1. 引言
試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是科研工作的重要環(huán)節(jié)，試驗(yàn)實(shí)施之前，首先要撰寫試驗(yàn)方案。
大型的試驗(yàn)研究往往由一系列的子試驗(yàn)構(gòu)成，要想有條理地設(shè)計(jì)執(zhí)行諸多試驗(yàn)計(jì)劃，要求試驗(yàn)方案具有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)、規(guī)范的格式。筆者總結(jié)了試驗(yàn)方案撰寫的
- 必要性；
- 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；
- 歸檔格式；
2. 必要性
試驗(yàn)方案的必要性主要體現(xiàn)在：
確定試驗(yàn)的可行性、過程；
撰寫的方案的過程，理清了試驗(yàn)的方法步驟，需要的環(huán)境條件。
整個(gè)過程相當(dāng)于自檢了試驗(yàn)的可行性，可能提前發(fā)現(xiàn)一些問題。向?qū)嶒?yàn)室、導(dǎo)師匯報(bào)溝通；
規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室往往需要提供試驗(yàn)方案才能批準(zhǔn)試驗(yàn)實(shí)施。
向?qū)嶒?yàn)室老師和導(dǎo)師提供試驗(yàn)方案，可以進(jìn)一步為試驗(yàn)把關(guān)。研究成果積累；
試驗(yàn)方案是重要的研究成果，添加數(shù)據(jù)結(jié)果和分析結(jié)論，即可形成試驗(yàn)報(bào)告；
梳理了試驗(yàn)的所有必要信息，加以整理成為論文核心章節(jié)。
綜上，個(gè)人推薦，不論有沒有強(qiáng)制要求，做實(shí)驗(yàn)前最好寫好試驗(yàn)方案。
3. 方案結(jié)構(gòu)
從方案結(jié)構(gòu)的完整性，可以分為：
- 完備方案
- 極簡(jiǎn)方案
3.1 完備方案
完備方案，即為一個(gè)面面俱到的完整方案：
- 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)內(nèi)容完備，撰寫工作量較大；
- 適合：大型復(fù)雜試驗(yàn)，需要提交正式報(bào)告的研究；
需要給別人看的材料務(wù)必完備。例如一項(xiàng)大型試驗(yàn)的實(shí)施，往往需要導(dǎo)師的指導(dǎo)把關(guān)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、操作工人的協(xié)調(diào)。尤其要將試驗(yàn)工況和試驗(yàn)方法條理化地描述清楚。
3.2 簡(jiǎn)要方案
簡(jiǎn)要方案可以用于一些階段性測(cè)試試驗(yàn)。
- 非正式，過程簡(jiǎn)單；
- 技術(shù)要求低；
- 不需要很多成員的協(xié)助；
簡(jiǎn)要方案只需包含最核心的內(nèi)容：
- 試驗(yàn)?zāi)康?/li>
- 材料儀器
- 試驗(yàn)工況
- 試驗(yàn)方法
- 預(yù)期結(jié)果
4. 內(nèi)容要點(diǎn)
下面以完備方案的為例，演示如何撰寫一份試驗(yàn)方案。
4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>
科研試驗(yàn)必然圍繞著一定的目的展開，一切的工作和努力都圍繞著試驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行。必須在明確試驗(yàn)?zāi)康牡那闆r下設(shè)計(jì)、實(shí)施試驗(yàn)。
試驗(yàn)?zāi)康闹饕譃椋?/p>
- 驗(yàn)證性：驗(yàn)證XXX理論方法的準(zhǔn)確性；
- 測(cè)量性：測(cè)量構(gòu)件的撓度、獲取橋梁振動(dòng)時(shí)程信號(hào)；
- 測(cè)試性：熟悉XX儀器使用方法、掌握混凝土配置方法；
一般以動(dòng)詞開頭：驗(yàn)證XX，測(cè)量XX，獲取XX，測(cè)試XX，熟悉XX。
撰寫試驗(yàn)報(bào)告，即在試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上增加數(shù)據(jù)、分析、結(jié)果，以回答試驗(yàn)?zāi)康氖欠襁_(dá)成。
4.2 試驗(yàn)原理
給其他人看的試驗(yàn)方案需要包含這一板塊。
- 問題描述
- 原理概述
每個(gè)試驗(yàn)都針對(duì)一定的問題，首先需要簡(jiǎn)要的問題描述，說清楚問題的背景，需要解決什么問題。其次對(duì)基本的理論和技術(shù)進(jìn)行原理概述。
如電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)原理：
電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)，將試件浸入腐蝕液。根據(jù)Faraday定律，可以估算鋼筋質(zhì)量損失與電流和時(shí)間的關(guān)系。
