Caracteristică experimentul ca un special metoda empirică cercetarea constă în faptul că oferă oportunitatea unei influenţe practice active asupra fenomenelor şi proceselor studiate. Cercetătorul de aici nu se limitează la observarea pasivă a fenomenelor, ci intervine conștient în cursul natural al apariției lor. El poate face acest lucru fie prin izolarea fenomenelor studiate de unele factori externi, sau prin modificarea condițiilor limitative în care acestea apar. În ambele cazuri, rezultatele testelor sunt înregistrate și monitorizate cu acuratețe.

Astfel, adăugarea unei simple observații cu o influență activă asupra procesului studiat transformă experimentul într-un foarte metoda eficienta cercetare empirică. Acest lucru este facilitat în primul rând de o legătură mai strânsă între experiment și teorie. „Experimentarea”, scriu I. Prigogine și I. Stengers, „înseamnă nu numai observarea sigură a faptelor autentice, nu doar căutarea dependențelor empirice între fenomene, ci implică și interacțiunea sistematică între concepte teoreticeși observație" 1.

Ideea unui experiment, proiectarea acestuia și interpretarea rezultatelor depind mult mai mult de teorie decât de căutarea și interpretarea datelor observaționale.

În prezent, metoda experimentală este folosită nu numai în acelea științe experimentale, care apartin in mod traditional stiintelor exacte ale naturii (mecanica, fizica, chimie etc.), dar si stiintelor care studiaza faunei sălbatice, în special în cele care folosesc fizicul modern și metode chimice cercetare (genetică, biologie moleculară, fiziologie etc.).

În știința modernă, metoda experimentală a fost aplicată mai întâi sistematic, după cum știm deja, de Galileo, deși încercări individuale de a o folosi se găsesc în antichitate și mai ales în Evul Mediu.

Galileo și-a început cercetările studiind cele mai simple fenomene naturale - mișcarea mecanică a corpurilor în spațiu în timp (căderea corpurilor, mișcarea corpurilor de-a lungul timpului). plan înclinatși traiectorii de ghiule). În ciuda simplității aparente a acestor fenomene, el a întâmpinat o serie de dificultăți atât de natură științifică, cât și ideologică. Acestea din urmă au fost asociate în principal cu tradiția unei abordări pur natural-filosofice, speculative, a studiului fenomenelor naturale, datând din antichitate. Astfel, în fizica aristotelică s-a recunoscut că mișcarea are loc numai atunci când forța este aplicată unui corp. Această poziție a fost considerată general acceptată în știința medievală. Galileo a fost primul care a pus la îndoială și a sugerat că corpul va fi în repaus sau în uniformă și mișcare dreaptă până când asupra ei acţionează forţe externe. De pe vremea lui Newton, această afirmație a fost formulată ca prima lege a mecanicii.

Este de remarcat faptul că pentru a fundamenta principiul inerției, Galileo a fost primul care a folosit mental un experiment care a găsit mai târziu o largă aplicare ca mijloc euristic de cercetare în diverse ramuri ale științei naturale moderne. Esenţa ei constă în analiza succesiunii observaţiilor reale şi în trecerea de la acestea la o situaţie limitativă în care acţiunea anumitor forţe sau factori este exclusă psihic. De exemplu, atunci când observați mișcarea mecanică, puteți reduce treptat efectul diferitelor forțe asupra corpului - frecare, rezistență la aer etc. - și asigurați-vă că drumul parcurs de corp va crește în mod corespunzător. În limită, se pot exclude toate astfel de forțe și se poate ajunge la concluzia că corpul în astfel de condiții ideale se va mișca uniform și rectiliniu la nesfârșit sau rămâne în repaus.

Cele mai mari realizări ale lui Galileo au fost însă asociate cu realizarea de experimente reale și procesarea matematică a rezultatelor acestora. El a obținut rezultate remarcabile în studiile experimentale ale căderii libere a corpurilor. În minunata sa carte „Conversații și dovezi matematice...” Galileo descrie în detaliu cum a ajuns la descoperirea legii constantei accelerației corpurilor în cădere liberă. La început, el, ca și predecesorii săi - Leonardo da Vinci, Benedetti și alții, credea că viteza de cădere a unui corp este proporțională cu distanța parcursă. Cu toate acestea, Galileo a abandonat ulterior această presupunere, deoarece duce la consecințe care nu sunt confirmate de experimentul 1. Prin urmare, a decis să testeze o altă ipoteză: viteza unui corp în cădere liberă este proporțională cu timpul căderii. Din aceasta a rezultat corolarul că drumul parcurs de corp este proporțional cu jumătate din pătratul timpului de cădere, ceea ce a fost confirmat într-un experiment special construit. Deoarece în acel moment existau dificultăți serioase în măsurarea timpului, Galileo a decis să încetinească procesul de cădere. Pentru a face acest lucru, a rostogolit o minge de bronz pe o jgheab înclinată cu pereți bine lustruiți. Măsurând timpul necesar mingii pentru a călători de-a lungul diferitelor secțiuni ale căii, el a putut verifica corectitudinea ipotezei sale despre constanța accelerației corpurilor în cădere liberă.

Știința modernă își datorează realizările enorme tocmai experimentului, deoarece cu ajutorul ei a fost posibilă conectarea organică a gândirii și experienței, teoriei și practicii. În esență, experimentul este o întrebare adresată naturii. Oamenii de știință sunt convinși că natura răspunde corect la întrebările pe care le pun. Așadar, din vremea lui Galileo, experimentul a devenit cel mai important mijloc de dialog între om și natură, un mod de a pătrunde în secretele sale profunde și un mijloc de a descoperi legile care guvernează fenomenele observate în experiment.

