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原型设计论文8篇

时间:2023-03-03 15:58:30

原型设计论文

原型设计论文篇1

现在各个城市的道路都会安装交通控制红绿灯,使用交通灯来控制不同道路的汽车有序运行。有些司机不遵守安全规则擅闯红灯对行人造成一定的人身安全威胁,每年各个城市都会有这种事故发生,人的生命是最宝贵的。本设计就是设计了汽车刹车控制系统,在汽车行驶过程中遇到红灯可以自动强制提车,避免了汽车闯红灯对行人造成的安全威胁。

二、设计创新点

本设计创新点在于使用红外线发射器与红路灯联合工作,在遇到红灯时发出红外线,在汽车里安装有红外接收电路控制汽车上的电动机或者发动机,强制其停车。可以避免有些司机不遵守交通规则擅闯红灯。

三、项目结构框图

图1 红外线自动控制小车强制制动原理框图

本系统设计主要有两大模块组成:使用单片机at89c52设计的简易十字路口交通红绿灯,安装有红外接收器的模型小车。单片机控制的交通灯可以实现两路红、绿、黄灯的控制,可以显示时间,可以在红灯情况控制红外发光二极管发出红外线;模型小车安装有红外线接收器,当收到来自交通灯的红外线停车信号后通过控制电路强制停车。模拟了强制禁止闯红灯的过程。

图2 交通灯的控制流程图

交通灯的控制通过编制程序实现,可以通过更改程序灵活调整每个路口的红绿灯的亮灯时间。实现单片机控制的模拟交通灯功能,可以实现交通动能在红灯状态发送红外线,模型车接收到红外信号实现自动停车。本设计可以通过考虑设计更为完善的程序,实现多路交通模型车的控制。更为接近实际情况。

四、使用材料

红外自动控制小车

元器件 数量(个) 参数 备注

20w烙铁 1 20w内热式烙铁,用于电路焊接

焊锡丝 1卷

松香 2 用于电路的助焊接,提高焊点的可可靠性

c51单片机

开发板 一套 用于交通灯的控制,完成交通灯、红外制动信号的发射

红外线距离

传感器 2个 经过修改调整可用于接收红外调制信号,实现强制停车控制。可接受到频率160——200khz的占空比25%的调制红外光,有效距离可调最大1.5m最小2cm。

红外线发射

二极管 10 用于发射红外线停车信号,发射900nm的红外线

9012三极管 4 低频小功率三极管,用于控制继电器等做可控开关使用,工作在开关状态。

洞洞板 4 用于电子元器件搭接测试电路。

白光二极管 4 作指示灯

小型电动机 1 4.5v电机,转速200rpm,测试电机桥性能

5v稳压直流

电源 1 提供一个稳定的5v电压给单片机,功率15w

红外线调制管 2 可以产生频率160——200khz的占空比25%的调制信号,用于对红外发射管控制。

微型5v继电器 2 电动车电机控制继电器,线圈工作电流50ma,控制端220v,10a

金属1/6w电阻 10 1kω、47kω、500ω、330ω、10ω,限流电阻

电源变压器 1 直流电源的交流供电端220:15v

红外接收管 6 接收红外线信号

电容器 6 电解电容、瓷片电容等。

五、制作原理方法

制作的红外线自动控制小车强制制动器采用了理论联系实际的方法,前期做了一些文献查阅和检索工作,查看了国内外有交通灯控制及针对违规司机闯红灯的自动停车装置的研究状况。发现在目前有些司机不能很好的遵守交通指挥灯的控制信号,遇到红灯强行通过,不停车对于行人的人身安全造成了极大地威胁。每年这样的交通事故也是屡次有发生,还没有什么有效地解决办法。交通灯的自动控制技术现在已经是非常的成熟了,但其功能也只限于控制红绿灯的亮灭。

本制作设计使用脉冲调制红外线为强制制动停车信号,在模型小车里加装红外线接收装置,探测红外停车信号。当没有收到停车信号时小车正常运行;遇到交通灯发射的红外停车信号切断小车电机供电强制停车,从而模拟了强制停车严禁穿红灯的交通系统。本设计将红外线信号发送接收功能、交通灯控制、交通安全管理综合起来。实现保障行人安全的功能,以下是实际的制作流程中的一些照片:

图1 第一套电机控制电路

电动机工作的电流在800ma左右,使用两个9014并联使用,提高供电电流,首次设计的红外接收电路直接使用红外接收管,但是灵敏度太低了,有效距离最大才有5cm,必须保持小车在红外发射灯的正对面才能起作用。角度偏离

后就失效了。后来经过查阅相关文献搞清楚了问题所在,改用红外线调制,可以大大提高接收系统的有效距离。为提高接收器的稳定性,最终网购了红外接近开关,改造以后用于红外调制信号的接收。效果很好!

图4 交通灯程序调试界面

图5 交通灯软件仿真图

实物的制作的过程照片如下面的:

图6 红外发射电路控制部分

图7 交通灯电路板

图8 交通灯单片机主控版

六、使用效果

红外发射电路焊接完成后与交通灯连接好,电动小车的红外接收模块和电机控制模块都装配到小车后,实际测试第一次使用的红外接收二极管做接收装置效果不好;经过改进后使用红外接收模块,发射端采用红外线调制发射后,效果很好,接收距离大大提高,可以满足小车自动停车,强制制动的要求。

模型小车的电机电流较小所以控制电路里使用了两个小功率的9013的三极管实现,电路结构比较简单,在红外线传感接收部分设计了两套方案:红外接收光敏三极管,红外接收器。在实际的测试中发现红外接收电路使用红外光敏三极管的灵敏度不够高,且接受范围角度窄;最后就采取了红外接收器的模块,可以准确的接受到红外线实现可靠停车。

七、改进方面

本设计目前可以稳定的工作,交通灯除了正常的控制交通灯、显示倒计时以外,还有一个控制红外发射电路在红灯亮的时间点亮对应路口的红外停车信号灯的作用,实现强制制动。本设计的停车控制电路较为简单,可以对电动车完成控制,若想在现实生活实用控制或是燃料车辆运行还有一定的问题。尤其是在车速较高的情况下,发动机不能骤停,否则会出现非常严重的安全后果。对于这方面还有很大的改进余地,在有些非常情况下如要汽车强行通过交通灯的红灯路口怎么实现控制也是要考虑的!

参考文献

原型设计论文篇2

构成设计是艺术类院校必须开的基础造型课程。但就陶艺专业的教学,如果仅仅将设计停留在抽象构成的层面,脱离了陶瓷艺术本身,那课程的开设就没有意义。立体构成课是基础课程,具有承上启下的作用,把立体原理与陶瓷造型设计有效衔接作为立足点。课程不仅关注纯粹的艺术创作,更是设计与制作、动手与动脑桥接的过程。在通过一些案列进行教学,从立体原理入门,以陶瓷造型为归宿,帮助学生确立科学的设计思维方式,加强对立体形态与空间的认识,加深对形式美法则、造型材料、构思与创意等的理解。在实践教学目标的同时感悟知识内涵。学生经过立体结构造型能力培养和实操动手能力的强化,有了对陶瓷造型的分析、发现、判断、挖掘、优化、多角度观察等能力后,不但可促进其新的知识体系的形成,加深对立体原理之于陶瓷设计的基础性作用的理解,还可明白立体原理在造型的形成方法上与陶瓷造型设计的一致性。当学生按照立体原理中点、线、面基础元素进行强弱、动静、疏密、虚实等基本规律组合,结合裁剪、切割、镂空、折曲等手段对虚拟陶瓷不同部位造型,就能从真正意义上领会从抽象到具象、形态美感、形态创新以及新的视觉效果的含义,最终在作品中充分体现陶瓷形态的三维空间设计感和视觉表现张力,这是立体原理与陶瓷造型设计有效衔接的意义所在。

二、确保有效衔接的关键是合理组织和实施课程能容

本课程目标是借助立体原理着力培养和打造学生对陶瓷造型设计的判断力和创作力,而这一目标达成的关键则是合理组织课程内容和实施项目教学。课程内容注重设计理论和教学任务的有机整合。制定并有计划的安排知识和能力教学目标,并将其充分体现于教学过程,培养学生的创新思维能力、将手与脑的结合充分发挥。真正做到两者的有效结合。教学任务一:立体构成原理的认识及其训练。知识要点:

①立体构成原理;

②立体构成各要素与其关系;

