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1 绪论1

1.1 科学与技术1

1.1.1 科学与科学精神1

1.1.2 技术与高技术4

1.1.3 科学与技术的关系7

1.2 科学研究及其类型9

1.2.1 科学研究的概念9

1.2.2 科学研究的内容9

1.2.3 科学研究的步骤9

1.2.4 科学研究的类型10

1.3 科学研究工作的特点15

1.3.1 科学研究是生产知识的特殊产业15

1.3.2 科学劳动是创造性的劳动16

1.3.3 科学劳动是艰苦的脑力劳动17

1.4 科学研究的一般方法18

1.4.1 方法与方法论18

1.4.2 科学研究方法18

1.5 科学实验与观测20

1.5.1 科学实验的意义和作用20

1.5.2 科学实验的类型及基本原则21

1.5.3 实验的准备和观测23

1.5.4 实验与试验的区别和联系26

思考题与习题27

2 科学研究的内容28

2.1 研究对象28

2.1.1 研究对象的形成28

2.1.2 研究对象的分解与转移29

2.1.3 研究对象的状态特征30

2.2 研究课题的选择31

2.2.1 研究课题的来源31

2.2.2 研究课题选择的原则32

2.3 研究课题的论证与审批33

2.3.1 课题论证的方法和实施程序33

2.3.2 课题论证的主要内容34

2.3.3 科研课题的审批36

2.4 试验方案和试验计划38

2.4.1 试验方案的制订与选择38

2.4.2 试验计划的制订42

思考题与习题44

3 工程试验设计的方法45

3.1 工程试验法与工程试验类型45

3.1.1 工程试验法45

3.1.2 工程试验类型46

3.1.3 工程试验研究的阶段46

3.2 工程试验的基本程序47

3.2.1 概述47

3.2.2 实验室研究工作程序47

3.2.3 扩大实验室和半工业试验的工作程序47

3.3 试验设计48

3.3.1 试验设计的概念与意义48

3.3.2 试验设计的目的48

3.3.3 试验设计书的具体内容48

3.3.4 开题报告49

3.3.5 开题报告会49

3.4 试验设计方法51

3.4.1 几种常用的方法51

3.4.2 指标、因素与水平52

3.4.3 试验设计的基本原则55

3.4.4 试验设计的步骤56

3.4.5 正交试验设计57

3.4.6 均匀设计62

思考题与习题71

4 研究试样的采取与制备72

4.1 矿床采样72

4.1.1 采样要求72

4.1.2 采样设计74

4.1.3 采样施工注意事项76

4.2 工厂取样77

4.2.1 静置料堆的取样77

4.2.2 流动物料的取样78

4.3 研究前试样的制备78

4.3.1 试样加工操作78

4.3.2 固体原料试样的采取和加工工作的自动化和联动化80

思考题与习题80

5 试验数据分析与处理81

5.1 常用统计量及其计算81

5.1.1 和与平均值81

5.1.2 偏差81

5.1.3 偏差平方和与自由度82

5.1.4 平均偏差平方和（方差）与标准偏差83

5.1.5 极差83

5.1.6 变异系数83

5.2 试验数据的整理与归纳84

5.2.1 列表法84

5.2.2 图示法84

5.2.3 方程法86

5.3 数据分析统计处理的相关软件96

5.3.1 Microsoft Excel96

5.3.2 Origin97

5.3.3 Matlab98

5.3.4 SPSS98

5.3.5 1stOpt101

思考题与习题102

6 单因素试验设计法103

6.1 黄金分割法103

6.1.1 黄金分割法的概念103

6.1.2 0.618法的作法103

6.2 平分法104

6.2.1 平分法概念104

6.2.2 平分法的作法104

6.3 分数法106

6.3.1 所有可能的试验总数正好是某一个Fn-1106

6.3.2 所有可能的试验总数大于某一Fn-1而小于Fn+1-1107

6.4 抛物线法108

6.5 预给要求法109

6.6 比例分割法109

6.7 应用实例110

思考题与习题113

7 多因素试验设计法114

7.1 多因素降维法114

7.1.1 纵横对折法114

7.1.2 平行线法116

7.1.3 等高线法118

7.1.4 坐标轮换法119

7.2 多因素爬山法119

7.2.1 陡度法120

7.2.2 转轴法120

7.3 应用实例121

7.4 三角配料法123

7.4.1 试验内容123

7.4.2 试验工艺123

7.4.3 试验结果与讨论124

7.4.4 试验结论126

7.5 四角配料法126

