Эксперимент как метод исследования

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  образовательное учреждение

высшего профессионального  обучения

«Челябинский  государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»)

 

Факультет управления

 

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине: Основы научных исследований

ЭКСПЕРИМЕНТ КАК  МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2013

ВВЕДЕНИЕ

 

Экспериме́нт (от лат. experimentum — проба, опыт)  — метод исследования некоторого явления в управляемых  условиях. Отличается от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым  объектом. Обычно эксперимент проводится в рамках научного исследования и  служит для проверки гипотезы, установления причинных связей между феноменами.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что люди постоянно экспериментируют, это помогает в исследовании и в возможности появления чего-то нового.

Мне понравился учебник «  Экспериментально - исследовательская  деятельность различные аспекты, автор  которого Новиков. А. М. Он представил виды эксперимента, их классификации. В процессе написания работы мною были использованы также труды таких авторов  как Демидова, А. В., Загвязинский, В. И., Кожухар,В. М., Степин В. С.

Цель: Изучить эксперимент  как метод исследования.

Задачи: Дать определение  понятия эксперимент, охарактеризовать виды эксперимента, рассмотреть плюсы  и минусы в процессе эксперимента.

Объект: Эксперимент.

Субъект: Метод исследования.

Структура реферата включает: введение, 3 главы, заключение, список использованных источников.

 

 

 

ВИДЫ  ЭКСПЕРИМЕНТА

 

Физический эксперимент — способ познания природы, заключающийся в  изучении природных явлений в  специально созданных условиях. Изучение нового физического явления начинается с наблюдения. Непосредственно за наблюдением следует качественный анализ, в ходе которого формулируются какие-то, часто не вполне определенные и четкие, представления о сущности явления, а также намечаются пути его экспериментального изучения. Так, например, английский ботаник Броун опробовал в 1827 году изобретенный в то время новый объектив для микроскопа. Наблюдая с помощью микроскопа взвесь цветочной пыльцы в воде, он был поражен зрелищем, открывшимся в поле зрения объектива. Как сам Броун, так и многие другие ученые считали, что причиной броуновского движения является особая «жизненная сила», которая якобы должна находиться в цветочной пыльце.

Физический эксперимент, хотя и  связан с наблюдением, не менее существенно  отличен от него. Это следующий, качественно  новый этап чувственного восприятия изучаемого явления. Эксперимент включает в себя наблюдение как необходимую  составную часть.

В ходе эксперимента не только воспроизводится  явление, но и исследуется его  зависимость от сопутствующих условий  и от параметров, производятся измерения.

Компьютерный (численный) эксперимент  — это эксперимент над математической моделью объекта исследования на ЭВМ, который состоит в том  что, по одним параметрам модели вычисляются  другие ее параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах объекта, описываемого математической моделью. Данный вид эксперимента можно лишь условно отнести к эксперименту, потому как он не отражает природные  явления, а лишь является численной  реализацией созданной человеком  математической модели. Действительно, при некорректности в мат. модели — ее численное решение может быть строго расходящимся с физическим экспериментом. 
Для проверки правильности алгоритма построения модели используется тестовый набор исходных данных, для которых конечный результат заранее известен или предварительно определен другими способами.  
Например, если вы используете при моделировании расчетные формулы, то надо подобрать несколько вариантов исходных данных и просчитать их «вручную». Это тестовые задания. Когда модель построена, вы проводите тестирование с теми же вариантами исходных данных и сравниваете результаты моделирования с выводами, полученными расчетным путем. Если результаты совпадают, то алгоритм разработан верно, если нет — надо искать и устранять причину их расхождения. Тестовые данные могут совершенно не отражать реальную ситуацию и не нести смыслового содержания. Однако полученные в процессе тестирования результаты могут натолкнуть вас на мысль об изменении исходной информационной или знаковой модели, прежде всего в той ее части, где заложено смысловое содержание.  
Чтобы убедиться, что построенная модель отражает свойства оригинала, которые учитывались при моделировании, надо подобрать тестовый пример с реальными исходными данными.

