《水土保持实验方法》PPT课件.pptx

水土保持实验方法,沈阳农业大学研究生课程,沈阳农业大学水利学院 周丽丽 许秀泉 2015年,第二章 科研设计,2.1科研设计的概念与意义 科学研究的课题选定以后，就必须根据查阅的文献资料，在总结前人成果的基础上，从中发现哪些问题已经解决，哪些问题还没有解决，并分析未能解决的原因，根据作者本身的情况，设计出解决问题的方案。 这种依据客观允许程度而制定的尽可能严密的计划，称为科研设计(research design)，亦即科学研究的具体内容、研究方法和技术关键等的计划安排，也可以说是实施科学研究的行动纲领。,第二章 科研设计,2.2科研设计的目的 （1）有目的、有步骤、有计划地完成所承担的科研任务，克服盲目性，加强计划性。 （2）为有关部门批准科研项目提供资料，使其了解本项目的意义和全貌，审查项目的完成条件等。 （3）便于科研管理部门对科研工作进行统计和定期检查完成情况。,第二章 科研设计,2.3科研设计的内容 科学研究包括以下三方面实践活动 （1）观察或探索未知事实的本质及其规律的实践活动。 （2）验证与发展有关事实的本质及其规律的实践活动。 （3）对已有知识的分析、整理、综合以及规范化、系统化的实践活动。 （4）是探索未知、创造知识的实践活动； （5）是验证与完善知识的实践活动，既有对已有知识的继承问题又有对已有知识的创新问题； （6）是整理知识、继承知识的实践活动。,第二章 科研设计,2.4科研设计的步骤 科学研究可分为几个阶段：准备阶段、进行阶段和总结阶段（和撰写论文阶段） （1）准备阶段 准备阶段包括选题、收集和阅读资料以及进行课题设计三个部分。 （2）进行阶段 进行阶段是实际工作阶段，其关键是“做”。在“做”的过程中有两点必须要做到：一是熟练地掌握先进的研究技术与方法。二是客观地做好试验记录。通过“做”积累试验数据，也包括获得经验和教训。 （3）总结阶段 总结阶段包括整理试验记录，分析、综合试验资料，写出科学研究工作总结和技术总结，撰写论文以及提交鉴定或验收。,第二章 科研设计,2.5研究课题的选择原则 （1）具有探索性，亦即创新性原则。 （2）应避免不必要的重复，应了解前人研究的情况，已经取得了哪些成果，尚有哪些问题还未解决。 （3）选题的难度要适当，量力而行。选出的课题应具有一定的难度，但经过努力可以完成。 （4）选题时要考虑实际的主观和客观条件。对研究活动所需要的文献资科、材料、设备、经费、人力、理论准备、相关学科的发展程度等方面，都要有周密的思考和计算，避免自不量力以致失败。因此，选题不能草率从事，必须把研究工作建立在可行性的基础上。不要硬性去选力所不及的课题，或者根本没有实现可能性的课题。,第二章 科研设计,2.6科学研究类型 科学研究可根据国家需要和研究工作本身的性质、特点等进行分类 研究过程 研究性质 研究规模 研究方法,第二章 科研设计,2.6.1按研究过程，科学研究分类 基础研究 应用研究 开发研究 基础研究通常是指数学、物理学、化学、天文学、地理学和生物学六大基础学科中的纯理论研究。 在基础研究中，还包括一种有特定目标，但运用基础研究方法进行的基础研究，称为定向基础研究或目标基础研究，又称为应用基础研究,第二章 科研设计,2.6.2按研究性质，科学研究分类 探索性研究 发展性研究 探索性研究是一种属于开拓或探索研究领域的研究。此类研究一般很少有前人的经验可以借鉴，研究者要冒一定的“风险”，因此研究者可能获得重大发现，一鸣惊人，也可能毫无收获，一事无成。 发展性研究是一种在前人开拓性研究领域中已有成果的基础上，发展已有成果的研究，也包括进一步验证、巩固成果的研究，对已获得成果的应用的研究等。此类研究比较“保险”，因其有现成的经验可以借鉴，因而一般不会一事无成，但往往缺乏创造性。 研究成果在企业中视为宝贵财富，保密性强。,第二章 科研设计,2.6.3按研究规模，科学研究分类 实验室研究 扩大实验室研究 半工业试验研究 一般带有探索性质，主要是解决技术可能性问题。 进一步肯定实验室研究的成果，借以寻找接近工业生产条件的各项主要指标 通过半工业试验，应能解决将来生产上所有可能遇到的问题并为工业设计积累一切必要的数据。,第二章 科研设计,2.6.4按研究方法，科学研究类型分类 实验研究 调查研究 观察研究,第二章 科研设计,实验研究 概念：用实验方法作为收集资料的主要手段的研究 内容：研究者预先计划并控制条件，然后使用某种条件主动引起、复制或变革某事物的自然过程，并对其出现的现象进行观察、记录，然后进行分析、综合，做出结论的研究类型 特点： 实验在受控制条件下进行，可以排除非实验性外界因素的影响； 有可能对研究对象进行细致的观察、分析、比较和综合； 有可能提示事物之间的内在联系； 研究成果与生产实际尚有一定距离。