Определение на понятието „експериментален метод” в широк и тесен смисъл.
Експериментален метод в широкия смисъл на думата, според Т.В. Корнилова, е промяна във всякакви условия при изучаване на модели в определена област на емпиричната реалност.
Експериментален метод в тесния смисъл на думата, според Т.В. Корнилова, е проверка на научни хипотези от причинно-следствен характер, основана на прилагането на стандартите на експерименталния метод.
Материалът в следващите лекции ще бъде посветен на отговорите на въпросите:
Как причинно-следствените или причинно-следствените хипотези се различават от другите видове научни хипотези?
Какво характеризира експеримента като система от стандарти за проверка на хипотези?
1. Първият метод, с който учениците обикновено се запознават е наблюдение.В редица науки това е единственото емпиричен метод. Класическата наука за наблюдение е астрономията. Всички нейни постижения са свързани с усъвършенстване на техниките за наблюдение. Наблюдението е не по-малко важно в поведенческите науки. Основните резултати в етологията (науката за поведението на животните) се получават чрез наблюдение на дейността на животните в природни условия. Наблюдението е от голямо значение във физиката, химията и биологията. С наблюдението е свързан т.нар идиографски подходкъм изучаването на реалността. Последователите на този подход го смятат за единствено възможен в науките, които изучават уникални обекти, тяхното поведение и история.
Идиографският подход изисква наблюдение и записване на отделни явления и събития. Той се използва широко в историческите дисциплини. Важно е и в психологията. Достатъчно е да си припомним изследвания като работата на A.R. "Малката книга на голямата памет" на Лурия или монографията на З. Фройд "Леонардо да Винчи".
Противопоставя се идиографският подход номотетичен подход- изследване, което разкрива общите закони на развитие, съществуване и взаимодействие на обектите.
Наблюдението е метод, въз основа на който може да се приложи номотетичен или идиографски подход към познаването на реалността.
Наблюдение се нарича целенасочено, организирано и по определен начин фиксирано възприемане на изследвания обект. Резултатите от записа на данните от наблюдението се наричат описание на поведението на обекта.
Наблюдението може да се извърши директно или с помощта на технически средстваи методи за записване на данни (фото, аудио и видео оборудване, карти за наблюдение и др.). Въпреки това, с помощта на наблюдение е възможно да се открият само явления, които се случват при обикновени, „нормални“ условия, а за да се разберат основните свойства на даден обект, е необходимо да се създадат специални условия, различни от „нормалните“. В допълнение, наблюдението не позволява на изследователя целенасочено да променя условията на наблюдение в съответствие с плана. Изследователят не може да повлияе на обект, за да разбере неговите характеристики, които са скрити от прякото възприятие.
Експериментът ни позволява да идентифицираме причинно-следствените връзки и да отговорим на въпроса: „Какво е причинило промяната в поведението?“ Наблюдението се използва, когато е невъзможно или недопустимо да се намесва в естествения ход на процеса.
Основните характеристики на метода за наблюдение са:
Пряка връзка между наблюдателя и наблюдавания обект;
Пристрастност (емоционална окраска) на наблюдението;
Трудност (понякога невъзможност) за повторно наблюдение. IN природни наукинаблюдателят, като правило, не влияе върху процеса (явлението), който се изучава. В психологията има проблем за взаимодействието между наблюдателя и наблюдаваното. Присъствието на изследователя, ако субектът знае, че е наблюдаван, оказва влияние върху поведението му.
Ограниченията на метода на наблюдение породиха други, по-„напреднали“ методи емпирични изследвания: експеримент и измерване. Експериментите и измерванията дават възможност за обективизиране на процеса, тъй като се извършват със специално оборудване и методи за обективно регистриране на резултатите в количествена форма.
За разлика от наблюдението и измерването, експериментът позволява да се възпроизведат явленията на реалността в специално създадени условия и по този начин да се идентифицират причинно-следствените връзки между явлението и характеристиките на външните условия.
2. Измерванеизвършвани както в естествени, така и в изкуствено създадени условия. Разликата между измерване и експеримент е, че изследователят не се стреми да повлияе на обекта, а записва неговите характеристики такива, каквито са." обективно“, независимо от изследователя и техниката на измерване(последното е невъзможно за редица науки).
За разлика от наблюдението, измерването се извършва по време на медиираното от устройството взаимодействие на обекта и измервателния уред: естественото „поведение“ на обекта не се променя, а се контролира и записва от устройството. При измерване е невъзможно да се идентифицират причинно-следствени връзки, но е възможно да се установят връзки между нивата на различните параметри на обектите. Това превръща измерването в корелационно изследване.
Измерването обикновено се определя като някаква операция, чрез която се присвояват числа на нещата. От математическа гледна точка това "приписване" изисква установяване на съответствие между свойствата на числата и свойствата на нещата. От методологична гледна точка измерването е регистриране на състоянието на обект (обекти) с помощта на състоянията на друг обект (устройство). В този случай трябва да се дефинира функция, която свързва състоянията на обекта и устройството. Операцията за присвояване на номера на обект е вторична: ние считаме, че числените стойности на скалата на устройството не са индикатори на устройството, а количествени характеристики на състоянието на обекта. Специалистите по теория на измерването винаги са обръщали повече внимание на втората процедура - интерпретация на индикатори, а не първото - описание на взаимодействието между устройството и обекта. В идеалния случай операцията за интерпретация трябва точно да описва процеса на взаимодействие между обекта и устройството, а именно влиянието на характеристиките на обекта върху неговите показания.
