第一篇：NaOH与CO2的创新实验设计论文
摘要：为提高学生的探究能力，可设计NaOH与CO2反应的探究实验。该探究实验有助于学生树立实验设计理念，开阔思路，提高学生设计实验的能力。该探究实验设计遵循实验改进的科学性、实用性、简约性、安全性原则；有利于学生借助对比实验来增加实验设计的严谨性。
关键词：二氧化碳；氢氧化钠；现象；环保
人教版化学九年级下册（2012版）第十单元课题1（第56页）涉及有关碱的化学性质探究的内容。因为NaOH溶液与CO2反应无现象［1］，所以教师一般是引导学生设计实验装置，并从以下两个角度探究NaOH溶液与CO2确实发生了化学反应。其一，利用反应物CO2是气体，而生成物中没有气体的现实，让NaOH溶液与CO2在一密闭容器内（如软的纯净水塑料瓶）接触，即发生反应；又因其压强发生变化，从而使软的纯净水塑料瓶发生形变。教师应引导学生发现以下问题：既然CO2能溶解在NaOH溶液的溶剂—水中并与之反应，为了证明溶质NaOH与CO2反应，就要做一个CO2与水在密闭容器中接触的对比实验，以增强实验设计的严谨性。其二，利用化学反应的本质特征———有新物质生成的现实，教师应引导学生设计以下实验：利用稀盐酸和BaCl2溶液来验证NaOH溶液与CO2反应的生成物为碳酸钠。
1实验仪器及试剂
1.1实验仪器
两个软的纯净水塑料瓶（500mL、带盖）、两根输液管、注射器若干、小试管。
1.2实验试剂
浓氢氧化钠溶液、稀盐酸、石灰水、BaCl2溶液等。
2实验装置
其组成说明为：取两个500mL相同的软质纯净水塑料瓶，用热的铁钉在瓶盖上打孔（内连有输液管）且用AB胶密封。
3实验步骤
（1）用塑料瓶收集两瓶（500mL）CO2并验满。（2）分别盖好瓶盖，一瓶盖上的注射器里盛有20mL氢氧化钠饱和溶液，另一瓶盖上的注射器里盛有等量的水。（3）同时挤压两注射器后振荡两塑料瓶，观察两者变瘪的程度。学生通过观察和分析后得出：NaOH与CO2发生了化学反应。（4）用注射器抽取更瘪塑料瓶中的液体，将其注入盛有BaCl2溶液的试管中，立即有白色沉淀生成，从而证明NaOH与CO2发生了化学反应。（5）用注射器向更瘪的塑料瓶中加入适量的浓盐酸，振荡；待塑料瓶恢复原状后用注射器抽取瓶内气体，并将气体注入盛有石灰水的小烧杯中，观察现象；石灰水变浑浊，说明NaOH溶液与CO2在一密闭容器内接触并有碳酸盐生成，则进一步证明了NaOH与CO2发生了化学反应。
4改进意义
（1）利用日常生活中的废旧用品设计实验，既达到实验目的，又遵循了实验改进的科学性、实用性、简约性、安全性原则。（2）可引导学生根据反应物、生成物的性质或状态的变化来设计实验方案。（3）利用对比实验增加了实验设计的严谨性。（4）从多个角度让学生认识到，尽管CO2通入NaOH溶液中无现象，但确实发生了反应。由此出发，引导学生进行实验设计，从而提高其实验设计能力。
参考文献
［1］张金华.验证NaOH与CO2的反应[J].农村青少年科学探究，2010(3):24.
第二篇：浅谈初中化学创新实验设计
浅谈初中化学探究性实验课的创新设计
摘要：本文主要阐述了在初中化学教学中创新设计探究性实验课应侧重遵循的主要原则，并通过案例介绍了探究性实验课的设计视角，反思了实施过程中应注意的问题。
关键词：化学探究性实验；设计原则；案例分析；教学反思 《课程标准》确立了化学课程改革的重点是 “以提高学生的科学素养为宗旨”，核心是“培养创新精神和实践能力”，要求“化学课程通过知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观三维目标来体现对未来社会公民科学素养的培养”。探究性实验课是培养学生科学素养、创新精神和实践能力的主阵地，能较好地传授创新思维的基本方法，提高学生创新思维的实际价值。目前广大一线教师正在积极开展探究性实验教学，出现了许多优秀的探究性实验课案例。本文结合自己近几年来在省、市、县的听课经历和教学实践，谈谈在初中化学教学中如何创新设计探究性实验课。
一、设计原则
探究性实验的教学设计要以学生的主动学习和创新能力发展为原则，在本质上应该以学生全程体验学习过程、获得探究能力的发展为标志。实施过程中除了遵循探究性教学的一般性原则（如主动性、探究性、实践性、趣味性、安全性、绿色化等）以外，还应侧重遵循以下原则： 1.科学性原则
设计探究性实验要有科学性。对未知物成分与性质的研究，有关观点 的质疑和异常现象的思考等，原理要求正确，不能给学生误导，更不能任意假设而变成“为探究而探究”。同时教师在整体上把握化学探究性学习的目的、内容、方法和要求的内部联系，准确认知教材各级主题之间的联系，分析学生的已有经验，做到符合教材的整体逻辑，贴近学生实际，体现教学过程的内在完整、合理和可操作的教学逻辑。2.简约性原则
设计探究性实验要有简约性。整个实验的设计要体现“器材选择范围广、操作简便、现象明显”的特点，力争用较少的实验步骤和实验药品，在较短时间内完成实验，对于定量性实验还要考虑系统误差小。过繁或过于复杂的装置会转移学生的注意力，容易导致学生心理上产生畏难情绪，影响对实验过程的分析思考。3.方法性原则
设计探究性实验要侧重方法性。以化学学科的基本思想和基本方法为指导，着力于培养学生的科学素养。一方面，教师设计的探究性实验本身要基于一定的思维方法基础，如对比试验法、控制变量法、不完全归纳法、演绎推理法等。另一方面，要让学生在设计的探究性实验中获得新的方法、新的感悟，在原有的基础上有质疑，有批判，有创新。因此在素材选择上要摒弃那些变相简单重复的实验，善于嫁接和整合多种思维方法，促使学生开阔思路，让学生在实验课后感到余味无穷。4.发展性原则
设计探究性实验要体现发展性。一方面要求教师在设计探究性实验时
应考虑学生能力发展的需要和今后学习潜能开发的需要，当学生对某个实验、某个知识有疑问或想法时，恰恰是学生想获取知识、提高能力的最佳时期，是学生能力的最近发展区，教师有意识的指导就是协助学生思考，引导学生提出自己独特的见解并学会如何获取知识。另一方面要求教师能准确把握教学要求，把握教材在探究内容的基础性、思维的深广度、实践的难易度等由低级到高级发展的规律，有目的地将某些探究性实验分解到新授、单元复习、总复习中，促进学生在知识与技能、过程与方法上不断发展、创新、提升，实现教学的增值效果。
二、设计视角
1.思考实验异常现象，从实证的角度来设计