③从平面走向立体;技能要求:从平面到半立体、全立体的转换:平面视图的立体化;平面材料立体化。教学任务实施:分三个实验完成。

(1)平面到半立体的感知训练:以卡纸为材质,从感觉出发:将酸甜苦辣以线条形式出现,并转为半立体。将酸甜苦辣以美的形式出现在我们面前,从酸甜苦辣四中感觉中体会并抽取元素,进行平面到半立体的感知训练。要求通过面材的纸张设计,在平面纸上做切割,积极地利用此切割线,把纸进行折叠、弯曲、拉引等处理,使之产生出凹凸的半立体造型来.并将四中感觉通过思考、提取出反应相应感知的主次、聚散、高低、曲折等要素和空间的关系,甚至构成触感的肌理,感悟形和形之间的关系、凹凸相互转换的自然规律,注重力感和整体感。

(2)平面到半立体的抽象训练:以卡纸为材质,将我们抽象的风为主题,进行平面到半立体的抽象训练。同样要求通过面材的纸张设计,在平面纸上做切割,积极地利用此切割线,把纸进行折叠、弯曲、拉引等处理,使之产生出凹凸的半立体造型来.并将风的特征通过思考、提取出反应相应感知的主次、聚散、高低、曲折等要素和空间的关系,甚至构成触感的肌理,感悟形和形之间的关系、凹凸相互转换的自然规律,注重力感和整体感。

(3)平面到全立体的衔接训练:以卡纸代替泥片,进行器皿杯子的设计,以达到平面素材的立体装换。以纸为材质,先经过造型的构思,确定一个图形,然后按照图形进行切割(材料不要完全切断,至少保留一处相连),再通过折叠、穿插和固定,使之成为立体杯子的形态。这种思考与训练要求实践者很好的平面构思与立体空间想象能力,同时对材料的特性有很好的把握。教学任务二:立体构成基本形态的训练。知识要点:

①熟练掌握形式美法则的规律;

②通过运用材料表现立体构成的三种基本形态。技能要求:熟练掌握线、面、体材构成的方法。教学任务实施:以面材实验为主。

任务实施:面材构成训练:以面为基础元素,并结合陶瓷造型壶的结构,用面材围合成一个壶的造型。首先要先理解面材构成的概念、特征,分析面,并掌握面材构成的方法。其次以壶为基础,分析壶的各部分结构,将面材构成和壶有效的结合。同时也达到了用纸来研究壶的形状:壶的结构、解剖面和壶的外轮廓的呈现。把这些面黏在一起来表现作品,模型看起来像一个骷髅,只有骨架。教学任务三:立体构成综合形态训练。知识要点:熟练掌握立体构成各基本形态表现技法,并能综合运用。

任务实施:以泥为材质,进行陶瓷造型的艺术性表达,具有综合性,学生面临着很大的挑战。实验要求学生用泥为材质,了解泥的特性,运用所学构成的各种方法,分析重组新的造型并体现以下几个词:生长、重生、舞者。充分发挥学生的想象力和创作力,要求学生不仅对材料具有一定的控制力,还要把立体原理和陶瓷造型的制作美学要求一致起来。达到在做实验的过程,就是分析的过程和生成作品的过程。这种过程不仅检验学生的综合知识运用、技能的掌握,更使学生在训练中将知识体系重构、产生创意的重要过程。学生通过自己作品所选的元素、肌理、层次、颜色、空间等处理,从内容与形式的分析上不断提高自己的综合能力。以上教学任务的重点主要定位在结构创意和研究陶瓷造型的基础上,学生在学习中最终要明确:

①立体原理是针对形态进行三维立体空间整体性的理想把握;

②单纯的立体原理训练与陶瓷造型设计中实用立体形态的区别和联系,即纯粹的立体原理训练在材料可能达到的范围内,可任意发挥想象力创作新的造型,而陶瓷造型设计要与陶瓷造型的功能等共同承担设计效果;

③构思的表达应该大胆的尝试和运用,将所学立体原理融会贯通于陶瓷设计之中,以达到最佳效果。

三、结语

原型设计论文篇3

随着我国高等教育进入大众化发展阶段,应用型本科院校迎来了前所未有的发展机遇。作为高等教育体系的重要组成部分,应用型本科院校主要培养具有一定知识、能力和综合素质,面向生产、建设、管理、服务一线或岗位群并适应其要求,具有可持续发展潜力的高级应用型专门人才,以满足区域和地方经济社会发展对基层一线人才的需求。相对于其他本科院校,应用型本科院校在人才培养上更加强调实践性、应用性和技术性,相对于其他专业,经管类专业在人才培养上又具有其特殊性。作为人才培养的重要环节,毕业论文(设计)必须适应经管类专业应用型人才培养的需要,有助于夯实应用型人才的知识、能力和素质结构。因此,应用型本科院校经管类专业在构建毕业论文(设计)质量评价体系的过程中,应坚持五个原则,即实用性原则、专业性原则、学术性原则、全过程评价原则和多主体评价原则。

(一)实用性原则

应用型本科院校人才培养强调实践性、应用性和技术性的特点,凸显出实践教学体系在整个教学环节中的重要性。作为实践教学体系的重要组成部分,毕业论文(设计)在培养学生创新能力、动手能力、分析与解决实际问题的能力方面发挥着重要作用,对于应用型本科院校人才培养目标的实现意义重大。因此,应用型本科院校经管类专业毕业论文(设计)质量评价体系的构建,首先应该遵循实用性原则。坚持实用性原则,一是要求学生提高毕业实习的效果。毕业实习是学生在毕业论文(设计)撰写前的最后一次实习,要求结合实习企业尽可能搜集与毕业论文(设计)撰写相关的资料,为毕业论文(设计)写作打下坚实基础。二是要求毕业论文(设计)在选题上多联系社会和行业实际。结合实习企业来选择毕业论文(设计)题目,鼓励学生撰写实习企业调研报告,解决实习企业的实际问题。对于拥有意向就业单位的学生,应结合意向就业单位确定毕业论文(设计)题目。论文(设计)选题联系实际的好处是,一方面学生容易驾驭,完成的论文(设计)对于实习企业(意向就业单位)具有直接的应用价值;另一方面也便于学生提前熟悉企业,有利于学生就业。三是要求实习企业(意向就业单位)参与到毕业论文(设计)的评价中,以毕业论文(设计)的研究结果是否为实习企业(意向就业单位)采纳应用,是否适应企业需要,帮助企业解决了经营中遇到的实际问题为评价标准,对毕业论文(设计)质量进行评价。

(二)专业性原则

相对于其他专业,经管类专业本科毕业论文(设计)具有自身的特点和特殊性:一是经管类毕业论文(设计)的研究对象主要是社会经济与管理领域的理论与实践问题,研究对象兼具研究“人性”和研究“科学性”两个方面;二是研究所依据的第一手资料不可能通过在实验室开展实验来获得,而是需要通过开展大量的社会调查活动来获得。开展广泛深入的社会调查,进行大量的资料收集,是做好经管类专业本科毕业论文(设计)工作的关键。上述专业性特征决定了经管类专业应构建适应自身特点的本科毕业论文(设计)评价指标体系,而不应使用适应所有专业的本科毕业论文(设计)评价体系。

(三)学术性原则

本科毕业论文(设计)是高校本科教学环节的重要组成部分,是大学生综合素质得以培养、锻炼和提高的重要环节,也是大学生获得学位的必要条件。《中华人民共和国学位管理条例》第四条规定,“学士学位获得者应具有从事科学研究工作的初步能力”,而毕业论文(设计)写作是获取这种初步的科研能力的主要途径。学术性原则要求本科毕业论文(设计)符合基本的学术规范,学生应掌握基本的研究方法。

(四)全过程评价原则

毕业论文(设计)的完成要经过前期准备、选题开题、中期检查、终期答辩和后期评审等诸多环节,各个环节缺一不可,每个环节的过程质量也将影响到论文的最终质量。因此,应该对毕业论文(设计)的这些环节开展全过程评价,进行动态的管理,而不应静态地评价最终完成的毕业论文(设计)的质量。全过程评价,一方面可以培养学生严谨的工作作风和认真的工作态度,另一方面可以通过加强过程管理,保证毕业论文(设计)的最终质量。坚持全过程评价原则,一是要求将前期准备、选题开题、中期检查、终期答辩和后期评审等各个环节纳入毕业论文(设计)评价体系;二是要求对每一环节的评价进行细化,保证对每一环节的评价和监控落到实处;三是要求根据重要性程度不同,对每一环节进行适当的分值分配。