така че измерванеможе да се определи като емпиричен метод за идентифициране на свойствата или състоянията на обект чрез организиране на взаимодействието на обекта с измервателно устройство, чиито промени в състоянията зависят от промените в състоянието на обекта . Устройството може да бъде не само външен за изследователя обект. Например линийката е устройство за измерване на дължина. Самият изследовател може да бъде измервателен инструмент: „човекът е мярка за всички неща“. Наистина стъпалото, пръстът и предмишницата са служили като основни мерки за дължина (крак, инч, лакът и т.н.). Същото важи и за „измерването“ на човешкото поведение: изследователят може да оцени директно поведението на друг - тогава той се превръща в експерт. Този тип измерване е подобно на наблюдението. Но има инструментално измерване, когато психологът използва някаква техника за измерване, например тест за интелигентност. Характеристиките на метода за измерване в психологията ще бъдат обсъдени допълнително. Тук само отбелязваме, че в психологията измерването се разбира като два напълно различни процеса.
1. Психологическото измерване се счита за оценка на величината на определени параметри на реалността или оценка на приликите и разликите на обекти на реалността, която се прави от субекта. Въз основа на тези оценки изследователят „измерва“ характеристиките на субективната реалност на субекта. В този смисъл "психологическото измерване" е задача, поставена на субекта.
2. Психологическото измерване във второто значение, за което ще говорим по-късно, се извършва от изследователя, за да оцени характеристиките на поведението на субекта. Това е задача на психолога, а не на субекта.
Наблюдението условно може да се класифицира като „пасивен“ изследователски метод. Наистина, когато наблюдаваме поведението на хората или измерваме параметрите на поведението, ние имаме работа с това, което природата ни предоставя „тук-и-сега“. Не можем да наблюдаваме повторно в удобно за нас време и да възпроизвеждаме процеса по желание. При измерване записваме само „външни“ свойства;
Често, за да се разкрият „скрити“ свойства, е необходимо да се „провокира“ промяна в обекта или поведението му чрез конструиране на други външни условия.
3. За установяване на причинно-следствени връзки между явления и процеси, експеримент.Изследователят се опитва да промени външните условия, така че да повлияе на изучавания обект. В този случай външното въздействие върху обекта се счита за причина, а промяната в състоянието (поведението) на обекта се счита за следствие.
Експериментът е "активен" метод за изследване на реалността. Изследователят не само задава въпроси на природата, но и я „принуждава“ да отговори на тях. Наблюдението и измерването отговарят на въпросите: „Как? Как?“, а експериментът отговаря на въпроса „Защо?“.
Извиква се експериментпровеждане на изследвания в специално създадени, контролирани условия с цел проверка на експериментална хипотеза за причинно-следствена връзка. По време на експеримента изследователят винаги наблюдава поведението на обекта и измерва неговото състояние. Процедурите за наблюдение и измерване са част от експерименталния процес. Освен това изследователят въздейства върху обекта планирано и целенасочено, за да измери състоянието му. Тази операция се нарича експериментално влияние.Експериментът е основният метод на съвременната естествена наука и природонаучната психология. В научната литература терминът „експеримент“ се прилага както за холистично експериментално изследване - серия от експериментални тестове, проведени по един план, така и за единичен експериментален тест - експеримент.
За да обобщим, отбелязваме, че наблюдението е директен, "пасивен" метод на изследване. Измерването е пасивен, но косвен метод. Експериментът е активен и косвен метод за изследване на реалността.
Експериментът е един от основните методи научни изследвания. В общонаучен план експериментсе определя като специален изследователски метод, насочен към проверка на научни и приложни хипотези, изискващи строга логика на доказателство и базирани на надеждни факти. В експеримента винаги се създава някаква изкуствена (експериментална) ситуация, идентифицират се причините за изследваните явления, строго се контролират и оценяват последствията от действията на тези причини и се изясняват връзките между изследваните явления.
Експериментът като метод психологически изследванияотговаря на горното определение, но има някои специфики. Много автори, както отбелязва В.Н. Дружинин, „субективността на обекта“ на изследването се идентифицира като ключова характеристика на психологическия експеримент. Човек, като обект на познание, има активност, съзнание и по този начин може да влияе както на процеса на своето обучение, така и на неговия резултат. Следователно към ситуацията на експеримент в психологията се налагат специални етични изисквания, а самият експеримент може да се разглежда като процес на комуникация между експериментатора и субекта.
Задачата на психологическия експеримент е да направи вътрешно психично явление достъпно за обективно наблюдение. В този случай изследваното явление трябва да се прояви адекватно и недвусмислено външно поведение, което се постига чрез целенасочен контрол на условията за възникването и възникването му. S.L. Рубинщайн написа:
„Основната задача на психологическия експеримент е да направи достъпни за обективно външно наблюдение основните характеристики на вътрешното умствен процес. За да направите това, е необходимо чрез промяна на условията за протичане на външната дейност да се намери ситуация, при която външният поток на акта би отразявал адекватно вътрешното му психическо съдържание. Задачата на експериментално променящите се условия в психологическия експеримент е преди всичко да се разкрие правилността на една единствена психологическа интерпретация на действие или постъпка, като се изключи възможността за всички останали.