在课堂实验中，有时经常出现一些异常现象，仅凭教材的粗略解释难以让学生信服，也容易扼杀学生探究欲望。如：某些实验后的产物与预期的情况不一致，或伴随着不可忽视的其它现象，有的是产物中含有其它杂质，有的甚至是得不到预期的产物，这些往往需要通过实验来进一步证实。教师要善于利用这些在课堂实验中生成的问题，设计实证性实验探究课，引导学生抓住化学变化的本质进行探究，培养学生严谨的科学态度，严密的思维能力。
[案例1]“镁与硫酸铜溶液反应异常现象的探究”片段： 师：[问题1]镁条与硫酸铜溶液反应，你预计的现象是什么？ 生：[学生回答]镁条表面有红色固体析出，溶液有蓝色逐渐变为无色。师：[问题2]如何操作来验证你的预计？
生：[实验]将镁片用砂纸打磨，将其放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。[观察现象]①镁片表面有大量气泡；②有黑色固体聚集在镁片上，有的脱落；③溶液由蓝色澄清透明逐渐变为不透明。
师：[问题3]为什么会产生大量气泡？你的猜想是什么？[资料]产生的气体是H2。
生：[交流讨论]产生H2的原因：① 镁条与水反应，② 硫酸铜溶液的显酸性。③ „„
师：[问题4]怎样设计实验来验证你的猜想？
生：[实验] 1．将打磨后的镁条放入水中，2．用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱性。[观察现象]1．无气泡，2．pH＜7。[解释]（略）。师：[问题5]黑色固体中是否含有铜？[资料] 固体的颗粒小到一定程度时，物理性质可能改变，例如细铁粉为黑色。
生：[交流讨论] 根据质量守恒定律和资料作出猜想：黑色固体可能含有铜。[设计实验]（略）。„„
这类对化学实验异常现象再思考而设计的实验探究课，首先要求教师善于抓住平时教学中生成的问题，主动查阅相关资料，合理设计探究问题。同时也要求引导学生仔细分析实验过程，抓住实验的细节：反应物（种类、纯度、用量）、实验操作的步骤、反应的条件等因素。在课堂讨论中要抓住化学变化的本质，充分运用提供的信息并结合质量守恒定律进行理性分析、判断和推理。类似上述实验的素材还有：浓烧碱溶液与酚酞变色的研究、一氧化碳还原氧化铜（氧化铁）的产
物、氢气在氧气中燃烧的产物、钠与硫酸铜溶液反应的产物等。2.质疑有关化学常识，从反思的角度来设计
化学是一门基础的自然学科，初中是学生形成化学概念、掌握化学基本原理、基本思想、基本方法、基本技能的关键时期。由于学科的特点，有些现象的说明涉及到许多知识，往往还不能比较精确地解释到位，甚至就先用一些粗略的观点来说明。但学生的思维在形成过程中常会产生一些质疑，教师对这些问题却不能回避。这时教师就可以有意识地设计反思性实验探究课，对生活中的一些化学常识再质疑，培养学生进行科学探究的能力。
[案例2]“灯火实验可靠吗？”探究片段：
师：[问题1]在进入久未开启的菜窖前，人们常用燃着的蜡烛做“灯火实验”，你知道这样做的道理吗？
生：[交流讨论]用燃着的蜡烛做灯火实验，如果蜡烛熄灭，说明CO2的浓度已经过高，人就不能直接进去了
师：[问题2]资料显示：当空气中CO2的浓度达到6%时，人就可能因窒息而死。那么：达到6%时，燃着的蜡烛会立刻熄灭吗？怎样设计实验证明？
生：[交流讨论]二种猜想。粗略收集一瓶CO2的体积分数为6%的空气样品的方法：在集气瓶内预先装总体积的6%的水，在用排水法收集CO2，恰好排掉里面的水即可。[分组实验]量出集气瓶的容积→计算出容积的6%→量出相应体积的水→倒入集气瓶→用排水法收集→将燃着的蜡烛迅速伸进集气瓶。[观察现象]未熄灭。„„
师：[问题3]如何测出当燃着的蜡烛立刻熄灭时空气中CO2的浓度极限？
生：[交流讨论]猜想CO2的浓度极限可能为：10%-15%，15%-20%，20%-25%，25%-30%。[分组实验]同上。[观察现象] „„
师：[问题4]在菜窖里做“灯火实验”，导致蜡烛熄灭的因素CO2吗？你对刚才所做实验有什么建议和想法？
生：[交流讨论]地窖中植物进行呼吸作用，导致O2的浓度偏低，CO2的浓度偏高。燃着的蜡烛立刻熄灭的原因是O2的含量低，所以应该测定使燃着的蜡烛立刻熄灭的O2的浓度极限更为科学。
引导学生质疑反思，是化学探究性教学的关键，可以培养学生良好的科学素养，为今后进一步学习和工作奠定基础。这类探究性课题的选择要求教师把握问题的核心，巧妙设计与学生所学知识相联系的探究实验，这样可以使相关知识和技能得到迁移，让学生体验了“发现问题→分析问题→解决问题”的过程，并在体验的过程中获得研究问题的方法，逐步提高自己的能力。类似上述实验的素材还有：能使带火星的木条复燃的气体一定是纯氧吗（能使带火星的木条复燃的空气中氧气的体积分数的最小值），“烧不坏的手帕”实验中手帕真的烧不坏吗（酒精和水混合的比例范围）等等。3.拓展相关化学原理，从推理的角度来设计
初中化学是一门基础学科，所涉及的知识与原理本身有一个不断完善的过程，由于学科的特点和学生知识水平的局限，对某些原理或现象只能先作原则性、一般性的解释，甚至要先作为特例记住。但是
在教学过程中却经常遇到部分学有余力的同学提出“为什么”，或者在解决有关问题的过程中又必须告知学生，这时就需要以“查阅资料”的形式提供给学生，或者有意识地设计相关问题的推理性探究，满足学生的求知欲望，培养学生逻辑推理和演绎推理的能力。[案例3]“有关燃烧条件的再探究”片段：
师：[问题1]将集气瓶罩在蜡烛上，会观察到什么现象呢？为什么？ 生：[实验1] 蜡烛熄灭。[猜想]（1）瓶内的氧气耗尽了；（2）瓶内二氧化碳浓度过高；（3）上述两种猜想兼而有之。
师：[问题2]是不是瓶内就真的没有氧气了呢？我们再用另一种物质在里面烧烧看。
生：[实验2]如图1所示。[观察现象]蜡烛熄灭，白磷燃烧并产生大量白烟。[讨论交流] 燃烧不仅仅需要与氧气接触，还需要氧气达到一定的浓度。
师：[问题3]集气瓶内剩余气体主要有哪些呢？为什么氧气被消耗了，而N2和CO2有剩余呢？ CO2是不是就真的没有助燃性呢？ 生：[实验3]如图2所示。将打磨好的镁条用坩埚钳夹持，在酒精灯上引燃，迅速伸入盛有二氧化碳的集气瓶中。[观察现象] ①发出耀眼的白光，②瓶壁上附着有白色固体和黑色固体。
„„
设计这类推理性实验探究课能拓展学生的知识面，但在设计时要充分
考虑学生的基础，科学处理好相关内容，巧妙隐藏有关结果，适当延伸学生的努力，给学生广阔的发散思维空间和实践机会，激发学生内在的学习动机，让学生成为“发现者”。类似上述问题的素材还有：Na2CO3溶液为什么显碱性，盐类溶液酸碱性的再探究，气体溶解性与溶液酸碱度的关系，复分解反应条件的再探究等。4.分析未知物质成分，从验证的角度来设计