Психологический эксперимент  — проводимый в специальных условиях опыт для получения новых научных  знаний посредством целенаправленного  вмешательства исследователя в  жизнедеятельность испытуемого. 

Структура психологического эксперимента

От любой другой сферы человеческой деятельности наука отличается своими целями, средствами, мотивами и условиями, в которых научная работа протекает. Цель науки - постижение истины, а способ постижения истины - научное исследование.

Исследование, в отличие от стихийных  форм познания окружающего мира, основано на норме деятельности - научном  методе. Его осуществление предполагает осознание и фиксацию цели исследования, средств исследования (методологию, подходы, методы, методики), ориентацию исследования на воспроизводимость  результата.

Различают эмпирическое и теоретическое  исследования, хотя разграничение это  условно. Как правило, большинство  исследований имеет теоретико-эмпирический характер. Любое исследование осуществляется не изолированно, а в рамках целостной  научной программы или в целях  развития научного направления. Изучение особенностей нарциссической личности Э. Фромм проводил в рамках научной программы исследования причин «злокачественной агрессии». Программа К. Левина послужила основой для постановки исследований уровня притязаний, мотивации достижений, квазипотребностей, групповой динамики и пр. Предложенная Б.Ф. Ломовым программа изучения влияния процесса общения на когнитивные процессы породила исследования динамики и эффективности совместного решения сенсорных задач, запоминания материала, сравнения процессов индивидуального и группового мышления и т.д.

Исследования по их характеру можно  разделить на фундаментальные и  прикладные, монодисциплинарные и междисциплинарные, аналитические и комплексные  и т.д.

Фундаментальное исследование направлено на познание реальности без учета  практического эффекта от применения знании.

Прикладное исследование проводится в целях получения знания, которое  должно быть использовано для решения  конкретной практической задачи.

Монодисциплинарные исследования проводятся в рамках отдельной науки (в данном случае - психологии). Как  и междисциплинарные, эти исследования требуют участия специалистов различных  областей и проводятся на стыке нескольких научных дисциплин. К этой группе можно отнести генетические исследования, исследования в области инженерной психофизиологии, а также исследования на стыке этнопсихологии и социологии.

Комплексные исследования проводятся с помощью системы методов  и методик, посредством которых  ученые стремятся охватить максимально (или оптимально) возможное число  значимых параметров изучаемой реальности.

Мысленный эксперимент в  философии, физике и некоторых других областях знания — вид познавательной деятельности, в которой структура  реального эксперимента воспроизводится  в воображении. Как правило, мысленный  эксперимент проводится в рамках некоторой модели (теории) для проверки её непротиворечивости. При проведении мысленного эксперимента могут обнаружиться противоречия внутренних постулатов модели либо их несовместимость с внешними (по отношению к данной модели) принципами, которые считаются безусловно истинными (например, с законом сохранения энергии, принципом причинности  и т. д.).

 

Преимущества  мыслительного эксперимента

• Цели более высокого уровня. Мыслительные эксперименты позволяют участникам достигать целей внутриличностного порядка через развитие самоосознанности. Это могут быть даже цели духовного порядка. 
 
• Любое количество игроков. В ситуации коучинга вы можете проводить мыслительный эксперимент и с одним участником. Бывает и другая крайность: вы можете вести этот вид деятельности и с большой группой участников, и тогда они будут работать параллельно, не взаимодействуя друг с другом (как в вышеописанном примере). 
 
• Любое время и место. Большинство мыслительных экспериментов не требуют специальных материалов или оборудования. Требуется лишь мышление в заданной структуре ситуации. 
 
• Проверенные техники. Этот вид деятельности получил эмпирическую поддержку различных психологических школ. Например, бихевиоральные терапевты доказали эффективность мысленной ролевой игры. Психологи, исследовавшие креативность, многократно продемонстрировали позитивный эффект визуализации. 

Критический эксперимент  — эксперимент, исход которого однозначно определяет, является ли конкретная теория или гипотеза верной. Этот эксперимент  должен дать предсказанный результат, который не может быть выведен  из других, общепринятых гипотез и  теорий.

