化学实验数据范文

2024-09-07

化学实验数据范文(精选12篇)

化学实验数据 第1篇

作为计算机应用的一部分,使用计算机对学生实验数据信息进行管理,具有人工管理所无法比拟的优点。例如: 保护性好、查找方便、可靠性高、存储量大、寿命长、处理速度快等。这些优点能够极大地提高工作者的工作效率。

《物理化学实验》是高等院校化学系及相关专业的一门基础实验课程[1],它与物理化学课程紧密配合,但又是一门独立的、理论性与实践性和技术性很强的课程。物理化学实验的特点之一是: 需要测量的实验参数多,实验组数多,实验数据量大,而且经常需要根据数据绘制直线或曲线图,计算量大,教师需要花费大量时间检查实验报告中的每一步计算过程。针对上述特点,如何减轻教师批改实验报告的负担,如何方便教师进行实验数据收集、分析、统计等教育研究工作,已经是一个令相关教师关注的问题,物理化学实验教学迫切地需要计算机信息技术的辅助。

于是,本文将Microsoft Access数据库引入到利用VB[2 - 3]开发的 “物理化学实验数据处理程序”( 以 “连续反应动力学过程模拟程序”为例) 中,增加了存储和管理的功能,为实验数据作分析、比较和统计提供可靠的依据,从而提高实验教学的质量。

1 物理化学实验数据处理程序的总体设计思路

根据实际情况,我们以顺推和原型方法,用少量代价快速地构造一个可执行的模型,使用户和开发人员可以较快地确定需求,然后采用循环进化的开发方式,对系统模型作连续的精化,将系统需具备的性质逐渐增加上去,直到所有的性质全部满足。此时模块也发展成为最终产品了。

2 开发实验数据处理系统

2. 1 编程环境的选择

Visual Basic是一个优秀的可视化开发环境,它不仅使软件开发过程可视化,而且利用计算机图形技术与方法,对大量数据进行处理,并利用图形、图像的形式表现出来[4]。VisualBasic与Visual C语言相比, 可以相对轻松、 容易的编写Windows 98 及更新版本Windows操作平台下的应用程序。本软件的源代码全部采用Visual Basic编写,避免了软件开发过程中遇到的DOS与Windows联接的问题。将软件编译成可执行文件后,可脱离Visual Basic环境独立运行,使软件的实用性和便利性大大增强[5]。

2. 2 关系型数据库的实现

Microsoft Access数据库是办公软件Microsoft office中重要的一部分,容易生成,便于使用和管理。Access提供了数据存储库,可以使用桌面数据库文件把数据库文件置于网络文件服务器,与其他网络用户共享数据库。移植时只需将数据库文件拷贝到新的环境中,即可把数据库文件与其他网络用户共享。如上所述,Access作为关系数据库开发具备了许多优点,可以在一个数据包中同时拥有桌面数据库的便利和关系数据库的强大功能。

2. 3 二者的结合( DBA)

采用Microsoft Access为数据存储的底层数据库,以VB语言编写的程序为前端,并与数据处理软件融合,形成集数据存储、数据处理及管理功能为一体的软件。利用DAO在数据库操作与VB程序之间架起一座桥梁,同时与结构化查询语言( SQL) 结合使用,实现用户对数据库的各种操作。根据相关的实验原理和实践,利用VB语言和Microsoft Access的基本知识和程序设计和制作出软件,并做出相关的图形,实现数据录入和数据处理相分离等功能[6]。

3 数据库操作

物理化学实验数据处理系统需要创建一个db1 数据库文件,取名为db1. mdb,存储各个实验的数据表( 如图1 所示) 。

3. 1 创建空数据库文件

创建空的数据库文件的方法,在Microsoft Access主界面上选择 “文件”菜单中的 “新建”选项,在弹出的新建对话框中选择 “空数据库” 选项,进入创建文件对话框,输入文件名db1. mdb后便可。

3. 2 创建数据库

在上面建好的空的数据库文件db1. mdb中,创建物理化学实验数据处理系统所需的各种数据表。以创建数据表exp002 为例,此表列出实验基本信息的所需项目,首先确定各属性采用的类型定义说明,然后从主数据管理窗口中单击 “新建” 按钮,在弹出的窗口中选择 “设计视图”,即可设计数据表exp002 结构( 如图2 所示) 。 设计结束后关闭该设计窗口,Access会提示给该表取名,输入exp002 后点击 “确定” 即可。依据同样的方法,可以在数据库文件db1. mdb中创建所需的其它的数据表。

3. 3 编辑管理已建的数据库

数据库文件db1. mdb的数据表结构的编辑管理包括字段的添加、修改和删除及字段各属性的修改,对数据表结构进行编辑管理之前要为原有数据记录备份,以免记录丢失。数据库文db1. mdb的数据记录的编辑管理包括添加、修改和删除记录[7],三种操作均可由Microsoft Visual Basic创建的程序来完成。

3. 4 数据库环境的初始化

在VB程序的 “工程” 菜单中单击 “引用”, 选中“Microsoft DAO 3. 6 Object Library”将DAO 3. 6 添加到项目中,即自动完成对数据库环境的初始化。

4 开发实验数据处理系统

下面结合物理化学实验中 “模拟连续一级反应动力学过程”实验程序来具体说明数据库程序的应用。与数据库相关的程序有定义数据元素、与数据库连接、向数据库写入数据和从数据库读取数据四个方面。

4. 1 向数据库中写入实验数据代码

4. 2 从数据库中提取实验数据代码

5 结论

计组实验数据通路实验报告 第2篇

预习实验报告

疑问:

1、数据通路是干嘛的?

2、数据通路如何实现其功能?

3、实验书上的存储器部分总线开关接在高电平上,是不是错了?

一、波形图:参数设置:

信号设置:

clk:

bus_sel:

alu_sel:

ld_reg:

pc_sel:

we_rd:

k:

d:

d~result:

ar:

pc:

仿真波形

实验报告

Endtime:2.0us

Gridsize:100.0ns

时钟信号,设置周期为100ns占空比为50%。

sw|r4|r5|alu|pc_bus的组合,分别代表的是总线(sw_bus)开关,将

存储器r4的数据显示到总线上,将存储器r5的数据显示到总线上,将alu的运算结果显示到总线上,将pc的数据打入AR中二进制输入,低电平有效。

m|cn|s[3..0]的组合,代表运算器的运算符号选择,二进制输入,高

电平有效。

lddr1|lddr2|ldr4|ldr5|ld_ar的组合,分别表示将总线数据载入寄存器

r1,r2,r4, r5或AR中,二进制输入,高电平有效。

pc_clr|ld|en的组合,分别代表地址计数器PC的清零(pc_clr)、装

载(pc_ld)和计数使能信号(pc_en),二进制输入,低电平有效。信号we和rd的组合,分别代表对ram的读(we)与写(rd)的操作,二进制输入,高电平有效

k [7]~ k [0],数据输入端信号,十六进制输入。

d[7]~d[0],数据输出中间信号,十六进制双向信号。

d [7] result ~d[0] result,最终的数据输出信号,十六进制输出。ar[7]~ ar[0],地址寄存器AR的输出结果,十六进制输出。pc [7]~ pc [0],地址计数器PC的输出结果,十六进制输出。

以在01H单元中写入05H、02H单元中写入0AH并进行【(A加B)减(非A与B)加B】为例:

1)初始状态:bus_sel=11111,alu_sel=00000,ld_reg=00000,pc_sel=100,we_rd=00,k=00H,总线上无数据,呈高阻态。2)读取01H单元的05A:

① 置数法PC=01H:bus_sel=01111,pc_sel=101 ② PC->AR:bus_sel=11110,ld_reg=00001 ③ 读01H单元的数据放入R1中:bus_sel=11111,ld_reg=10000,we_rd=01 3)读取02H单元的0AH:

① PC+1,PC->AR:bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111 ② 读01H单元的数据放入R2中:bus_sel=11111,ld_reg=01000,we_rd=01 4)将地址加到03H :bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111 5)验证数据并运算: bus_sel=11101 ① 读取R1中的数据:alu_sel=010000,得到R1=05H ② 读取R2中的数据:alu_sel=101010,得到R2=0AH ③ 计算(A加B)结果存于R4中:alu_sel=011001,ld_reg=00100,结果为0FH ④ 计算(非A与B)结果存于03H单元中:alu_sel=100010,we_rd=10,结果为0AH ⑤ 计算((A加B)加B)结果存于04H单元中:

 R4->R1:bus_sel=10111,ld_reg=10000  PC+1,PC->AR:bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111  计算((A加B)加B)结果存于04H单元中:bus_sel=11101,alu_sel=011001,we_rd=10 ⑥ 计算(((A加B)加B)减(非A与B))结果存于05H中:

((A加B)加B)->R1:bus_sel=11111,ld_reg=10000,we_rd=01 (非A与B)->R2:

 PC=03H:k=03H,bus_sel=01111,pc_sel=101  PC->AR:bus_sel=11110,ld_reg=00001 (非A与B)->R2:bus_sel=11111,ld_reg=01000,we_rd=01  PC=05H:

 PC=05H:k=03H,bus_sel=01111,pc_sel=101  PC->AR:bus_sel=11110,ld_reg=00001 

(((A加B)加B)减(非A与B))结果存于05H中:bus_sel=11101,alu_sel=000110,we_rd=10 最后结果为0FH。结论:

本实验的设计能结合了运算器和存储器,能实现在mif文件中进行初始化,将固定地址单元中存储的数据读取到运算器中进行(((A加B)加B)减(非A与B))的运算并将结果存于指定的内存单元中,与实验要求一致,故电路设计正确。

二、实验日志

预习疑问解答:

1.通路是干嘛的?