新课程对“常见物质的检验”和“实验方案及装置的设计、改进和评价”的相关知识点在难度上有了明显的降低，但在活度上却有了显著的提高，更加侧重于运用所学的基本化学原理来解决实际生活中的问题，从而来评价学生解决实际问题的能力。教师可以将基本的知识和方法渗透到身边的实际问题中，设计一些对物质成分的探究性实验，增强应用性、注重综合性、体现开放性的原则，逐步培养学生的运用能力，让学生由“学会化学、会学化学”到“理解化学、亲近化学”，最终“懂得化学、钻研化学”。
[案例4] “‘污渍爆炸盐’成分的探究”片段：
师：[创设情境]介绍“爆炸盐”。（展示图片、实物、商品信息及相关资料）。
生：[观察]获取信息（图3）：“爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4），俗称“固体双氧水”，白色结晶颗粒，其溶于水后，会产生一种碳酸盐和另一种化合物。
师：[问题1]这种碳酸盐和另一种化合物分别是什么呢？如何设计实验来验证？
生：[猜想与交流] 两种物质可能是碳酸钠和过氧化氢。验证碳酸盐的试剂是稀盐酸和澄清的石灰水，验证过氧化氢的试剂是二氧化锰。[实验]验证碳酸钠和过氧化氢的存在，并交流结果。
师：[问题2] 怎样设计一套既能验证过氧化氢，又能验证碳酸钠的实验装置。
生：[交流与讨论] 如何来放置试剂和控制开关顺序？（设计的装置如图4所示）
„„
对未知物成分的验证性实验探究首先要求学生熟悉常见物质的检验原理，能排除对混合物中几种成分检验时的干扰，同时还要求学生有优先检验的技巧、间接检验的方法以及综合分析问题的能力。教师在设计时要抓住主要问题，使探究的目标更明确，引导学生根据问题进行尝试，通过验证发现结果并形成报告，整个过程中更注重思维能力、综合能力。类似上述问题的素材还有：体操运动员手上涂的“镁
粉”的成分、制作糕点用的“膨化剂”的成分、“融雪剂（化冰盐）”的成分、塑料袋的成分、热水壶底水垢的成分等。5.优化有关实验方案，从定量的角度来设计
在科学实验中经常需要进行定量研究，实验前要围绕实验目的进行思考：运用什么原理，需要测定的哪些数据，怎样来测定这些数据，有哪些方法，哪些数据是有效的，测定的过程中可能有哪些因素干扰，怎样避免干扰。教师把这些问题综合起来，设计一些定量性实验探究课，可培养学生开放性思维，使学生学会对所学的化学原理进行综合应用。在搜集多种方案的过程中又培养了学生缜密的思维和实验评价能力，学会分析误差的原因并设计实验来减少误差，保证实验数据的真实性。
[案例5] “工业纯碱样品中Na2CO3质量分数的测定” 片段： 师：[问题1]工业纯碱（只含Na2CO3和NaCl）样品中Na2CO3的质量分数如何测定？
生：[交流讨论]
1、气体分析法：将Na2CO3转化为CO2，通过测定CO2的体积或质量来推算；
2、沉淀分析法：将Na2CO3或NaCl转化为沉淀，通过测定沉淀的质量来推算。
师：[问题2]气体分析法：如何测定CO2的体积或质量？怎样检验装置的气密性？分析实验装置是否存在缺陷？这些缺陷对实验结果有何影响？
生：[交流讨论]选用的装置如图5、6、7、8、9所示：
师： [问题3]沉淀分析法：所用药品、操作步骤、误差原因等。生：[交流讨论]操作流程如图10所示。讨论下列问题：（1）沉淀A的化学式，溶液M中的溶质的化学式；（2）确定CaCl2溶液是否过量的方法；（3）该固体混合物中Na2CO3的质量分数的计算式；（4）导致测定的结果偏大的原因。
„„
这类对实验方案再优化而设计的实验探究课，要求学生对涉及的化学原理要比较熟悉，实验目的比较明确，学会运用“头脑风暴”法搜集多种方案并进行评价和选优。解决问题的过程中要结合实验的情景，对测定的数据进行思考、分析，排找实验不严密的部分并设法改进。类似上述问题的素材还有：测定变质后的烧碱固体中NaOH的质量分数，空气中氧气含量的再测定，测定Cu-Zn合金中Cu、Zn的含量，测定人呼出的气体或竹节内的气体或鱼鳔内的气体中氧气的含量等。
三、教学反思
《课程标准》确立了初中化学教材的指导思想，阐述了其内容要素、内容框架、编写思路，教师可以对照《课程标准》，从教材的整体体系上研究教学法，研究时应侧重于如何解析教材思路、怎样优化教学思路以及怎样确当地对教材作适度演绎。在设计探究性实验课时，要将教学设计中的静态构成要素（教学内容的确定、教学情境的设置）和动态构成要素（教学活动的组织、学习过程的指导）有机结合起来。一方面要始终把握教学内容这一“基本点”。内容设置要基于教材、又适度高出教材，充分挖掘教材内外打通的部分，但不能超出《课程标准》、超出学生已有的认知经验，让学生能“发现类似”，避免将高中知识简单地“下放”，加重学生的负担。实践中我们也会看到一些“双超”的探究性实验课的案例，使学生无法实现由已有的知识经验向面临的新任务和预期的新能力迁移的过程，导致整节课的教学目标无法达成。
另一方面要凸显教学过程这一“闪亮点”。以“有效”为标志，打造高效的课堂，实现“教师——教材——学生”三维的互动。这就需要精心预设问题，充分预见问题，遵循一定的逻辑思维规律，科学指导学生活动，促进学生在课堂上产生思维碰撞，在预设性问题中巩固知识、提升能力，在生成性问题中拓展思维、挖掘潜能。
实践中我们发现，教师的专业素养是影响探究性实验课设计的至关重要的因素。在以学生活动为主体的探究性实验课中，教师要为学生创设恰当的思维空间、思维氛围以及合理的思维长度，来实现师生共同发展的互动过程。这就需要教师有厚实的专业知识，在身边配备必要的工具书，订阅化学教育与教学方面的杂志，研究现代教学方法、教
学设计，了解相关学科的知识，熟悉和关注化学前沿知识、化学史的相关内容，通过不断学习和研究来巩固自己的专业水平，丰富自己的知识面，提高自己的教学水平和艺术，做到“专”与“博”相统一，在此基础上不断设计出有创意、重能力、有思想的探究性实验课。参考文献：
[1]教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2001.[2]张健如.实施化学新课程的几点思考.http://www.xiexiebang.com/gonggao/ysb/01.ppt [3]吴国庆.化学创造性思维培养方略[M].海口:南方出版社.2001.[4]王后雄.中学化学新课程课堂教学设计[J].中学化学教学参考,2008（10）:12-15.[5]严济良.新课程背景下化学探究教学的哲学思考[J].中学化学教学参考,2008（9）:3-4.[6]钱海如.初中化学实验探究题的设计新视角[J].化学教学,2008（9）:10-14.(本文已经发表在《化学教与学》2008年第24期