В.В. Никандров посочва, че постигането на основната цел на експеримента - възможно най-голяма еднозначност в разбирането на връзките между явленията на вътрешния психичен живот и техните външни прояви - се постига благодарение на следните основни характеристики на експеримента:
1) инициативата на експериментатора в проявлението на психологически факти, които го интересуват;
2) възможността за промяна на условията за възникване и развитие на психични явления;
3) строг контрол и регистриране на състоянията и процеса на тяхното възникване;
4) изолиране на някои и подчертаване на други фактори, които определят изучаваните явления, което позволява да се идентифицират моделите на тяхното съществуване;
5) възможност за повторение на експериментални условия за повторна проверка на получените научни данни и тяхното натрупване;
6) промяна на условията за количествени оценки на идентифицираните модели.
По този начин психологическият експеримент може да се определи като метод, при който изследователят сам предизвиква интересуващите го явления и променя условията за тяхното възникване, за да установи причините за възникването на тези явления и моделите на тяхното развитие. Освен това получените научни фактимогат да се възпроизвеждат многократно поради контролируемост и строг контрол на условията, което позволява да се тестват, както и да се натрупват количествени данни, въз основа на които може да се прецени типичността или случайността на изследваните явления.
Наблюдението и експериментът са два изследователски метода, които всеки един от нас използва, независимо от участието си в науката. Спомнете си колко вълнуващо е понякога да гледате вашите домашни любимци или как скрежът рисува шарки върху стъклото. По същество ние научаваме за този свят чрез ежедневно наблюдение. Експерименти, между другото, също се случват в обикновен животпо-често, отколкото си мислите. Когато аз като ученичка запалих пластелин, за да видя как се трансформира, това беше експеримент. Каква е разликата между тези понятия? Защо учените ги разграничават толкова ясно? Нека ви кажем отговорите на тези въпроси!
Наблюдение и експеримент: реалност и предположения
Представете си мравуняк. Много е интересно да се наблюдава как обитателите му извършват ежедневните си дела: движат се, носят малки предмети, копаят норки. Обмисляйки този процес, ние се занимаваме с наблюдение. Този метод ни позволява да направим заключение за това как се разпределя работата между насекомите, къде изпълзяват за плячка и много други. Донесете капка мед от вкъщи и я сложете в мравуняка. Как ще се държат мравките? Ядат ли мед? Ще се опитат ли да преместят ценен подарък? Това ще бъде експеримент, който ще потвърди или опровергае предположенията и може би ще донесе със себе си съвсем нови открития. Оказва се, че наблюдението се различава от експеримента по това, че в първия случай е достатъчно свържете сетивата си и запишете резултатите,а във втория - създава и променя условия,участват активно в случващото се.
По какво друго наблюдението се различава от експеримента?
Въпросът е в това теорията винаги предхожда експеримента. Това означава, че преди да започнете, си задавате общи или конкретни въпроси. Логично е, че подобен метод на изследване отваря повече пространство за размисъл и изследване, а резултатите от него могат да бъдат най-неочаквани.
Освен това наблюдението обикновено е не изисква допълнително оборудване , с изключение на устройства, които подобряват функционирането на сетивата. Те могат да бъдат:
- микроскопи
- лупи;
- телескопи;
- бинокли;
- камери.
В случай на експеримент, вие най-вероятно ще ви трябват редица елементиза изкуствено създаване на определени условия. Каква ще е тази техника зависи само от предмета на изследването.
Експериментирайте, наблюдавайте, изучавайте! Нека светът е отворен за вас!
Съвременното естествознание се характеризира със засилване на ролята на наблюдението. Основните причини за това явление са:
1) развитие на самия метод за наблюдение: оборудването, създадено за наблюдение, може да работи в автоматичен режим за дълго време и да се контролира от разстояние; връзката му с компютър дава възможност за бърза и надеждна обработка на данните от наблюденията;
2) осъзнаване от страна на научната общност, че не могат да се провеждат експерименти върху обекти, които са жизненоважни за човечеството. Това е преди всичко океанът и земната атмосфера. Те могат да бъдат изучавани само чрез наблюдение;
3) появата на нови възможности за наблюдение на Земята с развитието на космическите технологии. Наблюденията на Земята от космоса позволяват да се получи информация за интегрални земни образувания в интегративен вид, които не могат да бъдат получени, докато обектът на наблюдение е на Земята. Те позволяват да се наблюдават холистични картини на взаимодействието на няколко подсистеми на Земята едновременно, да се наблюдава динамиката на редица процеси на Земята;
4) премахването на средствата за наблюдение отвъд атмосферата на Земята и дори отвъд нейното гравитационно поле разшири възможността за астрономически наблюдения. Така с помощта на машини беше възможно да се види обратната страна на Луната, да се изследва повърхността и околностите на други планети слънчева система. Факт е, че извън земната атмосфера няма поглъщане на електромагнитно космическо излъчване в широк диапазон от честоти от атмосферата. След извеждането на инструментите отвъд земната атмосфера възниква и започва бързо да се развива рентгеновата и гама-астрономията.