在数字系统中,各个子系统通过数据总线连接形成的数据传送路径称为数据通路.2.通路如何实现其功能?

在这次的实验中,数据通路主要是由运算器部分和存储器部分组成的,通过运算器的运算结合存储器在mif文件的中的操作进行数据的传输与存储,从而构成一个数据通路.错

3.书上的存储器部分总线开关接在高电平上,是不是错了? 事实证明没有接错.

思考题:

1. 画数据通路电路图时,如何连结单一总线? 如图:

ALU模块的sw_bus依然连接bus_sel,存储器部分的sw_bus连接高电平.2. 如何统一两个模块的总线输入端k[7..0]及inputd[7..0]?

答:如图: 输入放在运算器部分,存储器部分无输入,存储器部分的数据要么来自总线传输,要么从mif文件中读取.实验中遇到的问题:

1.把之前的alu和ram的原理图拷到了当前工程下面。直接生成该工程的符号文件,连接起来,但是仿真有问题。

几乎是在每一次和总线交换数据的时候都得不到正确的值。下面是解决的过程:

我怀疑是两个模块之间通过总线传输的数据没有传输成功,于是把alu模块的d引了一个输出端口d_alu,从ram模块的d引出了一个输出端口d_ram,在仿真波形图上,然后就可以看到了数据到达总线上了,而且这个时候d的值也能看到了,只是后面的最后一个读操作出来的数据不对,本来应该是写进去的07,但现在是17,再仿真就会变成别的数据。

2.在连接电路图的时候,我以为存储器部分的sw_bus连在高电平上是错的,然后又连到了bus_sel[4],所以得到了上一个部分的仿真结果,后来不研究了一下那个高电平,发现是用来处理单一总线问题的,就改成了与书上一样的图,我以为上面出现的错误结果和这个有关,改了之后波形图有变化,但是,还是是错误的.但是在两种情况下功能仿真的结果都是正确的:

问题解决了~

原因是周期太短,计算结果还来不及存入到内存单元中,把写入内存的时间周期延长一个周期结果就出来了。电路本身没有问题。

关注实验数据 提升科学素养 第3篇

一、关注数据的获取过程,掌握科学的实验方法

在学生的许多探究活动中,首先要通过实验探究活动获取数据,实验的方法是否正确、操作是否得当将对实验结果产生直接影响,并关系到能否准确、顺利地得出科学的结论。因此,教师在让学生进行探究实验之前,一定要注重探究方法的讨论,让学生认识到哪些因素可能会对实验结果产生影响及通过怎样的方法控制这些因素,尽量避免采集到错误的数据。

例如,笔者在教学“衣服能产生热吗”这一内容时,一些学生认为能产生热,一些学生认为并不能产生热而只能保温,最后通过讨论和交流,学生决定通过用干毛巾包裹住温度计下端看温度有没有上升来证明。在讨论了实验可能产生的影响后,八个小组的学生在教室里做实验后得到如下数据:

从表中可以看出,有四个小组的数据与科学的结论不符合,于是笔者再次组织学生讨论:“从数据中可以看出,有些小组温度保持不变,有些小组温度在上升,你们觉得衣服能产生热吗?”在讨论时大家各执一词。然后笔者就引导学生:“那是不是我们的实验方法还存在问题?你们觉得还有什么因素会引起温度的变化?”学生认真思考后想到,可能是在做实验时大家凑得比较拢也会传一些热量给温度计,许多人挤在教室里温度也可能在上升等问题。于是笔者带领学生在宽敞的大厅重新进行实验,包裹好温度计1分钟后再记录起始温度,以避免包裹时手上的热量可能对实验造成影响,每次读好数后立即远离温度计。经过对方法的改进,每个小组测得的结果是温度都是不变的,从而得出衣服不能产生热量的结论。学生在这样的活动中认识到科学、准确的实验方法对科学学习的重要性,在以后的实验方法设计过程中就会考虑得更加细致、周全了。

另外,值得注意的是,科学教师不能为得出所谓的结论而利用不科学的材料、数据来糊弄学生。记得曾有一位教师为了让学生了解空气中支持燃烧的气体体积约占1/5,在水上点燃一支蜡烛,然后用一个“带有刻度的容器”——划好5段体积的饮料瓶倒扣在点燃的蜡烛上,当蜡烛熄灭后,容器中水位上升(5段中的1段)的现象表明,原来饮料瓶内支持燃烧的气体(氧气)约占瓶内空气的1/5。稍加推敲,就可以知道这种方法一点也不科学:蜡烛燃烧会造成空气热胀冷缩,部分空气会从水中逃跑;蜡烛燃烧过程中也会产生二氧化碳等其他气体;蜡烛熄灭时瓶里的氧气只是浓度降低到不足以支持燃烧而已,并不是全部烧完了……虽然实验结果也刚好接近1/5,但这1/5与空气中支持燃烧的气体体积约1/5并没有直接关系。这样得到的数据不但不能说明问题,反而容易对学生造成不注重实验设计、为迎合实验结果伪造实验等不良影响。

因此,科学教师要注重探究实验方法的指导和训练,让学生通过科学的方法获取数据,为课外自主探究以及今后的科学学习打下扎实基础。

二、关注被修改的数据,培养实事求是的科学态度

在学生开展科学实验获取数据的过程中,当实验数据和学生的前概念不一致时,他们往往会觉得是实验做错了而去修改实验数据。教师在教学过程中,遇到这种情况时不能简单处理之,一定要让学生都认识到只有错误的数据才可以修改,引导他们养成一种实事求是的科学态度。

例如,在研究电磁铁南北极的实验时,笔者让每个小组把实验情况反馈到黑板上的表格中,各组最终呈现结果如下:

其实,第3组和第8组原本写的是钉尖S极、钉帽N极,后来看到其他组钉尖都是N极就把自己组的研究结果也修改了一下。当问及原因时,一个小组的同学说,看到别人和自己小组的不一样就以为自己小组做错了就去改了过来,而另个一小组说,发现自己小组和别的小组不一样就拿起材料来又做了一次,发现钉尖是N极了,就把实验结果改过来了。于是,笔者又让学生再次进行实验,结果有些小组钉尖是N极,有些小组钉帽是N极。让第3组和第8组的学生认识到自己原来的实验结果是正确的。从而让学生认识到科学研究必须实事求是,不能弄虚作假。

所以,教师应该关注每一个被修改的数据,挖掘数据背后的教育良机,引导学生认识测量错误和测量误差的区别,养成尊重每一个实验数据、实事求是的态度和习惯。

三、关注数据间的比较,训练严谨的科学思维

科学课的学习对学生理性思维的发展有着不可替代的重要作用,而语言是实现思维、巩固和传达思维成果的工具,因此,在研讨实验结果的环节,依据对实验数据的分析引导学生运用科学的语言归纳概括实验结论,显得非常重要。小学生往往思维比较片面,不能非常完整地总结结论,教师通过引导学生对数据进行横向和纵向的比较能够培养学生更加严谨的思维能力。

例如,在研究纸的宽度和厚度对抗弯曲能力影响的比较时,学生通过对比实验得到了如下两组承受垫圈的数据:

学生根据实验测得的数据,往往只能表述到“纸的宽度越大抗弯曲能力越大,纸的厚度越大抗弯曲能力也越大”这一层意思,而没有体现“纸的厚度对抗弯曲能力影响更大”这一层意思。最后,笔者通过让学生增加宽度和厚度这两组数据(实验时要求再研究宽度和厚度是跨度相同),同样增加宽度和厚度哪个效果更好。学生在两组数据比较以后一下子明白增加厚度比增加宽度效果好得多。

学生在研究不同斜面的作用时所得出的结论往往是:“使用斜面提升物体时,斜面的坡度越小就越省力”,甚至有同学说成“使用斜面提升物体时,斜面的坡度越小越省力,坡度越大就越费力”。笔者引导学生对不同坡度斜面利用情况的数据比较以及使用斜面和不使用斜面直接提升时用力情况的数据比较,学生都能认识到斜面坡度大费力是不对的,使用斜面都能够省力。这样学生就能把斜面的作用表述完整了——使用斜面提升物体时都能省力,斜面坡度越小越省力,坡度越大越不省力。

通过对数据的比较,学生能够更加科学、准确地总结实验结论,分析问题更加全面、严谨,思维能力得到进一步发展,同时在比较中也可能产生新的探究问题,把学生的科学探究活动进一步引向深入。

总之,在科学教学活动中,教师要引导学生使用科学的方法获取可靠的数据,并且做到不轻易修改任何一个数据,更要注重对数据的分析和比较,从而使学生在科学方法、科学态度、思维方式等多方面得到长足发展,提升科学素养。

化学实验数据 第4篇

1 软件介绍

Matlab7.0软件的主窗口包含命令窗口 (Command Window) 、工作间管理窗口 (Workspace) 、当前目录窗口 (Current Directory) 、历史窗口 (Command History) , 见图1。命令窗口主要用于输入各种程序语句, 给出计算结果或是作图;工作空间窗口中显示内存中所有的Matlab变量的变量名、数学结构、字节数以及类型;在当前目录窗口中可以显示或改变当前目录;在默认设置下, 历史窗口会保留自安装起所有命令的历史记录, 便于查询。利用Matlab编写数据处理的程序, 每一步都能在命令窗口内运行得到结果, 并能利用作图命令将结果图示, 适合课堂演示教学。