第三篇：改进与创新实验设计要求
实验五 改进与创新实验设计要求
一、选题内容
说明：实验主要从以下提供的题目中选择选题；如果自己有成熟的改进实验方案，例如参加教学比赛已用过的改进实验，如果设计比较巧妙也可以选用。二氧化碳性质演示实验改进
氢气还原氧化铜改进实验
碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应实验的改进
原电池演示实验装置改进
氢气爆鸣实验的改进
粉尘爆炸实验的改进
硝酸性质演示实验改进
二、实验上课安排
1、实验准备时必须查阅、参考有关的期刊文献或网络资料，自己设计的实验方案要可行，并尽量有自己的创新点。
2、可4-6人自由组合为一个小组，选择一个共同的实验主题进行研究、改进。
3、在下次实验上课时，先由每个小组派出代表，介绍本小组的设计方案，然后大家一起讨论；全部小组讨论结束后，进行实验实施，若本次课未能完成实验，将在下次实验课（在“新型实验技术的应用”实验完成之后）继续。
4、具体实验设计的内容和格式，请参照已下发的实验讲义。
5、往年的实验改进案例，可参看附件。
6、实验所需的生活材料，需要自备。
第四篇：初中生物几例实验设计的改进与创新
初中生物几例实验设计的改进与创新
保基中学：杨勇
摘要：生物学是一门以实验为基础的科学，而实验教学是初中生物学科教学的组成部分，是培养学-生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。对激发学生学习兴趣，发展学生生物科学素养、形成学生科学探究能力非常重要。教师在生物实验教学中加强改进与创新，充分挖掘和利用好现有各种有效资源，使实验设计更加合理，步骤更加严谨，具有更好可操作性，可以弥补一些课本实验设计的不足，便于学生更加直观的理解课本知识，大大缩短了课堂演示和学生实验的时间，使学生在有限的时间内得到了最大的收获，也更能有效地激发学生的学习兴趣，提高学生科学探究和实验水平，发展学生的创新能力和实践能力。
关键词：初中生物 实验设计 改进与创新
生物学是一门以实验为基础的科学，科学探究贯穿了整个生物教学的全过程，它不仅仅是众多的事实和理论的积累、再现，它也是一个学生不断探究和成长的过程，而实验教学是初中生物学科教学的组成部分，是培养学-生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。对激发学生学习兴趣，发展学生生物科学素养、形成学生科学探究能力非常重要。然而，现行教材中的很多实验由于实验材料选择不当、实验方法不够合理、使得一些实验取材不方便，操作复杂，缺少应有科学严谨性，同时效果不明显，不易观察，从而使实验教学难以取得预期的教学效果。因此，教师在生物实验教学中加强改进与创新，充分挖掘和利用好现有各种有效资源，开展好每一个实验的教学工作，可以弥补一些课本实验设计的不足，能有效地激发学生的学习兴趣，促进学生形成创新意识、发展创新能力和实践能力。下面仅介绍新人教版初中生物教科书中几例实验的改进与创新。
一、实验创新：
新人教版八年级生物《选择健康的生活方式》，教材中设计了一个探究活动“酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”，在本次探究活动中，虽然能够说明酒精或烟草浸出液对心血管方面有一定危害，但还更加直观的展现吸烟对人体肺部的具体影响，而教材中关吸烟危害人体健康的内容只是提供了一些文字说明，如“香烟燃烧产生的烟雾中含有多种有害的化学物质”等文字信息，学生阅读后对吸烟的危害并没有很深刻的印象，为了能让学生对吸烟的危害感受更直观、更深刻，在实际教学中我自创了如下实验：
试验设计：
1、材料：一个透明塑料软管（刚好能插入一支香烟，一个注射器，棉花，香烟（带过滤嘴和不带过滤嘴的各一支）。
2、方法与步骤：
在本实验中，用棉花模拟人的肺，用注射器模拟人吸食香烟。在塑料软管的一端先插上一支不带过滤嘴的香烟，另一端放入一团棉花，用注射器接在有棉花的一端拉动活塞模拟吸烟，为了不让教室内充满烟雾，可将注射器吸来的烟雾吹入装有水的烧杯中，减少香烟燃烧的烟雾对学生健康的危害。反复抽吸完以后，取出管里的棉花，会发现棉花变成黄色，从而证明香烟燃烧后产生的化学物质会使肺发黄变黑，危害身体健康。接着改用有过滤嘴的香烟进进同样的模拟实验，得到相似的现象及结果，打破学生过滤嘴香烟没有危害的错误认识。
二、实验改进
实验一：新人教版生物七年级下册《食物中的营养物质》中探究活动“测定某种食物中的能量”，其目的是通过水升高的温度来计算出食物燃烧时放出的热量。，（一）、教材的设计是：
1、取一只50ml锥形瓶，注入30ml水，固定在铁架台上。
2、在锥形瓶中放入一支温度计。
3、称出一粒干花生的质量，将这粒花生点燃后尽快放到锥形瓶底部加热，待花生完全燃烧后测量水温。
（二）、存在的不足：
1、在本实验中，锥形瓶未加瓶塞，易散热；
2、锥形瓶较大，水较多，瓶体吸热多，水湿变化不大，不易测量，误差较大。
3、花生在敞开的环境中燃烧，热损
失较多；
4、花生种子小，燃烧时放出的热量本身就不多，同时解剖针穿插燃烧时易掉。
本实验成功的关键是要尽量减少花生种子在燃烧是的热量损失，而以上这些设计上的不足，则易使实验过程中的热损失过大，测量结果严重偏小，与课本参考数据相差较大，易给学生造成误解。
（三）、改进：一支小试管，温度计，硬纸盒（防风、减小空气散热），试管夹，废石棉网（剪成长条形），核桃。实验时，将一个长方形硬纸盒竖起，前面去掉一半，顶端开一个与小试管大小相似的圆孔，周围穿几个小洞，在小试管中注入10ml水，插入温度计（玻璃泡在水的中部），用塞子固定，记下水的初温，然后穿过圆孔，用试管夹固定在硬纸盒顶部，用天平称出二分之一核桃仁，放在石棉网上，点燃后迅速放到小试管正下方，等核桃仁完全燃烧后记下水温，利用课本上的计算方法进行计算。通过改进之后的实验操作简单，材料易得，效果明显易观察，且能最大限度的减少实验过程各种热量的损失，增加了实验的准确性。
实验二：新人教版生物七年级下册《消化和吸收》中探究“馒头在口腔中的变化” 在本实验中，主要是通过三组对照实验现象的观察对比，分析说明馒头在口腔中变甜是否与牙的咀嚼、舌的搅拌及唾液都有关系。
（一）、课本实验设计：
1、等大新鲜馒头块A、B、C，A和B用刀细细切碎（模拟牙的咀嚼），C不作处理。
2、取唾液。
3、取三支洁净的试管，编号1、2、3，1号管加入A馒头碎屑和2ml唾液，充分搅拌；2号管加入B馒头碎屑和2ml清水，充分搅拌；3号管加入C馒头块和2ml唾液，不搅拌；然后将三支试管一起放入37℃温水中，10分钟以后取出，滴一至二滴碘液，振荡观察各管中颜色的变化。
（二）、分析存在的不足：
1、每组学生所用的实验器材老过多，不好操作，易损坏（每组至少用到三支大试管，两个小烧杯，一个大烧杯，两支滴管，一支温度计等）。
2、实验准备和操作时间过长，对于课时紧张的七年级生物来说是不利的（每组所用的器材多，且必须完成三组对照实验，短时间内难以完成）；
3、新鲜馒头入水后易碎，1号管与3号管无法对照，效果不明显，影响实验结果。同时，本实验最主要的不足就是由于实验操作时间过长，对照不明显，学生往往还等不到观察实验现象和分析实验就已经下课，实验也就草草了事。
（三）、实验的改进：居于以上情况，本实验在实际教学中可作如下改进，大大减少实验器材及损坏，节省时间，提高实验的可操作性和可比性，提高课堂实验教学的效率：
1、把学生分成三个大组，大组中再分成三个小组，每个大组负责完成一项操作，完成后三个大组间的小组再进行对照，这样节省了三分之二的器材，有效减少器材的损坏，同时，学生操作简单，取唾液的时间和操作时间也大为缩短，基本上在课堂上就能得出完整的结论。
2、1号管和2号管用新鲜的馒头，3号管则用稍干一些，变硬了馒头块，这样1号管和2号管中的馒头屑会更细而3号管中的则不会散开，实验现象明显，有利于整个实验的对照和分析，提高了实验的准确性。
实验三：新人教版生物七年级下册《发生在肺内的气体交换》中的演示实验“模拟膈肌运动”教材上是用大的玻璃罩代表胸廓，用气球代表肺，在玻璃罩下蒙上一层橡皮膜代表膈，玻璃管模拟气管和支气管。演示时用手拉或者推橡皮膜，模拟膈肌的收缩与舒张，说明胸廓大小的变化及吸气和呼气动作。
（一）、存在的不足：用大的玻璃罩代表胸廓使用起来很不方便，较笨重，演示时橡皮膜易滑脱，且大玻璃罩、“Y”型管学校不一定有。
（二）、实验的改进：用学生身过易得的生活材料来制作“膈肌模拟器”，变演示实验为学生实验更直观、效果更好。
1、用废弃的泡泡糖瓶来代表胸廓（瓶口有螺旋口便于捆扎，演示时气球不易滑脱），在瓶底中部穿一个圆孔；
2、用稍大的饮料吸管制作“Y”管模拟气管和支气管，3、用一个萝卜削成一个塞子，中间开孔，将做好的“Y”管两枝扎上气球后穿在萝卜上，用一个大气球剪去一部分模拟膈肌，照课本图做成膈肌模拟器便可进行实验操作了。在本实验中，由于材料易得，制作、操作简单，培养了学生的动手能力和实验操作兴趣，便于学生充分理解膈肌运动与肺的变化及呼吸的关系，增强的实验教学效果。
实验四：新人教版生物八年级上册《陆地生活的动物》中“饲养和观察蚯蚓”实验的改进
（一）、教材中对实验的设计是将蚯蚓放在糙纸上观察它的运动及身体的变化，再将蚯蚓放在玻璃板上，观察神经质运动及身体的变化，并与在糙纸上的运动做比较。目的是通过观察蚯蚓在不同物体表面的运动及身体变化情况来认识蚯蚓刚毛在运动中的作用。
（二）、该设计中存在的问题（1）实验结果与预期结果相反，蚯蚓在糙纸上的运动比在玻璃上慢，（糙纸较干，蚯蚓被粘在了纸上）。实验步骤让学生产生是不是蚯蚓在糙纸上运动累了？所以才比玻璃板上运动慢。（2）实验中所用玻璃板干燥时，蚯蚓也可以在玻璃板上较快运动？
3、实验过程中的两次运动是分开来做，学生缺少对照，很难进行比较。从以情况来看，教材中的实验设计简单、步骤不够严谨、实验效果不好，甚至得出相反的结论，针对这些问题进行分析，对实验进行了改进。
（三）、对实验的改进：用玻璃条做两个玻璃槽（可保证蚯蚓基本沿直线运动），在玻璃槽的一个外侧面贴上自制标尺，一个玻璃槽的玻璃板上撒一层水，让玻璃板表面形成一层水膜，才能保证玻璃板的光滑。让蚯蚓先在撒水的玻璃内上运动，通过标尺观察并记录一定时间内蚯蚓运动的路程，再在另一个玻璃槽内捕上一层糙纸，用水把纸充分打湿，让蚯蚓在纸上运动，观察并记录其在相同的时间内运动的路程，与在玻璃板的运动情况进行比较既可得出结论。改进之后，保证实验中只有一个变量。玻璃槽上贴的标尺则有助于观察比较蚯蚓的运动。同时改进后的实验避免了实验条件不统一；步骤不够严谨，缺少对照等不足，使实验更具可行性。
实验五新人教版生物七年级上册《绿色植物对有机物的利用》一节中的演示实验“种子在萌发过程中产生二氧化碳。”该实验是利用“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊”的性质，验证萌发的种子在呼吸过程中产生了二氧化碳，实验设计如右图所示。
（一）、原实验装置的不足处：
1、器材较多，组装复杂。
2、，实验操作繁琐。使用该装置实验时采用灌水排气法，从漏斗灌入清水，漏斗中用棉花塞住也会有少量二氧化碳逸出，操作复杂，容易漏气，也不够严谨（用注水法促使二氧化碳从导管里排出，因为二氧化碳能溶于水，一体积的水就能溶解一体积的二氧化碳气体。）从而降低了瓶内二氧化碳的浓度。因此实验效果不明显。
4、该装置不能连续使用，不能在短时间内重复演示该实验，无法保证平行班的开课。既增加了工作量又浪费了实验材料。
3、没有设置对照实验，很难说明二氧化碳是萌发的种子产生的。也不能排出原有空气中二氧化碳对实验的影响。
（二）、实验改进与操作：
1、实验装置的改进 ：只用两个塑料注射液瓶子、两根输液管（带针头）、小烧杯，材料易得，制作过程简单。
2、实验操作
课前准备两个250ml的塑料注射液瓶子，分别贴上标签，1号瓶中装入萌发的种子，2号瓶中装入煮熟的种子以形成对照，用线拴好浸氢氧化钠溶液的小棉球（吸收原有空气中的二氧化碳，排出干扰）固定在盖上，然后盖住密封，将两根须带针头的输液管，剪去有进气管的一端后分别插在1号瓶和2号瓶盖上关紧密封开关、2-4小时后就可用时行演示实验。
取两个小烧杯，分别贴上标签与瓶子对应，向两只小烧杯中倒入适量的澄清石灰水。将1号瓶的输液管插入对应的小烧杯，打开输液管阀并挤压塑料注射液瓶，观察、记录1号杯中澄清石灰水的变化；然后换用2号装置进行同样的操作并观察、记录，然后引导学生对照分析实验现象，得出结论——萌发的种子进行呼吸作用时产生了二氧化碳。