,第二章 科研设计,实验研究 预实验（又称预试验）：是在正式实验前进行的小规模试验，以判定是否需要、是否值得在更大范围内进行实验（正式实验）。按预试验达到的目的不同，可区分为： 导向性试验 安全性试验 观测性试验 筛选试验,第二章 科研设计,实验研究 绝对性试验与相对性试验 绝对性试验：用试验方法测量研究对象的某项指标的绝对值。此类试验强调使用统计学的误差理论，了解测量误差，以便获得所测指标可靠性的信息，同时对有关总体的指标作出最佳的估计。 相对性试验：又称比较性试验，是对两组或两组以上研究对象给予两种或多种处理绝对性试验：用试验方法测量研究对象的某项指标的绝对值。此类试验强调使用统计学的误差理论，了解测量误差，以便获得所测指标可靠性的信息，同时对有关总体的指标作出最佳的估计。然后观察比较不同处理的效应。此类试验研究强调使用统计学的设计理论，以便减少误差，保证各组之间的可比性。,第二章 科研设计,调查研究 概念：用现场调查的方法作为收集资料的主要手段的研究，称为调查研究。它是一种对客观事物自然过程进行观察和记录的科学研究。 特点： 对研究对象不加任何干预； 记录的是某事件或某现象的自然发生概念； 存在多种固有的影响因素。 类型： 按调查研究的时间特点：横向调查、纵向调查 按调查时事件是否发生：回顾性调查、前瞻性调查,第二章 科研设计,观察性研究 概念：以观察的方法取得资料的科学研究，称为观察性研究。 举例：如用肉眼、光学显微镜、电于显微镜、x射线仪等观察动物、植物的形态及微结构，都用于观察性研究。,第二章 科研设计,2.7科研设计的内容 立项依据 研究方案 项目要求达到的主要技术、经济指标 研究基础 经费预算,第二章 科研设计,立项依据 内容：包括项目的研究意义，国内外研究现状分析，并应附主要参考文献及出处。 对于基础科研项目：应着重结合国际科学发展趋势，论述该项目的科学意义，对应用基础研究，应着重结合学科前沿，围绕国民经济和社会发展中的置要科技问题，论述其应用前只； 对于应用研究：应着重论述该项目对生产的实用意义和经济效益； 对于开发研究：应着重论述该项目完成后的实用意义、经济效益、示范意义和推广前景。,第二章 科研设计,研究方案 研究内容和拟解决的关键问题。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析。 本项目的特色和创新之处。 年度研究计划及预期进展。 预期研究成果和提交成果的形式。,第二章 科研设计,项目要求达到的主要技术、经济指标 技术指标。 经济指标和经济效益。 社会效益和生态效益。 市场调查分析与预测。 示范意义和推广前景。,第二章 科研设计,研究基础 研究者与本项目有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩 已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和拟解决的途径 项目主持人及主要成员的情况；包括姓名、性别、年龄、专业技术职务（职称）、从事专业、工作单位、在本项目中的分工、每年用于本项目的工作时间，甚至列出近期发表的与本项目有关的论文、取得的科研成果和获奖情况,第二章 科研设计,经费预算 总经费：包括需资助的经费数、自筹的经费数和其他来源的经费数。 指出明晰清单：包括科研业务费、实验材料费、仪器设备费、协作曲、印刷费、管理费，还可以包括实验室改造费及一些不可预见的开支。同时应写出金额数及计算根据和理由。,第二章 科研设计,试验设计 试验指标：根据试验目的而选定的用来考察或衡量试验效果的特性值 定量指标 定性指标,第二章 科研设计,试验因子 试验中安排的因子称为试验因子或试验因素。其它则统称为非试验因子。 试验水平 在安排试验中，每个因子的某种具体措施则称为该因子的某种水平。 试验处理 在多因子试验中，不同因子的不同水平的组合则称为处理。 试验单元 试验中实施试验处理的基本对象则称为试验单元。 处理的重复 在试验中，每一种处理往往进行一次以上试验，称处理的重复。,第二章 科研设计,试验因子、水平、处理？,第二章 科研设计,试验误差 试验误差的来源： 试验单元间的固有差异： 如在抗拉强度试验中各样品间的差异，都会引起试验单元之间的差异 试验单元操作方法间的差异 如每小区处理要求人工撒施肥料，在小区间人工操作的差异可引起试验误差 试验单元间环境的差异 在小区试验中，各小区由于所处地理位置、土壤、水分等差异而引起各小区的田间小气候上的差异,第二章 科研设计,试验误差的分类 随机误差 在相同试验条件下，某处理进行多次重复试验的结果之间的误差以不可预知的随机方式变化，此类试验误差出各种随机因素刚引起，故称为试验的随机误差； 系统误差 在相同试验条件下，某处理进行多次重复试