2 在电位滴定分析数据处理中的应用

在分析化学的电位滴定分析中, 滴定终点的精确求法, 由实验测量的若干组 (E, V) 数据绘制E-V曲线, 并求出每组的E对V的一阶微商 (ΔE/ΔV) 值和二阶微商值 (Δ2E/ΔV2) , 绘制一阶微商曲线ΔE/ΔV-V¯和二阶微商曲线Δ2E/ΔV2-V, 用以确定滴定终点。也可用内插法计算出二阶微商为零 (即滴定突跃的拐点) 所对应的滴定液体积V即滴定终点。如用手工配合计算器在坐标纸上绘图, 一般需2~3小时, 而且在坐标纸上铅笔作图的曲线有粗有细, 一般学生均难做到平滑画线, 导致读取滴定终点精确度较低, 出错率较大;也有人利用Excel电子表格结合Visial Basic语言编制程序来处理电位滴定的数据[4], 但是学生往往对于大量复杂而且不可见的计算机语言不易理解, 不利于对电位滴定分析数据处理过程的清晰了解。

我们在0.1000mol/L AgNO3滴定NaCl的电位滴定数据处理中利用Matlab7.0软件自带的函数“diff”求出表 1中E和V的微分, 然后按《分析化学》教材论述的计算方法得到一阶微商值和二阶微商值[5], 通过本文编写的程序可以画出三种电位滴定曲线, 见图 2, 从图中的E-V曲线拐点, 一阶导数曲线ΔE/ΔV-V¯的最高点和二阶导数曲线Δ2E/ΔV2-V中Δ2E/ΔV2等于零的点分别所对应的横坐标上读出滴定终点, 也能根据线段比列, 利用内插法编程计算滴定终点 (Vep=24.34mL) 。具体的程序编写如下:

每一步的程序命令均能在Matlab的Command Window窗口中显示出计算结果, 如当运行计算一阶微分和二阶微分的命令时, 图1窗口中显示了具体的计算数值, 其与课本的计算结果 (表 1) 完全一致。这一Matlab程序既能在课堂多媒体教学中向学生直观演示电位滴定数据处理中每一步运算的含义和结果, 又能做成Matlab软件的一个库函数调用, 用于学生实验中快速处理数据, 得出滴定终点, 学以致用。

3 在配位滴定中酸效应曲线的计算和绘制

配位滴定中主要的配位剂是乙二胺四乙酸 (简称EDTA) , 其在水溶液中的氢离子浓度的计算, 是先从配合物的稳定常数中得知EDTA的酸效应系数αY (H) , 再从αY (H) 计算出配位滴定中要控制的pH, 这是一个解高次方程的问题:

αY (H) =1+β1[H+]+β2[H+]2+β3[H+]3+β4[H+]4+β5[H+]5+β6[H+]6 (1)

利用Excel的单变量求解虽然也能解决此类[6], 但是操作步骤繁琐且不可见。式 (1) 中的累积常数β1~β6分别为:1010.26, 1016.42, 1019.09, 1021.09, 1023.5, 1024.4。当分别取值:10, 102, 104, 106, 108, 1010, 1012, 1014, 1016, 1018, 1020, 1022时, 令x=[H+], 式 (1) 变为一个一元六次方程:

β6x6+β5x5+β4x4+β3x3+β2x2+β1x+ (1-αY (H) ) =0

求解这个高次方程可以利用Matlab自带的多项式求根函数roots, 程序如下:

p=[10^24.4 10^23.5 10^21.09 10^19.09 10^16.42 10^10.26-9];

%p为多项式系数, 注意:Matlab的roots函数要求系数按照降幂来排列

r=roots (p) %roots求根

r=%运算结果

-0.12221000000000

-0.00066098000000+0.00598440000000i

-0.00066098000000-0.00598440000000i

-0.00236290000000

-0.00000069255000

0.00000000049423

上述一元六次方程求解得到六个根, 由于我们计算的是氢离子的浓度, 因此负根和复数根舍去, 只有最后一个根是满足实际要求的。其它不同αY (H) 取值时的氢离子浓度也按上述过程计算, 得到一系列αY (H) 与氢离子浓度的对应关系, 然后计算出氢离子浓度对应的pH值, 结果见表 2, 再以logαY (H) 与pH的对应关系绘图, 从而得到酸效应曲线 (图 3) 。

lgαY (H)

4 结 论

在课堂多媒体实验教学中利用Matlab软件实时友好的人机交互, 教师和学生达到了很好的互动, 利用计算机软件和多媒体技术在屏幕上动态、直观、立体地显示推导和计算的全过程, 更有利于学生的理解和掌握, 提高课堂教学的实用性和趣味性。在本单位实验教学中, 通过两个班级的教学实践, 学生较易接受这种新颖的教学形式, 效果良好。

摘要:在分析化学实验数据处理过程中, 应用计算机软件, 提高实验教学和数据处理效果, 是教学改革过程中很有意义的一项工作。利用Matlab 7.0软件辅助讲授电位滴定数据处理和配位滴定酸效应曲线计算, 提高了学生的学习兴趣和能动性, 受到学生欢迎。

关键词:分析化学实验,Matlab,计算机辅助教学

参考文献

[1]孙祥.MATLAB 7.0基础教程[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[2]曹永生, 陈奕卫, 等.Matlab程序设计在化学计量学中的应用[J].计算机与应用化学, 2003, 20 (3) :274-276.

[3]田文德, 孙素莉, 等.化工过程计算机辅助计算的网络系统的研究[J].计算机与应用化学, 2007, 24 (4) :561-563.

[4]陈健勇, 齐宗韶, 等.电位滴定数据计算机处理系统的研制[J].数理医药学杂志, 2004, 17 (3) :257-259.

[5]曾元儿, 张凌.分析化学[M].北京:科学出版社, 2007.

数据库实验2实验报告 2 第5篇

PB10011020 刘思轶

实验内容

本实验有两个可选题目,旅游出行和药品免疫库。本程序即为旅游出行的一个实现。

实验原题摘要如下 数据关系模式:

航班FLIGHTS(String flightNum, int price, int numSeats, int numAvail, String FromCity, StringArivCity);

宾馆房间HOTELS(String location, int price, int numRooms, int numAvail); 出租车CARS(String location, int price, int numCars, int numAvail); 客户CUSTOMERS(String custName);

预订情况RESERVATIONS(String resvKey, String custName, int resvType)系统基本功能:

1.航班,出租车,宾馆房间和客户基础数据的入库,更新(表中的属性也可以根据你的需要添加)。

2.预定航班,出租车,宾馆房间。

3.查询航班,出租车,宾馆房间,客户和预订信息。4.查询某个客户的旅行线路。5.检查预定线路的完整性。6.其他任意你愿意加上的功能。

程序功能

本系统由旅行服务提供商运营,发布在支持PHP + MySQL 的服务器上。系统默认有三个角色,游客、用户和管理员。它们的权限如下

1、游客

查询当前航班、旅馆和出租车的预订情况;

2、注册用户

游客的所用权限; 查询当前预订;

预订航班、旅馆和出租车; 退订航班、旅馆和出租车。打印旅行路线

检查预定路线的完整性。检查航班的完备性

3、管理员

注册用户的所用权限 添加航班、旅馆和出租车信息; 更改航班、旅馆和出租车信息; 注册用户;

更改用户密码和权限; 删除注册用户; 查询用户预订; 取消用户预订; 查询用户旅行线路。

运行平台

本系统在Windows 7 32位 下由PHP-now虚拟的网络运行平台上测试.所需环境为: PHP Apache MySQL PhmyAdmin 环境搭建

打开集成环境php-now文件夹,点击init.cmd,会自动安装所需环境 接着在PHP后台中载入所需要的表

CREATE TABLE FLIGHTS(flightNum varchar(30), price int(6), numSeats int(6), numAvail int(6), FromCity varchar(30), ArivCity varchar(30), PRIMARY KEY(flightNum));CREATE TABLE HOTELS(location varchar(30), price int(6), numRooms int(6), numAvail int(6), PRIMARY KEY(location));CREATE TABLE CARS(location varchar(30), price int(6), numCars int(6), numAvail int(6), PRIMARY KEY(location));CREATE TABLE CUSTOMERS(custName varchar(30), password varchar(50), type varchar(20), PRIMARY KEY(custName));CREATE TABLE RESERVATIONS(resvKey int(20)AUTO_INCREMENT, custName varchar(30), resvType varchar(20), detail varchar(20), PRIMARY KEY(resvKey));

该程序所实现的功能

1.登录功能

登陆者身份分为游客和管理员,在数据库中信息都存放在customer表中,区别为type项不同,管理员为admin,游客为users,决定了权限不同.(1)普通游客登录后界面

(2)管理员登陆后界面

2.查询功能

登入http://127.0.0.1 可以选择查询航班,旅馆和出租车.3.游客-预订功能

4.游客-管理预订信息功能

点击自己的id可进入该功能页面,可以看到自己的旅游路线和预订信息,并可以取消预订.5.游客-检查线路完整性功能

当游客预订了从A到B的机票,则必须检查啊在A定了车(去机场),在B订了车和旅馆(下飞机后坐车和住宿),以此实现完整性检查.在从nanjing to beijing的旅游路线后面点击check,会提示游客还需要在nanjing预订汽车,在beijing预定旅馆。

6.管理员-管理航班,旅馆和出租车表

可以有insert delete 和update 几种操作.delete:

直接点击cancel就可删除相应的信息。insert & update: 点击edit后,程序会自动将想要编辑的行的信息填入供管理员编辑,不用再手动输入。

7.管理员-管理用户表

可以添加新用户,对用户的权限升级,查看用户信息.用户的密码是md5加密保存的。

实验小结

仍然存在的问题: 1.软件界面过于简单,仅仅实现了功能没有在用户可用性上多做考虑。

2.新用户想要登录该系统预订必须要由管理员登入信息后才可操作。缺少了游客注册的功能。

3.不能根据用户的需求点对点得查询相应信息,只能罗列出所有的信息。

实验心得: 1.在搭建PHP环境中遇到了许多问题:如用户权限不够,域名已使用使得Apache-20安装不成功,通过网上查阅资料解决问题。

实验数据的获取、呈现与论证 第6篇

【关键词】实验数据 获取数据 呈现数据 推理论证

学生做实验后的讨论交流环节,是学生运用探究获得的现象或数据进行分析解释、推理与论证的过程,也是学生认知冲突与思维碰撞提升科学概念的过程。但实际教学中,好多教师却只让学生以小组为单位陈述或展示获得的现象或数据,并没有对数据进行剖析,组与组之间没有互动交流,没有集体的相互论证,对个别小组的特殊数据亦以“可能你们小组测量的时候出了问题”等个人的经验感受来回避,最后以教师的小结作为结论而结束。其带来的不良后果有三:一是学生对自己的观察与实验结果缺乏信心,久而久之容易产生为了顺应大流而篡改数据的现象;二是缺乏分析与解释,使学生对数据与结论之间难以建立关联,难以使概念真正内化于心;三是缺乏对学生科学逻辑思维能力的培养。本文以《热起来了》一课为例,就数据的获取、呈现与论证谈谈认识。

一、改进器材,科学获取数据

基于数据论证的前提是学生获取科学的数据。在学生的探究活动中,有许多因素会影响学生实验数据的获得,如实验仪器的不精确、实验材料的不典型以及周围环境的影响等,都会造成学生获取的实验数据的不合理。在此数据基础上的解释与论证就会偏离预定目标,与构建核心概念背道而驰。因此,教师首先要做的是对实验器材的改进与优化。

(一)改进仪器,避免估值影响数据

小学科学中有好多测量数据是需要学生进行估计的,如量筒测量液体的体积、玻棒式温度计测量液体的温度、弹簧测力计测量力的大小等,学生在利用这些仪器进行测量,记录数据时会有估上估下的误差值,单独一个数据或两个数据对比明显的情况下,不会受影响。但如果是一组连续的数据且数据变化不大的情况下,估值的上与下就会对数据的分析与解释造成直接的影响。

《热起来了》一课教材安排的是采用玻棒式温度计测量一本字典的温度。玻棒式温度计只能精确到1摄氏度,每一小格之间的0.1至0.9摄氏度的值是需要学生来进行估计的,这个值的大小有人为的主观因素,甚至同一个学生在前后几次的估值中都有差异,这就使得个别小组记录的数据中出现了“裹了衣服后温度升高了零点几摄氏度”的情况,这为后面基于数据的解释与推理带来了麻烦,哪怕是增加了0.1摄氏度,学生也认为是衣服增加的热量。

温度能否不用估计就直接显示出来呢?基于本课核心概念建构的需要,我们对仪器进行了升级,用数字温度计代替玻棒式温度计,解决了学生人为估值影响数据的问题,也符合新科技产品走进科学课堂的理念。使用数字温度计后显示出了明显的优势:一是灵敏度提高,节省了温度变化的等待时间;二是误差更小,数据更准确;三是温度不需要估算,消除了人为估值对数据的影响,更便于学生的记录,为后续的论证环节做好了铺垫。

(二)改进材料,防止他因干扰数据

受小学生年龄特点的影响,学生在探究活动中往往对探究材料特别感兴趣,领到材料后,经常会不自觉地把弄材料,如对材料进行“亲密接触”,而这些材料又对“接触”比较敏感的话,就会对实验数据进行干扰。

《热起来了》一课中,部分小组学生在领到温度计以后不是先记录起始温度,而是用手握住了温度计的下端玻璃泡部分,致使温度升高,这时再记录起始温度,显然数据不科学。特别是在测量几分钟内的温度变化过程中,有些同学把温度计取出来放进去反复操作,致使数据上下波动。另外,早上的科学课容易受室内温度逐渐上升的影响等。在如此多因素的干扰下,好多组的数据出现温度升高的现象。

要解决这一问题,除了在实验前对学生的操作进行强调以外,可以对选用的材料进行改进。在本课中,可用一瓶接近人体温度的温水来模拟身体,代替教材中安排的字典。数字温度计一开始就插入瓶中,学生领到材料后,主观上不容易接触到温度计敏感的下部。另外,周围的室温远低于温水的温度,根据热量的传递特点,环境温度变化自然也不会再干扰数据。由此,干扰数据的问题也就迎刃而解了。

二、借助图表,直观呈现数据

在学生获取实验数据之后,把数据呈现出来以供解释与论证所用尤为重要。常见的方式有三:一是学生根据记录表读、报数据;二是小组成员把记录表在实物投影仪上边展示边宣读;三是各组把数据填写在教师准备的汇总表中。显然,第一种方式失去了数据的价值,第二种方式比较常见,但缺乏全班整体数据的横向比较;第三种方式相对比较理想,但需要教师准备一张大的汇总表,且不利于数据的直观处理。在数字化时代,我们完全可以利用Excel等软件以数据图表的形式呈现,同时可以对数据进行直观处理。

(一)借助柱形图呈现数据整体

Excel中有个数据透视图功能,经过简单的设置就可以将数据汇总并以我们需要的图表形式直观呈现。《热起来了》一课采用柱形图的方式直观形象地呈现全班所有小组的实验数据,效果比较明显。数据的输入、呈现与学生的探究活动同步,在学生用数字温度计测量温度的过程中,每获得一个数据,各组就可以指定一名同学到台上电脑图表中输入数据,实时呈现在大屏幕上。有了全班学生的监督,避免了个别学生对数据的任意篡改。同时,学生在测量温度的间隙也不再无事可干,可通过大屏幕随时观察各组同学测得的实时数据,初步地进行分析与思考。等全班学生实验完毕,数据也同时输入完毕,一张全班各组数据的柱形图便呈现在大家面前。如图1,上半部是直观图,下半部是数据。

此柱形图充分利用了Excel数据处理模块,直观形象地呈现了12组学生的实验数据,使学生面对全班大量的数据不再眼花缭乱,通过图形与具体数据的结合,有助于学生对数据的观察与分析、推理与论证,实际效果很好。

(二)借助折线图呈现数据趋势

有时候我们并非需要对所有数据进行呈现与对比分析,而是显现数据变化的趋势,这时候,我们就可以借助折线图来达成目的。《热起来了》一课中学生在对数据整体分析后发现,衣服不能给身体增加热量,同时发现这样一个问题:裹了衣服温度还在降低,那衣服还有作用吗?学生自然会产生这样的问题,而对这个问题教师可以进行预设,在学生探究活动中事先在其中一个小组预增一个对比实验,这时就可以把这个小组的对比数据以折线图(见图2)呈现,使学生对裹了衣服和没裹衣服的温度变化趋势一目了然,也使学生对保温的概念有一个新的认识:保温并不是能一直保持温度不降,而是减缓热量的散失,使温度降低的速度减慢。

三、利用数据,深入剖析论证

科学获取数据并借助图表直观呈现,其目的是帮助学生建立自己的观点,用事实说话,用证据解释,培养实证精神。因此,在交流研讨环节,教师要组织学生充分利用数据来说话、来解释,使课堂交流成为学生对话的平台,成为学生推理论证的契机,在个体到集体的论证中,得到思维的发展、概念的完善与提升。

(一)自我分析,个体论证

个体论证是本人或本组成员对自己或本组的实验数据进行分析与解释、交流与分享的过程,是学生基于自己的观点寻求证据进而发展自己观点的过程,有助于学生从证据上升到解释,促进思维的发展。

《热起来了》一课中,全班学生在探究活动前就已经借助生活经验与感受建立了两种不同的观点:“衣服能给身体增加热量”和“衣服不能给身体增加热量”。但由于这两个观点都是建立在学生主观感受基础上,谁也说服不了谁。于是教师要引导学生用事实来说话,用证据来解释。“事实”和“证据”就在学生实验观察到的数据里。因此,研讨交流的首要任务就是组织学生开展个体论证,要让学生观察图1柱形图中自己小组的数据,从起始温度、1分钟后的温度、2分钟后的温度、3分钟后的温度这几个数据作纵向的观察与分析,用数据来佐证自己的观点。在观察分析中,有些小组发现自己组数据中的四个温度没有一个上升,说明衣服不能给身体增加热量,与自己当初的观点一致;而起初持不同观点的有些小组也发现自己组四个数据的温度也没有上升,与自己当初的观点不一致,从而产生了认知冲突。在这里,是坚持自己原先的观点,还是尊重事实,尊重数据,体现了科学态度和精神的渗透与培养。