经过改进之后实验装置简单，气密性好，实验器材来源于生活、容易取得，组装简洁、易操作，使学生觉得生活中的许多物品都可用来做探究实验。实验操作很简便，排出原有空气中二氧化碳的干扰后实验效果更明显。同时设置了对照组更有利于学生理解呼吸作用产生了二氧化碳，实验教学效果显著，还以反复使用。
总之，生物学是一门以实验为基础的科学，而实验教学是初中生物学科教学的组成部分，是培养学-生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。对激发学生学习兴趣，发展学生生物科学素养、形成学生科学探究能力非常重要。教师在生物实验教学中加强改进与创新，充分挖掘和利用好现有各种有效资源，开展好每一个实验的教学工作，可以弥补一些课本实验设计的不足，能有效地激发学生的学习兴趣，促进学生形成创新意识、发展创新能力和实践能力。
通过以上的以上几例实验设计经过改进创新尝试,使实验设计更加合理，步骤更加严谨，更具可操作性，便于学生更加直观的理解课本知识，大大缩短了课堂演示和学生实验的时间，使学生在有限的时间内得到了最大的收获，它对促进学生全面发展、提高学生科学探究和实验水平、培养学生能力等方面有着十分巨大的教学价值和潜在作用。
第五篇：实验设计与分析读书报告
实验设计与分析读书报告
[摘要]实验设计与分析是用于经济地、科学地安排试验的一项技术。《试验设计与分析》是实验设计与分析领域的名著，全书内容广泛，实例丰富。可作为自然科学研究人员、工程技术人员、管理人员进行科学实验设计与分析的参考书，是产品设计和开发、工序设计和改进等方面非常实用的工具。
本文首先讲述了实验设计分析的原理、方法、特点、步骤以及实验设计及统计分析的注意事项，然后介绍了几种常用的实验设计方法的原理、特点及用法，最后总结了学习《实验设计与分析》后的一些心得体会。
[关键词]：实验设计与分析；正交实验；稳健设计；统计设计；响应变量；统计设计
目录
1.2.引言...................................................................................................................................1 实验设计与分析简介.......................................................................................................1 2.1 什么是实验设计...........................................................................................................1 2.2 发展历史及分类...........................................................................................................2 2.3.实验设计的目的.........................................................................................................2 2.4.基本原理.....................................................................................................................2 2.5.实验设计实施的方法与步骤.....................................................................................3 2.6.实验设计的应用.........................................................................................................3 2.7.注意事项.....................................................................................................................3 3.实验设计方法介绍...........................................................................................................4 3.1 全面实验.......................................................................................................................4 3.2 正交实验.......................................................................................................................4
3.2.1 正交实验的特点：...........................................................................................4 3.2.2 正交实验的类型和分析方法...........................................................................4 3.2.3 实施正交实验的基本步骤和方法...................................................................5 3.3 稳健设计.......................................................................................................................5
