Bài giảng Phương pháp nghiên cứu khoa học - Bài 2: Thiết kế thí nghiệm (quy hoạch thực nghiệm)

Bài giảng Phương pháp nghiên cứu khoa học - Bài 2: Thiết kế thí nghiệm (quy hoạch thực nghiệm) cung cấp cho học viên những kiến thức về giới thiệu quy hoạch thực nghiệm; phân loại sai số: sai số ngẫu nhiên, sai số lặp lại, sai số hệ thống; giới thiệu về các cách thiết kế thí nghiệm;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Phương pháp nghiên cứu khoa học - Bài 2: Thiết kế thí nghiệm (quy hoạch thực nghiệm) Phươngpháp nghiêncứukhoahọc PhạmĐỗChung BộmônVậtlíchấtrắn– Điệntử KhoaVậtlí,ĐHSưPhạmHàNội 136XuânThủy,CầuGiấy,HàNộiPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 CaohọcK28– SưphạmVậtlí ́ §2Thiêtkê ́ thínghiẹ ̂m (quyhoạchthựcnghiệm) • Giớithiệuvềquyhoạchthựcnghiệm • Phânloạisaisố: • Saisốngẫunhiên • Saisốlặplại • Saisốhệthống • GiớithiệuvềcáccáchthiếtkếthínghiệmPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 Thực nghiệm là gì? Quá trình lặp đi lặp lại những bước thí nghiệm hoặc chuỗi những bước thí nghiệm với các thông số đầu vào thay đổi (được điều khiển một cách chủ động) của một hệ hoặc một quy trình để nhận được các kết quả đầu ra hoặc để tìm hiểu sự tương tác qua lại giữa chúng.PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 Mụcđích Tối ưu: • Sự thành công của quá trình thực nghiệm. • Thu được tối đa thông tin và kết luận có ích bằng việc thu thập và xử lí số liệu. Tối giản: • Hạn chế các kết quả không mong muốn do điều kiện ngoại cảnh • Giảm chi phí tiến hành thí nghiệm.PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 NghiêncứuquansátvsThiếtkếthí nghiệm • Ít tác động tới các • Cô lập và điều khiển tham số đầu vào các tham số đầu vào • Chỉ quan sát sự thay có ảnh hưởng tới kết đổi kết quả quả • Tìm hiểu tham số • Làm rõ mối quan hệ đầu vào tác động lên nhân quả giữa tham kết quả như thế nào số đầu vào và kết chứ không tìm hiểu quả thí nghiệm nguyên nhân. Sự liên hệ ≠ Quan hệ nhân quảPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 Thínghiệm Biến không điều khiển được nhưng đo được Biến điều khiển và đo SYSTEMS Kết được quả Biến không đo,không điều khiển đượcPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 Nguyêntắccủaviệcthiếtkếthínghiệm • Liệt kê tất cả các tham số đầu vào trước khi tiến hành thực nghiệm và thu thập dữ liệu • Giảm thiểu tác động của các tham số không điều khiển được lên kết quả thí nghiệm • Khuyếch đại hoặc tăng cường sự phụ thuộc của dữ liệu (kết quả) vào các tham số điều khiển đượcPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 Các thí nghiệm khoa học Biến điều Kết quả khiển và SYSTEMS (Hàm đo được mục tiêu) • Không thay đổi điều kiện làm thí nghiệm, nhằm loại bỏ hoàn toàn các yếu tố ảnh hưởng không mong muốn (biến ngẫu nhiên cũng như biến chỉ quan sát được). • Luôn lưu đầy đủ các thông số có thể kiểm tra được của thí nghiệmPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 BaNguyênTắcCơBảnCủaViệc ThiếtKếThíNghiệm • NGẪUNHIÊNHÓA • LẶPLẠI(DỰĐOÁNĐƯỢC) • KIỂMSOÁT(CÔLẬP)LỖIPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 Biến đầu vào của thí nghiệm• Loại bỏ các biến không cần thiết (phụ thuộc vào hiểu biết về đối tượng thực nghiệm)• Chọn lựa các biến đầu vào cần khảo sát để xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm Các thí nghiệm vật lí thường các hệ số có thể nhận giá trị trong một khoảng nào đó. Có vô số điểm thực nghiệm trong miền quihoạch Chọn những giá trị rời rạc của biến đầu vàoPHẠM Đỗ Chung-HNUE-2019 2biến đầu vào,n lặp lại thí nghiệm Hệ số A 1 2 … j … a 1 … … … … … … 2 … … … … … … … … … … … … …Hệ số B i … … … yijk … … … … … … … … … nlần b … … … … … … Các nguyên tắc chọn giá trị đầu vào • Chỉ thay đổi giá trị 1 biến trong khi giữ nguyên các biến còn lại. ...