(二)全班互动,集体论证

在个体论证的基础上,教师组织学生开展集体论证,让全班同学对其他小组的数据进行比较分析、质疑批驳或解释评价,通过不同观点的相互“交锋”,产生思维碰撞,在实现从个体表征到集体建构的飞跃过程中理解科学概念和科学本质。

《热起来了》一课,教师一方面要求学生对自己小组数据进行分析论证,另一方面则要求学生对其他小组的实验数据进行观察。这时,有些学生就会对一些特殊的数据进行关注,并提出自己的分析、质疑与推理。在此基础上,教师还要引导学生从全班的角度观察数据,从上升、下降或者是基本一致几个方面进行数据分析。学生就会发现,图1中没有一个小组温度上升,解释说明了衣服不能增加热量。同时还发现绝大部分小组数据有下降的现象,这是在学生的意料之外,更促使学生去进一步分析原因,去联想生活实际来思考。在相互的交流论证中,知道了温水在不断地向外界散发热量,而衣服只是起到了保温的作用,使温度下降的速度减慢。这里,对数据的分析与交流、推理与解释,既验证了衣服不能给身体增加热量的问题,又产生了新的问题。这样,学生的汇报交流就不再是数据的简单呈现与结果的主观臆断,而是一个不断对话、交互的理性过程,更注重概念建构与思维发展的有效融合。

综上所述,引导学生基于数据的分析与解释,能有效解决汇报交流单纯呈现数据的问题,能帮助学生改变为记录而记录、为汇报而汇报的现状,慢慢引领学生对数据的尊重,对数据的利用,以及运用数据来推理与论证的能力,更好地促进学生思维的发展。

关注实验数据 提升科学素养 第7篇

一、关注数据的获取过程, 掌握科学的实验方法

在学生的许多探究活动中, 首先要通过实验探究活动获取数据, 实验的方法是否正确、操作是否得当将对实验结果产生直接影响, 并关系到能否准确、顺利地得出科学的结论。因此, 教师在让学生进行探究实验之前, 一定要注重探究方法的讨论, 让学生认识到哪些因素可能会对实验结果产生影响及通过怎样的方法控制这些因素, 尽量避免采集到错误的数据。

例如, 笔者在教学“衣服能产生热吗”这一内容时, 一些学生认为能产生热, 一些学生认为并不能产生热而只能保温, 最后通过讨论和交流, 学生决定通过用干毛巾包裹住温度计下端看温度有没有上升来证明。在讨论了实验可能产生的影响后, 八个小组的学生在教室里做实验后得到如下数据:

从表中可以看出, 有四个小组的数据与科学的结论不符合, 于是笔者再次组织学生讨论:“从数据中可以看出, 有些小组温度保持不变, 有些小组温度在上升, 你们觉得衣服能产生热吗?”在讨论时大家各执一词。然后笔者就引导学生:“那是不是我们的实验方法还存在问题?你们觉得还有什么因素会引起温度的变化?”学生认真思考后想到, 可能是在做实验时大家凑得比较拢也会传一些热量给温度计, 许多人挤在教室里温度也可能在上升等问题。于是笔者带领学生在宽敞的大厅重新进行实验, 包裹好温度计1分钟后再记录起始温度, 以避免包裹时手上的热量可能对实验造成影响, 每次读好数后立即远离温度计。经过对方法的改进, 每个小组测得的结果是温度都是不变的, 从而得出衣服不能产生热量的结论。学生在这样的活动中认识到科学、准确的实验方法对科学学习的重要性, 在以后的实验方法设计过程中就会考虑得更加细致、周全了。

另外, 值得注意的是, 科学教师不能为得出所谓的结论而利用不科学的材料、数据来糊弄学生。记得曾有一位教师为了让学生了解空气中支持燃烧的气体体积约占1/5, 在水上点燃一支蜡烛, 然后用一个“带有刻度的容器”———划好5段体积的饮料瓶倒扣在点燃的蜡烛上, 当蜡烛熄灭后, 容器中水位上升 (5段中的1段) 的现象表明, 原来饮料瓶内支持燃烧的气体 (氧气) 约占瓶内空气的1/5。稍加推敲, 就可以知道这种方法一点也不科学:蜡烛燃烧会造成空气热胀冷缩, 部分空气会从水中逃跑;蜡烛燃烧过程中也会产生二氧化碳等其他气体;蜡烛熄灭时瓶里的氧气只是浓度降低到不足以支持燃烧而已, 并不是全部烧完了……虽然实验结果也刚好接近1/5, 但这1/5与空气中支持燃烧的气体体积约1/5并没有直接关系。这样得到的数据不但不能说明问题, 反而容易对学生造成不注重实验设计、为迎合实验结果伪造实验等不良影响。

因此, 科学教师要注重探究实验方法的指导和训练, 让学生通过科学的方法获取数据, 为课外自主探究以及今后的科学学习打下扎实基础。

二、关注被修改的数据, 培养实事求是的科学态度

在学生开展科学实验获取数据的过程中, 当实验数据和学生的前概念不一致时, 他们往往会觉得是实验做错了而去修改实验数据。教师在教学过程中, 遇到这种情况时不能简单处理之, 一定要让学生都认识到只有错误的数据才可以修改, 引导他们养成一种实事求是的科学态度。

例如, 在研究电磁铁南北极的实验时, 笔者让每个小组把实验情况反馈到黑板上的表格中, 各组最终呈现结果如下:

其实, 第3组和第8组原本写的是钉尖S极、钉帽N极, 后来看到其他组钉尖都是N极就把自己组的研究结果也修改了一下。当问及原因时, 一个小组的同学说, 看到别人和自己小组的不一样就以为自己小组做错了就去改了过来, 而另个一小组说, 发现自己小组和别的小组不一样就拿起材料来又做了一次, 发现钉尖是N极了, 就把实验结果改过来了。于是, 笔者又让学生再次进行实验, 结果有些小组钉尖是N极, 有些小组钉帽是N极。让第3组和第8组的学生认识到自己原来的实验结果是正确的。从而让学生认识到科学研究必须实事求是, 不能弄虚作假。

所以, 教师应该关注每一个被修改的数据, 挖掘数据背后的教育良机, 引导学生认识测量错误和测量误差的区别, 养成尊重每一个实验数据、实事求是的态度和习惯。

三、关注数据间的比较, 训练严谨的科学思维

科学课的学习对学生理性思维的发展有着不可替代的重要作用, 而语言是实现思维、巩固和传达思维成果的工具, 因此, 在研讨实验结果的环节, 依据对实验数据的分析引导学生运用科学的语言归纳概括实验结论, 显得非常重要。小学生往往思维比较片面, 不能非常完整地总结结论, 教师通过引导学生对数据进行横向和纵向的比较能够培养学生更加严谨的思维能力。

例如, 在研究纸的宽度和厚度对抗弯曲能力影响的比较时, 学生通过对比实验得到了如下两组承受垫圈的数据:

学生根据实验测得的数据, 往往只能表述到“纸的宽度越大抗弯曲能力越大, 纸的厚度越大抗弯曲能力也越大”这一层意思, 而没有体现“纸的厚度对抗弯曲能力影响更大”这一层意思。最后, 笔者通过让学生增加宽度和厚度这两组数据 (实验时要求再研究宽度和厚度是跨度相同) , 同样增加宽度和厚度哪个效果更好。学生在两组数据比较以后一下子明白增加厚度比增加宽度效果好得多。

学生在研究不同斜面的作用时所得出的结论往往是:“使用斜面提升物体时, 斜面的坡度越小就越省力”, 甚至有同学说成“使用斜面提升物体时, 斜面的坡度越小越省力, 坡度越大就越费力”。笔者引导学生对不同坡度斜面利用情况的数据比较以及使用斜面和不使用斜面直接提升时用力情况的数据比较, 学生都能认识到斜面坡度大费力是不对的, 使用斜面都能够省力。这样学生就能把斜面的作用表述完整了———使用斜面提升物体时都能省力, 斜面坡度越小越省力, 坡度越大越不省力。

通过对数据的比较, 学生能够更加科学、准确地总结实验结论, 分析问题更加全面、严谨, 思维能力得到进一步发展, 同时在比较中也可能产生新的探究问题, 把学生的科学探究活动进一步引向深入。

化学实验数据 第8篇

实验室数据处理系统包含5个主要功能模块, 即文件系统、编辑系统、系统功能、窗口系统、帮助系统。在主界面包括5个菜单, 点击后可进入相应界面。

2 文件系统

文件系统可对文件进行新建、打开、保存、另存为、页面设置、打印、退出等操作。

3 编辑系统

本系统里有撤消、剪切、复制、粘贴等功能。可对所输入数据进行复制、粘贴、剪切。

4 数据处理系统

对用户输入的数据进行相关处理, 分别为求和功能、平均偏差功能、求t值功能、置信区间功能、精密度分析功能、单因素方差分析功能、回归方程功能、回归直线功能、求浓度功能。用户根据需要进行数据处理。

本软件重点是对实验室数据进行处理, 因此详细介绍数据处理系统中各功能的特点。

4.1 求和功能

用同一方法对同一样品进行重复测定所得的一组数据, 计算这一组数据的总和、平均值、数据重现性。

4.2 平均偏差功能

在分析化学中, 误差衡量分析结果的准确度, 偏差衡量分析结果的精密度。一般情况下, 真值是未知的, 但在日常工作中, 总是重复测定数次, 然后求得平均值, 这一平均值认为是接近真值的。要使测定结果有好的准确度必须要精密度高。精密度的高低用偏差表示, 偏差愈小说明精密度愈高。用平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差来反映精密度。