(五)多主体评价原则

论文评定是一种定性分析,评定者的个人判断发挥举足轻重的作用。即使构建了完善的评价体系,由于不同评价主体对于评价标准的理解、掌握不同,实际应用中仍然会存在较大差距。为防止评价主体的主观判断给毕业论文(设计)成绩带来的误差,目前普遍采取由毕业论文(设计)指导教师和审阅教师同时评定同一毕业论文(设计)的方法,即“双重评分法”。本文认为,为尽量降低评价主体主观判断带来的误差,应坚持多主体评价原则。坚持多主体评价原则,一是要求评价主体尽量多样化,不仅将毕业论文(设计)的指导教师、审阅教师和答辩组纳入评价主体,还应将学生的实习企业(意向就业单位)纳入评价主体;二是要求在指导教师、审阅教师和答辩组之间进行适当的分数分配,充分发挥答辩组的集体决策作用,赋予较大的分值;三是要求企业评价在毕业论文(设计)中占有一定的比重,考虑到企业评价的随机性,这部分分值占比不宜太大。

二、应用型本科院校经管类专业毕业论文(设计)质量评价体系的构建

按照实用性原则、专业性原则、学术性原则、全过程评价原则和多主体评价原则,应用型本科院校经管类专业可以分一级指标、二级指标和三级指标三个层次,构建毕业论文(设计)质量评价体系。

(一)一级指标

一级指标包括开题答辩、中期检查、指导教师评分、审阅教师评分和答辩五个部分。开题答辩重点考察毕业论文(设计)的前期准备情况和选题情况。中期检点考察学生对论文(设计)的期间完成进度和完成质量,防范抄袭现象的发生。指导教师评分和审阅教师评分考察内容相同,主要包括毕业论文(设计)的学术水平,实用性和创新性,实习企业(意向就业单位)对毕业论文(设计)的评价。答辩综合考察学生对实习企业(意向就业单位)的熟悉程度,对相关理论知识的掌握程度,对论文内容的熟悉程度,是否具备分析和解决实际问题的能力等。

(二)二级指标

一级指标下设立二级指标,其中,开题答辩设立毕业实习效果和选题两个二级指标;中期检查设立完成态度和完成进度两个二级指标;指导教师评分和审阅教师评分下设立毕业论文(设计)学术水平、毕业论文(设计)实用性和创新性、企业评价三个二级指标;答辩下设立自述和回答答辩组提问两个二级指标。毕业实习效果和选题两个二级指标反映了实用性原则。毕业实习效果好,能为毕业论文(设计)的写作积累论据或基本材料,是应用型本科院校经管类专业毕业论文(设计)质量的根本保障。选题好,要求联系实际,密切关注本专业学术前沿动态以及社会生活中出现的新情况、新问题,选题应该大小和深浅适宜,涉及内容不宜太庞杂。中期完成态度和完成进度两个二级指标反映了全过程评价原则,中期完成态度是指论文写作过程中学风是否严谨,对待科学的态度是否端正。只有具备了严谨端正的态度,才能从主观上保证毕业论文(设计)的质量。完成进度是为保证学生最终能够按时完成毕业论文(设计)而设定的指标。毕业论文(设计)学术水平、实用性和创新性、企业评价三个二级指标分别反映了学术性原则、实用性原则和多主体评价原则。自述和回答答辩组提问两个二级指标反映了实用性原则、专业性原则、全过程评价原则和多主体评价原则。

(三)三级指标

二级指标下设立三级指标,给出衡量毕业论文(设计)质量的具体标准。其中,毕业实习效果主要考察实习出勤及态度、资料收集方法及效果;选题好坏主要考察题目背景及意义,选题是否符合企业需求;中期检查下的完成态度主要考察毕业论文(设计)写作出勤情况和写作态度,完成进度主要考察是否符合进度要求以及已完成的论文的质量;论文(设计)学术水平主要考察论文(设计)的规范性和理论价值;论文(设计)实用性和创新性主要考察论文(设计)的实用价值,以及选题、研究方法、观点是否有创新;企业评价主要考察企业对毕业论文(设计)的研究结论是否有采纳证明或出具的其他意见;自述主要考察学生是否熟悉企业,以及对相关理论知识的掌握程度,自述成绩取各评委的平均值;回答答辩组提问主要考察学生对基础知识和基本技能的掌握程度,对论文内容的熟悉程度,能否做到思路清晰、重点突出、论据充分,回答问题是否准确完整,是否具备应变能力,是否具备分析和解决实际问题的能力等,答辩成绩取各评委的平均值。(四)各级指标权重的设定按照构建的一级指标、二级指标和三级指标,将100分在这些指标间进行分配。一级指标下,开题答辩10分,中期检查10分,指导教师评分25分,审阅教师评分25分,答辩30分。毕业论文的评定分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。论文综合成绩由五个一级指标的得分相加得出,分数在90分(含90分)以上的为优秀,在80~90分(含80分)之间的为良好,在70~80分(含70分)之间的为中等,在60~70分(含60分)之间的为及格,60分以下的为不及格。

三、结论与建议

原型设计论文篇4

摘要:本文对计量经济学及其研究的内容和方法,论文进行了综述、补充和总结,系统地从经济理论、统计学和科学性角度分析了计量经济学模型方法及其设定方式。

关键词计量经济学内容模型方法

计量经济学是经济理论、统计学和数学三者的结合。计量经济学研究的主体是经济现象发展变化的数量规律,计量经济模型描述的是经济变量之间的数量关系,这就决定了计量经济研究必须以经济理论和经济运行机制作为建立模型的理论依据。此外,由于计量经济研究过程是将经济理论与客观事实紧密联系起来进行分析,计量经济研究的结论反过来可以验证有关经济理论的正确与否(即是否符合客观实际)。因此,计量经济的研究成果又可以进一步充实,完善和发展经济理论。

数理经济学是一门以数学形式描述经济变量之间逻辑关系、运用数学符号和公式分析研究经济现象的学科。数理经济学与理论经济学的区别只是表述形式不同,所以,有人称之为“理论上的空盒子”。但是,数理经济学对计量经济学的产生和发展却有着重大影响,因为它毕竟将经济关系数学化、公式化了,为计量经济学的进一步研究奠定了基础。

计量经济学家在此基础做了两点改进,一是在模型中加入随机误差项,使模型成为随机方程。二是利用统计资料和数理统计方法估计出模型的具体形式。所以,计量经济学时计量经济研究的基础,计量经济学时数理经济学的具体应用和发展,计量经济的研究结果在数理经济学的“空盒子”中填上了实际内容。

一、关于计量经济学模型方法科学性的研究

讨论计量经济学模型方法的科学性,必须回答如下两个方面的问题。

1.计量经济学的哲学基础问题。广义的或者说完整的计量经济学模型方法并不是一般认为的“只能检验,不能发现”,而是一个能够作出科学发现的研究全过程。计量经济学模型不是有人认为的“是归纳的”,模型设定阶段的演绎与模型检验阶段的归纳相结合,构成了完整的、辨证的计量经济学模型的认识论。

2.计量经济学模型方法体系的内在一致性问题。现代计量经济学包括时间序列计量经济学、微观计量经济学、非参数计量经济学以及面板数据计量经济学等相对独立的分支。它们之间的关系,特别是内在一致性,是计量经济学模型方法是否具有科学性的重要体现。从计量经济学模型发展的角度,论述计量经济学模型方法的科学性。

二、关于计量经济学模型的统计学基础研究

与计量经济学模型方法的统计学基础相关的专题有3个,即模型类型设定对数据的依赖性、模型随机扰动项的源生性和假设检验的不对称性。“计量经济学模型对数据的依赖性”全面地论述了计量经济学模型与数据的关系。从计量经济学模型类型选择、总体回归模型设定、模型估计和模型应用等方面分析了数据的作用,强调了模型对数据的依赖性。具体包括,计量经济学应用模型的类型依赖于表征研究对象状态的数据类型,不同类型的数据,必须选择不同类型的模型。

从检验对象的角度,计量经济学中的假设检验大体分为四类。一是关于模型设定的检验。二是关于分布的检验。三是关于样本数据的检验。四是关于模型结果的检验。从检验方法的角度,计量经济学中的假设检验大体分为两类。一类是非嵌套检验。在非嵌套检验中,既设定了原假设,又同时设定了备择假设,检验一次完成。绝大多数假设检验都采用非嵌套检验。一类是嵌套检验。在嵌套检验中,只设定了原假设,没有明确的备择假设,检验非一次完成。当原假设被拒绝,需要设计进一步的检验。

