇完成
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同期开始学习Python（⽬前⾄递归函数）
学习笔记⼤纲：
第20章指数
第19章质量管理的统计⽅法
第18章⾮参数⽅法
第17章时间序列分析及预测
第16章回归分析：建⽴模型
第15章多元回归
第14章简单线性回归
第13章实验设计与⽅差分析
第12章多个⽐率的⽐较、独⽴性及拟合优度检验
第11章总体⽅差的统计推断
第10章两总体均值和⽐例的推断
第9章假设检验
第8章区间估计
第7章抽样和抽样分布
第6章连续型概率分布
第5章离散型概率分布。
人教版新课标高中化学实验目录
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（选修6）
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（必修1）
福泉中学高中化学实验目录（必修2）
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（选修4）
说明：科学探究即为以往的分组实验；实践活动亦即课外科技活动
福泉中学高中化学实验目录（选修2）。
生物统计学(第3版)杜荣骞 课后习题答案 第十二章 实验设计
第十二章实验设计12.1一项关于在干旱地区生长的一种杨树（Populus euphratica），在土壤中的水分逐渐丧失后，其基因表达、蛋白谱、生态生理学及生长性能等方面产生可逆性改变的研究。
作者在本实验的5个时间点上（H5为对照），用qPCR方法度量了该杨树叶子中的三个基因的转录丰度比[83]，表中给出的为阵列数据：GenBank ID 基因H1H2H3H4H5AJ 780 423 半胱氨酸蛋白酶0.7 1.0 2.3 13.1 1.9AJ 780 698 环核苷酸和钙调节的离子通道 1.5 1.2 3.0 4.3 1.5AJ 777 362 核糖体蛋白 1.1 1.1 1.0 0.9 1.2借用上述数据，以三个基因作为三个区组，计算在5个时间点上转录丰度比差异是否显著？答：随机化完全区组实验设计方差分析的程序，类似于两因素交叉分组实验设计。
以下是本题的程序和结果：options linesize=76 nodate;data poplar;do block=1 to 3;do time=1 to 5;input trans @@;output;end;end;cards;0.7 1.0 2.3 13.1 1.91.5 1.2 3.0 4.3 1.51.1 1.1 1.0 0.9 1.2;proc anova;class block time;model trans=block time;run;The SAS SystemThe ANOVA ProcedureClass Level InformationClass Levels Valuesblock 3 1 2 3time 5 1 2 3 4 5Number of observations 15The SAS SystemThe ANOVA ProcedureDependent Variable: transSum ofSource DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 6 72.5560000 12.0926667 1.53 0.2809Error 8 63.1013333 7.8876667Corrected Total 14 135.6573333R-Square Coeff Var Root MSE trans Mean0.534848 117.6745 2.808499 2.386667Source DF Anova SS Mean Square F Value Pr > F block 2 18.82533333 9.41266667 1.19 0.3519 time 4 53.73066667 13.43266667 1.70 0.2416从上表中的结果可以看出，如果按随机化完全区组设计进行分析，不同时间点之间的差异不显著。
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12 实验设计中山大学公共卫生学院 医学统计学与流行病学系 骆福添★ 前面学过变量的统计分析方法，例如： t S t x S x fxa ± ± 可简称数据分析方法。
数据怎么来的 ？？12.1 实验设计的概念【例】1987 年某产科医师为研究胎次与儿童智力的关系，收集病案资料（考上大学人数） ：第一胎 19 人、第二胎 18 人、第三胎 10人、第四胎 7 人、第五胎 4 人。