Какво е научно наблюдение?
Наблюдение- това е съзнателно, систематично възприемане на явление, което се извършва с цел идентифициране на неговите съществени свойства и връзки.
Наблюдението е активна форма научна дейностпредмет. Това изисква поставяне на задачата за наблюдение, разработване на методология за провеждането му, разработване на начини за записване на резултатите от наблюдението и тяхната обработка.
Възникващите задачи за наблюдение са породени от вътрешната логика на развитието на естествознанието и изискванията на практиката.
Научното наблюдение винаги е свързано с теоретичното знание. Показва какво да наблюдаваме и как да наблюдаваме. Той също така определя степента на точност на наблюдението.
Наблюденията могат да бъдат:
-директен -свойствата и аспектите на даден обект се възприемат от човешките сетива;
-медииран- извършва се с помощта на технически средства (микроскоп, телескоп);
- индиректен– при които се наблюдават не обекти, а резултатите от тяхното въздействие върху някои други обекти (поток от електрони, който се записва от блясъка на екран със специално покритие).
Трябва да се осигурят условия за наблюдение:
а) недвусмисленост на плана за наблюдение;
б) възможността за контрол чрез повторно наблюдение или чрез използване на нови, различни методи на наблюдение. Резултатите от наблюдението трябва да са възпроизводими. Разбира се, няма абсолютна възпроизводимост на резултатите от наблюденията. Резултатите от наблюденията се записват само в рамките на определени научни знания.
По време на процеса на наблюдение субектът не се намесва в природата на наблюдаваното явление. Това генерира недостатъци на наблюдениетокак научен методзнания:
1. Невъзможно е наблюдаваното явление да се изолира от влиянието на фактори, които замъгляват неговата същност. Концепцията за коефициент на потъмняване е лесна за разбиране на примера на свободно падащи тела. наистина свободно паданетела показва, че съпротивлението на въздуха ясно влияе върху характера на движението на тялото, но не оказва никакво влияние върху зависимостта на това движение от гравитацията. По този начин факторът на потъмняване е фактор, от който не зависи изучаваното явление, но който променя формата на проявление на изследваното явление.
2. Феноменът не може да бъде възпроизведен толкова пъти, колкото се изисква за това изследване; трябва да изчакате да се повтори.
3. Невъзможно е да се изследва поведението на дадено явление в различни условия, т.е. невъзможно е да се изучи цялостно.
Именно тези недостатъци на наблюдението принуждават изследователя да премине към експеримент. За да завършим този въпрос, отбелязваме, че в съвременна естествена науканаблюдението все повече приема формата на измерване на количествената стойност на свойствата на системата. Резултатите от наблюдението се отразяват в протоколи. Те са таблици, графики, словесни описания и др. След като получи протоколи за наблюдение, изследователят се опитва да установи зависимости между определени свойства: количествени, последователност във времето, съпътстване, взаимно изключване и др.
10. Експериментален метод
Експериментирайтее метод на познание, основан на контролиране на поведението на обект с помощта на редица фактори, контролът върху действието на които е в ръцете на изследователя.
Експериментирането не е изместило напълно наблюдението. Наблюдението при експериментални условия регистрира въздействието върху обекта и реакцията на обекта. Без това експериментът отива напразно. Например законът на Ом за участък от верига гласи: за метали и електролити токът във веригата е пропорционален на приложеното напрежение. За да се тества този модел експериментално, е необходимо да се промени напрежението във веригата и да се наблюдава (фиксира) как се променя силата на тока.
Основната разлика между експериментаот наблюдение е, че дори и в най-простия експеримент се създава изкуствена системаелементи, които не са се срещали досега в човешката практика. Тази изкуствена система ще бъде експериментална постановка.
Основното изискване за експеримента- възпроизводимост на резултатите от него. Това означава, че експеримент, проведен в различни моменти от време, при равни други условия, трябва да даде същия резултат. Но не всеки биологичен експеримент, например, може да се повтори толкова пъти, колкото желаете (трансплантация на сърце и т.н.). Такова повторение принципно е възможно. Но има и въпросът за целесъобразността на повторението.
В зависимост от предмета на изследване експериментът е подразделенв природните, техническите и социалните науки. Изборът на този или онзи тип експеримент, както и планът за неговото изпълнение, зависи от това изследователски проблем. В тази връзка експериментите се разделят на: търсене, измерване, контрол, проверка.
Търсачкипровеждат се експерименти за откриване на неизвестни обекти или свойства. Измерване– за установяване на количествени параметри на изучавания предмет или процес.
Тестове– за проверка на предварително получени резултати. Тест– за потвърждаване или опровергаване на определена хипотеза или някакво теоретично твърдение.
