Лекция № 5 Экспериментальные исследования Классификация , типы и задачи экспериментов

Эксперимент– научно поставленный опыт с точно учитываемыми и управляемыми условиями. Основная характеристика эксперимента – повторяемость результата при одинаковых условиях.

Условия делятся:

• учитываемые условия(контроль параметров, воздействующих на объект без вмешательства исследователя);

• повторяемые условия(искусственно создаются условия, воздействующие на объект).

Цель эксперимента– выявление свойств исследуемого объекта, проверка справедливости гипотез и на этой основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования.

Существуют следующие признаки классификации экспериментов:

1. В зависимости от отрасли науки.

2. По способу формирования условий эксперимента:

‑ естественные;

‑ искусственные.

3. По целям исследования:

‑ преобразующие;

‑ констатирующие;

‑ контролирующие;

‑ поисковые;

‑ решающие.

4. По организации проведения;

‑ лабораторные;

‑ натурные: полевые, полигонные и производственные.

5. По структуре изучаемых объектов и явлений:

‑ простые;

‑ сложные.

6. По характеру внешних воздействий на объект:

‑ вещественные;

‑ энергетические;

‑ информационные.

7. По характеру воздействия средств экспериментальных исследований на объект:

‑ модельные;

‑ объектные.

8. По типу моделей, используемых в эксперименте:

‑ материальные;

‑ мыслительные.

9. По контролируемым величинам:

‑ пассивные;

‑ активные.

10. По количеству варьируемых факторов:

‑ однофакторные;

‑ многофакторные.

11. По характеру изучаемых объектов и явлений:

‑ технологические;

‑ социометрические.

Реально эксперименты классифицируется по нескольким признакам.

Естественный экспериментпредполагает проведение опытов в естественных условиях существования объектов исследования(чаще всего используется в биологических, социальных, педагогических и психологических науках).

Искусственный экспериментпредполагает формирование искусственных условий для объекта исследования (широко применяется в естественных и технических науках).

Преобразующий (созидательный) эксперимент- исследователь активно изменяет структуру и функций объектов исследования в соответствии с выдвинутой гипотезой, а также формирует новые связи и отношения между компонентами объекта или между исследуемым объектом и другими окружающими его объектами. Является разновидностью искусственного эксперимента.

Констатирующий экспериментиспользуется для проверки определенных предположений.

Контролирующий экспериментсводится к контролю результатов внешних воздействий на объект исследования с учетом его состояния, характера воздействия и ожидаемого эффекта.

Поисковый экспериментпроводится в том случае, если затруднена классификация факторов, влияющих на изучаемое явление вследствие отсутствия достаточных предварительных (априорных) данных. По результатам поискового эксперимента устанавливается значимость факторов, влияющих на исследуемый объект, осуществляется отсеивание незначимых.

Решающий экспериментставится для проверки справедливости основных положений фундаментальных теорий в том случае, когда две или несколько гипотез одинаково согласуются со многими явлениями. Целью решающего эксперимента является нахождение факторов, которые согласуются только с одной гипотезой, а другой (остальным) противоречат.

Лабораторный экспериментпроводится в лабораторных условиях с применением типовых приборов, специальных моделирующих установок, стендов, оборудования и т. д. Эксперимент позволяет качественно с требуемой повторяемостью изучить влияние одних характеристик при варьировании других.

Натурный экспериментпроводится в естественных условиях и на реальных объектах.

Центральными задачами натурного эксперимента являются:

• изучение характеристик воздействия окружающей среды на исследуемый объект;

• идентификация статистических и динамических параметров объекта исследования;

• оценка эффективности функционирования объекта исследования;

• проверка объекта исследования на соответствие заданным требованиям.

Эксперименты подразделяются:

Открытый эксперимент– эксперимент, который открыто объясняет цели и задачи исследования (влияет на результат).Проводится в социальных, психологических, педагогических науках. В качестве объекта исследования выступает человек или группа лиц. Знание объектом исследования того факта, что над ним проводится эксперимент, влияет на результаты исследования.

Закрытый эксперимент– эксперимент, в котором объект исследования не догадывается о том, что над ним проводится эксперимент, находится при этом в естественных условиях. Результаты такого эксперимента более достоверны.

Простой экспериментиспользуется для изучения объектов, не имеющих сложной разветвленной структуры, с небольшим количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, выполняющих простейшие функции.

Сложный эксперимент: применяется для изучения объектов с разветвленной структурой, в которой можно выделить иерархические уровни с большим количеством взаимосвязей внутренних элементов.

Информационный экспериментиспользуется для изучения влияния той или иной информации(различной по форме и содержанию)на объект исследования(чаще всего используется в биологии, психологии, социологии, кибернетике).

Вещественный экспериментпредполагает изучение влияния различных вещественных факторов на состояние объекта.Например, влияние различных добавок на качество стали.

Энергетический эксперимент используется для изучения воздействия разных видов энергии(электромагнитной, механической, тепловой)на объект исследования.

Обычный эксперимент– экспериментальные средства взаимодействуют с объектом исследования.

Модельный эксперимент– объект исследования заменяется его моделью.Недостаток: различие между моделью и реальным объектом может стать источником ошибок.

Мысленный эксперимент– объект исследования заменяется его мысленным образом, который подвергается тем или иным мысленным воздействиям. Этот эксперимент включает в себя построение мысленной модели объекта, мысленное создание объекта, все эти манипуляции должны проводиться с учетом физических законов. Мысленный эксперимент предшествует материальному эксперименту.

Материальный эксперимент: в нем используются материальные, а не идеальные объекты исследования.

Пассивный эксперимент– наблюдение за объектом без искусственного вмешательства в его функционирование и измерение интересующих нас параметров.Примером является наблюдение: за интенсивностью, составом, скоростями движения транспортных потоков, за числом заболеваний вообще или какой-либо определенной болезнью, за работоспособностью определенной группы лиц, за числом дорожно-транспортных происшествий и т. п.

Активный эксперимент– это эксперимент, связанный с вмешательством исследователя в существование объекта исследования, выбором специальных факторов влияния на объект исследования и контролем входных и выходных параметров исследуемой системы.

Однофакторный экспериментпредполагает:

• выделение нужного (интересующего) факторов;

• стабилизация мешающих факторов;

• варьирование интересующего исследователя фактора;

• измерение параметров воздействия и параметров объекта;

• измерение стабилизированных факторов (для учета их влияния);

• выводы.

Изучается влияние только одного фактора.

Многофакторный эксперимент– варьируются несколько факторов сразу и каждый эффект оценивается по результатам всех опытов, проведенных в данной серии экспериментов.

Технологический эксперимент– проводится на производстве и направлен на изучение элементов технологического процесса(продукции, оборудования, деятельности работников)или процесса в целом.

Социометрический экспериментиспользуется для изучения существующих межличностных, социально-психологических отношений в малых группах с целью их последующего изменения.

Приведенная классификация не может быть признана полной, поскольку с расширением научного знания расширяется и область применения экспериментального метода.