Методология экспериментальных исследований

Экспериментальные изучения – это один из главных способов получения научных данных. В их основе лежит опыт, что представляет собой научно поставленный опыт в условиях, разрешающих смотреть за его ходом, руководить им и воссоздать при необходимости. От пассивного наблюдения опыт отличается активным действием исследователя на изучаемое явление. Цель опыта – проверка теоретических догадок, и более широкое и глубокое изучение предмета изучения.

Различают опыты в естественных и неестественных условиях. Естественный опыт выполняют в открытых совокупностях при сложном влиянии внешних факторов (социальный, производственный и т.д.). Неестественный опыт активно используется в технических науках, с его помощью изучают изолированное явление в особых условиях с целью его оценки в количественном либо качественном отношении.

Экспериментальные изучения делятся на лабораторные и производственные.Лабораторные испытания выполняют с применением типовых устройств, особых моделирующих установок, стендов. Они разрешают взять научную данные с минимальными затратами, но не всегда всецело моделируют настоящее явление либо процесс.Исходя из этого довольно часто появляется потребность в производственных экспериментальных изучениях. Они имеют целью изучить процесс в настоящих условиях с учетом действия разных случайных факторов. Такие опыты выполняют в шахтах, на строящихся объектах. К производственным изучениям относят кроме этого особые полевые экспедиции по обследованию эксплуатируемых объектов. Одной из разновидностей производственного опыта есть собирание материалов в организациях, каковые накапливают их по стандартным формам. Такие эти подвергаются обработке способами математической статистики (анкетирование). Производственный опыт может проводиться в виде опытов на особых полигонах.

Обычно на опыт затрачивается большое количество средств и времени, проводится много измерений и наблюдений, приобретают множество графиков, на анализ и обработку затрачивается большое количество труда. Время от времени выясняется, что сделано большое количество лишнего, а время от времени, что экспериментатор не четко организовал опыт, не верно выбрал цель, а на её базе сформулировал задачи изучений. Исходя из этого перед тем как приступить к экспериментальным изучениям, нужно четко продумать методику опыта.

Методика опыта – это неспециализированные правила, структура опыта, его последовательность и постановка исполнения. Методика опыта включает в себя следующие главные этапы:

– разработку замысла-программы опыта;

выбор средств с целью проведения опыта;

– проведение опыта;

– анализ и обработку экспериментальных данных.

Чтобы верно организовать опыт, используют математическую теорию планирования опыта, разрешающую повысить точность и уменьшить количество экспериментальных изучений.

В общем случае замысел-программа опыта включает: наименование темы изучений; рабочую догадку; методику опыта; список нужных материалов, устройств, установок; календарный замысел работ; смету затрат на исполнение опыта.

Базу замысла-программы образовывает методика опыта. Методика – это совокупность способов и приёмов для последовательного самый эффективного экспериментального изучения. Методика включает в себя: цель и задачи опыта, выбор варьируемых факторов; обоснование потребного количества и средств измерений; описание проведения опыта; обоснование анализа результатов и способов обработки опыта.

Определение задач и цели изучения – это один из главных этапов опыта. Обосновывают цель на базе анализа информации, рабочей догадки либо результатов теоретических изучений. Имеющаяся до начала опыта научная информация разрешает делать выводы об ожидаемых закономерностях, а, следовательно, она разрешает сформулировать задачи опыта (3-4 задачи).

Выбор варьируемых факторов содержится в установлении главных и второстепенных факторов, воздействующих на исследуемый составления и процесс из них убывающего по важности последовательности (ранжирование). Фундаментальным принципом установления степени важности чёрта есть её роль в исследуемом ходе. Для этого изучают процесс в зависимости от какой-то одной переменной при остальных постоянных. Это вероятно при маленьком количестве факторов, в случае если же переменных размеров большое количество, целесообразно применять математическое планирование и многофакторный анализ опыта.