Съвременният експеримент е теоретично зареден. наистина:
Експериментът използва инструменти и те представляват материализирания резултат от предишна теоретична дейност;
Всеки експеримент се изгражда на базата на някаква теория и ако теорията е добре развита, тогава се знае предварително до какъв резултат ще доведе експериментът;
Експериментът по правило не дава непрекъсната картина на процеса, а само неговите ключови точки. Само теоретичното мислене е в състояние да реконструира целия процес от тях;
При обработката на експериментални данни е необходимо да се извърши осредняване и да се приложи теорията на грешките.
Увеличава се теоретичното натоварване на експеримента. Причината за това е възникването математическа теорияексперимент, чието използване намалява броя на пробите в експеримента и повишава неговата точност.
За да се разберат ясно възможностите и границите на приложимост на теорията за експерименталното планиране и създаването на автоматизирани системи за контрол на експеримента, е необходимо да се вземе предвид, че всички решения и действия на експериментатора могат условно да бъдат разделени на два вида:
1) въз основа на подробно и щателно изследване на конкретно явление;
2) въз основа на повече общи свойства, характерни за много явления и обекти.
Първите решения и действия ще наричаме евристични, а вторите – формализируеми. Ако говорим за евристична част, тогава успехът тук се определя от нивото на обучение на експериментатора в конкретна област на знанието, както и от неговата интуиция. Математическата теория на експеримента се занимава с изследването само на формализираната част експериментални дейности. Успехът тук се определя изцяло от развитието на теорията и нивото на подготовка на експериментатора в рамките на тази теория.
Най-важното понятие в теорията на експерименталното планиране е понятието фактор. факторсе нарича контролирана независима променлива, съответстваща на един от възможните начини за въздействие върху обекта на изследване. Често такива променливи се наричат регулируеми фактори. Контролираните фактори могат да бъдат температура, налягане, състав на реакционната смес, концентрация и др. Във всеки конкретен случай броят на тези фактори и техните числени стойности са ясно определени. При избора на фактори е препоръчително да се вземат предвид колкото е възможно повече от тях. Те се установяват въз основа на резултатите от литературен преглед, изучаващ физическата същност на процеса, логически разсъжденияи проучване на специалисти.
Количествените и качествените състояния на избраните за експеримента фактори се наричат факторни нива. Като фактори е препоръчително да се изберат такива независими променливи, които съответстват на едно от разумните въздействия върху обекта на изследване и могат да бъдат измерени с достатъчно висока точност с помощта на наличните средства.
Основни изисквания към факторите, като:
а) управляемост, т.е. способността да задавате и поддържате избраното желано ниво на фактор постоянно през целия експеримент и да го променяте според дадена програма. Изискването за контролируемост е свързано с необходимостта от промяна на факторите по време на експеримента на няколко нива, като във всеки отделен експеримент нивото на вариация трябва да се поддържа доста точно.
б) съвместимост, т.е. осъществимост на всяка комбинация от фактори. Съвместимостта на факторите означава, че всички техни комбинации могат да бъдат приложени на практика. Това изискване е сериозно, тъй като в някои случаи несъвместимостта на факторите може да доведе до разрушаване на инсталацията (например в резултат на образуването на смес от газове, склонни към самовзрив) или измервателни уреди.
в) независимост, т.е. способността да се установяват фактори на всяко ниво, независимо от нивото на другите фактори. Концепцията за независимост предполага, че даден фактор не е функция на други фактори. По-специално, фактор като стайна температура е функция на други фактори: броя на излъчвателите на топлина и тяхното местоположение и т.н.
г) точността на измерване и контрол трябва да е известна и достатъчно висока (поне с порядък по-висока от точността на измерване на изходния параметър). Ниската точност на измерване на фактора намалява възможността за възпроизвеждане на експеримента;
д) трябва да има взаимно еднозначно съответствие между факторите и изходния параметър, т.е. промяна във факторите ще доведе до промяна в изходния параметър;
е) областите на определяне на факторите трябва да бъдат такива, че при граничните стойности на факторите изходният параметър остава в неговите граници.
Експериментът се влияе и от неконтролируеми фактори - това са неконтролирани условия за провеждане на експерименти. По принцип е невъзможно да се опишат всички, а и не е необходимо.
Следващата важна концепция на математическата теория на експеримента е понятието „функция на отговор“.Какво стои зад тази концепция?
Протичането на процеса се характеризира количествено с една или повече величини. В теорията на експерименталното планиране такива величини се наричат функции на реакция. Те зависят от влияещите фактори.
Под математическо описание на процеса ще разбираме система от уравнения, свързваща функциите на отговор с влияещите фактори. В най-простия случай това може да бъде едно уравнение. Често такова математическо описание се нарича математически модел на процеса, който се изучава. Стойността на математическото описание на изследваното явление е, че предоставя информация за влиянието на факторите, позволява да се определи количествено стойността на функцията на отговор за даден режим на процеса и може да служи като основа за оптимизиране на процеса, който се изучава. .
При избора на изходен параметър трябва да се вземат предвид следните изисквания:
а) изходният параметър трябва да има количествена характеристика, т.е. трябва да се измери;
б) трябва недвусмислено да оцени (измери) работата на обекта на изследване;
в) трябва да е такова, че да е възможно ясно да се разграничат експериментите;
г) трябва да отразява възможно най-пълно същността на изследваното явление;
г) трябва да има доста ясно физическо значение.
Успешният избор на изходния параметър до голяма степен се определя от нивото на познаване на изследваното явление.
Можете да използвате два или повече изходни параметъра, но тогава задачата става много по-сложна. Трябва да се има предвид, че факторите се избират само след като изходният параметър (или параметри) са избрани.
Процесът се контролира с помощта на инструменти, които измерват входните и изходните параметри. За краткосрочни изследвания се препоръчва използването на индикиращи контроли, а за дългосрочни изследвания - записващи контроли.
Пространството, чиито координати са фактори, обикновено се нарича факторно пространство или пространство на независими променливи. Математически анализпланирането на експеримента се свежда до избора на оптималното местоположение на точките във факторното пространство, което гарантира получаването на най-добрите в известен смисъл резултати от изследването.
Модерен експериментални изследванияимат следните характеристики:
1. Невъзможността за наблюдение на изследваните явления само чрез сетивата на субекта-експериментатор (ниски или високи температури, налягане, вакуум и др.);
2. Естествената наука от 19 век се опитва да се справи експериментално с добре организирани системи, т.е. системи за изследване, които зависят от малък брой променливи. Идеалът, например, за физик експериментатор беше еднофакторен експеримент. Същността му е следната: Предполага се, че изследователят може да стабилизира всички независими променливи на изследваната система с всякаква степен на точност. След това, променяйки някои от тях една по една, той установява зависимостите, които го интересуват. Ето пример за еднофакторен експеримент. Нека разгледаме газ, който е при определена температура, налягане и обем. Всеки от изброените системни параметри (температура, налягане, обем) може да бъде направен постоянен. Така че можете, да речем, да изследвате промяната в обема на газ с промяна в налягането, ако температурата е постоянна, т.е. извършват изотермичен процес. Изобарните и изохорните процеси се извършват по подобен начин.
През втората половина на 20 век възниква необходимостта от провеждане на експерименти с дифузни, т.е. зле организирани системи. Тяхната особеност се състои в това, че в такива системи протичат едновременно няколко процеса от различен характер. Освен това те са толкова тясно свързани помежду си, че по принцип не могат да се разглеждат изолирано един от друг. Например това физически процеси, които възникват между катода и анода в лампата, това е емисионен спектрален анализ и др.;
З. Използване на филтриращи устройства. Изводът: не всички сигнали, получени експериментално, имат една и съща стойност. Често е трудно да голямо количествоинформация за идентифициране на това, което е значимо. В такива ситуации се използват филтриращи устройства. Това са машини, способни да избират входящите сигнали и да предоставят на изследователя необходимата информация за решаване на проблема.
Пример. Във физиката на микросвета е известно, че една и съща частица може да се разпадне по няколко канала. Вероятностите за разпад по различни канали са различни. Някои от тях са незначителни. Например К + мезонът се разпада през седем канала. Разпадането на K + - мезона, което се случва с малка вероятност, е много трудно да се открие, ако експерименталните резултати се обработват ръчно. Тук се използват филтърни устройства. Те автоматизират търсенето на желания тип гниене елементарна частица;
4. За съвременни експериментиХарактеризира се с използването на сложно оборудване, голям обем измерени и записани параметри и сложността на алгоритмите за обработка на получената информация.
Всички експерименти се провеждат със следните цели:
1) да се получат нови емпирични данни, които подлежат на по-нататъшно обобщение;
2) за да потвърдите или опровергаете съществуващите идеи и теории и е необходимо да разберете какво потвърждава експериментът на теория и какво не.
Експериментът не тества теорията като цяло, а нейните наблюдавани последствия. Чрез измерванията се сравняват две групи факти: предсказаните от теорията и тези, открити в резултат на измерванията. Ако между тях няма поне приблизително съвпадение, теорията, дори и логически последователна, не може да се счита за задоволителна. В същото време експериментът не ни позволява да направим абсолютно заключение за правилността на теорията. След получаване на експериментално потвърждение на теоретична позиция, не винаги е възможно да се гарантира, че експериментът само я е потвърдил. Изследователят не винаги знае на колко други валидни предположения отговаря резултатът. Това по-специално е свързано с невъзможността за „решаващ експеримент“. Експериментът абсолютно потвърждава не самата теоретична конструкция, а нейната конкретна интерпретация.
В някои случаи наблюдението и във всички случаи експериментът са свързани с измерване на определени характеристики на изследваната система.
Какво е измерване?
Процедурата за установяване на едно количество с помощта на друго, взето като стандарт, се нарича измерване. Измерването свързва наблюдението с математиката и позволява създаването на количествени теории.
Методът на измерване включва три основни точки:
а) избор на мерна единица и получаване на съответния набор от мерки;
б) установяване на правило за сравняване на измерена величина с мярка и правило за добавяне на мерки;
в) описание на процедурата за измерване.
И така, измерването включва извършването на една или друга физическа процедура, но не се ограничава до нея. За да изпълни целта си, измерването трябва да включва и известна теория. Също така е необходимо да се знае теорията на устройството, тъй като без такива знания неговите показания ще останат неразбираеми за нас.
Целта на наблюденията и експериментите е да предоставят на науката факти. Какво се разбира под факт?