 

 

 

 

КЛАССИФИКАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТА

 

·       Лабораторный эксперимент. Выделяют в зависимости от условий проведения - условия специально организуются экспериментатором. Основная задача обеспечить высокую внутреннюю валидность. Характерно выделение единичной независимой переменной. Основной способ контроля внешних переменных — элиминация (устранение). Внешняя валидность ниже чем в полевом эксперименте. 
 
·       Полевой, или естественный эксперимент. Эксперимент проводится в условиях, которые экспериментатор не контролирует. Основная задача обеспечить высокую внешнюю валидность. Характерно выделение комплексной независимой переменной. Основные способы контроля внешних переменных — рандомизация (уровни внешних переменных в исследовании точно соответствуют уровням этих переменных в жизни то есть за пределами исследования) и константность (сделать уровень переменной одинаковым для всех участников). Внутренняя валидность как правило ниже, чем в лабораторных экспериментах. 
 
·       Формирующий эксперимент. Экспериментатор изменяет участника необратимо, формирует у него такие свойства, которых раньше не было или развивает те, которые уже существовали. 

 

 

 

ПЛАНИРОВАНИЕ  ЭКСПЕРИМЕНТА

 

Методы планирования эксперимента позволяют минимизировать число  необходимых испытаний, установить рациональный порядок и условия  проведения исследований в зависимости  от их вида и требуемой точности результатов. Если же по каким-либо причинам число испытаний уже ограничено, то методы дают оценку точности, с которой  в этом случае будут получены результаты. Методы учитывают случайный характер рассеяния свойств испытываемых объектов и характеристик используемого  оборудования. Они базируются на методах теории вероятности и математической статистики.

 

Этапы планирования эксперимента

1. Установление цели эксперимента (определение характеристик, свойств и т. п.) и его вида (определительные, контрольные, сравнительные, исследовательские).

2. Уточнение условий проведения эксперимента (имеющееся или доступное оборудование, сроки работ, финансовые ресурсы, численность и кадровый состав работников и т. п.). Выбор вида испытаний (нормальные, ускоренные, сокращенные в условиях лаборатории, на стенде, полигонные, натурные или эксплуатационные).

3. Выявление и выбор входных и выходных параметров на основе сбора и анализа предварительной информации. Входные параметры (факторы) могут быть детерминированными, то есть регистрируемыми и управляемыми (зависимыми от наблюдателя), и случайными, то есть регистрируемыми, но неуправляемыми.

4. Установление потребной точности результатов измерений . Выбирается вид образцов или исследуемых объектов, учитывая степень их соответствия реальному изделию по состоянию, устройству, форме, размерам и другим характеристикам. 
На назначение степени точности влияют условия изготовления и эксплуатации объекта, при создании которого будут использоваться эти экспериментальные данные. Точность экспериментальных данных также существенно зависит от объёма (числа) испытаний — чем испытаний больше, тем (при тех же условиях) выше достоверность результатов. 
Для ряда случаев (при небольшом числе факторов и известном законе их распределения) можно заранее рассчитать минимально необходимое число испытаний, проведение которых позволит получить результаты с требуемой точностью.

5. Составление плана и проведение эксперимента — количество и порядок испытаний, способ сбора, хранения и документирования данных. 
Порядок проведения испытаний важен, если входные параметры (факторы) при исследовании одного и того же объекта в течение одного опыта принимают разные значения. Например, при испытании на усталость при ступенчатом изменении уровня нагрузки предел выносливости зависит от последовательности нагружения, так как по-разному идет накопление повреждений, и, следовательно, будет разная величина предела выносливости. 
Порядок испытаний также важен в процессе поисковых исследований: в зависимости от выбранной последовательности действий при экспериментальном поиске оптимального соотношения параметров объекта или какого-то процесса может потребоваться больше или меньше опытов. Эти экспериментальные задачи подобны математическим задачам численного поиска оптимальных решений.