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 Excel 96
5.3.2 Origin 97
5.3.3 Matlab 98
5.3.4 SPSS 98
5.3.5 1stOpt 101
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-1 106
6.3.2 所有可能的试验总数大于某一Fn-1而小于Fn+1-1 107
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1 133
7.6.2 实例2 135
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1 164
8.6.2 试验2 166
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