Prigozhy I., Stengers I. Ordinea din haos. - M., 1986. - P. 44.
Unii istorici celebri ai științei, printre care P. Duhem, A. Crombie, D. Randell, susține că evenimentul știință experimentală s-a întâmplat în Evul Mediu. Pentru a-și confirma teza, ei se referă la faptul că astfel de experimente au fost efectuate în secolele XIII-XIV. la Paris, iar în secolul al XVI-lea. in Padova.
Galileo G. Lucrări alese: În 2 volume Volumul 1. - M.: Nauka, 1964. - P. 241-242.
Vezi: Lipson G. Mari experimente în fizică. - M., 1972. - P. 12.

Ce diferențiază un experiment de o observație? și am primit cel mai bun răspuns

Răspuns de la Denis Odessa[activ]
Diferă de observație prin interacțiunea activă cu obiectul studiat. De obicei, experimentul se desfășoară în interior cercetarea stiintificași servește la testarea unei ipoteze, la stabilirea relațiilor cauzale între fenomene

Răspuns de la Vasili Khaminov[guru]
prin experimentare, supui un obiect la un fel de teste)) Și observațiile îl observi pur și simplu în condiții naturale))

Răspuns de la Daria Şevciuk[activ]
observația este un mod pasiv de cunoaștere, iar experiența este o modalitate activă.

Răspuns de la Vinera Ovechkina[incepator]
Observația este percepția obiectelor naturale, iar experimentul este observarea în condiții special create și controlate. Adică, diferența este că observația depinde în totalitate de natură, în timp ce experimentarea este locul în care trebuie să faci totul singur.

Răspuns de la Dima Kuznetsov[guru]
puteți urmări experimentul O_O

Răspuns de la _BE`Z analoga_ I`[incepator]
Observația științifică (N.) este percepția obiectelor și fenomenelor realității, efectuată în scopul cunoașterii lor. În actul lui N. se poate evidenția:
1) obiect;
2) subiect;
3) fonduri;
4) condiții;
5) un sistem de cunoștințe, pe baza căruia se stabilește scopul cercetării și se interpretează rezultatele acesteia.
Toate aceste componente ar trebui să fie luate în considerare la raportarea rezultatelor lui N., astfel încât să poată fi repetate de orice alt observator. Cea mai importantă cerință pentru știința științifică este respectarea intersubiectivității. Implică faptul că N. poate fi repetat de fiecare observator cu același rezultat. Numai în acest caz rezultatul lui N. va fi inclus în știință. Prin urmare, de exemplu , observațiile OZN-urilor sau diferitelor fenomene psihice care nu satisfac cerința intersubiectivității rămân încă în afara științei.
N. se împart în directe şi indirecte. Prin observare directă, omul de știință observă însuși obiectul ales. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna posibil. De ex. , obiectele mecanicii cuantice sau multe obiecte ale astronomiei nu pot fi observate direct. Putem judeca proprietățile unor astfel de obiecte numai pe baza interacțiunii lor cu alte obiecte. Acest tip de informație se numește indirectă; se bazează pe presupunerea unei anumite conexiuni naturale între proprietățile obiectelor direct neobservabile și manifestările observabile ale acestor proprietăți și conține o concluzie logică despre proprietățile unui obiect neobservabil bazată pe efectul observat. a actiunii sale. Trebuie remarcat că o linie ascuțită nu poate fi trasă între N direct și indirect. ÎN stiinta moderna N. indirecte sunt din ce în ce mai răspândite pe măsură ce numărul și sofisticarea instrumentelor folosite în N. crește și sfera cercetării științifice se extinde. Obiectul observat afectează dispozitivul, iar omul de știință observă direct doar rezultatul interacțiunii obiectului cu dispozitivul.
Un experiment (E.) este un impact material direct asupra unui obiect real sau a condițiilor lui înconjurătoare, efectuat în scopul înțelegerii acestui obiect.
Următoarele elemente sunt de obicei distinse în E.:
1) scop;
2) obiect de experimentare;
3) condiţiile în care este amplasat sau plasat obiectul;
4) E. înseamnă;
5) impactul material asupra obiectului.
Fiecare dintre aceste elemente poate fi folosit ca bază pentru clasificarea E. ele pot fi împărțite în fizice, chimice, biologice etc., în funcție de diferențele dintre obiectele de experimentare. Una dintre cele mai multe clasificări simple se bazează pe diferenţe în scopurile lui E.: de exemplu. , înființarea k.-l. modele sau descoperirea faptelor. E. efectuate în acest scop se numesc „căutare”. Rezultatul căutării E. reprezintă informații noi despre zona studiată. Cu toate acestea, cel mai adesea se efectuează un experiment pentru a testa o anumită ipoteză sau teorie. Acest tip de E. se numește „testare”. Este clar că este imposibil să se traseze o graniță clară între aceste două tipuri de E. Același E. poate fi folosit pentru a testa o ipoteză și, în același timp, pentru a oferi informații neașteptate despre obiectele studiate. La fel, rezultatul căutării E. ne poate obliga să abandonăm ipoteza acceptată sau, dimpotrivă, să furnizăm justificare empirică raționamentului nostru teoretic. În știința modernă, același element servește din ce în ce mai mult la scopuri diferite.
E. este întotdeauna chemat să răspundă la o întrebare sau alta. Dar pentru ca o întrebare să aibă sens și să permită un răspuns cert, trebuie să se bazeze pe cunoștințele anterioare despre zona studiată. Această cunoaștere este oferită de teorie și teoria este cea care pune întrebarea de dragul de a răspunde la care E. este pusă. Prin urmare, E. nu poate aduce rezultatul corect fără teorie. Inițial, întrebarea este formulată în limbajul teoriei, adică în termeni teoretici desemnând obiecte abstracte, idealizate. Pentru ca E. să răspundă la o întrebare teoretică, această întrebare trebuie reformulată în termeni empirici, ale căror semnificații sunt obiecte senzoriale. Trebuie totuși subliniat că prin efectuarea N. și E., depășim pur și simplu

Răspuns de la Vladimir Sudin[guru]
Ei bine, știi, SALUT!
Un experiment este atunci când tu însuți participi, iar observația - NIMIC nu depinde de tine....

Răspuns de la Fantomă flămândă[guru]
experiment - efectuează experimente, observație - pur și simplu observă, privește (de exemplu, cât de repede crește o plantă sub influența unui fel de îngrășământ) ... experiment - practică, observație - teorie

Știința naturală modernă se caracterizează prin întărirea rolului observației. Principalele motive pentru acest fenomen sunt:

1) dezvoltarea metodei de observare în sine: echipamentul creat pentru observare poate funcționa în mod automat timp îndelungat și poate fi controlat de la distanță; conexiunea sa la un computer face posibilă prelucrarea rapidă și fiabilă a datelor observaționale;

2) conștientizarea de către comunitatea științifică că experimentele nu pot fi efectuate pe obiecte care sunt vitale pentru umanitate. Acesta este, în primul rând, oceanul și atmosfera pământului. Ele pot fi studiate numai prin observație;

3) apariția de noi oportunități pentru observarea Pământului odată cu dezvoltarea tehnologiei spațiale. Observațiile Pământului din spațiu fac posibilă obținerea de informații despre formațiuni terestre integrale într-o formă integrativă, care nu pot fi obținute atunci când subiectul observației este pe Pământ. Ele ne permit să observăm imagini holistice ale interacțiunilor mai multor subsisteme ale Pământului simultan, să observăm dinamica unui număr de procese de pe Pământ;

4) eliminarea mijloacelor de observare dincolo de atmosfera Pământului și chiar dincolo de câmpul gravitațional a extins posibilitatea observațiilor astronomice. Astfel, cu ajutorul mașinilor a fost posibil să se vadă partea îndepărtată a Lunii, să cerceteze suprafața și împrejurimile altor planete. sistem solar. Faptul este că în afara atmosferei terestre nu există absorbția radiației cosmice electromagnetice într-o gamă largă de frecvențe de către atmosferă. După îndepărtarea instrumentelor dincolo de atmosfera Pământului, astronomia cu raze X și gama a apărut și a început să se dezvolte rapid.

Ce este observația științifică?

Observare- aceasta este o percepție deliberată, sistematică a unui fenomen, realizată cu scopul de a identifica proprietățile și relațiile esențiale ale acestuia.

Observația este o formă activă activitate științifică subiect. Necesită stabilirea sarcinii de observare, dezvoltarea unei metodologii de desfășurare a acesteia, dezvoltarea modalităților de înregistrare a rezultatelor observației și procesare a acestora.

Sarcinile de observare emergente sunt cauzate de logica internă a dezvoltării științelor naturale și de cerințele practicii.

Observația științifică este întotdeauna asociată cu cunoștințele teoretice. Arată ce să observăm și cum să observăm. De asemenea, determină gradul de acuratețe al observației.

Observațiile pot fi:

-direct - proprietățile și aspectele unui obiect sunt percepute de simțurile umane;

-mediat- efectuat folosind mijloace tehnice(microscop, telescop);

- indirect– în care nu obiectele sunt observate, ci rezultatele influenței lor asupra altor obiecte (fluxul de electroni, care este înregistrat de strălucirea unui ecran cu un strat special).

Condiţiile de observare trebuie să asigure:

a) lipsa de ambiguitate a planului de observare;

b) posibilitatea controlului fie prin observare repetată, fie prin utilizarea unor metode noi, diferite de observare. Rezultatele observațiilor trebuie să fie reproductibile. Desigur, nu există o reproductibilitate absolută a rezultatelor observaționale. Rezultatele observațiilor sunt înregistrate numai în cadrul anumitor cunoștințe științifice.

În timpul procesului de observație, subiectul nu interferează cu natura fenomenului observat. Aceasta generează dezavantajele observarii Cum metoda stiintifica cunoştinţe:

1. Este imposibil să izolați fenomenul observat de influența factorilor care îi ascund esența. Conceptul de factor de întunecare este ușor de înțeles folosind exemplul corpurilor în cădere liberă. într-adevăr, cădere liberă corpurile arată că rezistența aerului influențează în mod clar natura mișcării corpului, dar nu are niciun efect asupra dependenței acestei mișcări de gravitație. Astfel, un factor de întunecare este un factor de care nu depinde fenomenul studiat, dar care modifică forma de manifestare a fenomenului studiat.

2. Fenomenul nu poate fi reprodus de câte ori este necesar pentru acest studiu; trebuie sa astepti sa se repete.

3. Este imposibil de studiat comportamentul unui fenomen în conditii diferite, adică este imposibil să-l studiezi cuprinzător.