假设检验中充满着不对称性。假设检验的不对称性包括三个方面,一是统计意义和经济意义的不对称性,属于经济学范畴;二是证伪和证实的不对称性,属于逻辑学范畴;三是犯第一类错误和犯第二类错误的不对称性,属于统计学范畴。正确理解假设检验的不对称性,对于正确认识和正确应用计量经济学模型方法,都是十分重要的。

三、关于计量经济学模型设定理论的研究

在经典计量经济学模型的应用研究中,直接依据经济学理论设定总体模型的现象十分普遍,因此经典计量经济学模型通常被认为是先验理论导向的。以先验的经济学理论作为计量经济学模型总体设定的导向,至少存在两个主要障碍。第一,正统经济学以经济人假设和理性选择为其理论体系的基石,任何一种理论都建立在决策主体是理性的和决策行为是最优的基础之上。而计量经济学模型总体设定的目的,是建立能够描述人们实际观察到的经济活动之中蕴藏着的一般规律的总体模型,毫无疑问,实际经济活动既不是“理陛”的,也不是“最优”的。第二,正统经济学理论强调“简单”,认为只有简单的理论才能够揭示本质。而计量经济学模型恰恰相反,它强调“一般”,必须将经济活动所涉及的所有因素包含其中。所以,即使经济学理论是正确的,也不能据此设定计量经济学模型,因为它舍弃了太多显著的因素。所谓“统计检验必要性”原则,是对数据关系导向的批评。

计量经济学模型设定应该遵循“经济主体动力学关系导向”原则。以经济主体与环境之间的动力学关系分析为基础和前提,基于该动力学过程生成的数据,以数据统计分析为必要条件,验证并确定经济主体与环境的互动关系,正是计量经济学总体模型所要界定的因果关系。以这样的原则设定计量经济学模型,可以实现先验理论导向和数据关系导向的综合。

参考文献:

[1]李芝倩.应用导向下的本科阶段计量经济学教学之思考.赤峰学院学报(自然科学版).2010(12).

[2]吴国新,余宇新.基于主体可计算模型的服务外包生态系统研究综述.国际商务研究.2010(06).

原型设计论文篇5

很多科研人员(包括临床医生)在进行科研工作过程中,习惯用专业知识取代一切其他知识。其突出表现是:等科研工作已经完成,甚至论文已写完,因某些数据处理有问题被退稿时,才想起要找统计学工作者帮助处理论文中的实验数据;考虑问题稍周到一些的科研人员在科研工作完成之后,在撰写论文之前就想到要运用统计学知识来分析实验数据。这两种运用统计学的科研人员都是在把统计学当作分析数据的“计算工具”或当作发表学术论文的“敲门砖”,是对统计学重要性认识不足的突出表现。理由很简单,科研数据是否正确可靠、是否值得进行数据分析、结论是否可信等一系列重要问题都没有令人信服的证据来帮助说明,换句话说,若缺乏科研设计或科研设计不科学、不完善,即使花费10年时间和数亿人民币进行调查或实验获得了大量科研数据,与某人用计算机产生的毫无专业含义的任意多个随机数据没有什么区别,除了浪费了大量国家和人民的血汗钱,对科学技术进步、对人类的贡献不仅为零,甚至是负数!因此,在进行科研工作之前,制定科学完善的科研设计方案,特别是其中的实验设计方案或调查设计方案的质量好坏,是科研工作成败的关键所在!

    科研设计包括专业设计和统计研究设计。专业设计主要包括基本常识和专业知识的正确、全面、巧妙地运用;而统计研究设计包括实验设计、临床试验设计和调查设计。值得注意的是:在很多科研人员所做的科研课题中,不仅严重忽视统计研究设计,就连专业设计也有严重错误,主要表现在犯了基本常识错误和违背专业知识错误。这类错误所发生的频率还相当高,是一种不能容忍的不正常现象!

    在统计研究设计所包含的3种研究设计中,实验设计是最重要的,因为很多关键性的内容都包含在其中,其核心内容是“三要素”、“四原则”和“设计类型”。所谓“三要素”就是受试对象(或调查对象)、影响因素(包括试验因素和重要的非试验因素)和实验效应(通过具体的观测指标来体现);所谓“四原则”就是随机、对照、重复和均衡原则,它们在选取和分配受试对象、控制重要非试验因素对观测结果的干扰和影响、提高组间均衡性、提高结论的可靠性和说服力等方面将起到“保驾护航”的作用;所谓“设计类型”就是实验中因素及其水平如何合理搭配而形成的一种结构,它决定了能否多快好省且又经济可靠地实现研究目标。科研人员若对重要非试验因素考虑不周到、对照组选择不合理、设计类型选择不当或辨别不清,导致科研课题的科研设计千疮百孔、数据分析滥竽充数、结果解释稀里糊涂、结论陈述啼笑皆非。下面笔者就“实验设计”环节存在的问题辨析如下。

1  在分析定量资料前未明确交代所对应的实验设计类型

    人们在处理定量资料前未明确交代定量资料所对应的实验设计,对数千篇稿件进行审阅后发现,大多数人都是盲目套用统计分析方法,其结论的正确性如何是可想而知的。这是一条出现非常频繁的错误,应当引起广大科研工作者的高度重视。

2  临床试验设计中一个极易被忽视的问题——按重要非试验因素进行分层随机化

   

例1:原文题目为《气管舒合剂治疗支气管哮喘的临床观察》。原作者写到:“全部病例均来源于本院呼吸专科门诊和普通门诊,随机分为治疗组40例和对照组30例。其中治疗组男21例,女19例;年龄21~55岁,平均(36.28±9.36)岁;病程2~23年,平均(10.31±17.48)年;病情轻度者16例,中度24例。对照组30例,男16例,女14例;年龄20~53岁,平均(35.78±9.53)岁;病程3~24年,平均(11.05±6.47)年;病情轻度者13例,中度者17例。两组间情况差异无显著性,具有可比性。”请问这样随机化,其组间具有可比性吗?

   

对差错的辨析与释疑:显然,研究者在试验设计时未对重要非试验因素采用分层随机保证各组之间的可比性。这条错误的严重程度为不可逆,出现不可逆错误意味着原作者的试验设计具有无法改正的错误,必须重做实验!究其原因,主要是原作者未理解统计学上随机的概念。统计学上随机化的目的是尽可能去掉人为因素对观测结果的干扰和影响,让重要的非试验因素在组间达到平衡。稍微留意一下原作者随机化分组,明显带有人为的痕迹,治疗组40人比对照组30人多出10人;治疗组病程的标准差17.48是对照组病程的标准差6.47的近3倍。笔者很疑惑怎样的随机化才能达到如此的不平衡?事实上随机化有4种:子总体内随机、完全随机、分层随机和按不平衡指数最小原则所进行的随机,原文条件下应当选用分层随机,即以两个重要的非试验因素(性别和病情)水平组合形成4个小组(男轻,女轻,男中,女中),然后把每个小组内的患者再随机均分到治疗组和对照组中去,这样分层随机的最终结果一定是治疗组和对照组各35人,且使2组间非试验因素的影响达到尽可能的平衡,从而可大大提高组间的可比性。在本例中,若“病程”对观测结果有重要影响,在进行分层随机化时,在按“性别”和“病情”分组的基础上,还应再按“病程”(设分为短、中、长)分组,即共形成12个小组,将每个小组中的患者随机均分入治疗组与对照组中去,这是使“性别、病情、病程”3个重要非试验因素对观测结果的影响在治疗组与对照组之间达到平衡的重要举措,也是所有临床试验研究成败与否的最关键环节!