3.3.1 稳健设计的优点...............................................................................................5 3.3.2 稳健设计的实施步骤.......................................................................................5
结束语.............................................................................................................................................6 参考文献.........................................................................................................................................6
1.引言
现代科技的发展离不开实验分析，现代实验不单是通过观察现象和测试数据来验证假设，更重要的是现代科技创新和发明的重要手段。所有理论分析不能解决的问题均可利用实验的手段去摸索，特别是在工程领域内。科研是很注重实际应用效果，无论是对零件、部件和整机的结构、性能研究，还是对新配方、新工艺的探索，实验都是必须的手段。几乎没有一项应用研究成果是不需要实验分析和实验论证的。
如果要最有效地进行科学实验，必须用科学方法来设计。所谓实验的统计设计，就是设计实验的过程，使得收集的数据适合于用统计方法分析，得出有效的和客观的结论。如果想从数据作出有意义的结论，用统计方法作实验设计是必要的。当问题涉及到受实验误差影响的数据时，只有统计方法才是客观的分析方法。这样一来，任一实验问题就存在两个方面：实验的设计和数据的统计分析。这两个课题是紧密相连的，因为分析方法直接依赖于所用的设计。实验设计方法已在很多学科中得到广泛的应用。
《实验设计与分析》作为实验设计与分析领域的名著，是作者在亚利桑那州立大学、华盛顿大学和佐治亚理工学院三所大学近40年实验设计教学经验的基础上编写的。
全书内容广泛，包括实验设计与分析的基本原理、特点、方法、发展及应用等，而且实例丰富，简单比较实验、析因设计、分式析因设计、拟合回归模型、响应曲面方法和正交设计、稳健参数设计和过程稳健性研究、含随机因子的实验、嵌套设计和裂区设计等。
通过本书的学习让我对实验设计与分析有了更深入的了解，对设计实验与分析的有了科学和系统的认识，明确了设计思路、方向，学习了多种实验设计与分析方法，为以后科研实验提供了极大的参考及指导作用。
2.实验设计与分析简介
2.1 什么是实验设计
实验是研究者实际上在各个研究领域进行的，通常是发现关于一个特定过程或系统的某些事情。一个实验是一个试验，一个设计的实验是一个试验或一系列试验，它对一个过程或系统的输入变量(人、机、料、法、环)作一些有目的的改变，以使能够观察到和识别出引起输出响应变化的缘由。
通常形象地将过程看作是人，机，料，法，环的一种组合，它把一些输入转变为有一个或多个可观察的响应的一种输出，过程的一些变量x1,x2,...Xn是可控制的，.过程的另一些变量z1,z2,...Zn是不可控制的，响应是可以观察或测量的一个或多个的输出。
2.2 发展历史及分类
早期的实验设计与分析法(ANOVA)于1920由英国生物统计学家、数学家费歇(RA Fisher)提出，Fisher首先开发并应用了方差分析作为实验设计中的统计分析基本方法，最初主要应用农业、生物学、遗传学等方面的研究。随后英、美、苏对之进行研究推广到工业生产领域。
传统的正交实验(Orthogonal array)于1950由日本田口玄一(Taguchi)等创造，随后迅速推广到日本工农业生产的各个领域，成为日本工商企业管理界人员必备的技术。
稳健设计法(Robustness)于1970由日本田口玄一(Taguchi)等创造，稳健设计是对传统正交实验的改进，最初主要应用于二战之后的日本，随后在日本，美国等国家的许多公司得到成功的应用和发展。
现代还出现了多元化的实验方法，包括：残差分析(Residual analysis)、应用回归分析(Regression)、分式析因实验(Fractional factorial design)、曲面响应和调优运算(RSM & EVOT)等。
2.3.实验设计的目的
1)确定哪些变量对响应输出Y最有影响，即找出最显著因素；
2)确定有影响的变量x设置在何处可使响应输出Y几乎总是接近所期望的额定值； 3)确定有影响的变量x设置在何处可使响应输出Y的变异性较小； 4)确定有影响的变量x设置在何处使得不可控的变量z的效应最小。
2.4.基本原理
一种实验要最有效地实行的话，必须用科学方法来设计实验。所谓实验的统计设计，就是设计实验的过程，使得收集的数据适合于用统计方法分析，得出有效的和客观的结论。如果想从数据作出有意义的结论，用统计方法做实验设计是必要的。
实设计有三个基本原理：重复，随机化和区组化。
1)重复即基本实验的重复进行，它有两条重要的性质：第一，允许实验者得到实验
误差的一个估计量；这个误差的估量值成为确定数据的观察差是否是统计上的实际差的基本度量单位。第二，如果用样本均值作为实验中一个因素的效应的估计量，则重复允许实验者求得这一效应的更为精确的估计量。
2)随机化是实验设计使用统计方法的基石，所谓随机化即实验材料的分配和实验进行的次序都是随机地确定的，统计方法要求观察值（或误差）是独立分布的随机变量，有助于“平均出“可能出现的外来因素的效应。
3)区组化是用来提高实验精确度的一种方法。一个区组是实验材料的一个部分，相比于实验材料的全体，它们本身的性质应该更为类似。对实验进行区组，有助于提高实验的精确度。
2.5.实验设计实施的方法与步骤
在设计和分析一个实验时要使用统计方法的话，和实验有关的每个人必须预先对所研究的问题究竟是什么，如何收集数据，要有清晰的认识，至少对如何分析这些数据要有定性的了解，推荐的实验设计实施的方法与步骤如下：
1)问题的识别和问题的提法； 2)因素和水平的选择； 3)响应变量的选择； 4)实验的设计的选择； 5)进行实验； 6)数据的分析； 7)结论和建议。
2.6.实验设计的应用
实验设计方法可以应用在很多领域中。实际上我们可以把实验本身看作为科学方法的一部分，看作是探索系统或过程如何工作的一种途径。