В литературата има различни дефиниции на фактите. Да преброим фактемпирично познание, което или служи като отправна точка в изграждането на научна теория, или играе ролята на проверка на нейната истинност. Между другото, теоретичните познания също могат да изпълняват тези две функции. И тогава ще действа като факт.
Тъй като фактът е елемент от знанието, той често се слива с неговото обяснение. Много е важно винаги да изяснявате фактите от тяхното обяснение, доколкото е възможно. защо Ако сме за реален фактАко представим факт, който вече е обяснен, тогава неоснователно ще наложим забрана за други възможни обяснения на този факт. Трябва обаче да се има предвид, че фактите не съществуват в чист вид. Всеки факт носи печата на съществуващото знание. Като форма на знание за естествената наука, фактът е ценен с това, че има известна инвариантност в различни системизнания.
От самото начало на цивилизацията хората научена реалност.С течение на времето са разработени много методи за тази цел, сред които наблюдението и експериментът заемат видно място.
С какво се различават, как да ги използваме и за какво служат?
Наблюдение
Само наблюдението дава първични данни за обекта или обекта, който се изучава. Това бяха фактите, събрани от наблюдатели в различни времена. Наблюдението може да е спонтанно или целенасочено.
Нямаше никакви хипотези, никакви научни предположения, които трябваше да бъдат потвърдени. Наблюдението се използва само за събиране на информация, която понякога се събира малко по малко. Фактите винаги се отличават със своята надеждност и простота на представяне.
Това създава първоначалните характеристики на артикула, описва реакциите си при взаимодействие с средав естествени условия.
Експериментирайте
Този метод се използва, когато е необходимо да се докаже или отхвърли хипотеза. Разделен е на теоретична и практическа част. По време на експеримента субектът, обектът, изследваният субект се отстранява от обичайното си местообитание и се подлага на различни влияния.
Условията могат да се променят, но винаги са управляеми. Реакциите на обекта се изследват сериозно и се записват.
- уместност на вашата тема;
- изследователски проблем;
- обект на изследване;
- цел;
- задачи;
- прилагане на резултатите;
- хипотеза;
- значимост.
Един експеримент винаги е разделен на няколко етапа. Провежда се под формата на научен проект.
Подготовка за експеримента
Тъй като това е голямо и продължително научно събитие, е препоръчително да се проведе подготвителен етапкоето включва:
- Организация и изпълнение на проекта.
- Определяне на алгоритъма за организиране и изпълнение на проекта, следването му (изготвяне на „паспорт“, който включва името на експеримента, информация за ръководителя, изследователите, темата на изследването, методите, хипотезата, сроковете).
- Описание на заключенията.
Започнете
Работата започва от изследване на научни трудовепо избраната тема. Извършват се диагностика и научно разузнаване, което ще помогне да се определи доколко тази тема е покрита в момента.
Идентифицирани са произведения, които споменават избрания обект на изследване. Разглежда се обхватът на разкриване на избраната тема, доколко е застъпена в науката и литературата.
Теория
Преди експеримента записват се темата, хипотезата, потвърждението и опровержениетохипотези на други научни изследователи. Описват се понятия, дават се определения, правят се предположения.
Теоретичната част е много важна, тъй като е необходима база. Когато темата е разгледана на теория, изградена е хипотезата, започват експерименти.
опит
това практически компонентексперимент. Провежда се поредица от експерименти, представляващи целенасочено действие. При провеждането на експеримента хипотезата се потвърждава или опровергава. Понякога е необходимо специално оборудване.
Експериментите представляват създаване на определени, контролирани условия за тествания обект, изследване на неговите реакции.
Опитът има за цел да потвърди хипотезата на практика, а експериментът я консолидира.
Разлики между наблюдение и експеримент
Наблюдението е метод на познание, когато се изследва обект в естествени условия, без да го засяга. Експериментът е метод на познание, когато изпитваният субект е потопен в специално създадена среда, където неговите реакции се контролират. Това дава възможност да се потвърди или отхвърли научна хипотеза.
Наблюдение може да бъде компонентексперимент, част от него, особено в началния етап. Но експериментът никога няма да бъде част от наблюдението, тъй като неговата област на влияние е много по-широка.
Освен това наблюдението не изисква заключения, то просто констатира факти. След завършване на експеримента задължително се формулират заключения, които се основават на резултатите от експериментите.
Разликимежду наблюдение и експеримент са доста важни:
- При взаимодействие с околната среда наблюдателят избягва намесата, експериментаторът активно взаимодейства с нея и я модифицира.
- Условията за провеждане на наблюдения винаги са естествени, но по време на експерименти те се създават изкуствено.
- За експериментите е необходимо специално оборудване, но не е необходимо за наблюдателя.
- Разлики в предназначението. Наблюдението произвежда нова информация, експериментите потвърждават или опровергават хипотеза, изложена спекулативно.
- Средата по време на наблюдения винаги е отворена, естествена, а при провеждане на експерименти е затворена, изкуствена.
Експериментът дойде много по-късно от наблюдението.