Aceste neajunsuri ale observației sunt cele care îl obligă pe cercetător să treacă la experiment. Pentru a încheia această întrebare, observăm că în științe naturale moderne observaţia ia din ce în ce mai mult forma măsurării valorii cantitative a proprietăţilor sistemului. Rezultatele observațiilor sunt înregistrate în protocoale. Sunt tabele, grafice, descrieri verbale etc. După ce au primit protocoale de observație, cercetătorul încearcă să stabilească dependențe între anumite proprietăți: cantitative, succesiune în timp, concomitent, excludere reciprocă etc.

10. Metoda experimentală

Experiment este o metodă de cunoaștere bazată pe controlul comportamentului unui obiect folosind o serie de factori, controlul asupra acțiunii cărora este în mâinile cercetătorului.

Experimentarea nu a înlocuit complet observația. Observarea în condiții experimentale înregistrează impactul asupra obiectului și reacția obiectului. Fără aceasta, experimentul merge în zadar. De exemplu, legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit spune: pentru metale și electroliți, curentul din circuit este proporțional cu tensiunea aplicată. Pentru a testa acest model experimental, este necesar să se schimbe tensiunea din circuit și să se observe (remedieze) cum se modifică puterea curentului.

Principala diferență dintre experiment din observație este că și în cel mai simplu experiment este creat sistem artificial elemente neîntâlnite anterior în practica umană. Acest sistem artificial va fi o configurație experimentală.

Principala cerință pentru experiment- reproductibilitatea rezultatelor sale. Aceasta înseamnă că un experiment efectuat în momente diferite în timp, celelalte lucruri fiind egale, ar trebui să dea același rezultat. Cu toate acestea, nu orice experiment biologic, de exemplu, poate fi repetat de câte ori se dorește (transplant de inimă etc.). O astfel de repetare este posibilă în principiu. Dar se pune și problema oportunității repetarii.

În funcţie de subiectul cercetării experiment subdivizatîn științe naturale, tehnice și sociale. Alegerea acestui sau aceluia tip de experiment, precum și planul de implementare a acestuia, depinde de problema de cercetare. În acest sens, experimentele se împart în: căutare, măsurare, control, verificare.

Motoarele de căutare sunt efectuate experimente pentru a descoperi obiecte sau proprietăți necunoscute. Măsurare– să stabilească parametrii cantitativi ai subiectului sau procesului studiat.

Teste– pentru a verifica rezultatele obținute anterior. Test– pentru a confirma sau infirma o anumită ipoteză sau o afirmație teoretică.

Experimentul modern este teoretic încărcat. Serios:

Experimentul folosește instrumente, iar acestea reprezintă rezultatul materializat al activității teoretice anterioare;

Fiecare experiment este construit pe baza unei teorii, iar dacă teoria este bine dezvoltată, atunci se știe dinainte la ce rezultat va duce experimentul;

Un experiment, de regulă, nu oferă o imagine continuă a procesului, ci doar punctele sale cheie. Doar gândirea teoretică este capabilă să reconstruiască întregul proces din ele;

La prelucrarea datelor experimentale, este necesar să se efectueze o medie și să se aplice teoria erorilor.

Sarcina teoretică a experimentului crește. Motivul pentru aceasta este apariția teorie matematică experiment, a cărui utilizare reduce numărul de mostre din experiment și mărește acuratețea acestuia.

Pentru a înțelege în mod clar posibilitățile și limitele de aplicabilitate ale teoriei planificării experimentale și a creării de sisteme automate de control al experimentului, este necesar să se țină cont de faptul că toate deciziile și acțiunile experimentatorului pot fi împărțite condiționat în două tipuri:

1) pe baza unui studiu detaliat și scrupulos al unui fenomen specific;

2) bazat pe mai mult proprietăți generale, caracteristic multor fenomene și obiecte.

Primele decizii și acțiuni le vom numi euristice, iar pe a doua - formalizabile. Dacă vorbim despre partea euristică, atunci succesul aici este determinat de nivelul de pregătire a experimentatorului într-un anumit domeniu de cunoaștere, precum și de intuiția sa. Teoria matematică a experimentului se ocupă doar de studiul părții formalizate activități experimentale. Succesul aici este în întregime determinat de dezvoltarea teoriei și de nivelul de pregătire al experimentatorului în cadrul acestei teorii.

Cel mai important concept din teoria planificării experimentale este conceptul de factor. factor se numeşte variabilă independentă controlată corespunzătoare uneia dintre modalităţile posibile de influenţare a obiectului de studiu. Adesea, astfel de variabile sunt numite factori ajustabili. Factorii controlați pot fi temperatura, presiunea, compoziția amestecului de reacție, concentrația etc. În fiecare caz specific, numărul acestor factori și valorile lor numerice sunt clar definite. Atunci când alegeți factori, este indicat să luați în considerare cât mai mulți dintre ei. Ele sunt stabilite pe baza rezultatelor unei revizuiri a literaturii, studiind esența fizică a procesului, raționament logicși sondajul specialiștilor.

Stările cantitative și calitative ale factorilor selectați pentru experiment se numesc niveluri de factori. Ca factori, este recomandabil să se selecteze astfel de variabile independente care să corespundă unuia dintre impacturile rezonabile asupra obiectului de studiu și care pot fi măsurate cu o acuratețe suficient de mare folosind mijloacele disponibile.

Cerințe de bază pentru factori, cum ar fi:

a) controlabilitate, adică capacitatea de a seta și de a menține constant nivelul de factor dorit selectat pe parcursul întregului experiment și de a-l schimba conform unui program dat. Cerința controlabilității este asociată cu nevoia de a schimba factorii în timpul unui experiment la mai multe niveluri, iar în fiecare experiment individual nivelul de variație trebuie menținut destul de precis.

b) compatibilitate, i.e. fezabilitatea oricărei combinații de factori. Compatibilitatea factorilor înseamnă că toate combinațiile lor pot fi implementate în practică. Această cerință este gravă, deoarece în unele cazuri incompatibilitatea factorilor poate duce la distrugerea instalației (de exemplu, ca urmare a formării unui amestec de gaze predispus la autoexplozie) sau a instrumentelor de măsurare.

c) independența, adică capacitatea de a stabili factori la orice nivel, indiferent de nivelul altor factori. Conceptul de independență sugerează că un factor nu este o funcție a altor factori. În special, un factor precum temperatura camerei este o funcție de alți factori: numărul emițătorilor de căldură și locația acestora etc.

d) acuratețea măsurării și controlului trebuie să fie cunoscută și suficient de mare (cel puțin cu un ordin de mărime mai mare decât precizia de măsurare a parametrului de ieșire). Precizia scăzută a măsurării factorului reduce posibilitatea de reproducere a experimentului;

e) trebuie să existe o corespondență unu-la-unu între factori și parametrul de ieșire, i.e. o modificare a factorilor va atrage după sine o modificare a parametrului de ieșire;

f) zonele de determinare a factorilor trebuie să fie astfel încât, la valorile limită ale factorilor, parametrul de ieșire să rămână în limitele sale.

Experimentul este, de asemenea, afectat de factori necontrolați - acestea sunt condiții necontrolate pentru efectuarea experimentelor. Practic, este imposibil să le descrii pe toate și nu este necesar.

Următorul concept important al teoriei matematice a experimentului este conceptul de „funcție de răspuns”. Ce se află în spatele acestui concept?

Cursul procesului este caracterizat cantitativ de una sau mai multe cantități. În teoria planificării experimentale, astfel de mărimi sunt numite funcții de răspuns. Ele depind de factorii de influență.

Prin descrierea matematică a procesului vom înțelege un sistem de ecuații care conectează funcțiile de răspuns cu factorii de influență. În cel mai simplu caz, aceasta poate fi o singură ecuație. Adesea, o astfel de descriere matematică este numită un model matematic al procesului studiat. Valoarea unei descrieri matematice a fenomenului studiat este că oferă informații despre influența factorilor, permite cuantificarea valorii funcției de răspuns pentru un anumit mod de proces și poate servi ca bază pentru optimizarea procesului studiat. .

Atunci când alegeți un parametru de ieșire, trebuie luate în considerare următoarele cerințe:

a) parametrul de ieșire trebuie să aibă o caracteristică cantitativă, i.e. trebuie măsurat;

b) trebuie să evalueze (măsoare) fără ambiguitate performanţa obiectului de cercetare;

c) trebuie să fie astfel încât să se poată distinge clar între experimente;

d) să reflecte cât mai pe deplin esenţa fenomenului studiat;

e) trebuie să aibă un sens fizic destul de clar.

Alegerea cu succes a parametrului de ieșire este în mare măsură determinată de nivelul de cunoaștere a fenomenului studiat.

Puteți utiliza doi sau mai mulți parametri de ieșire, dar apoi sarcina devine mult mai complicată. Trebuie luat în considerare faptul că factorii sunt selectați numai după ce parametrul (sau parametrii) de ieșire au fost selectați.

Procesul este controlat folosind instrumente care măsoară parametrii de intrare și de ieșire. Pentru studiile de scurtă durată, se recomandă utilizarea controalelor indicatoare, iar pentru studiile pe termen lung, controale de înregistrare.

Spațiul ale cărui coordonate sunt factori se numește de obicei spațiu factorial sau spațiul variabilelor independente. Analiza matematică planificarea unui experiment se rezumă la alegerea locației optime a punctelor în spațiul factorilor care asigură obținerea celor mai bune, într-un anumit sens, rezultate ale cercetării.

Modern studii experimentale au urmatoarele caracteristici:

1. Imposibilitatea observării fenomenelor studiate folosind doar simțurile subiectului-experimentator (temperaturi scăzute sau ridicate, presiune, vid etc.);

2. Știința naturii din secolul al XIX-lea a încercat să se ocupe experimental de sisteme bine organizate, i.e. sisteme de studiu care depind de un număr mic de variabile. Idealul, de exemplu, al unui fizician experimental a fost experiment cu un singur factor. Esența sa este următoarea: S-a presupus că cercetătorul ar putea stabiliza toate variabilele independente ale sistemului studiat cu orice grad de precizie. Apoi, schimbând unele dintre ele una câte una, a stabilit dependențele care îl interesau. Iată un exemplu de experiment cu un singur factor. Să luăm în considerare un gaz care se află la o anumită temperatură, presiune și volum. Fiecare dintre parametrii de sistem numiți (temperatură, presiune, volum) poate fi constant. Deci, puteți, să spunem, să studiați modificarea volumului unui gaz cu o schimbare a presiunii, dacă temperatura este constantă, de exemplu. efectuează un proces izoterm. Procesele izobarice și izocorice se desfășoară în mod similar.