3  实验设计类型判断错误

    例2:某作者欲观察甘草酸、泼尼松对慢性马兜铃酸肾病(aan)肾损害的干预作用,于是,进行了实验,数据见表1。原作者经过用甘草酸和泼尼松分别与同期正常对照组和模型组比较,一个p<0.05,另一个p<0.01,于是得到甘草酸、泼尼松对慢性aan肾损害具有一定程度的保护作用,且泼尼松的效果更佳。请问原作者的结论可信吗?表1  各组大鼠血bun及scr变化比较(略)注:与正常对照组同期比较,*p<0.05,**p<0.01;与模型组同期比较,p<0.05,p<0.01

   

对差错的辨析与释疑:本例错误极为典型,通常科研工作者欲观察某种药物是否有效,习惯上会建立正常对照组、模型组(即该药物拟治疗的病态组)和在模型组基础上的用药组(如本例中甘草酸组和泼尼松组)。这样的设计本身并没有错,但这仅仅是专业上的“实验安排(可称为多因素非平衡组合实验[1])”,而并非是统计学中所说的某种标准实验设计类型。写在“组别”之下的4个组,并非是一个因素的4个水平,而是2个因素水平的部分组合。这2个因素分别是“是否建模(即正常与模型2个水平)”和“用药种类[即不用药(相当于安慰剂)、用甘草酸和用泼尼松3个水平]”。2个因素共有6种水平组合,即“组别”之下缺少了“正常基础上用甘草酸”和“正常基础上用泼尼松”。这样设计的实验才可能反映出“是否建模”与“用药种类”2个因素之间是否存在交互作用。

   

在本课题研究中,由于未在实验前作出正确的实验设计,处理数据时错误就悄然产生了。具体到本例,从原作者在表1的注解中可以看出,通过单因素方差分析分别比较同期(即相同观测时间点)的甘草酸组和泼尼松组与正常对照组和模型组之间的差别是否有统计学意义。这样的做法有3个严重错误:第一,严格地说,在模型组基础上的用药组是不适合直接与正常对照组相比较的,因为这样的比较解释不清到底是药物的作用还是由于模型未建成功而造成的假象;第二,将各个时间点割裂开分别比较破坏了原先的整体设计,数据利用率降低,误差估计不准确,导致结论的可信度降低。将一个重复测量实验的各个时间点割裂开来考察,就等于在各个片段上估计实验误差、作出统计推断,好像盲人摸象一样,摸出来的结果差别何其之大;第三,要想说明两种药物哪个效果更佳,在得出差别具有统计学意义的基础上,衡量的标准是应看组间平均值的差量的大小而不应看p值是否足够地小,不能说p<0.01时就比p<0.05时更有效,这种忽视实验误差、忽视绝对数量和脱离专业知识的想法和做法都是不妥当的。

   

如何正确处理表1中的实验资料呢?关键要正确判定该定量资料所对应的是什么实验设计类型。由前面的分析可知,表1定量资料对应的是“多因素非平衡组合实验”,而不是某种标准的多因素实验设计类型。明智的做法是对“组别”进行合理拆分,即根据专业知识和统计学知识,对“组别”之下的所有组重新进行组合,应使每种组合对应着一个标准的实验设计类型。正确地拆分结果分别见表2和表3。表2  正常对照组与模型组大鼠血bun及scr变化的测定结果(略)表3  模型组和2个用药组大鼠血bun及scr变化的测定结果(略)

 

    事实上,由科研习惯形成的这一套实验方案笔者形象地称之为多因素非平衡的组合实验,或者说,它是实验设计的表现型。通常可以进行统计分析的都必须是标准型(即统计学上所说的某种实验设计类型),因此需要能看出代表表现型本质的原型(本例中组别之下应该有6个组,这6个组构成一个2×3析因设计结构,但原作者少设计了2个组)。通常需要将表现型或/和原型拆分成标准型后再选择合适的统计分析方法进行数据分析。本例根据原作者的意图,可以将表1拆分成2个标准型,形成2个具有一个重复测量的两因素设计定量资料,见表2和表3。相应的统计分析方法就是具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析。此处请读者注意:第一,具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析和一般的方差分析虽然都叫方差分析,但它们的计算公式却有本质区别,绝不可混用;第二,重复测量因素(本例中为时间)不要与实验分组因素(表2中叫“是否建模”;表3中叫“药物种类”)同时列入左边,它们是本质不同的两种因素,一般应该把“重复测量因素”放到表头横线下方。

   

通过本例可以看出,在实验前明确实验设计是多么重要的一件事情。试想,若让本例原作者写明他的实验设计类型,他必然就会对基本的实验设计类型作一番调查和学习,自然就能发现他所“设计”的实验并不是统计学上相应的实验设计。那么通过咨询相关人士必能做出比较正确的实验设计,不仅可以提高科研设计水平,而且可以大大提高科研课题和论文质量。

   

例3:原文题目为《土荆芥-水团花对胃溃疡大鼠黏膜保护作用的研究》。原作者使用单因素多水平设计定量资料方差分析处理表4中的数据。请问原作者这样做对吗?表4  各组黏膜肌层宽度、再生黏膜厚度变化(略)注:与正常组比较,ap<0.05;与ns组比较,bp<0.05;与cp 10 mg·kg-1 组比较,cp<0.05     对差错的辨析与释疑:本例涉及到统计学三型理论[1]中的一些概念,简单地说就是可以直接进行统计分析的来自标准设计的数据表叫标准型,反映问题本质但并非是标准型的数据表叫原型,而掩盖了原型信息的数据表叫表现型。“组别”之下的6个组,似乎是某个因素的6个水平,其实不然!这6个组涉及到多个试验因素,应对“组别”拆分重新组合后,再分别判定各种组合所对应的实验设计类型,并选用相应的统计分析方法。组合1:空白对照组(正常)、阴性对照组(ns),这是单因素两水平设计(简称为成组设计)。由于正常组无实验数据,故该组合无法进行统计分析;组合2:ns组、ra组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素3水平设计,因素的名称叫“药物种类”;组合3:ns组、cp(10/mg·kg-1)组、cp(15/mg·kg-1)组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素4水平设计,因素名称叫cp的剂量(其中,ns组可视为cp的剂量为0)。

   

对于组合2和组合3,若定量资料满足参数检验的前提条件,可选用相应设计定量资料的方差分析,否则,需要改用相应设计定量资料的秩和检验。

4  人为改变设计类型且数据利用不全

    例4:某作者使用表5中的数据进行分析,欲比较治疗组和对照组在治疗后的各个时间点的疗效情况,使用的分析方法为一般卡方检验,请问原作者这样做对吗?

    对差错的辨析与释疑:从给出的统计表可以看出,该作者有意或者无意之间收集了一类相当复杂的实验设计类型下的定性资料,结果变量为多值有序变量的具有一个重复测量的两因素设计定性资料,处理这个设计下收集的定性资料要使用相应设计定性资料的统计模型分析法。由于上述方法过于复杂,因此,通常在实际运用中,实际工作者将重复测量因素武断地视为实验分组因素,从而使该资料变为结果变量为多值有序变量的三维列联表资料。在已经出错的前提下,原本应当使用cmh校正的秩和检验或者有序变量的多重logistic回归分析处理资料。然而,该作者显然在此基础上进一步合并了数据,将结果变量变成二值变量(有效、无效),也就是说,原作者实际使用的仅仅是最后一列数据(即总有效率),并且最为严重的错误是将三维列联表资料强行降维成二维列联表资料,使用一般χ2检验进行分析。经过一系列的简化与错误合并,最后结论的可信度还剩下多少呢?表5  原作者对2组疗效比较的试验设计及数据表达(略)注:与对照组同期比较,*p<0.05

   

由于篇幅所限,这类错误笔者只给出1例,实际上此类例子在很多杂志中普遍存在。这说明在进行实验设计时,很多研究人员并未做到心中有数;分析数据时,按自己熟悉的简单统计分析方法所能解决的数据结构强硬地改造数据,严格地说,在用表格表达实验资料的那一刹那就已人为改变了资料所对应的实验设计类型,这种做法的科学性和得出结论的正确性都将受到质疑[2]。

5  正交设计及数据处理方面的错误

   

人们在进行正交设计和对正交设计定量资料进行统计分析时,常存在下列3个误区:很多人过分强调用正交设计可以大大减少实验次数,因此,无论各实验条件(正交表中的每一行)下的实验结果波动有多大,都不做重复实验,这是第1个误区;将正交表各列上都排满试验因素,用对实验结果影响最小的试验因素所对应的标准误作为分析其他因素是否具有统计学意义的误差项,导致误差项的自由度较小,结论的可信度较低,这是第2个误区;在对正交设计定量资料进行方差分析后,即使存在多个无统计学意义的因素,仍对少数几个有统计学意义的因素进行解释,未将无统计学意义的因素合并到误差项中去重新估计实验误差,以获得具有较大自由度的误差项,这是第3个误区。

【参考文献】

 

原型设计论文篇6

很多科研人员(包括临床医生)在进行科研工作过程中,习惯用专业知识取代一切其他知识。其突出表现是:等科研工作已经完成,甚至论文已写完,因某些数据处理有问题被退稿时,才想起要找统计学工作者帮助处理论文中的实验数据;考虑问题稍周到一些的科研人员在科研工作完成之后,在撰写论文之前就想到要运用统计学知识来分析实验数据。这两种运用统计学的科研人员都是在把统计学当作分析数据的“计算工具”或当作发表学术论文的“敲门砖”,是对统计学重要性认识不足的突出表现。理由很简单,科研数据是否正确可靠、是否值得进行数据分析、结论是否可信等一系列重要问题都没有令人信服的证据来帮助说明,换句话说,若缺乏科研设计或科研设计不科学、不完善,即使花费10年时间和数亿人民币进行调查或实验获得了大量科研数据,与某人用计算机产生的毫无专业含义的任意多个随机数据没有什么区别,除了浪费了大量国家和人民的血汗钱,对科学技术进步、对人类的贡献不仅为零,甚至是负数!因此,在进行科研工作之前,制定科学完善的科研设计方案,特别是其中的实验设计方案或调查设计方案的质量好坏,是科研工作成败的关键所在!

