單因素選法在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、天津師范大學(xué)碩士學(xué)位論文單因素選法在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究姓名：李更辰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：教育學(xué)指導(dǎo)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(xué)實(shí)驗(yàn)中，人們?yōu)榱诉_(dá)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(jìn)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(xué)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(xùn)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(xué)過程) 可以用數(shù)學(xué)方程描述出來，然后再用數(shù)學(xué)解析方法求出最優(yōu)解。另一類是直接最優(yōu)化( 或稱試驗(yàn)最優(yōu)化) 的方法。該法適用于：由于對研究對象本身機(jī)理不清楚無法用數(shù)學(xué)方程描述。此時(shí)只能通過試驗(yàn)尋找最優(yōu)點(diǎn)。譬如，可以通過試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)，然后再從函數(shù)求最優(yōu)解，并通過試驗(yàn)來驗(yàn)證。此外，也可以直接通過少量試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)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(yàn)方法很多。究竟采用哪種試驗(yàn)方法才能省時(shí)、簡捷地找到最佳點(diǎn)? 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(xué)原理，合理地安排試驗(yàn)點(diǎn)，以求迅速找到最佳點(diǎn)的科學(xué)試驗(yàn)方法。二戰(zhàn)以前，處理最優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)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(yùn)籌學(xué)。后來運(yùn)籌學(xué)轉(zhuǎn)向民用工業(yè)又有很多新的進(jìn)展。運(yùn)籌學(xué)提出很多最優(yōu)化的模型。優(yōu)選法和其他科學(xué)方法一樣，都是在實(shí)

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?jǐn)?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(xué)試驗(yàn)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