7.5.1 四角配料法的步骤126

7.5.2 四角配料法的优点127

7.5.3 注意事项128

7.5.4 实例128

7.5.5 试验结论132

7.6 均匀设计132

7.6.1 实例1133

7.6.2 实例2135

7.7 经验设计法137

7.7.1 现行规程的配合比设计137

7.7.2 经验设计法思路138

7.7.3 计算实例138

7.7.4 试验结论139

8 正交试验设计与极差分析140

8.1 单指标正交试验设计140

8.1.1 试验方案设计140

8.1.2 试验结果的计算、分析142

8.2 正交试验设计原理的直观解释146

8.3 多指标正交试验设计147

8.3.1 综合平衡法147

8.3.2 综合评分法152

8.3.3 排队评分法154

8.4 混合型正交表的试验设计154

8.5 考虑交互作用的正交试验设计157

8.6 混合型正交表和多指标的正交试验法164

8.6.1 试验1164

8.6.2 试验2166

思考题与习题168

9 方差分析170

9.1 概述170

9.1.1 方差分析的意义170

9.1.2 方差分析的概念170

9.1.3 方差分析的种类171

9.2 单因素试验的方差分析171

9.2.1 问题的提出171

9.2.2 简单的例子171

9.2.3 单因素试验方差分析的一般步骤174

9.3 双因素试验的方差分析180

思考题与习题183

10 正交试验设计的方差分析185

10.1 在正交表上进行方差分析的步骤与格式185

10.1.1 偏差平方和的计算185

10.1.2 计算平均偏差平方和与自由度185

10.1.3 计算F值及查F分布表186

10.1.4 对因素进行显著性检验187

10.2 二水平正交试验设计的方差分析188

10.2.1 不考虑交互作用的二水平正交试验设计的方差分析188

10.2.2 考虑交互作用的二水平正交试验设计的方差分析191

10.3 三水平正交试验设计的方差分析193

10.3.1 不考虑交互作用的三水平正交试验设计的方差分析193

10.3.2 有交互作用的三水平正交试验设计的方差分析196

10.4 四水平正交试验设计的方差分析201

10.5 混合型正交表的方差分析204

10.6 重复试验和重复取样的方差分析206

10.6.1 重复试验的方差分析206

10.6.2 重复取样的方差分析210

10.7 0-1数据的计算分析法212

思考题与习题214

11 正交试验设计的灵活应用216

11.1 并列法216

11.2 拟水平法218

11.2.1 拟水平法的直观分析218

11.2.2 拟水平法的方差分析219

11.3 组合法221

11.4 部分追加法225

11.5 直积法229

11.6 灵活应用实例233

11.6.1 第一批试验234

11.6.2 第二批试验235

11.6.3 第三批试验236

12 正交试验设计法在工业上的应用238

12.1 高压陶瓷电容器的研制238

12.1.1 前言238

12.1.2 试验内容239

12.1.3 结果与讨论241

12.1.4 结论242

12.2 氧化铝材料的研制242

12.2.1 试验内容242

12.2.2 试验过程243

12.2.3 样品性能测定及显微分析243

12.2.4 结果与讨论243

12.2.5 结论248

12.3 陶瓷颜料的研制248

12.3.1 试验内容与试剂248

12.3.2 试验设备249

12.3.3 试验结果与分析249

12.3.4 色度测定251

12.3.5 结论252

12.4 釉的研制253

12.4.1 熔块配方的拟定253

12.4.2 试验结果254

12.4.3 釉料配方确定255

12.5 乳白釉的研制256

12.5.1 试验内容257

12.5.2 试验结果与分析257

12.5.3 结论265

12.6 环境监测分析266

12.7 水污染处理267

12.7.1 试验内容和药品及仪器267

12.7.2 试验方法267

12.7.3 结果与讨论268

12.7.4 结论269

12.8 污泥厌氧消化试验270

12.9 活性染料废水脱色正交试验设计与分析271

12.9.1 试验方案的设计271

12.9.2 正交试验272

12.9.3 正交试验结果分析273

思考题与习题274

13 实验室的安全与防护276

13.1 实验室的安全276

13.1.1 一般安全守则276

13.1.2 水、火、电、气的安全使用276

13.1.3 化学药品的安全使用277

13.1.4 安全操作技术277

13.2 常用的急救法277

附录279

参考文献329