科研设计包括专业设计和统计研究设计。专业设计主要包括基本常识和专业知识的正确、全面、巧妙地运用;而统计研究设计包括实验设计、临床试验设计和调查设计。值得注意的是:在很多科研人员所做的科研课题中,不仅严重忽视统计研究设计,就连专业设计也有严重错误,主要表现在犯了基本常识错误和违背专业知识错误。这类错误所发生的频率还相当高,是一种不能容忍的不正常现象!

在统计研究设计所包含的3种研究设计中,实验设计是最重要的,因为很多关键性的内容都包含在其中,其核心内容是“三要素”、“四原则”和“设计类型”。所谓“三要素”就是受试对象(或调查对象)、影响因素(包括试验因素和重要的非试验因素)和实验效应(通过具体的观测指标来体现);所谓“四原则”就是随机、对照、重复和均衡原则,它们在选取和分配受试对象、控制重要非试验因素对观测结果的干扰和影响、提高组间均衡性、提高结论的可靠性和说服力等方面将起到“保驾护航”的作用;所谓“设计类型”就是实验中因素及其水平如何合理搭配而形成的一种结构,它决定了能否多快好省且又经济可靠地实现研究目标。科研人员若对重要非试验因素考虑不周到、对照组选择不合理、设计类型选择不当或辨别不清,导致科研课题的科研设计千疮百孔、数据分析滥竽充数、结果解释稀里糊涂、结论陈述啼笑皆非。下面笔者就“实验设计”环节存在的问题辨析如下。

1 在分析定量资料前未明确交代所对应的实验设计类型

人们在处理定量资料前未明确交代定量资料所对应的实验设计,对数千篇稿件进行审阅后发现,大多数人都是盲目套用统计分析方法,其结论的正确性如何是可想而知的。这是一条出现非常频繁的错误,应当引起广大科研工作者的高度重视。

2 临床试验设计中一个极易被忽视的问题——按重要非试验因素进行分层随机化

例1:原文题目为《气管舒合剂治疗支气管哮喘的临床观察》。原作者写到:“全部病例均来源于本院呼吸专科门诊和普通门诊,随机分为治疗组40例和对照组30例。其中治疗组男21例,女19例;年龄21~55岁,平均(36.28±9.36)岁;病程2~23年,平均(10.31±17.48)年;病情轻度者16例,中度24例。对照组30例,男16例,女14例;年龄20~53岁,平均(35.78±9.53)岁;病程3~24年,平均(11.05±6.47)年;病情轻度者13例,中度者17例。两组间情况差异无显著性,具有可比性。”请问这样随机化,其组间具有可比性吗?

对差错的辨析与释疑:显然,研究者在试验设计时未对重要非试验因素采用分层随机保证各组之间的可比性。这条错误的严重程度为不可逆,出现不可逆错误意味着原作者的试验设计具有无法改正的错误,必须重做实验!究其原因,主要是原作者未理解统计学上随机的概念。统计学上随机化的目的是尽可能去掉人为因素对观测结果的干扰和影响,让重要的非试验因素在组间达到平衡。稍微留意一下原作者随机化分组,明显带有人为的痕迹,治疗组40人比对照组30人多出10人;治疗组病程的标准差17.48是对照组病程的标准差6.47的近3倍。笔者很疑惑怎样的随机化才能达到如此的不平衡?事实上随机化有4种:子总体内随机、完全随机、分层随机和按不平衡指数最小原则所进行的随机,原文条件下应当选用分层随机,即以两个重要的非试验因素(性别和病情)水平组合形成4个小组(男轻,女轻,男中,女中),然后把每个小组内的患者再随机均分到治疗组和对照组中去,这样分层随机的最终结果一定是治疗组和对照组各35人,且使2组间非试验因素的影响达到尽可能的平衡,从而可大大提高组间的可比性。在本例中,若“病程”对观测结果有重要影响,在进行分层随机化时,在按“性别”和“病情”分组的基础上,还应再按“病程”(设分为短、中、长)分组,即共形成12个小组,将每个小组中的患者随机均分入治疗组与对照组中去,这是使“性别、病情、病程”3个重要非试验因素对观测结果的影响在治疗组与对照组之间达到平衡的重要举措,也是所有临床试验研究成败与否的最关键环节!

3 实验设计类型判断错误

例2:某作者欲观察甘草酸、泼尼松对慢性马兜铃酸肾病(aan)肾损害的干预作用,于是,进行了实验,数据见表1。原作者经过用甘草酸和泼尼松分别与同期正常对照组和模型组比较,一个p<0.05,另一个p<0.01,于是得到甘草酸、泼尼松对慢性aan肾损害具有一定程度的保护作用,且泼尼松的效果更佳。请问原作者的结论可信吗?表1 各组大鼠血bun及scr变化比较(略)注:与正常对照组同期比较,*p<0.05,**p<0.01;与模型组同期比较,p<0.05,p<0.01

对差错的辨析与释疑:本例错误极为典型,通常科研工作者欲观察某种药物是否有效,习惯上会建立正常对照组、模型组(即该药物拟治疗的病态组)和在模型组基础上的用药组(如本例中甘草酸组和泼尼松组)。这样的设计本身并没有错,但这仅仅是专业上的“实验安排(可称为多因素非平衡组合实验[1])”,而并非是统计学中所说的某种标准实验设计类型。写在“组别”之下的4个组,并非是一个因素的4个水平,而是2个因素水平的部分组合。这2个因素分别是“是否建模(即正常与模型2个水平)”和“用药种类[即不用药(相当于安慰剂)、用甘草酸和用泼尼松3个水平]”。2个因素共有6种水平组合,即“组别”之下缺少了“正常基础上用甘草酸”和“正常基础上用泼尼松”。这样设计的实验才可能反映出“是否建模”与“用药种类”2个因素之间是否存在交互作用。

在本课题研究中,由于未在实验前作出正确的实验设计,处理数据时错误就悄然产生了。具体到本例,从原作者在表1的注解中可以看出,通过单因素方差分析分别比较同期(即相同观测时间点)的甘草酸组和泼尼松组与正常对照组和模型组之间的差别是否有统计学意义。这样的做法有3个严重错误:第一,严格地说,在模型组基础上的用药组是不适合直接与正常对照组相比较的,因为这样的比较解释不清到底是药物的作用还是由于模型未建成功而造成的假象;第二,将各个时间点割裂开分别比较破坏了原先的整体设计,数据利用率降低,误差估计不准确,导致结论的可信度降低。将一个重复测量实验的各个时间点割裂开来考察,就等于在各个片段上估计实验误差、作出统计推断,好像盲人摸象一样,摸出来的结果差别何其之大;第三,要想说明两种药物哪个效果更佳,在得出差别具有统计学意义的基础上,衡量的标准是应看组间平均值的差量的大小而不应看p值是否足够地小,不能说p<0.01时就比p<0.05时更有效,这种忽视实验误差、忽视绝对数量和脱离专业知识的想法和做法都是不妥当的。

如何正确处理表1中的实验资料呢?关键要正确判定该定量资料所对应的是什么实验设计类型。由前面的分析可知,表1定量资料对应的是“多因素非平衡组合实验”,而不是某种标准的多因素实验设计类型。明智的做法是对“组别”进行合理拆分,即根据专业知识和统计学知识,对“组别”之下的所有组重新进行组合,应使每种组合对应着一个标准的实验设计类型。正确地拆分结果分别见表2和表3。表2 正常对照组与模型组大鼠血bun及scr变化的测定结果(略)表3 模型组和2个用药组大鼠血bun及scr变化的测定结果(略)