Выбор нужных для измерений и наблюдений устройств, оборудования, автомобилей и др. производится на базе производимых каталогов и посредством особой науки – метрологии. Прежде всего применяют машины и стандартные приборы, работа на которых регламентируется стандартами. В отдельных случаях появляется потребность в создании неповторимых устройств, установок и стендов. Наряду с этим конструирование и разработка других средств и приборов должна быть шепетильно обоснована практическими соображениями и теоретическими расчётами.

При экспериментальном изучении процесса либо явления повторные отчеты, в большинстве случаев, не однообразны. Отклонения разъясняются разными обстоятельствами: неоднородностью особенностей объекта изучений, классом и несовременностью приборов их точности, изюминками опыта и др. Чем больше случайных факторов, воздействующих на опыт, тем больше отклонения отдельных измерений от среднего значения. Это требует повторных измерений, следовательно, нужно знать их потребное предельное число. Под минимальным числом измерений знают такое их число, которое в данном опыте снабжает устойчивое среднее значение измеряемой величины, удовлетворяющее заданной степени точности. Установление потребного предельного числа измерений имеет громадное значение, потому, что снабжает получение объективных результатов при минимальных затратах времени и средств.

Время от времени для исключения систематической неточности, появляющейся при субъектном назначении последовательности опробований, очередность опытов устанавливают с применением способа рандомизации, сущность которого содержится в случайной последовательности опытов, назначаемой посредством таблицы случайных чисел.

В методике детально обрисовывают процесс проведения опыта. Сначала разрабатывают очередность измерений операций и выполнения наблюдения, а после этого обрисовывают каждую операцию в отдельности с учетом выбранных средств измерений. Наряду с этим уделяют внимание контролю качества операций, снабжая заданную точность и высокую надёжность при минимальном количестве измерений.

При проведении экспериментальных работ особенное значение имеет добросовестность, терпение, настойчивость, выдержка. Необходимым требованием при проведении опыта есть ведение издания наблюдений. Форма издания возможно произвольной, но вести его необходимо бережно, без каких-либо исправлений. При получении быстро отличающихся измерений, исполнитель обязан указать события, сопутствующие указанному измерению, а не исключать его, стремясь взять необходимый итог. Экспериментатор обязан непрерывно смотреть за средствами измерений и проводить их рабочую поверку.

В один момент с производством измерений исполнитель обязан проводить предварительную их анализ и обработку результатов, что разрешает осуществлять контроль исследуемый процесс, корректировать опыт, улучшать методику и повышать эффективность опыта.

Очень шепетильно нужно выполнять указанные требования при проведении производственных опытов. Благодаря громадных количеств работ и большой их трудоемкости неточности, допущенные в ходе опыта, смогут значительно увеличить длительность изучений и уменьшить их точность.

Ответственным разделом методики есть выбор анализа результатов и методов обработки опыта. Экспериментальные результаты систематизируется и анализируется, после этого их воображают в виде таблиц, графиков, номограмм, формул, что разрешает скоро сопоставлять полученные эти.

Особенное место занимают математические способы анализа и обработки умелых данных; установление эмпирических зависимостей; аппроксимация связей между факторами; нахождение доверительных интервалов и критериев и др.

трудоёмкость и Объём экспериментальных изучений сильно зависят кроме этого от глубины теоретических разработок. К примеру, в случае если теоретически взята аналитическая зависимость у=3 е–2х, конкретно определяющая процесс, то количество опыта минимален и направлен на подтверждение зависимости. В случае если установлен неспециализированный вид зависимости у=а1 , то в этом случае задано семейство кривых и в задачу опыта входит определение параметров а1 и а2. Количество опыта возрастает. И, наконец, при поисковом опыте, в случае если теоретических зависимостей не получено, количество экспериментальных работ самый велик, и в этом случае уместно применять способ математического планирования опыта. На трудоёмкость и объём опыта кроме этого воздействует его вид. В большинстве случаев, полевые опыты имеют громадную трудоемкость, чем лабораторные.

Методика науки


Также читать:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: