Эксперимент это способ научного исследования

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

ЭКСПЕРИМЕНТ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальный метод научного исследования – детище Нового времени. Его становление явилось революционной вехой в развитии человеческого познания, и прежде всего, естествознания. Многие историки науки вполне справедливо считают, что именно систематическое применение экспериментального метода знаменовало собой возникновение опытной науки в современном смысле этого слова, пришедшей на смену античному умозрению и средневековой схоластике.

Основателем и пропагандистом эксперимента как самостоятельного метода научного исследования явился Г.Галилей. Опираясь на метод физического эксперимента, он опроверг начала аристотелевской физики и заложил основы классической механики, которая позже получила свое полное развитие в трудах И. Ньютона. Возникнув в недрах физики, экспериментальный метод постепенно расширял сферу своего применения, найдя широкое распространение в химии, биологии, физиологии и других естественных и технических науках. В наше время он все больше проникает и в обществознание (экономика, социология, психология и др.). В методологическом арсенале современной науки эксперименту отводится важнейшая роль как основному общенаучному методу эмпирического исследования.

2. Практический базис эксперимента

Слово «эксперимент» произошло от греческого слова «experimentym», которое переводится как «проба», «опыт». Экспериментом называют научно поставленный опыт или наблюдение исследуемого явления в учитываемых условиях, которые позволяют следить за ходом явления и воспроизводить его многократно при повторении этих условий. В широком смысле эксперимент — это любой опыт, попытка осуществить что-либо, особый вид практики, предпринимаемой для получения нового знания или проверки старого.

В эксперименте выделяется субъект, объект познавательного действия, само действие и практические средства познания, то есть приборы и инструменты.

Методология эксперимента разрабатывается для эффективного проведения экспериментальных исследований. Она включает разработку программы эксперимента, оценку измерений, выбор средств проведения опыта, непосредственное его проведение, обработку и анализ полученных экспериментальных данных. Использование приборов — отличительная особенность. Эксперименты могут быть естественными и искусственными.

Естественные эксперименты базируются исключительно на наблюдении. Он соединяет в себе положительные черты объективного наблюдения (естественность) и лабораторного (целенаправленное воздействие на человека). Он производится в условиях, близких к обычной деятельности испытуемого, который не знает, что он является объектом исследования. Проявляется в естественных условиях трудовой, игровой или учебной деятельности.

Искусственный же эксперимент требует для своего проведения специально создаваемой обстановки. Чаще используется в науках о неживой природе. Его называют также лабораторным экспериментом. Искусственный эксперимент имеет такие достоинства, как возможность обеспечить достаточные условия для устранения побочных факторов, т.е. для достижения высокой внутренней валидности, причем с эффективным использованием времени и ресурсов. Однако часто перед ним встает проблема внешней валидности, или экстраполируемости полученных результатов.

В эксперименте раскрывается причинно-следственная связь, т.е. зависимость изучаемого явления от известных контролируемых условий.

Эксперимент предполагает активное вмешательство ученого в процесс исследования, управление этим процессом т.к. условия меняет сам ученый. Использование, как минимум, двух методик измерения.

Одна из которых измеряет условия протекания процесса, а другая методика фиксирует изменения, происходящие в изучаемых объектах.Необходимо наличие гипотезы, т.е. предположение о характере изучаемой связи, которую должен подтвердить или опровергнуть эксперимент.По форме эксперимент сближается с деятельностью, в которой принимают участие субъект и объект, средства их взаимного воздействия и сама деятельность, в результате которой реализуется субъективная цель, видоизменяется объект, принимающий удобную форму для обеспечения потребностей человека. В эксперименте выделяются также субъект и объект познавательного действия, практические средства познания (приборы и инструменты), и само действие, направленное на изменение объекта.

Итак, эксперимент с самого начала выделяется в особый вид практики, предпринимаемой с целью получения нового знания и проверки старого.

В контексте выше сказанного следует отметить, что особенность эксперимента проявляется не просто в наличии практического действия, а в создании особой приборной ситуации, экспериментальной установки. Она состоит из элементов естественной и искусственной природы, а ее целостное функционирование и выступает в качестве объекта исследования. Создав такую установку, исследователь изучает ее функционирование, влияет на нее путем перегруппировки элементов, их элиминирования, заменой новыми и так далее, то есть активно изменяет объект изучения, его структуру. Наблюдая за возникающими следствиями, ученый выявляет скрытые от непосредственного наблюдения, но объективные свойства предметов и явлений.

При этом, в процессе эмпирического исследования на изучаемый объект действительно влияет прибор, а иногда полностью его моделирует, но это не искажает реальных свойств изучаемых явлений, наоборот, служит единственным средством практического их выявления. Дело в том, что прибор(экспериментальная установка), хотя и сделан руками человека, представляет собой часть реального мира, функционирует в полном соответствие с законами природы. Конструируя сложные технические системы в качестве средств познания, человек не удаляется от мира, а приближается к нему. Как известно в природе предметы и явления существуют не изолированно друг от друга, а находятся во взаимодействии, образуя тем самым целостную систему материального мира. Каждый уровень структурной организации материи связан с другим уровнем. Микропроцессы так или иначе дают о себе знать через макроявления, в противном случае они никогда бы не были открыты и познаны.Приводя микрообъекты во взаимодействие с приборами (то есть макрообъектами), мы поступаем в полном соответствии с законами природы.Приборы становятся единственным и наиболее надежным средством практического познания.

Таким образом, прибор – важнейшее средство познания, а его использование – отличительная особенность эмпирического, в том числе и экспериментального, исследования. Специфика прибора в той или иной мере обусловливает и специфику разновидностей эмпирического познания. Поэтому большое значение имеет классификация приборов. Их можно подразделить на пять основных групп:

1) приборы, увеличивающие силу и диапазон чувственного восприятия

(микроскопы, телескопы, приборы ночного видения, рентгеновские установки);

2) измерительные приборы (линейки, часы, барометры, термометры, счетчики Гейгера);

3) технические устройства, позволяющие расчленить предметы, проникнуть в их внутреннюю структуру (ускорители, центрифуги, перегонные кубы, фильтры, призмы);

4) технические системы, обеспечивающие необходимые для эксперимента условия (барокамеры, аэродинамические трубы, вибросистемы);

5) фиксирующие приборы (кино-, фото-, телеаппаратура, электроскопы, осциллографы, различные индикаторы, флюоресцирующие экраны и т.д.).В современном научном познании, как правило, применяются не отдельные приборы, а их комплекс.

Эксперимент как деятельность, имеющая внешние и внутренние, объективные и субъективные признаки, распадается на ряд этапов, сочетание которых раскрывает его логическую структуру. До некоторого (недавнего) момента времени его специфика ограничивалась лишь сбором опытных данных, то есть непосредственным экспериментированием, из которого выпадали подготовительная и заключительная стадии. Считалось, например, что логическая обработка данных выходит за рамки чисто экспериментального исследования и относится к разряду теоретического познания.

В настоящее время, стало ясно, что простые логико-математические операции входят в структуру эмпирического исследования, частью которого является эксперимент. И, без некоторой, хотя бы минимальной обработки данных опыта, то есть без особой теоретической части, эмпирическое исследование не существует.

Исходя из этого, можно утверждать, что эксперимент вовсе не ограничивается лишь проведением опыта и получением исходной информации, а складывается из этапов, на каждом из которых по-своему сочетаются элементы чувственного, практического и теоретического познания. К ним можно отнести следующие: 1) подготовительный, 2) этап проведения эксперимента и получение опытных данных; 3)этап обработки опытных данных, или заключительный. Анализ структурных особенностей экспериментального исследования помогает раскрыть его природу с гносеологической точки зрения, то есть с позиции соотношения объекта и субъекта познавательной деятельности. В следующем разделе более подробно рассматривается строение эксперимента, которое имеет не менее важное значение для достижения этой цели.

3.Экспериментальные методы

Экспериментальные методы – это схемы последовательностей операций исследователя, определяемые строением научного эксперимента.

Строение эксперимента можно изучать на различных уровнях. В зависимости от этого фиксируемые нами методы будут характеризоваться той ил иной степенью детализации. Поскольку мы рассмотрели общее строение эксперимента, это поможет нам установить схему последовательностей операций исследователя, характерную для любого эксперимента. Это – наиболее общая и универсальная схема. Последующая детализация экспериментальных методов приведет лишь к выделению экспериментальных процедур, характерных для определенных областей исследования.

В познавательном цикле наряду с экспериментом в каждом элементарном акте осуществляются процессы счета и измерения. В связи с этим возникают специфические методы счета и измерения. Хотя счет и измерения являются необходимыми процессами в развитии науки, мы вынуждены абстрагироваться от них. Процедуры счета и измерения дополняют процедуры эксперимента. Тот факт, что на основе установленных количественных характеристик в науке часто удается сделать выводы относительно строения объекта познания и законов его функционирования, не меняет дела. Действительно читаются и измеряются лишь конкретные элементы строения объекта познания.Следовательно, в процессе счета и измерения всегда присутствует считаемый и измеряемый объект. Кроме этого, методологические модели изучаемого объекта, созданные на основе счета и измерений, должны быть подтверждены или опровергнуты экспериментом.

Особое место в экспериментальных исследованиях занимают математическая обработка результатов счета и измерений, а также построение математических моделей предмета познания, которые играют важную роль в научных исследованиях. Однако, чтобы говорить об этих методах корректно, необходимо подвергнуть специальному анализу процесс познания в математике.В этих условиях математические методы можно описывать в терминах математики, что для целей методологического анализ совершенно недостаточно.

Литература

Рузавин Г.И. Методология научного исследования. Учебное пособие. М.:ЮНИТИ,1999.

Подкорытов Г.А. О природе научного метода. – Л. Изд-во ЛГУ, 1988

В.Г.Блохин, О.П.Глудкин, А.И.Гуров, и др. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов. Учебник. — М.: Радио и связь,

Источник

Эксперимент

Эксперимент — это метод научного познания, при помощи которого исследуются явления реально-предметной действительности в определённых (заданных), воспроизводимых условиях путём их контролируемого изменения. Экспериментальное исследование относится к эмпирическим научным методам и представляет собой разновидность опыта, имеющего целенаправленно познавательный, методический характер. Эксперимент занимает ведущее место среди методов научного познания (см. Методы научного познания) и часто выполняет функцию критерия истинности научного знания в целом.

В отличие от такого метода научно-практического познания как наблюдение (которое непосредственно связано с методом эксперимента), эксперимент осуществляется на основе теории (см. Теория), определяющей постановку задач исследования и интерпретацию его результатов. В эксперименте исследователь активно вмешивается в протекание изучаемого процесса с целью получить о нём определённые знания. Исследуемое явление наблюдается здесь в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет воспроизводить ход явления при повторении сходных условий. Создав искусственную систему, далее становится возможно осознанно (а иногда и неосознанно, случайно) влиять на неё путём перегруппировки её элементов, их элиминирования или замены другими элементами. Наблюдая при этом за изменяющимися следствиями, возможно раскрыть определённую причинную взаимосвязь между элементами и тем самым выявить новые свойства и закономерности изучаемых явлений. В ходе эксперимента исследователь не только контролирует и воспроизводит условия, в которых изучается объект, но и часто искусственно изменяет эти условия, варьирует их. В этом заключается одно из важных преимуществ эксперимента по сравнению с наблюдением. Изменяя условия взаимодействия, исследователь получает большие возможности для обнаружения скрытых свойств и связей объекта. Обычно контроль и изменение условий осуществляется за счёт использования приборных устройств, которые являются орудием воздействия наблюдателя на объект.

Основные логико-практические элементы экспериментальной процедуры следующие:

1. Постановка вопроса и выдвижение предположительного ответа.
2. Создание экспериментальной установки, обеспечивающей необходимые исследователю условия взаимодействия изучаемого объекта.
3. Контролируемое видоизменение этих условий.
4. Фиксация следствий и установление причин.
5. Описание нового явления и его свойств.

Эксперимент как метод исследования возник в естествознании Нового времени (У. Гилберт, Г. Галилей). Впервые он получил философское осмысление в трудах Ф. Бэкона, разработавшего и первую классификацию экспериментов. До этого формы языка и рационально-предметной деятельности были одинаковыми и для вненаучной практики, и для науки, различаясь лишь по целевому использованию (это различение терминологически фиксируется противопоставлением практического эмпирическому), а специфика научного познания усматривалась в психологических аспектах деятельности учёного. Лишь после триумфа механистической картины мира (И. Ньютон), давшей естествознанию принципиально новую систему предметных средств — теорию в современном смысле этого понятия, — рационально-предметная деятельность в науке начинает опираться на теоретические средства — продукт своего собственного развития. Развитие экспериментальной деятельности в науке сопровождалось в теории познания борьбой рационализма и эмпиризма, по-разному понимавших соотношение эмпирического и теоретического знания. Преодоление односторонности этих направлений, развитие теоретической базы естествознания и смена господства механики сосуществованием различных теорий привели к тому, что не только средства, но и объекты эмпирического исследования начали выступать не в качестве непосредственно, эмпирически данных, а в качестве опосредованных развитием теории. Иными словами, объект включается теперь в эмпирическую деятельность в результате предшествующего развития теоретического знания и выступает в этой деятельности теоретически не познанным, фиксируемым эмпирическим языком для получения в дальнейшем теоретического результата.

Современная наука (см. Наука) использует разнообразные виды эксперимента. Особенно велика его роль в естественных науках. В сфере фундаментальных исследований простейший тип эксперимента — качественный эксперимент, имеющий целью установить наличие или отсутствие предполагаемого научной теорией явления (см. Качество). Более сложен измерительный эксперимент, выявляющий количественную определённость какого-либо свойства объекта (см. Количество, Измерение). Нередко главной задачей эксперимента служит проверка гипотез научной теории (см. Гипотеза), имеющих принципиальное значение (так называемый решающий эксперимент). Ещё один тип эксперимента, находящий широкое применение в фундаментальных исследованиях — так называемый мысленный эксперимент (см. Эксперимент мысленный). Он относится к области теоретического знания и представляет собой систему мысленных, практически не осуществимых процедур, проводимых над идеальными объектами. Будучи теоретическими моделями реальных ситуаций, мысленные эксперименты проводятся в целях выяснения согласованности основных принципов теории. В области прикладных исследований применяются все указанные виды эксперимента. Их задача — проверка конкретных теоретических моделей. Для прикладных наук специфичен модельный эксперимент, который ставится на материальных моделях, воспроизводящих существ, черты исследуемой природной ситуации или технического устройства. Он тесно связан с производственным экспериментом. Для обработки результатов указанных экспериментов применяются методы математической статистики, специальная отрасль которой исследует принципы анализа и планирования эксперимента.

В XX веке с развитием научного знания о социальных явлениях в связи с потребностями общественной практики, в частности в связи с потребностями совершенствования организации и управления обществом, всё большее значение начинают приобретать и социальные эксперименты. Социальный эксперимент, будучи методом исследования, вместе с тем выполняет функцию оптимизации социальных систем (см. Общество). Он одновременно принадлежит и к сфере науки и к сфере социального управления, помогая проектировать и внедрять в жизнь новые социальные формы. Объект социального эксперимента, в роли которого выступает определённая группа или общность людей, является одним из участников эксперимента, с интересами которого необходимо считаться, а сам исследователь оказывается включённым в изучаемую им ситуацию. Содержание и процедуры социальных экспериментов обусловлены правовыми и моральными нормами общества.

Основные характеристики экспериментальной стратегии, определяющей место и смысл разных (частных) видов эксперимента (исследовательский, проверочный, демонстрационный, качественный, решающий, модельный, мысленный), могут быть сведены к следующим:

1. Эксперимент исследует изменение состояния наблюдаемого объекта в зависимости от изменяющихся условий его существования, он ищет за природными «субстанциями» схему функциональной зависимости, рассматривая их как примеры действия единого закона, одной «природы». Эксперимент становится методом познания, когда саму природу понимают как метод действия.
2. Изменение условий в эксперименте строится как ряд последовательных приближений к предельному состоянию, как своего рода предельный переход. В эксперименте происходит выход за предметный (опытный) горизонт исходной теории в мир новых (мыслимых) сущностей и одновременно опытное открытие этих сущностей как предельных (парадоксальных) форм опыта.
3. Поскольку в опыте видимое дано вместе с определённым образом видения и понимания, экспериментирование с предметом опыта преобразует и конструктивное воображение субъекта. Открывая новые объекты, эксперимент одновременно создаёт соответствующую им способность видения экспериментатора, то есть субъекта познания.
4. Эксперимент устремлён к пределу, в котором исследуемое явление выступает в «чистом виде», изолированно. Преобразующее действие эксперимента направлено к разделению сложной системы взаимодействий с целью выделить, изолировать элементарную связь причина-действие и, далее, — свободное от действий (инерциальное) бытие объекта. Идея предельной изоляции свободного состояния и элементарного взаимодействия определяет эксперимент как процедуру идеализации, как предельный переход к мысленному эксперименту с идеальными объектами (к которым только и относятся утверждения теории). Эксперимент весьма далёк от какого бы то ни было натурального наблюдения. Специальными техническими средствами эксперимент создаёт условия, максимально приближённые к идеальным (абсолютная пустота, абсолютно твёрдое тело, идеальный газ, силовые линии электромагнитного поля, простой рефлекс, социальный тип, чистая фонема и другие). Вместе с тем он указывает путь «реализации» идеального — реальной интерпретации идеальных (теоретических) событий и причинного объяснения реальных явлений. Всякий реальный эксперимент имеет смысл только в горизонте мысленного эксперимента с идеальными объектами. Точно так же и всякий теоретический конструкт (см. Конструкт) получает смысл реального понятия лишь в качестве идеального проекта реального эксперимента. Мысленный эксперимент в специальном смысле, то есть принципиально нереализуемый, воображаемый эксперимент, лишь обнаруживает внутреннюю экспериментальность самого теоретического мышления.
5. Воспроизведение реального события в идеальном пределе предполагает исключительные, искусственно созданные условия эксперимента. Поскольку же идеализация в эксперименте устремлена к выявлению элементарных действий (как причин и как следствий), эксперимент находит опору в технике (см. Техника). Экспериментальная наука делается в лабораториях. Эксперимент рассматривает технику как форму открытия сущностных законов природы и заранее открывает природу как возможную технику. Экспериментальная техника (метод) однородна с воспроизводимым явлением (предмет), она представляет собой звено, через которое теоретическое открытие становится техническим изобретением, а достижения техники позволяют продвинуться в исследованиях. Фундаментальные исследования являются и наиболее техноёмкими, и наиболее технически эффективными.
6. Однородность технического средства и исследуемого предмета в эксперименте сказывается в том, что теоретическое открытие сразу же приводит к совершенствованию экспериментальной техники. В экспериментальной установке, построенной на базе теории, последняя утрачивает характер объектности, объективной картины мира, приобретая форму инструмента исследования, направленного на мир. Она совершенствует орудийную оснащённость экспериментатора. В форме эксперимента теоретическое знание вновь выталкивает мир из его «объективной» картины как непознанный и бесконечный в себе предмет.
7. Неклассическая физика XX века (релятивистская и квантовая механика) обнаруживает внутренние ограничения эксперимента как метода познания. Принципы наблюдаемости, неопределённости, дополнительности фиксируют неустранимое участие познавательного действия в определении бытия познаваемого «объекта» (то есть его не-объектность). Намечается существенно новое понимание бытия — бытие-событие, бытие-возможность (онтология виртуальности), новая идея разума, архитектонически отличного от разума объективно познающего, и соответственно новое, неэкспериментальное понимание опыта.

Источник

Вам также может понравиться

Ясень семена способ распространения

Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической

Ярлыки способы создания ярлыков ос windows

Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки

Японское удобрение фуджима способ применения

Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка

Японский чай способ заварки

Технология заваривания японского чая Известно, что