事实上,由科研习惯形成的这一套实验方案笔者形象地称之为多因素非平衡的组合实验,或者说,它是实验设计的表现型。通常可以进行统计分析的都必须是标准型(即统计学上所说的某种实验设计类型),因此需要能看出代表表现型本质的原型(本例中组别之下应该有6个组,这6个组构成一个2×3析因设计结构,但原作者少设计了2个组)。通常需要将表现型或/和原型拆分成标准型后再选择合适的统计分析方法进行数据分析。本例根据原作者的意图,可以将表1拆分成2个标准型,形成2个具有一个重复测量的两因素设计定量资料,见表2和表3。相应的统计分析方法就是具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析。此处请读者注意:第一,具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析和一般的方差分析虽然都叫方差分析,但它们的计算公式却有本质区别,绝不可混用;第二,重复测量因素(本例中为时间)不要与实验分组因素(表2中叫“是否建模”;表3中叫“药物种类”)同时列入左边,它们是本质不同的两种因素,一般应该把“重复测量因素”放到表头横线下方。

通过本例可以看出,在实验前明确实验设计是多么重要的一件事情。试想,若让本例原作者写明他的实验设计类型,他必然就会对基本的实验设计类型作一番调查和学习,自然就能发现他所“设计”的实验并不是统计学上相应的实验设计。那么通过咨询相关人士必能做出比较正确的实验设计,不仅可以提高科研设计水平,而且可以大大提高科研课题和论文质量。

例3:原文题目为《土荆芥-水团花对胃溃疡大鼠黏膜保护作用的研究》。原作者使用单因素多水平设计定量资料方差分析处理表4中的数据。请问原作者这样做对吗?表4 各组黏膜肌层宽度、再生黏膜厚度变化(略)注:与正常组比较,ap<0.05;与ns组比较,bp<0.05;与cp 10 mg·kg-1 组比较,cp<0.05 对差错的辨析与释疑:本例涉及到统计学三型理论[1]中的一些概念,简单地说就是可以直接进行统计分析的来自标准设计的数据表叫标准型,反映问题本质但并非是标准型的数据表叫原型,而掩盖了原型信息的数据表叫表现型。“组别”之下的6个组,似乎是某个因素的6个水平,其实不然!这6个组涉及到多个试验因素,应对“组别”拆分重新组合后,再分别判定各种组合所对应的实验设计类型,并选用相应的统计分析方法。组合1:空白对照组(正常)、阴性对照组(ns),这是单因素两水平设计(简称为成组设计)。由于正常组无实验数据,故该组合无法进行统计分析;组合2:ns组、ra组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素3水平设计,因素的名称叫“药物种类”;组合3:ns组、cp(10/mg·kg-1)组、cp(15/mg·kg-1)组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素4水平设计,因素名称叫cp的剂量(其中,ns组可视为cp的剂量为0)。

对于组合2和组合3,若定量资料满足参数检验的前提条件,可选用相应设计定量资料的方差分析,否则,需要改用相应设计定量资料的秩和检验。

4 人为改变设计类型且数据利用不全

例4:某作者使用表5中的数据进行分析,欲比较治疗组和对照组在治疗后的各个时间点的疗效情况,使用的分析方法为一般卡方检验,请问原作者这样做对吗?

对差错的辨析与释疑:从给出的统计表可以看出,该作者有意或者无意之间收集了一类相当复杂的实验设计类型下的定性资料,结果变量为多值有序变量的具有一个重复测量的两因素设计定性资料,处理这个设计下收集的定性资料要使用相应设计定性资料的统计模型分析法。由于上述方法过于复杂,因此,通常在实际运用中,实际工作者将重复测量因素武断地视为实验分组因素,从而使该资料变为结果变量为多值有序变量的三维列联表资料。在已经出错的前提下,原本应当使用cmh校正的秩和检验或者有序变量的多重logistic回归分析处理资料。然而,该作者显然在此基础上进一步合并了数据,将结果变量变成二值变量(有效、无效),也就是说,原作者实际使用的仅仅是最后一列数据(即总有效率),并且最为严重的错误是将三维列联表资料强行降维成二维列联表资料,使用一般χ2检验进行分析。经过一系列的简化与错误合并,最后结论的可信度还剩下多少呢?表5 原作者对2组疗效比较的试验设计及数据表达(略)注:与对照组同期比较,*p<0.05

由于篇幅所限,这类错误笔者只给出1例,实际上此类例子在很多杂志中普遍存在。这说明在进行实验设计时,很多研究人员并未做到心中有数;分析数据时,按自己熟悉的简单统计分析方法所能解决的数据结构强硬地改造数据,严格地说,在用表格表达实验资料的那一刹那就已人为改变了资料所对应的实验设计类型,这种做法的科学性和得出结论的正确性都将受到质疑[2]。

5 正交设计及数据处理方面的错误

人们在进行正交设计和对正交设计定量资料进行统计分析时,常存在下列3个误区:很多人过分强调用正交设计可以大大减少实验次数,因此,无论各实验条件(正交表中的每一行)下的实验结果波动有多大,都不做重复实验,这是第1个误区;将正交表各列上都排满试验因素,用对实验结果影响最小的试验因素所对应的标准误作为分析其他因素是否具有统计学意义的误差项,导致误差项的自由度较小,结论的可信度较低,这是第2个误区;在对正交设计定量资料进行方差分析后,即使存在多个无统计学意义的因素,仍对少数几个有统计学意义的因素进行解释,未将无统计学意义的因素合并到误差项中去重新估计实验误差,以获得具有较大自由度的误差项,这是第3个误区。

【参考文献】

原型设计论文篇7

摘要:化工原理课程设计是与化工原理课程相配套的一个必修的实践性教学环节。文章从理论学习、实验设计、设备选型、工程设计、创新能力的培养等4个方面总结了化工原理课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。

化工原理主要介绍化工生产过程当中的动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本结构及设计计算等知识ti.-I,教学内容中包含大量理论公式的推导和经验公式的运用。化工原理课程设计是学生在学完化工原理课程的相应教学内容后所安排的教学环节,不仅与化工原理课程的内容紧密相连,还要运用计算机编程.AutoC aD机械制图、化工仪表自动化及操作控制、化_L设备机械基础、化工制图等先修课程的知识,是一项综合性实践训练阴。该教学环节主要培养和锻炼学生以下3个方面的能力和素质:(1)系统训练学生的基本计算技能和文献资料利用能力,逐步培养其工程意识;(2)培养学生综合运用所学知识解决二(.程实际问题的能力;(3)塑造学生良好的设计理念。

在完成课程设计的过程当中,学生需掌握厂程技术人员所必需具备的基本技能和工程素质,比如工具书、国家标准和规范的使用,经验公式和经验数据的选择,专业文献资料的查阅、设计成果的分析判断等等,因此课程设计可培养学生对综合知识的运用能力和对_L程问题的解决能力,是对学生的一次综合训练,也是对所学专业基础知识的一次总结,更是对化工原理和化工设备课程教学效果的一次检验。本文主要通过以下4个方面总结了课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。

1 加深学生对“三传理论”和单元操作的理解

动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作是化工原理的主要教学内容,虽然在平时的课堂教学中可通过多媒体教学、动画演示、课堂实验、课后练习、练习辅导等方面增强学生对化工原理基本理论和基本操作的感性认识和理解,但由于课堂教学的内容多,理论知识比较抽象,学习任务较繁重,学生自觉完成课程学习的动力明显不足,教学效果差强人意。课程设计要求学生在指定的时间内完成一个单元操作的设计,愁一个设计任务一般均涉及物料衡算、热.衡算、相平衡关系、传热传质速率关系等典型单元操作的基本内容,经历流程设计到!几艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程,因此学生在具体设计中必须全而理解和应用“三传理论”,并选用合适的单元操作过程。过程必然影响结果,课程设计作为一个教学环节在实践中有效地督导学生加强对理论学习内容的消化,从而加深学生对理论知识的理解。

2培养实验设计和设备选型能力

实验设计能力和设备选型能力的培养是化工原理课程教学的基本目标之一。学习化工原理课程时,通过讲解、动画演示和参观等教学手段,学生熟悉了常用设备的基本操作规程,但大部分同学的实验设计能力和设备选型能力较差。为解决这一问题,在确定课程设计内容时,有针对性地选用部分化工原理中常用的单元操作,给学生下达一个明确的任务,让学生围绕任务所确定的主题在指定时间内完成具体的设计_L作。如,为加强学生对干燥单元操作的理解,可要求学生设计一套离心喷雾干燥塔或设计气流干燥器。课程设计的内容要求涵盖一个完整的工段,为此学生需完成不同艺的方一案选择、设备选型论证、工艺计算,并根据计算与生产经验进行主体设备结构设计,然后确定设备总体尺寸、管口尺寸与方位,还要求进行辅助设备选型与计算,最后绘制主体设备图及带控制点的工艺流程图。过程训练效果表明,学生的实验设计和设备选型能力得到了有效的培养。