4.3 求t值功能

在对实际的标准物质或纯物质进行测定时, 用所得的平均值与标准值进行比较, 用t检验法判断它们之间是否存在显著性差异, 从而检查分析数据是否存在较大的系统误差。当计算t值大于查表所得t值时, 说明平均值与标准值 (或真值) 间存在显著性差异, 反之不存在显著性差异。

4.4 置信区间功能

置信度是测量结果的可信程度, 在一定的置信度下, 以平均值为中心, 包括真实值的可能范围称为平均值的置信区间。该功能用于求得测定数据的可信区间。

4.5 精密度检验功能

用两种不同方法对样品含量进行分析, 判断两种方法的标准偏差是否存在显著性差异?两种方法的平均值是否存在显著性差异?输入两组数据, 按确定键后, 可显示比较结果。计算过程如下:采用两种方法精密度检验——F检验法。首先计算两种样本的方差, 分别为S12和S12它们分别代表方差较大和较小的那组数据, 然后计算F值。若F计>Fa (f1, f2) , 则S1和S2之间存在显著性差异, 反之便不存在显著性差异。通过F检验可判断两组数据的精密度是否存在显著性差异, 若不存在显著性差异, 方可对两组数据的平均值进行比较。

4.6 单因素方差分析功能

当采用多种测试方法测定某组分含量时, 每种方法都测定n次, 那么每种方法都会有一个平均值, 这些平均值之间是否存在显著性差异, 就要通过F检验来进行判断。这种只有一个能确定的因素可能影响测试结果的分析方法即为单因素方差分析实验。如果计算F计 (fa, fe) >Fa (fa, fe) 临界值表 (a为置信度) , 则不同方法对测定结果是有影响的, 反之, 影响便不显著。

4.7 回归方程功能

在数理统计中, 处理变量之间相互关系的方法称为回归分析法。回归分析是数理统计方法, 它可以克服处理数据中的人为误差, 提高分析结果的准确性。回归分析就是通过数理统计方法确定变量间的关系, 并找出最适合的数学表达式, 从一个变量值计算出另一个变量值, 并对结果的精密度进行估算;通过因素分析, 判断主要因素和次要因素, 并找出这些因素之间的关系。在回归分析中, 如果自变量和因变量都只有一个, 就是一元回归, 方程y=ax+b可计算相关系数r, r愈接近1, y与x之间的线性相关愈好。回归平方和Q回, 残余平方和Q余, 残余标准差S余, 它可以用来衡量所有随机因素对y的一次观测值的平均偏差的大小。

4.8 回归直线功能

直线拟合在分析化学中的典型应用就是标准曲线法, 它适用于待测组分的浓度与物理量之间呈线性关系的一些分析方法中。输入样品浓度与吸光度值、标准溶液浓度、待测物吸光度值, 按确定键, 可计算待测物浓度、回归方程、相关系数, 并绘制直线拟合。

4.9 求浓度功能

在标准曲线法中, 在进行曲线拟合时, 常用插值的方法来处理数据。根据y=ax+b方程, 已知y的值, 求x的值。输入系列吸光度值y, 输入系列样品浓度值x, 计算回归方程, 然后输入待测样品的吸光度值, 求得样品浓度值。

5 窗口系统

可新建窗口, 对打开的多窗口进行横向排列、纵向排列、层叠。更方便用户进行操作。

6 帮助系统

用户在需要帮助时, 点此模块, 可显示帮助信息, 也可显示关于本软件的信息。

本软件包使化学检验结果计算和数据处理十分方便快速, 例如:分光光度法计算软件, 用于标准曲线回归方程Y=a+b X的截距、斜率、相关系数以及样品含量的计算, 一般只需要几秒钟。从而不再需要绘制标准曲线, 从标准曲线上查出样品含量, 检验人员能够节省很多宝贵时间, 提高工作效率。软件能满足化学检验结果计算和数据处理要求, 而且可以应用于科研工作。适合各分析测试中心、大中专院校分析实验室、卫生监测和疾病预防控制中心、药检所、食品检验所、环境监测站、厂矿企事业单位的质检部门等单位使用。

摘要:介绍了利用Visual Basic6.0在数据处理中的优势, 建立化学实验的数据库, 对实验分析结果进行判断, 对异常数据进行合理的取舍;分析数据的显著性差异;对分析数据进行精密度检验, 计算结果的置信区间和随机不确定度, 绘制标准曲线。极大地提高了实验数据的处理效率。利用Visual Basic6.0进行数据处理, 建立Access数据库, 进行查询、比较。可对实验室数据进行求和、求平均偏差、求t值、求置信区间、实现数据的精密度分析、单因素方差分析、求回归方程、绘制校准曲线、求样品浓度等功能。本系统易学易用, 功能全面、方便快捷、准确规范。

关键词:Visual Basic6.0,实验室,数据处理,回归直线

参考文献

[1]龚沛曾.Visual Basic程序设计简明教程[M].高等教育出版社, 2003.

实验数据智能分析管理系统 第9篇

1 实验数据分析理论基础

实验数据误差计算、分析按照国家电网公司发布的《交流采样测量装置校验规范和作业指导书》、《交流采样装置校验规范》和《华北电力行业标准交流采样测量装置校验规程(试行)》的要求得出电力系统电压、电流、有功、无功等误差计算方法,如图1电压误差计算方法。

利用SqlServer2008强大的数据存储管理同能和Microsoft Visual Studio,将历年的实验数据存储,并结合本次实验数据对有问题的数据进行提示、并自动生成标准格式的实验报告、得出设备运行状态曲线,以便工作人员更好的分析、得出结论,从而为设备的安全运行提供良好的保障,为状态检修的实施奠定良好的基础和有力的数据依据。

2 实验数据分析实现

鉴于电力系统实验地点的不定性(每次实验都在不同的变电站,内蒙古500kV变电站分布在内蒙古自治区不同的地域)、实验数据分析的实时性,本系统开发采用B/S结构的软件体系来实现,B/S结构的软件系统中,所有的系统软件都安装在服务器上,客户端无需安装任何软件,只需打开IE浏览器访问服务器即可。B/S结构的软件具有维护方便、易于升级、易于远程维护、数据集中安全、任意扩展、跨越时空地域限制等特点【1】,B/S软件结构如下图2所示。

系统总体框架图如表1所示。

2.1 创建数据库

在SqlServer2008创建数据库,新建数据表:变比表、变电站表、实验表、数据表、用户表等,新建实验表、数据表如表2和表3。

2.2 功能程序实现

在Microsoft Visual Studio 10.0开发平台上,采用c#语言设计实验数据处理程序,主功能程序如下:

程序效果图,如下图、图。

实验数据输入后,自动计算误差并保留两位小数,对误差超限的实验数据自动提示。结合历史数据得出设备误差变化曲线如图5,为工作人员提供设备状态评估数据基础。最后,如果有问题的设备对设备状态进行提示,否则自动制表,生成word版标准格式实验报告,并保存的数据库中,如图6标准格式的实验报告。

为了便于对某个时间段的校验工作统计,设计工作统计功能如图7,实现统计某个时间段内校验设备台数、线路条数、工作负责人、校验时间等详情。

目前内蒙古超高压供电局负责的500kV变电站有18个,线路、设备较多,为了不影响正常的电力供应,在一定的校验周期内要对电力设备进行定期校验。本着减轻工作人员工作量的原则,设计待校验提醒功能,并结合该设备的历史校验数据,得出设备状态图和实验报告,如图8。在工作人员安排校验工作的同时,根据设备状态图和历年实验报告,对有问题的设备提前准备备品、备件,尽量避免由于设备原因延误送电,影响正常的电力供应。

3 结论

基础实验数据处理方法探索 第10篇

在现在的大学学习期间,理工类专业的学生都要进行专业实验学习,作为一名大学实验教师,深知实验教学工作的重要性。特别是在当今社会,学生的实践能力越来越被高校重视,实验室的建设投资逐年增加,实验课时也在教学计划中有所增多。学生在实验课程中获得了理论课以外更多专业知识。但是,学生在处理实验报告时,由于实验数据繁多,计算公式复杂,导致实验结果偏离实验标准,错误百出,或者实验报告无法按时完成时,直接抄袭其他同学的实验数据和结果,严重影响了实验课程学习的效果,所以,提高广大学生的实验数据处理能力成为实验教学工作的重点所在。

1 实验数据处理方法现状

不同专业的学生,所做的实验项目相同,机械类专业有金属材料力学性能实验、液压传动实验等,电子信息类专业有电子技术实验、通信工程相关实验等,建筑土木类专业有梁的弯曲正应力实验,桁架梁的内力测定实验等,这些有两方面的共同点:第一、每个实验都有一定的数据计算量,不同的是有些简单,有些复杂而已;第二、大部分实验项目性质都是验证性实验,是本专业的基础实验。第三、这些实验都会产生实验数据。这些验证性实验的数据处理过程是比较重要的,其实验数据的重要性在于它经过精确的计算,得出的结果可以作为实验结果和证明实验理论正确的重要依据。大学期间所进行的实验,一般为验证性的专业基础实验,实验理论比较成熟,实验的作用在于证明对应理论的正确性,这就要求实验中产生的数据反映的结果必须符合理论情况。目前我们大部分基础实验的数据都要靠人为的从实验设备中读出并计算得出,如果设备误差一定,那么计算误差就是影响实验结果的主要因素了。

2 利用表格函数处理实验数据

现在,有一些实验设备已经软件化,有互相配套的实验软件可以对实验数据进行处理,但是有很多基础实验设备是达不到这个条件的。那怎么办呢?计算机的数据处理功能是十分强大的,配合一些简单常见的软件就可以达到效果。以下我将以《结构力学》中桁架内力测定实验为例,介绍一下利用Excel软件计算功能的数据处理方法。

桁架内力测定实验主要内容是对平面桁架杆的实际内力N测进行测定,并对其进行受力分析,并与用理论方法求出的N理进行比较,验证理论计算方法的正确性。

已知实验条件为:

桁架杆件为低碳钢空心杆,内径d=9毫米、外径D=14毫米,每个杆长度L=200毫米、高度H=173毫米、桁架上长400mm、下长600mm。杆件材料的弹性模量E=210GPa

在本实验中,利用CML-1H型应力&应变综合测试仪,对不同载荷力加载中桁架梁测出杆件发生的应变ε,得出数据如下表:

注:CML-1H型应力&应变综合测试仪的应变测试单位为με,所以在计算的时候,应变读数需要改变单位:ε=读数×10-6

学生通过实验操作得出以上数据后,每根杆件都需要根据以下力学公式计算出件内力的测量值:现就GB杆件的数据处理做一下举例:

例:处理GB杆件的实验数据

第一步:求杆件GB的内力N测GB

第二步:对桁架进行受力分析,利用结点法或截面法求出杆件内力的理论值N理GB

通过对桁架进行受力分析,列平衡方程求出杆件GB的理论内力N理GB不难,在此不再赘述。

第三步:对测量值和理论值进行比较求出误差

误差

由以上步骤可知,力学公式繁多,计算量大,如果对桁架的11根杆件都进行手算,重复计算量大,在有限的学时内不能全部得出实验结果,在没有得出实验结果的情况下向学生讲解桁架受力状况时,不利于学生对桁架性能的理解。我们可以利用Excel表格的计算功能,快速的计算出每一个结果,具体方法如下:

在表格中输入如图所示的公式,即可把实验测量值N测GB求出。这样,学生把实验数据得出后输入表格,测量值和误差值直接可以得出,进而可以分析桁架杆件的受力分布,使学生从数据一面理解桁架的受力情况,更好的完成实验报告。

3 在基础试验中推广表格函数方法的效果

对实验数据经过Excel软件处理,可以快捷的得出实验结果,必要的时候还可以插入图表,更形象更直观地反映数据的变化规律,使学生对实验结果的印象更加深刻,更好的达到加深理论知识的效果。以此为基础,本人在《材料力学》基础实验:梁的弯曲实验,《液压与气压传动》基础实验:小孔液阻特性实验、液压泵的性能实验等多个专业的不同实验中进行了学生实验,制作相关的数据处理表格在实验课上让部分学生展示实验结果,在使用和未使用表格的两组学生中抽查实验报告,得出以下实验数据:

通过比较,在使用表格的组别中,学生对实验内容了解较为深刻,在写实验报告过程中,对实验数据的分析较为透彻,回答问题比较全面,深层次剖析了相关的理论,实验报告能很好的完成,数据几乎没有出现大的误差。而没有使用表格的学生,在对数据进行处理时,计算误差大,与理论数据偏离严重,更有些同学的实验报告中实验数据和实验结果不相符,有抄袭嫌疑,经询问是因为知道计算之麻烦,对自己失去信心,没有认真完成实验报告。

4 结论

在高校加大实践教学力度,在以培养实用型人才为主要目标的教学过程中,实验教学的改革也刻不容缓,本文所述的实验数据处理方法简单易懂,方便在教学中推广。在基础试验中,利用表格处理数据,让繁琐的数据处理简单化,在有限的实验课时内,使学生更容易的接受实验内容,达到实验目的,会给广大实验教师和学生带来很大方便。作者希望本文能对广大实验教师有所帮助,拓宽实验数据处理方法的研究思路,提高实验教学过程的效率,降低实验理论学习的难度,使高校学生对专业基础实验的学习更加顺利。

参考文献

《数据结构》实验教学方法探讨 第11篇

关键词:数据结构实验教学

0引言

《数据结构》是计算机专业课程体系的核心课程之一。课程主要讲述各种数据的逻辑结构、物理结构及基本操作的实现算法以及数据查找、排序算法,并对各种算法进行性能分析和比较。

根据调查发现,目前大多数院校《数据结构》课程教学现状不容乐观。学生普遍反映课程学习比较困难,教师也感觉教学效果不理想。实验教学更是因为程序设计语言基础不扎实、课程内容太抽象等原因而较难开展,有些学校因此而缩短学时甚至不开设实验。一些专家和教师就课程实验教学改革已经提出了一些具体的教学方法,如案例驱动、课题答辩等。这些方法都具有比较重要的借鉴价值,但某些文章过于片面的强调某一种教学方法。笔者认为根据学生的实际情况完善教学设计、加强教学管理,通过行之有效的教学手段使学生学有所获才是根本。下面结合自己的实际教学工作,谈谈对数据结构实验教学方法的认识。我校《数据结构>课程理论学时48,实践学时16,教材选用严蔚敏的《数据结构(C语言版)》)。

1讲好理论第一课.明确课程性质

仅从课程名称来看,<数据结构》就很容易被误解为实践性不强的理论课。讲好第一堂理论课非常重要,应让学生明确课程性质并理解实践学习的重要性。

结合程序设计语言、操作系统等课程内容,笔者设计了一些学生比较熟悉并容易理解的应用实例和学生一起探讨。如:int a[10]和a[i]-5的确切含义;文件簇的链式形态;国际象棋大师与超级计算机的对决:图的着色问题等。在讲解图的着色问题时引导学生思考图的存储中需要关心什么,怎么存以及大致的程序逻辑等。通过对实例的分析,引入课程主要内容,学生也可明确课程的性质和专业地位并思考课程学习目标。

2制定实验教学计划.设计实验内容

程序设计语言是数据结构的前驱课程之一,多数院校都是以c语言程序设计作为学生程序逻辑训练的课程。数据结构教材中采用类C语言来描述算法,对指针、结构体等内容并未作详细的介绍。对于刚刚学完C语言的学生来说,指针等内容本来就比较模糊,要将类C算法转换为程序实现就更加困难。

在制定实验教学计划时,可以采用由易到难、逐步加深的方式来安排实验内容。结合实验学时数和教学大纲要求,笔者将实验内容作了如下设计和安排:

2.1第一次上机任务只要求学生运用以前学过的C语言知识来编写一个程序:给定一个整数序列,要求①用冒泡或选择算法进行排序:②输入一个整数x,在此有序序列中进行查找,如成功,则返回其位置;③如查找不成功,将×插入到序列中并使序列仍然有序。此题目运用到数组的定义、排序、查找、数组元素插入算法等相关内容。通过此实验,不仅能了解学生程序语言的熟悉程度,也能了解学生对排序和查找等基础算法的掌握情况,为后面教学内容设计作好铺垫。

2.2结合教学进度要求学生实现常见数据结构的基本操作,并能作一些验证性的实验。如用数字菜单的形式实现单向链表的基本操作,并完成两个有序链表合并算法的验证。实验要求学生能实现大多数基本操作算法,完成头文件的设计,并能利用已实现的基本操作完成复杂算法的验证。通过此类实验,学生对数据结构的理解更直观,程序逻辑更清晰,C语言的掌握能力逐渐增强,同时也为面向对象课程的学习打下一定的基础。

2.3设计性实验即课程设计安排。课程设计的目的在于培养学生分析和解决实际问题的能力,训练和提高学生规范的程序设计方法。教师可推出一些典型的并与后续课程有一定联系的题目供学生选择。每个题目规模不能太小,并能反映相关数据结构在程序设计中起的关键作用。如:①实现一个串的基本操作演示程序,提供命令行的输入(仿照COMMAND),并对命令行能进行简单的编译和出错处理,最后根据命令动词的功能来执行命令:②利用哈夫曼编码算法实现简单文本文件的压缩和解压。题目随着理论教学进度推出,有难有易,学生结合自己实际来选择并可提前完成。

3规范实验过程.加强实验教学管理

为保障划的有效实施,必须规范实验过程并加强实验教学管理。

3.1根据计划制定实验指导书。指导书中给出每个实验的目的、学时、内容等。其中设计性实验另给出一些基本的分析思路,每个实验都适当的添加一些选作题。学生通过阅读实验指导书能进一步明确每次实验的具体内容和要求。

3.2要求学生做好上机前的准备。大二学生的编码速度普遍较慢,如果把实验课时间主要用于输入代码是非常不值得的,应将主要精力放在程序调试上面。这样不仅有充足的提问时间,也便于教师归纳并集中讲解学生调试过程中所遇到的常见问题。

3.8要求学生实验后完成实验报告。报告中须给出问题分析、数据描述、算法描述、程序描述、测试结果和心得体会等内容。教师对学生提交的实验报告进行分析,总结并指出实验的成功和不足之处。