În a doua jumătate a secolului al XX-lea a apărut nevoia de a efectua experimente cu difuzie, adică. sisteme prost organizate. Particularitatea lor constă în faptul că în astfel de sisteme au loc simultan mai multe procese de natură diferită. Mai mult, ele sunt atât de strâns legate între ele încât, în principiu, nu pot fi considerate izolate unele de altele. De exemplu asta procese fizice, care apar între catod și anod în lampă, aceasta este analiza spectrală de emisie etc.;

H. Utilizarea dispozitivelor de filtrare. Concluzia: nu toate semnalele produse experimental au aceeași valoare. Este adesea dificil să identifici dintr-o cantitate mare de informații ceea ce este esențial. În astfel de situații se folosesc dispozitive de filtrare. Acestea sunt mașini capabile să selecteze semnalele de intrare și să ofere cercetătorului informațiile necesare pentru a rezolva problema.

Exemplu. În fizica microlumilor, se știe că aceeași particulă se poate degrada prin mai multe canale. Probabilitățile de dezintegrare prin diferite canale sunt diferite. Unele dintre ele sunt neglijabile. De exemplu, mezonul K + se descompune prin șapte canale. Dezintegrarea mezonului K + -, care are loc cu probabilitate scăzută, este foarte dificil de detectat dacă rezultatele experimentale sunt procesate manual. Aici sunt folosite dispozitivele de filtrare. Ele automatizează căutarea tipului de degradare dorit particulă elementară;

4. Experimentele moderne se caracterizează prin utilizarea unor echipamente complexe, un volum mare de parametri măsurați și înregistrați și complexitatea algoritmilor de procesare a informațiilor primite.

Toate experimentele sunt efectuate cu următoarele obiective:

1) pentru a obține date empirice noi care sunt supuse generalizării ulterioare;

2) pentru a confirma sau infirma ideile și teoriile existente și este necesar să înțelegem ce confirmă experimentul în teorie și ce nu.

Experimentul nu testează teoria în ansamblu, ci consecințele ei observate. Prin măsurători se compară două grupe de fapte: cele prezise de teorie și cele găsite în urma măsurătorilor. Dacă între ele nu există cel puțin o coincidență aproximativă, teoria, chiar dacă este coerentă din punct de vedere logic, nu poate fi considerată satisfăcătoare. În același timp, experimentul nu ne permite să tragem o concluzie absolută despre corectitudinea teoriei. După ce a primit confirmarea experimentală a unei poziții teoretice, nu este întotdeauna posibil să se garanteze că experimentul a confirmat-o doar. Cercetătorul nu știe întotdeauna câte alte ipoteze valide satisface rezultatul. Acest lucru, în special, este legat de imposibilitatea unui „experiment decisiv”. Experimentul confirmă în mod absolut nu construcția teoretică în sine, ci interpretarea sa specifică.

În unele cazuri, observarea și în toate cazurile experimentul sunt asociate cu măsurarea anumitor caracteristici ale sistemului studiat.

Ce este măsurarea?

Se numește procedura de stabilire a unei cantități folosind alta, acceptată ca standard măsurare. Măsurarea leagă observația de matematică și permite crearea de teorii cantitative.

Metoda de măsurare include trei puncte principale:

a) alegerea unei unităţi de măsură şi obţinerea unui set corespunzător de măsuri;

b) stabilirea unei reguli de comparare a unei marimi masurate cu o masura si a unei reguli de adunare a masurilor;

c) descrierea procedurii de măsurare.

Deci, măsurarea implică efectuarea uneia sau altei proceduri fizice, dar nu se limitează la aceasta. Pentru a-și îndeplini scopul, măsurarea trebuie să implice și o anumită teorie. De asemenea, este necesar să cunoaștem teoria dispozitivului, deoarece fără o astfel de cunoaștere citirile sale vor rămâne de neînțeles pentru noi.

Scopul observațiilor și experimentelor este de a oferi științei fapte. Ce se înțelege prin fapte?

Există diferite definiții ale faptului în literatură. Să numărăm fapt cunoașterea empirică, care fie servește drept punct de plecare în construcția unei teorii științifice, fie joacă rolul de a-i testa adevărul. Apropo, cunoștințele teoretice pot îndeplini și aceste două funcții numite. Și atunci va acționa ca un fapt.

Întrucât un fapt este un element al cunoașterii, el se îmbină adesea cu explicația sa. Este foarte important să clarificați întotdeauna faptele din explicația lor cât mai mult posibil. De ce? Dacă suntem pentru fapt real Dacă prezentăm un fapt care a fost deja explicat, atunci vom impune în mod nerezonabil o interdicție asupra altor posibile explicații ale acestui fapt. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că faptele nu există în forma lor pură. Fiecare fapt poartă pecetea cunoștințelor existente. Ca formă de cunoaștere pentru știința naturii, un fapt este valoros prin faptul că are o anumită invarianță în diverse sisteme cunoştinţe.

În timp ce am grijă de fiul meu cel mic, îl văd constant făcând noi descoperiri observând lumea și efectuând mici experimente. Acum el însuși nu știe ce înseamnă aceste concepte și cum diferă. Dar când va fi puțin mai mare, asta îi voi spune.

Observațiile și experiențele mele

Cel mai bine este să explici cu un exemplu.

Întotdeauna mi-a plăcut să observ obiectele lumii din jurul meu. Deci, este foarte interesant să urmăriți cum se comportă furnicile în funcție de vreme și de ora zilei.

Dar ceea ce îmi place și mai mult este să conduc experimente.

Odată în copilărie am avut o experiență uimitoare. Din enciclopedia copiilor am aflat că abdomenul furnicilor este transparent. Această presupunere a devenit ipoteza mea, care trebuia confirmată sau infirmată. Am preparat siropuri dulci culori diferiteși a pus mici picături lângă furnicar. E amuzant, dar când furnicile au băut, burtica lor a căpătat culoarea unei picături de sirop. Asta mi-a confirmat ipoteza.