4.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備
- 前期準(zhǔn)備
與試驗(yàn)相關(guān)的前期輔助工作，如人員的協(xié)調(diào)、裝置和設(shè)備的采購(gòu)； - 試驗(yàn)材料
如鋼筋、混凝土、模具，設(shè)計(jì)好數(shù)量、型號(hào)、尺寸； - 試驗(yàn)儀器
所需的儀器型號(hào)，數(shù)量，量程，規(guī)格等等。
試驗(yàn)儀器能否安排配置，很可能成為試驗(yàn)可行性的控制性因素。
4.4 試驗(yàn)工況
試驗(yàn)工況，即實(shí)施試驗(yàn)的外部激勵(lì)條件。在土木工程中，即為荷載大小、加載方式、加載位置等因素。
為了清晰地表達(dá)多種試驗(yàn)因素，最好采用表格形式表達(dá)，對(duì)各種工況編號(hào)。既方便試驗(yàn)的實(shí)施，也便于后續(xù)數(shù)據(jù)處理。
|工況|試件|發(fā)射頻率（kHz）|周期數(shù)|頻帶|信號(hào)數(shù)據(jù)文件|
|---|---|---|---|---|---|
|B1_C1_F50|B1|50|1|寬帶|data_B1_C1_F50|
|B1_C1_F100|B1|100|1|寬帶|data_B1_C1_F100|
|B1_C1_F150|B1|150|1|寬帶|data_B1_C1_F150|
|B1_C1_F200|B1|200|1|寬帶|data_B1_C1_F200|
4.5 試驗(yàn)方法
- 操作過程
- 數(shù)據(jù)處理
兩者的描述，均可采用步驟1-步驟n的方式，如：
- 鋼筋兩端粘貼PZT換能器；
- 連接儀器，設(shè)置發(fā)出信號(hào)；
- 接收信號(hào)，16次平均去噪；
- 信號(hào)數(shù)據(jù)導(dǎo)出；
4.6 預(yù)期結(jié)果
一般的試驗(yàn)研究，我們往往在試驗(yàn)實(shí)施之前，在理論分析的基礎(chǔ)上已經(jīng)有了預(yù)判，并非毫無目的地做試驗(yàn)。故有必要性明確列出預(yù)期的試驗(yàn)結(jié)果，以便對(duì)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行定性判斷。
4.7 可能的困難
試驗(yàn)實(shí)施的過程中，很可能遇到一些困難。這些困難可能根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)推斷，也可能由實(shí)驗(yàn)室管理人員提出。有必要充分考慮可能的困難，并做好應(yīng)急預(yù)案（Plan B）。
在一般的非正式方案中，可以省略這一步。
4.8 參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)提供了試驗(yàn)方法和原理的出處，以及可以參考的預(yù)期結(jié)果。留下參考文獻(xiàn)的線索，有助于團(tuán)隊(duì)未來的成員繼續(xù)這一課題的研究，也便于作為正式論文撰寫素材。
參考文獻(xiàn)并不限于紙質(zhì)文獻(xiàn)，形式可以隨意。任何有價(jià)值的線索都可以記錄下來，如：
- ZYQ. 混凝土包裹下鋼筋銹蝕的主動(dòng)導(dǎo)波監(jiān)測(cè)，2013
- Ervin, B. L. & Reis, H. Longitudinal guided waves for monitoring corrosion in reinforced mortar Measurement Science & Technology, 2008, 19, 120-125
- RPF. 方案討論
5. 歸檔編號(hào)
課題試驗(yàn)需要做一系列的試驗(yàn)，每個(gè)大型試驗(yàn)，由多個(gè)小型試驗(yàn)組成。如果沒有缺乏統(tǒng)一的管理方式，諸多試驗(yàn)不便區(qū)分，更不方便匯報(bào)討論。
為了便于提高工作效率，管理成果，需進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)和歸檔。
5.1 編號(hào)規(guī)則
- E（Experiment）開頭；
- 較大試驗(yàn)以數(shù)字編號(hào)：000、001
- 子試驗(yàn)在大試驗(yàn)的編號(hào)后加a、b、c
一個(gè)典型的試驗(yàn)方案標(biāo)題為：E001-超聲導(dǎo)波信號(hào)在裸鋼筋中發(fā)射試驗(yàn)。
5.2 文檔頭
標(biāo)準(zhǔn)的文檔頭應(yīng)當(dāng)概括試驗(yàn)方案的基本信息：標(biāo)題、編號(hào)、作者、日期、關(guān)鍵詞。
|文檔主題：|超聲導(dǎo)波信號(hào)在裸鋼筋中的發(fā)射與接收|
|---|---|
|文檔編號(hào)：|E001|
|作者：|馬騁|
|日期：|2016/4/7|
|關(guān)鍵詞：|導(dǎo)波發(fā)射接收，試件列表，工況記錄表，數(shù)據(jù)處理|