将实验设计应用在工序的早期开发中，可以提高产量；可以减少变异性，与目标值更为一致；减少工序的开发时间；减少工序开发的总成本。
将实验设计应用在开发新产品和改进老产品的工程设计活动中，使产品较容易制造；提高产品适应现场条件的性能；提高产品的可靠性；降低产品的成本；缩短产品设计和开发的时间。
2.7.注意事项
在工程、科学和工业中大多的研究工作都是以经验为根据的，并且广泛使用实验方法。统计方法大大提高了这些实验的效率并经常强化了由此得出的结论。在实验方法中要明智的使用统计方法就要求实验者在思想上牢记下列各点：
1)必需对所研究的问题非常熟悉，需要有丰富的实践经验和扎实的理论知识； 2)使实验和分析尽可能的简单；
3)正确评价实际的显著性和统计的显著性之间的差别； 4)通过序贯迭代的方法进行安排实验。
3.实验设计方法介绍
实验设计是影响研究成功与否最关键的一个环节，是提高实验质量的重要基础。目前，已建立起许多实验设计方法。前面已经介绍了实验设计方法的发展历史，下面简单介绍几种具体的实验设计方法。
3.1 全面实验
所谓全面实验，就是对影响响应输出的各个因素的所有的可能的水平组合进行实验。全面实验的优点：实验数据充分全面。全面实验的缺点：实验次数太多；处理数据麻烦；浪费人力、物力；根本无法进行多因素，多水平的复杂实验。基于上述特点全面实验只实用于少因素、少水平的简单实验。为此，人们创造了正交实验方法，用正交实验方法来安排实验会使实验次数大大减少，而且统计分析的计算也变得非常简单。
3.2 正交实验
正交实验设计法是研究与处理多因素实验的一种科学方法。它利用一种规格化的表格—正交表，挑选实验条件，安排实验计划和进行实验，并通过较少次数的实验，找出较好的生产条件，即最优或较优的实验方案。3.2.1 正交实验的特点
1)合理安排实验，简少实验次数； 2)找出较好的实验方案；
3)找出质量指标与影响因素之间的关系； 4)找到进一步改进产品品质的实验方向； 5)减少人力，物力的支出； 6)简化实验数据分析的计算。
正因为用正交表安排实验具有“均匀分散性”与“整齐可比性”这两个特点，所以它能大大的减少实验的次数，甚至比简单地比较全面实验结果有可能提供更多的信息。3.2.2 正交实验的类型和分析方法
正交实验类型包括下面几种：单指标的正交实验、多指标的正交实验、水平数相同的正交实验、混水平的正交实验、有交互作用的正交实验和带重复实验的正交实验。
可以用直观分析法、方差分析法和综合评分法等不同的方法进行分析。
3.2.3 实施正交实验的基本步骤和方法
1)明确实验目的，确定考察的指标； 2)挑选因素，选水平，制定因素水平表； 3)选择合适的正交表，进行表头设计； 4)明确实验方案，进行实验，测定实验结果；
5)对实验结果进行统计分析，得出因素的主次顺序，确定最优方案； 6)进行验证实验，作进一步分析。
3.3 稳健设计
为了尽量降低误差因素的作用，使实验响应输出因误差因素变化而变化的敏感性最小，即使实验响应输出对误差因素具有稳健性，基于这种指导思想来进行的设计叫做稳健设计。
稳健设计的两个主要工具是信噪比（信号功率/ 噪声功率(Signal/Noise)）和正交表。用信噪比作为特征数来衡量质量，用正交表合理安排实验来选择最佳的参数组合。所以从某种意义上说，稳健设计就是信噪比的正交实验。3.3.1 稳健设计的优点
1)使产品性能对原材料的改变不敏感，从而可以使用价钱便宜的原材料； 2)使产品性能对制造上的变差不敏感，从而降低加工成本； 3)使产品性能对环境的变差不敏感，从而降低操作成本。3.3.2 稳健设计的实施步骤
1)确定主要功能，边缘效果和失效的样式；
2)识别噪声因子，确定估算质量损失的实验条件，并做到对噪声因子的灵敏度最小化；
3)根据具体问题确定质量特征数和优化的目标函数； 4)确定可控因子和它们的可选水平； 5)进行正交实验设计； 6)进行实验，收集实验数据；
7)进行数据分析，确定可控因子的最适当水平； 8)进行核实实验，并计划进一步的工作。
结束语
通过对书本的学习，我们能有效的掌握各种实验设计与分析的方法步骤，能够应用到不同的场合解决各种问题。在今后的科研工作中，为了提高实验质量，就要确保实验设计实现如下指标：
第一是明确衡量产品质量的指标，这个质量指标必须是能够量化的指标，在实验设计中称为实验指标，也称为响应变量(response variable）或输出变量。
第二是寻找影响实验指标的可能因素（factor)，也称为影响因子和输入变量。因素变化的各种状态称为水平，要求根据专业知识初步确定因素水平的范围。
第三是根据实际问题，选择适用的实验设计方法。实验设计的方法有很多，每种方法都有不同的适用条件，选择了适用的方法就可以事半而功倍，选择的方法不正确或者根本没有进行有效的实验设计就会事倍而功半。
第四是科学地分析实验结果，包括对数据的直观分析、方差分析、回归分析等多种统计分析方法。
但是，没有一种“放之四海而皆准”的问题解决方案，实验设计同样不能提供解决所有问题的途径，要全面考虑解决问题的方式，选取最有效、最经济的解决途径。即使决定采用实验设计，也不能生搬硬套地使用书本上的“实验设计步骤”。跟据实际情况和要求，有时可以省去其中的某几步，有时还会在同一个项目中重复循环地跳几轮；除了实验设计涉及的因素外，要尽量确保所有的环境因素是稳定和符合现实的。如果条件所限，如果做不到这一点，不妨可以用随机化、区组化、仿行等方法来尽量避免；保证实验的仿真性，避免一些理想的实验环境，比如实验室；不要一味地排斥实验设计执行之前的历史数据。相反，适当地利用企业信息化的成果，从ERP、MES中的海量数据中进行“数据挖掘”，很可能会减少实验投资，细化因素水平的选取。这也是当前实验设计应用领域中的新趋势之一；为了保险起见，在得到最终的最佳参数水平组合后，还要进行一些验证实验来检验结果，实在没有条件实施验证实验的，也要通过模型的“模拟仿真”来完成这个工作。
工欲善其事，必先利其器。为了提高实验设计的效率和解决问题的成功率，设计者自身也应加强相关知识学习，增加实验设计经验积累，提高自身素质水平。
参考文献
[1] Douglas C.Montgomery.译著.傅珏生，张健，王振羽，解燕.实验设计与分析.人民邮电出版社，2009.10.[2] 苏均和.试验设计.上海财经大学出版社，2005:98-118.
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