Какво отличава експеримента от наблюдението? и получи най-добрия отговор
Отговор от Денис Одеса [активен]
Различава се от наблюдението чрез активно взаимодействие с обекта, който се изучава. Обикновено експериментът се провежда като част от научно изследване и служи за тестване на хипотеза и установяване на причинно-следствени връзки между явленията
Отговор от Василий Хаминов[гуру]
като експериментирате, вие подлагате даден обект на някакъв вид тестове)) А наблюденията са просто да го наблюдавате в естествени условия))
Отговор от Дария Шевчук[активен]
наблюдението е пасивен начин на познание, а опитът е активен начин.
Отговор от Винера Овечкина[новак]
Наблюдението е възприемане на природни обекти, а експериментът е наблюдение в специално създадени и контролирани условия. Тоест, разликата е, че наблюдението зависи изцяло от природата, докато експериментирането е мястото, където трябва да направите всичко сами
Отговор от Дима Кузнецов[гуру]
можете да гледате експеримента O_O
Отговор от _BE`Z analoga_ I`[новак]
Научното наблюдение (Н.) е възприемането на обекти и явления от действителността, извършвано с цел тяхното познание. В акта на Н. може да се подчертае:
1) обект;
2) предмет;
3) средства;
4) условия;
5) система от знания, въз основа на която се поставя целта на науката и се интерпретират нейните резултати.
Всички тези компоненти трябва да се вземат предвид при докладване на резултатите на N., така че да могат да бъдат повторени от всеки друг наблюдател. Най-важното изискване към научната наука е спазването на интерсубективността. Това предполага, че N. може да се повтори от всеки наблюдател със същия резултат. Само в този случай резултатът от Н. ще бъде включен в науката. Затова напр , наблюдения на НЛО или различни психически феномени, които не отговарят на изискването за интерсубективност, все още остават извън науката.
Н. се делят на преки и непреки. При прякото наблюдение ученият наблюдава самия избран обект. Това обаче не винаги е възможно. напр. , обекти на квантовата механика или много обекти на астрономията не могат да се наблюдават директно. Можем да съдим за свойствата на такива обекти само въз основа на тяхното взаимодействие с други обекти. Този вид информация се нарича непряка; тя се основава на предположението за определена естествена връзка между свойствата на пряко ненаблюдаемите обекти и наблюдаваните прояви на тези свойства и съдържа логическо заключение за свойствата на ненаблюдаем обект въз основа на наблюдавания ефект на неговото действие. Трябва да се отбележи, че не може да се направи рязка граница между прякото и непрякото N. IN съвременна наукаиндиректните Н. стават все по-широко разпространени, тъй като броят и сложността на инструментите, използвани в Н., се увеличават и обхватът на научните изследвания се разширява. Наблюдаваният обект въздейства на устройството, а ученият пряко наблюдава само резултата от взаимодействието на обекта с устройството.
Експериментът (Е.) е пряко материално въздействие върху реален обект или заобикалящите го условия, проведено с цел разбиране на този обект.
В Е. обикновено се разграничават следните елементи:
1) цел;
2) обект на експериментиране;
3) условията, при които се намира или поставя обектът;
4) Д. означава;
5) материално въздействие върху обекта.
Всеки от тези елементи може да се използва като основа за класификация на Е.; в зависимост от разликите в обектите на експериментиране могат да бъдат разделени на физически, химични, биологични и др. Един от най прости класификациисе основава на различията в целите на Е.: напр. , създаване на к.-л. модели или откриване на факти. Д., провеждани за тази цел, се наричат „търсене“. Резултатът от търсенето на E. е нова информация за района, който се изследва. Най-често обаче експеримент се провежда, за да се провери някаква хипотеза или теория. Този вид Е. се нарича "тестване". Ясно е, че е невъзможно да се направи рязка граница между тези два вида Е. Същият Е. може да се използва за проверка на хипотеза и в същото време да предостави неочаквана информация за изследваните обекти. По същия начин резултатът от търсенето Е. може да ни принуди да се откажем от приетата хипотеза или, напротив, да предостави емпирична обосновка за нашите теоретични разсъждения. В съвременната наука един и същ елемент все повече служи на различни цели.
Д. винаги е призован да отговори на един или друг въпрос. Но за да има смисъл един въпрос и да позволява категоричен отговор, той трябва да се основава на предварителни познания за областта, която се изучава. Това знание се предоставя от теорията и именно теорията поставя въпроса, за да отговори на това кое Е. е поставено. Следователно Е. не може да доведе до правилния резултат без теория. Първоначално въпросът е формулиран на езика на теорията, тоест в теоретични термини, обозначаващи абстрактни, идеализирани обекти. За да може Е. да отговори на теоретичен въпрос, този въпрос трябва да бъде преформулиран в емпирични термини, чиито значения са сетивни обекти. Трябва обаче да се подчертае, че извършвайки Н. и Д., ние надхвърляме чистото
Отговор от Владимир Судин[гуру]
Е, знаете, ЗДРАВЕЙ!
Експериментът е когато ти сам участваш, а наблюдението - НИЩО не зависи от теб....
Отговор от Гладен призрак[гуру]
експеримент - провеждат експерименти, наблюдение - просто наблюдават, гледат (например колко бързо расте растение под въздействието на някакъв вид тор) ... експеримент - практика, наблюдение - теория