單因素選法在中學化學實驗設(shè)計中的應(yīng)用研究.pdf

1、天津師范大學碩士學位論文單因素選法在中學化學實驗設(shè)計中的應(yīng)用研究姓名：李更辰申請學位級別：碩士專業(yè)：教育學指導教師：馮金城2001.5.1一、問題提出( 一) 優(yōu)選法含義在生產(chǎn)斗爭和科學實驗中，人們?yōu)榱诉_到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗等目的，需要對有關(guān)影響因素的最佳條件進行選擇。所有這些選擇最佳條件的問題，都稱之為選優(yōu)問題。這類問題在數(shù)學上稱之為最優(yōu)化。選優(yōu)的方法大致分為兩類：一類是I 訓接最優(yōu)化( 或稱解析最優(yōu)化) 的方法。所謂間接最優(yōu)化方法，

2、就是將所研究的對象( 如物理或化學過程) 可以用數(shù)學方程描述出來，然后再用數(shù)學解析方法求出最優(yōu)解。另一類是直接最優(yōu)化( 或稱試驗最優(yōu)化) 的方法。該法適用于：由于對研究對象本身機理不清楚無法用數(shù)學方程描述。此時只能通過試驗尋找最優(yōu)點。譬如，可以通過試驗獲取大量數(shù)據(jù)，再通過回歸分析構(gòu)造一類函數(shù)逼近這些試驗數(shù)據(jù)，然后再從函數(shù)求最優(yōu)解，并通過試驗來驗證。此外，也可以直接通過少量試驗，根據(jù)試驗結(jié)果的比較而求得最優(yōu)解——這就是直接最優(yōu)化方法?？傊?/p>

3、，試驗方法很多。究竟采用哪種試驗方法才能省時、簡捷地找到最佳點? 這就是優(yōu)選法所要解決的問題。所謂優(yōu)選法，就是一種根據(jù)生產(chǎn)和科研中的不同問題，利用數(shù)學原理，合理地安排試驗點，以求迅速找到最佳點的科學試驗方法。二戰(zhàn)以前，處理最優(yōu)化問題的數(shù)學方法主要是古典的微分法和變分法。二戰(zhàn)期間，英、美等國由于軍事上的需要，提出一些新的方法。例如運籌學。后來運籌學轉(zhuǎn)向民用工業(yè)又有很多新的進展。運籌學提出很多最優(yōu)化的模型。優(yōu)選法和其他科學方法一樣，都是在實

4、踐的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的。針對不同情況提出了不少方法。譬如，象爬山法、均分法、來回調(diào)試法和平分法以及美國的基弗( K i e f e r ) 提出分數(shù)法和0 ．6 1 8 法( 也稱菲波那奇法和黃金分割法)等。這些安排科學試驗的基本原則方法，雖早已被應(yīng)用，只是欠缺系統(tǒng)整理、上升至理論。后來在華爾德( D ．J ．W i l d e r ) 的專著中，才較為系統(tǒng)地介紹了最優(yōu)化的方法和原理?【2 l 吼在國外，優(yōu)選法的應(yīng)用范圍較廣，特別是在工