由 此得出结论：智力与胎次有关，胎次愈多智力愈差，第一胎智力最好。
？？ 科研设计就是制订科研工作计划科研设计包括专业设计和统计设计两部分 (高血压病因)为制订好统计设计-搜集数据的计划，有必要回顾一下统计学要点（附件） 统计设计类型：· 实验研究 因®果。
动物实验证实病因/效应，如启东肝癌动物实验。
正向推理· 临床试验 因®果。
临床观察验证/探索[n 小或回顾]，如新药"A 脂"降脂。
正向推理 · 调查研究 果®因。
疾病分布探索病因，如中山NPC 病因。
逆推理（置信度）【例】某研究所有这样一个研究目的：希望考察“A 脂”的降血脂的疗效。
拟选择 40 只 小鼠作为实验研究对象，考察 A 脂（用 20 只小鼠）与公认有效的降血脂药物“洛伐 他丁”（用 20 只小鼠）降低血脂的疗效之间的差别是否有统计学意义，以 LDL（低 密度脂蛋白）为评价疗效的主要指标。
具体实施方法如下：· 根据预实验和前人的经验，获得关于估计动物只数所需要的基本信息，并估算出每 个药物组所需要的最低小鼠数为 20 只，两个药物组共需要 40 只小鼠；先将小鼠喂 以高脂饮食，使其达到高脂血症状态（称为造模），待造模成功（即指标 LDL 高于 某特定数值）后，采取非人为的方法（即随机化法）将 40 只小鼠均分入 A 脂组和 洛伐他丁组，分别服用相应药物一段时间（药物有规定的剂量和用法），测出每只 小鼠 LDL 值的改变量（即用药前的 LDL 值减去用药后的 LDL 值）。
选用适当的统计 分析方法分析两组小鼠的 LDL 改变值， 从而得出关于两种药物疗效之间差别是否具 有统计学意义的结论。
若两种药物疗效之间的差别无统计学意义，仅从降血脂的疗 效角度看，可以初步认为：能用新药“A 脂”取代现在公认的降血脂药物“洛伐他丁”。
主要内容：（1）选择什么作为受试对象（本例为小鼠）； （2） 如何确定样本含量 （应按已知条件和设计类型估计合适的样本含量， 本例 N=40）； （3）如何设立合适的对照组（本例以洛伐他丁药物为对照药）； （4）确定拟考察的实验因素（本例为药物的种类，即 A 脂与洛伐他丁）； （5）确定实验效应（本例通过测定血脂指标 LDL 的改变值来反映药物的疗效）； （6）采取科学的方法对受试对象分组进行分组，通常是完全随机化方法（即非人为 因素影响的分组方法）；（7）确定合适的实验设计类型（本例将受试对象随机分为两组，称为成组设计）。
· 从这些内容中可以提炼出构建实验设计的三大支柱： 实验设计的三要素 （受试对象、 实验因素、实验效应）、实验设计的四原则（随机、对照、重复、均衡）和实验设 计类型。
12.2 实验设计的三要素·“要素”即关键，缺一便不成为研究Luo Nov08： 【例】黑米皮 对家兔 动脉粥样硬化的抑制作用。
（因素） （对象） （效应）12.2.2 实验因素· 处理因素：根据研究目的确定的欲施加或欲观察的因素，简称处理或因素(factor) · 实验性∕观察性：施加的或客观存在的(如婴儿母乳喂养) · 处理∕协变∕混杂： Luo Nov08： 观察项目 作用类别 统计分类 黑米皮、白米皮、对照 外加因素 研究因素、处理因素（3 水平） 性别、体重 内在因素 混杂因素、协变量 进食量 偶然因素 协变因素、协变量 处理因素：研究的主要因素协变因素：影响处理因素效应的因素（协同效应）混杂因素：一是非研究因素（早有定论，如年龄、性别等）二是确实有作用（不均衡，目测判断∕P<0.05）·要求：(1)分清处理因素和混杂因素 (2)保持处理因素恒定不变(3)尽量用单因素设计（控制／均衡 协变因素）12.2.1 受试对象2010-10-30 羊城晚报：2006 年起,河南省平顶山市将“幸福指数”作为考核官员的指 标。
《河南商报》11 月 29 日报道平顶山市统计局长说“幸福指数高并不代表每个公 民就幸福了，这只是通过统计学来测量一个地方的社会综合发展状况” ，…“把所有 个体感受都加进来，都没法做指数了。
”· 受试对象：或称研究对象是处理因素作用的客体，是根据研究目的确定的研究总体 · 对象选择：（1）个体：动物、个人、器官（眼） （组织、细胞、分子－常忽略误差） （2）标准： （动物模型/人体）适应症：病种、病情、病程 (大范围)纳入标准：同质性，反映平均效应 （年龄、志愿、总分） 排除标准：禁忌症，保证安全性 （孕妇、器质性病变）剔除标准：误纳、新发禁忌症、信息缺乏（年龄虚报、新近怀孕、从未复诊）12.2.2与12.2.1位置对调12.2.3 实验效应· 实验效应：是处理因素作用于受试对象的反应(response)和结局(outcome)· 效应指标：要求(1)客观性：效应指标要观指标，主观指标要数量化(2)精确性：包括准确度和精密度(3)特异性和灵敏性：特异度＝真阴性 (贫血↔HB)灵敏度＝真阳性 (贫血↔HB)(4)指标的观察：要避免偏倚，必须盲法（ “面子疗效” ）12.3 实验设计的四原则·“原则”即规则，违规使研究结果偏性（还算“研究”）· 必须遵循的原则：对照、均衡、随机、重复12.3.1 对照原则· 对照作用：分离处理效应（如小鼠毒物实验）· 对照要求：应满足均衡性（后述）· 对照种类：(1)空白对照：对照组无任何处理（非盲）(2)标准对照：常规、参考值(3)自身对照：前后对比、左右对比(4)相互对照：不同处理组之间(5)实验对照：对照组常规处理，实验组附加因素(6)历史对照：历史上同类（同一）研究作为对照12.3.4 均衡原则• 均衡是指各处理组的协变量“齐同”∕一致，使样本有代表性• 设计时：对均衡性提出要求（1）差值限度：如年龄平均差 2 岁，性别构成差 10%（2）检验水准：如规定双侧检验、检验水准 =0.20• 分析时：对均衡性进行核查（1）描述：所有资料，要对组间均衡性作统计描述（2）检验：对于很大的样本，可作假设检验12.3.3 随机原则· 随机：即“公平”，使每个受试对象有同等的机会被抽取或分到不同的组· 随机是手段、均衡和代表性是目的· 随机≠随便，任何随便都不是随机的· 随机方式：(1)随机抽样：每个个体都有相同机会被抽中(2)随机分组：每个受试者被分配到各组的机会相等(3)随机顺序：每个受试者先后接受处理的机会相等· 随机方法，例如 20 只白鼠随机分为 A 组和 B 组(1)编号：将n个受试对象编号。
1～20号(2)取随机数：随机表、计算器或计算机获得。
得20个随机数、排队编秩号(3)确定组别：根据受试对象获得的随机数决定。
秩号单数为A组，双数为B组12.3.2 重复原则· 即样本含量。
重复是指实验组和对照组的实验单位应具有一定的数量· 广义来讲，重复包括三种情形：（1）整个实验的重复：即实验的可重现性（正宗定义）（2）用多个受试对象进行重复：换言之, 要有足够的样本含量（简化）· 为了可重现性好 à 必须误差要小 à 必须样本量足够大。
· 每组：探索性30、有效性100、安全性1000（3）同一受试对象的重复观察：例如测血压 3 次，均数作为最终结果（设计类型）12.4 实验设计类型12.4.1 单因素设计在实验研究中所考察的的实验因素只有一个，其水平数或多或少，视具体情况而 定。
当考察的实验因素的水平数k=1 时，叫做“单组设计（a single group design）”； 当k=2 时， 可分为“配对设计(a paired design)”和“成组设计(a two-group divisible design)”；当 k³3 时，叫做“单因素多水平设计(one-way design with multiple levels)”。
12.4.1.1 单组设计相当于标准对照设计（给定标准值或理论值）例 12-1 已知我国婴儿平均出生体重为 3309 克，现调查某低经济状态地区某医院产 科病房中足期分娩的 100 例活婴的平均体重为 2900 克，问是否该地区上述医院足 期分娩的活婴平均体重低于全国平均水平？（测得的具体数据从略）。
12.4.1.2 配对设计· 主要指自身对照设计（前后对比、左右对比）· 动物：同窝动物可配成对子· 人：一般不宜配成对子 （病例对照研究有不同个体“配对” ，匹配差些不要紧。
不管怎样，其结果都是很初步的、“大海捞针”似的）例 12-2 欲研究某药物在体内抗乳腺癌的作用，选取 10 只已诱发乳腺肿瘤的大鼠皮 下注射该药物，一段时间后观察每只大鼠乳腺肿瘤体积，数据列在下面。
问治疗前 后的乳腺肿瘤体积之间的差别是否有统计学意义。
问该研究属于何种实验设计类 型？大 鼠 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10治疗前体积（cm 3 ） 4.3 5.1 4.9 5.8 6.1 4.5 5.5 4.2 4.9 5.2治疗后体积（cm 3 ） 3.1 4.2 4.5 5.1 4.8 6.1 5.3 3.1 3.5 5.112.4.1.3 成组设计· 相当于相互对照设计，或实验对照设计· 成组设计有两种情况，一是从同一总体中随机抽取两个样本，分别接受两种不同的 处理； 另一是分别从两个总体中各随机抽取一个样本， 接受同一种处理。
例如，……， 只能从男性、女性两个子总体中分别随机抽样（Luo：“总体”改为群体好些，如果 知道“总体”就不用统计检验了）12.4.1.4 单因素多水平设计·“多水平”是个新词，是指按某特征数量等级分组（如高、中、低）· 以往将“多水平”等同于“多组”，忽略了“数量组”特性12.4.2 随机区组设计· 随机区组设计（a randomized blocks design）是配对设计的扩展。