3提高工程设计能力

化工原理课程设计是为培养学生设计能力设置的一个教学实践环节,也是使学生完成从理论知识到实际应用的重要一环。每一个设计任务均涉及相应单元操作的基本理论,并经历流程设计到艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程。由于安排课程设计中只有任务而没有参数和条件限制,学生在设计过程当中可根据自己的兴趣和知识背景选择设计线路,设定和收集操作参数,完成具体的设计工作:

经济效益是判断设计质量的重要指标,其中设备建设费和使用操作费是其中的关键,而设备费和操作费的综合考虑也是贯穿于化原理课堂教学中的一个重要问题。比如,精馏操作是化_工生产中常用的单元操作,其中物料的回流比是一个非常关键的操作参数C合理的物料回流比应使操作费用和设备折旧费用之和最低在该单元操作中,操作费用主要取决干再沸器中加热蒸汽消耗量及冷凝器中冷却水的消耗量,随着回流比的增大而增大。设备折旧费主要取决于精馏塔中再沸器、冷凝器等设备的投资费,一般随着回流比的增大而降低。为此,在设计过程中必须综合考虑设备折旧费和操作费的关系。通过课程设计的训练,学生不仅进一步提高了公式应用和数据运算能力,同时学会了主动寻求解决实际问题的方法,缩短了理论与实践的距离,也体会到理论在解决实际问题中的重要作用,提高了理论课程的教学质量。

4培养创新能力

在完成化工原理理论课和实验课的同时,为了满足部分学有余力,且对化工原理问题确有兴趣的学生的学习需要,教学小组创造条件为其提供进一步学习的平台,即结合科研任务的需要设计一定数量的课程设计题目,鼓励学生以小组的形式参与。在设计过程中严格坚持“以课题研究为平台,以创新为目标”的原则,有效地将课程设计、课程教学与科研有机地结合起来。在完成工艺设计计算之后、整理设计说明书之前,要求全体课题组进行交流和总结,即每个设计课题组里选派1-2名学生代表,将本组设计情况在交流会_[向全体同学和指导老师进行汇报。交流时要求主讲人用图表、数据、结论等工程术语表达自己的设计,并在规定时间内着重讲解自己设计的特点,对设计结果进行技术经济分析,突出自己的创造性。交流过程中,指导老师也主动指点设计要领,并对进行设计进行合理评价。这样的师生互动使学生的收获不仅局限于自己所做的课题,对其它设计课题也有一定程度的了解,更有效地开拓了学生的设计思路。

原型设计论文篇8

摘要:化工原理课程设计是与化工原理课程相配套的一个必修的实践性教学环节。文章从理论学习、实验设计、设备选型、工程设计、创新能力的培养等4个方面 总结 了化工原理课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。

化工原理主要介绍化工生产过程中的动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本结构及设计 计算 等知识ti.-i,教学内容中包含大量理论公式的推导和经验公式的运用。化工原理课程设计是学生在学完化工原理课程的相应教学内容后所安排的教学环节,不仅与化工原理课程的内容紧密相连,还要运用计算机编程.autoc ad机械制图、化工仪表自动化及操作控制、化_l设备机械基础、化工制图等先修课程的知识,是一项综合性实践训练阴。该教学环节主要培养和锻炼学生以下3个方面的能力和素质:(1)系统训练学生的基本计算技能和 文献 资料利用能力,逐步培养其工程意识;(2)培养学生综合运用所学知识解决二(.程实际问题的能力;(3)塑造学生良好的设计理念。

在完成课程设计的过程中,学生需掌握厂程技术人员所必需具备的基本技能和工程素质,比如工具书、国家标准和规范的使用,经验公式和经验数据的选择,专业文献资料的查阅、设计成果的分析判断等等,因此课程设计可培养学生对综合知识的运用能力和对_l程问题的解决能力,是对学生的一次综合训练,也是对所学专业基础知识的一次总结,更是对化工原理和化工设备课程教学效果的一次检验。本文主要通过以下4个方面总结了课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。

1 加深学生对“三传理论”和单元操作的理解

动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作是化工原理的主要教学内容,虽然在平时的课堂教学中可通过多媒体教学、动画演示、课堂实验、课后练习、练习辅导等方面增强学生对化工原理基本理论和基本操作的感性认识和理解,但由于课堂教学的内容多,理论知识比较抽象,学习任务较繁重,学生自觉完成课程学习的动力明显不足,教学效果差强人意。课程设计要求学生在指定的时间内完成一个单元操作的设计,愁一个设计任务一般均涉及物料衡算、热.衡算、相平衡关系、传热传质速率关系等典型单元操作的基本内容,经历流程设计到!几艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程,因此学生在具体设计中必须全而理解和应用“三传理论”,并选用合适的单元操作过程。过程必然影响结果,课程设计作为一个教学环节在实践中有效地督导学生加强对理论学习内容的消化,从而加深学生对理论知识的理解。

2培养实验设计和设备选型能力

实验设计能力和设备选型能力的培养是化工原理课程教学的基本目标之一。学习化工原理课程时,通过讲解、动画演示和参观等教学手段,学生熟悉了常用设备的基本操作规程,但大部分同学的实验设计能力和设备选型能力较差。为解决这一问题,在确定课程设计内容时,有针对性地选用部分化工原理中常用的单元操作,给学生下达一个明确的任务,让学生围绕任务所确定的主题在指定时间内完成具体的设计_l作。如,为加强学生对干燥单元操作的理解,可要求学生设计一套离心喷雾干燥塔或设计气流干燥器。课程设计的内容要求涵盖一个完整的工段,为此学生需完成不同艺的方一案选择、设备选型论证、工艺计算,并根据计算与生产经验进行主体设备结构设计,然后确定设备总体尺寸、管口尺寸与方位,还要求进行辅助设备选型与计算,最后绘制主体设备图及带控制点的工艺流程图。过程训练效果表明,学生的实验设计和设备选型能力得到了有效的培养。

3提高工程设计能力

化工原理课程设计是为培养学生设计能力设置的一个教学实践环节,也是使学生完成从理论知识到实际应用的重要一环。每一个设计任务均涉及相应单元操作的基本理论,并经历流程设计到艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程。由于安排课程设计中只有任务而没有参数和条件限制,学生在设计过程中可根据自己的兴趣和知识背景选择设计线路,设定和收集操作参数,完成具体的设计工作:

经济 效益是判断设计质量的重要指标,其中设备建设费和使用操作费是其中的关键,而设备费和操作费的综合考虑也是贯穿于化原理课堂教学中的一个重要问题。比如,精馏操作是化_工生产中常用的单元操作,其中物料的回流比是一个非常关键的操作参数c合理的物料回流比应使操作费用和设备折旧费用之和最低在该单元操作中,操作费用主要取决干再沸器中加热蒸汽消耗量及冷凝器中冷却水的消耗量,随着回流比的增大而增大。设备折旧费主要取决于精馏塔中再沸器、冷凝器等设备的投资费,一般随着回流比的增大而降低。为此,在设计过程中必须综合考虑设备折旧费和操作费的关系。通过课程设计的训练,学生不仅进一步提高了公式应用和数据运算能力,同时学会了主动寻求解决实际问题的方法,缩短了理论与实践的距离,也体会到理论在解决实际问题中的重要作用,提高了理论课程的教学质量。

4培养创新能力

在完成化工原理理论课和实验课的同时,为了满足部分学有余力,且对化工原理问题确有兴趣的学生的学习需要,教学小组创造条件为其提供进一步学习的平台,即结合科研任务的需要设计一定数量的课程设计题目,鼓励学生以小组的形式参与。在设计过程中严格坚持“以课题研究为平台,以创新为目标”的原则,有效地将课程设计、课程教学与科研有机地结合起来。在完成工艺设计 计算 之后、整理设计说明书之前,要求全体课题组进行交流和 总结 ,即每个设计课题组里选派1-2名学生代表,将本组设计情况在交流会_[向全体同学和指导老师进行汇报。交流时要求主讲人用图表、数据、结论等工程术语表达自己的设计,并在规定时间内着重讲解自己设计的特点,对设计结果进行技术经济分析,突出自己的创造性。交流过程中,指导老师也主动指点设计要领,并对进行设计进行合理评价。这样的师生互动使学生的收获不仅局限于自己所做的课题,对其它设计课题也有一定程度的了解,更有效地开拓了学生的设计思路。

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