Ați ghicit cum au fost diferite observațiile mele simple despre viața unui furnicar de experimentul pe care l-am efectuat?

În primul caz, pur și simplu am urmărit (observat) comportamentul insectelor. În timpul efectuării experimentului, eu însumi a trebuit să interacționez cu subiecții plasând picături colorate lângă furnicar.
În timpul desfășurării experimentului, aveam o ipoteză (din enciclopedia copiilor) și un plan de acțiune.
Observațiile nu au necesitat niciun echipament (deși acest lucru nu este întotdeauna adevărat; de exemplu, pentru a observa obiecte spațiale, veți avea nevoie de un telescop). Pentru experiment am avut nevoie de zahăr, apă, coloranți și alte mijloace pentru a face sirop.

Pisica se uită

Ai grijă de animalul tău de companie. Veți observa multe caracteristici interesante. De exemplu, pisicile sunt capabile să emită multe sunete diferite unele de altele.

Experimentează „Lava”

Acest experienta interesanta poți testa ipoteza că uleiul este mai ușor decât apa, dar sarea este mai grea decât uleiul.

Ia un pahar. Umpleți-l cu apă și ulei vegetal (2:1). Uleiul va rămâne plutind deasupra.
Adăugați colorant alimentar.
Adăugați o lingură de sare.

„Lava” într-un borcan

Bucurați-vă de „lava” într-un pahar.

Metoda de observare. Etape de observare

Observarea se realizează de către cercetător prin includerea într-o situație experimentală sau prin analiza indirectă a situației și înregistrarea fenomenelor și faptelor de interes pentru cercetător.

Etapele cercetării observaționale (după K.D. Zarochentsev):

1) Definirea subiectului de observatie, obiect, situatie.

2) Alegerea unei metode de observare și înregistrare a datelor.

3) Crearea unui plan de observare.

4) Alegerea unei metode de prelucrare a rezultatelor.

5) De fapt, observație.

6) Prelucrarea și interpretarea informațiilor primite.

Asemănări și diferențe între observație și experiment

Observație conform lui Meshcheryakov B.G. - „percepție organizată, intenționată, înregistrată a fenomenelor mentale în scopul studierii lor în anumite condiții.”

Experimentul conform lui Meshcheryakov B.G. - „a condus în conditii speciale experiență de a obține noi cunoștințe științifice prin intervenția țintită a cercetătorului în activitatea de viață a subiectului.”

Analizând specificul metodelor de observare și experimentare, vom determina asemănările și diferențele acestora.

Caracteristici comune în observație și experiment:

Ambele metode necesită pregătire preliminară, planificare și stabilire a obiectivelor;

Rezultatele cercetării prin observație și experiment necesită o prelucrare detaliată;

Rezultatele studiului pot fi influențate de caracteristicile personale ale cercetătorului.

Diferențele dintre metodele observaționale și experimentale:

Capacitatea de a schimba situația și de a o influența într-un experiment și incapacitatea de a face schimbări în observație;

Scopul observației este de a afirma situația, scopul experimentului este de a schimba situația, de a monitoriza gradul de influență a anumitor mijloace asupra situației;

Metoda experimentală necesită cunoștințe clare despre obiectul studiat; aceste cunoștințe sunt adesea dobândite prin observare.

Sarcina practică

Tema sondajului a fost dezvoltată ținând cont de caracteristicile grupului țintă cu care ne-am propus să lucrăm. Ca atare au fost selectați adolescenți din liceu. Potrivit lui Vygotsky L.S. Activitatea principală la această vârstă este comunicarea intimă și personală. Prin comunicarea cu semenii și adulții, un adolescent își construiește atitudinea personală față de lume și își formează propria imagine unică. În acest sens, este periculos pentru un adolescent să nu fie printre semenii săi. Este extrem de important să ai prieteni și asociați la această vârstă.

De aceea, pentru sondaj a fost ales următorul subiect: „Eu și prietenii mei”.

Scopul sondajului: de a determina nivelul de formare a prieteniilor în rândul adolescenților moderni de vârstă liceală.

Pentru atingerea scopului a fost elaborat un chestionar:

Chestionar „Eu și prietenii mei”

Instrucţiuni:

Buna ziua.

Sunteți invitat să participați la un studiu științific.

Vă rugăm să citiți cu atenție fiecare întrebare și să răspundeți cât mai sincer posibil, încercuind răspunsul care vi se pare corect sau introducând răspunsul de care aveți nevoie în câmpul special de răspuns. Pentru întrebări cu alegere multiplă, trebuie să alegeți doar una.

Detalii personale:

Nume, prenume_______________________________________ Clasa_________________

1. Ai un cerc de prieteni?

a) da; b) nu.

2. Ce te unește?_____________________________________________

3. În care prieten ai avea încredere secretul tău?______________

4. La care prieten ai apela pentru ajutor într-o situație dificilă?_________________________________________________

5. Ce calități prețuiesc prietenii tăi la tine?________________________________

6. Amintește-ți momentele în care ai ajutat unul dintre prietenii tăi să facă față oricărei probleme________________________________

7. Cum te simți cu prietenii tăi?

a) bine, distractiv;

b) plictisitor, trist;

c) mai întâi un lucru, apoi altul.

8. Ce fel de prieteni ți-ar plăcea să ai?________________________

9. Ce calități de caracter sunt cele mai apreciate printre prietenii tăi?________________________________________________

10. Cum ai numi grupul în care îți petreci timpul liber?

a) prietenii mei;

b) firma mea;

c) parte;

d) curtea mea;

e) echipa mea;

f) propria versiune _________________________________________________________

11. Aveți adulți cu care comunicați? Cine este aceasta?_______________________________________________________

12. Ai conflicte? Dacă da, cum sunt de obicei rezolvate?

b) o luptă;

c) datorită intervenţiei conducătorului;

d) datorită intervenției unui adult;

e) un compromis al unora dintre băieți.

13. Ce simt adulții despre grupul tău?

a) cu amabilitate;

b) ostil;

c) neutru.

14. Marcați cu ce afirmații sunteți de acord:

a) Sunt des consultat;

b) Nu pot lua o decizie importantă fără prietenii mei;

c) nimeni nu mă înțelege cu adevărat;

d) îmi este mai ușor să iau o decizie și să spun și altora despre aceasta;

d) îmi este mai ușor să iau o decizie împreună cu toată lumea.

15 Cum ți-ai descrie starea de spirit când ești cu prietenii tăi?_________________________________

Chestionarul conține instrucțiuni destul de informative care vă ajută să înțelegeți esența sarcinii. În total, chestionarul conține 15 întrebări, atât deschise, cât și închise. Diferitele tipuri de întrebări sunt amestecate, ceea ce ajută intervievatul să se concentreze asupra fiecărei întrebări. Cele mai dificile întrebări care necesită cele mai sincere răspunsuri sunt situate în mijlocul chestionarului.

La sondaj au participat 12 persoane - elevi din clasele 9-10 școală gimnazială. Compoziția de sex și vârstă a grupului țintă este prezentată în diagramele de mai jos.

Diagrama 1-2. Compoziția pe sex și vârstă a respondenților

Să trecem la analiza datelor obținute și interpretarea acestora.

Absolut toți adolescenții au răspuns pozitiv la prima întrebare, spunând că au prieteni. Printre factorii care unesc respondenții cu prietenii lor au fost: interesele comune, studiile, petrecerea timpului împreună, cunoștințele comune și părinții-prieteni.

Diagrama 3. Factori care unesc prietenii

Coloana de răspunsuri la a treia întrebare indica adesea numele prietenilor sau numărul de prieteni. Numărul de prieteni cărora respondenții le-au putut încredința secrete personale nu a depășit 1-2.

Răspunsurile la a patra întrebare au fost similare. Cercul de ajutor al respondenților a fost format din aceleași persoane ca și cercul lor de încredere.

Printre calitățile apreciate de prietenii respondenților la respondenți înșiși au fost: umorul, capacitatea de a înțelege, capacitatea de a avea încredere, capacitatea de a ajuta și sociabilitatea.

Diagrama 4. Calități apreciate de prieteni

La întrebarea 6, cele mai frecvente răspunsuri au fost „Îmi este greu să răspund” sau „Nu îmi amintesc”. De asemenea, nu era neobișnuit ca respondenții să sară peste o întrebare. Doar 15% din numărul total respondenții au răspuns la această întrebare. Printre răspunsuri, au fost cazuri din viața personală care practic nu s-au intersectat unele cu altele.

80% dintre respondenți au răspuns că se simt distracție în compania prietenilor lor. 20% dintre respondenți au sentimente mixte.

Printre calitățile prietenilor ideali, respondenții au numit onestitatea, simțul umorului, responsabilitatea, devotamentul și respectul.

Cele mai multe dintre aceste calități au fost denumite și printre cele considerate de bază printre prietenii respondentului.

Răspunsurile la întrebarea 10 au fost distribuite după cum urmează:

Diagrama 5. Numele cercului de prieteni de către respondenți

Dintre adulții cu care adolescenții comunică, s-au remarcat: părinți, profesori și antrenori. Adulții au adesea o atitudine neutră (55%) sau negativă (30%) față de grupele de vârstă.

Situațiile conflictuale nu apar des și se rezolvă prin găsirea unui compromis între copii.

Răspunsurile la penultima întrebare au fost împărțite după cum urmează:

a) oamenii mă consultă adesea - 25%;

b) Nu pot lua o decizie importantă fără prietenii mei - 20%;

c) nimeni nu mă înțelege cu adevărat - 15%;

d) îmi este mai ușor să iau o decizie și să spun și altora despre asta - 20%;

e) îmi este mai ușor să iau o decizie împreună cu toată lumea - 20%.

85% își caracterizează starea de spirit între prieteni în mod pozitiv, 15% negativ.

Interpretarea datelor obținute în timpul sondajului conduce la următoarele concluzii:

1. În rândul școlarilor și adolescenților există o mare dorință de a forma grupuri de egali;

2. Toți adolescenții cred că au un cerc mare de prieteni. Între timp, ei pot spune doar un secret sau pot apela la un număr mic de oameni pentru ajutor.

3. Majoritatea grupurilor de adolescenți se formează pe baza activităților de agrement comune, activități educaționale si interese.

4. Grupurile de adolescenți își schimbă adesea compoziția și sunt instabile.

5. Grupurile de adolescenți influențează opiniile adolescenților incluși în ele, dar adesea nu reprezintă o resursă pentru a lua decizii serioase cu privire la personalitatea adolescentului.

6. Adolescenții au idei destul de vagi despre prietenie. Vă spun prieteni număr mare oameni.

7. Adulții sunt practic îndepărtați de procesele de formare și gestionare a grupurilor de adolescenți.

8. Adolescenții moderni Sunt apreciate seriozitatea, onestitatea, asistența reciprocă, încrederea și capacitatea de a ajuta.