3.4加强实验教学管理,从正面引导学生。随着网络信息技术的发展,网络中提供的各种信息服务和娱乐方式使部分学生的学习积极性逐渐降低,学习目标也越来越不明确。如果管理松懈,有些学生就会把实践学习当成是简单的Ctrl-C和CtrI-V,不能达到实验教学的预期目标。因此,教师应了解学生的学习动态,加强实践教学管理,并根据实际情况进行相应调整和改进。

4丰富教学手段。搞好实验指导

在实践教学过程,教师不能只停留于解决学生提出的问题,还应不断摸索教学方法,丰富教学手段。

4.1演示基本算法实现时可采用互动的方式进行。先按类型定义一初始化一输入测试数据一输出的实现顺序和学生一起得到结果;再让学生逐个实现其余算法,最后完成头文件的设计。学生通过教师演示和实际操作可以更快的掌握类C算法和C程序的转换思路。

4.2数据结构中的程序规模相比C语言来说更大。由于缺乏经验,很多学生在程序调试中会出现较多的语法和逻辑错误,可利用多媒体网络教学手段在学生机上直接演示并讲解程序调试的方法和技巧。

4.8学生实验过程中尽力营造一种你追我赶的竞争氛围,通过激励机制提高学生学习积极性。如果有同学较早实现了某些算法,可有选择性的适当的“刺激”部分学生以激发其不服输的心理,从而带动其他学生。

4.4鼓励学生多实践,要求学生通过实践来找出理论学习中存在的问题,提高自己的抽象思维和逻辑推理能力。对于编程能力较强的学生,鼓励他们多做题,做难题,为今后参加各种资格水平考试和专业竞赛作好准备。

5总结

化学实验数据 第12篇

随着计算机应用的飞速发展,计算机作图软件也越来越多。目前,用于处理物理化学实验数据的软件主要是Microsoft Excel和Origin两款。Microsoft Excel虽具有强大的数据分析功能[3],但其图形处理、分析功能却不如Origin简便、强大[4],Origin是美国Lab公司一款优秀的科技绘图和数据分析软件,是目前公认的化学、化工专业领域最快、最灵活、使用最容易的科技绘图软件[5],故在物理化学实验的数据处理上首选Origin软件。

1 怀化学院 《物理化学实验》 课程开设内容

与大部分地方本科院校相似,怀化学院 《物理化学实验》课程开设的实验教学内容与理论课程紧密联系,主要包括五大模块,十六个实验:

( 1) 热力学部分: ①凝固点降低法测定摩尔质量; ②纯液体饱和蒸汽压的测定; ③燃烧热的测定; ④双液系的气- 液平衡相图; ⑤二组分固- 液相图的测绘。

( 2) 电化学部分: ①原电池电动势的测定及其应用; ②线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为; ③循环伏安法。

( 3) 动力学部分: ①旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数; ②电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。

( 4) 胶体化学和表面化学: ①黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量; ②电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度; ③电渗; ④电泳; ⑤最大泡压法测定溶液的表面张力。

( 5) 物质结构( 结构化学) : ①络合物磁化率的测定。

Origin软件在上述物理化学实验中的具体应用可归纳为如下两个方面。

2 线性拟合法的应用

在上述物理化学实验中数据采用线性拟合法,由直线的截距、斜率得到相关物理量的实验项目较多,如纯液体饱和蒸气压的测量、燃烧热的测定、旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数及黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量等实验均属于此类数据处理类型。本文以纯液体饱和蒸气压的测量为例进行说明。

2. 1 实验基本原理( 环己烷)

纯液体的饱和蒸气压随温度的变化而改变,它们之间的关系可用克劳修斯- 克拉贝龙( Clausius - Clapeyron) 方程式来表示:

式中p*为纯液体在温度T时的饱和蒸气压; T为热力学温度; R为摩尔气体常数; ΔvapHm为液体摩尔汽化热。在温度变化范围不大的前提下,ΔvapHm可视为常数,即可当作平均摩尔汽化热。将式( 1) 积分可得:

式中c为积分常数,积分常数与压力p*的单位相关。

由( 2) 式可知,在温度范围一定时,测定不同温度下的饱和蒸气压p*,以ln{ p*/[p]} 对1 / T作图,得一直线。由该直线的斜率就可求得在实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热ΔvapHm。当外压为p = 101. 325 k Pa时,液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点,从所得图形可求得环己烷的正常沸点[6]。

2. 2 图表绘制

将实验所得数据填入Origin的工作表A,B列,然后新增C,D列,选定C列,将该列数值设定为col ( C) = 1 / col ( A) ;选定D列,将该列数值设定为col( D) = ln{ col( B) /[p]} ,测量数据计算结果如表1 所示。

选定C,D列,点击散点图,改写X,Y轴的名称,点击Analysis菜单的Fitting项,点Linear Fit键后得ln{ p*/[p]} - 1 /T曲线图及线性拟合结果如图1 所示[7]。

从直线斜率算出环己烷的平均摩尔气化热为30. 30 k J/mol,由直线求得环己烷的正常沸点为80. 09 ℃ 。

3 非线性拟合法的应用

在处理物理化学实验数据时,线性拟合法并非适应所有的数据处理要求,此时我们需要进行多项式拟合、指数拟合或对数拟合得到曲线关系。在基础物理化学实验中双液系的气- 液平衡相图及最大泡压法测定溶液的表面张力等实验就需要运用非线性拟合法来处理数据。相对于线性拟合而言,非线性拟合的抗干扰性能强,可以得到偏差平方和较小的结果,因此可更加接近实际测定的数值[8,9]。本文以双液系的气- 液平衡相图为例进行说明。

3. 1 实验基本原理( 乙醇- 环己烷)

两种液态物质混合而成的二组分体系称为双液系。液体的蒸气压与外界压力相等时的温度即为液体的沸点。根据相律:自由度= 组分数- 相数+ 2。因此,一个气- 液共存的二组分体系中的自由度为2,只要任意一个变量可被确定,就可以用二维图形来描述整个体系的存在状态。例如,在一定的温度下,可以画出体系的压力p和组分x的关系图。如体系的压力确定,则可作温度T对x的关系图。这就是相图。通常,测定一系列不同配比溶液的沸点及气- 液两相的组成,就可以绘制气- 液体系的相图( T - x图) 。

3. 2 图表绘制

3. 2. 1 折光率- 组成标准工作曲线的绘制

曲线拟合的操作步骤如下: 在Origin工作表格中导入上述表格中的数据,绘制曲线图,并通过Analysis菜单下Fitting的Linear Fit键进行线性拟合,得到图形如图2 所示。由图2 可得曲线拟合相关系数R = 0. 9994,说明数据相关性较好,精确度较高。

3. 2. 2 沸点- 组成气液平衡相图的绘制

将所测折光率数据代入折光率- 组成标准工作曲线方程得表3 各组数据。首先将表3 中的三组实验数据在Origin工作表格中导入,点击散点图作图,之后在Graph菜单下点击Exchange X - Y Axes键,可将所得散点图X、Y轴坐标置换。接着双击图中曲线,在 “ Plot Details”对话框中选择Line框,在 “Connect”中选择B - Spline线条类型,可使图中线条圆润美观,且在此对话框中还可对曲线的符号、颜色及其样式等图形参数进行修改。之后双击坐标轴,可在弹出的 “Axis”对话框中对坐标轴的相关系数进行进一步的完善和修改。最后更改X、Y轴名称,并添加坐标轴名称,保存图片,所得环己烷-乙醇体系的温度- 组成相图即为图4 所示的经过美化后的气-液平衡相图。

4 结语

物理化学实验是普通高等院校化学及相关专业一门重要且独立的基础实验课程。物理化学实验数据处理比较复杂,Origin软件具有强大的数据处理和绘图功能,在实验数据处理过程中不需要编程,简便易行且几乎可以实现所有物理化学实验的数据处理,是一款十分容易上手的软件,在排除了手工画图的复杂,减少了所花费的冗长时间及精力的同时可以大大提高学生学习这门课程的积极性。合理地利用Origin软件处理物理化学实验数据,采用线性拟合与非线性拟合等方法,不仅可以得到科学规范的实验数据处理结果,还可以准确反应实验数据的变化规律,而且可以很快地比较实验得出的数据并分析其原因。

参考文献

[1]刘云珍,陈顺玉.Microsoft Excel软件处理物理化学实验数据[J].福建师范大学福清分校学报,2011,2(10):20-27.

[2]刘建平,马雪萍,杨喜平,等.Origin6.0在物理化学实验中的应用[J].齐齐哈尔大学学报,2006,22(4):16-18.

[3]周进康.EXCEL的功能在处理物理化学实验数据中的应用[J].贵州教育学院学报,2003,12(2):77-79.

[4]孙冬梅,周益明,陆天虹.ORIGIN在物理化学实验数据处理中的应用[J].南京晓庄学院学报,2003,19(4):96-98.

[5]叶卫平,方安平,于本方.Origin7.0科技绘图及数据分析[M].北京:机械工业出版社.2004:1-10.

[6]复旦大学等编,庄继华等修订.物理化学实验第三版[M].北京:高等教育出版社,2004:28-31.

[7]吴健.利用Microal Origin软件处理纯液体饱和蒸汽压数据[J].广西名族学院学报(自然科学版),2001,7(3):191-193.

[8]肖池池,方婷,张业中,等.Origin软件在物理化学实验中的应用探讨[J].长江大学学报(自然科学版),2011,8(3):94-96.

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