Что такое научный опыт
Опыт и эксперимент – что это и отличия
Опыт и эксперимент – слова, которые слышал каждый человек. Часть людей посвящает им свою дальнейшую жизнь, производя научные исследования, открывая новые направления в науке. Обычные же люди не сразу могут объяснить, чем опыт отличается от эксперимента. Для того чтобы выяснить, существуют ли между терминами отличия, потребуется провести детальное сравнение, затрагивающее основные характеристики каждого из них.
Определение понятий
Для того чтобы провести эксперимент или поставить опыт, необходимо иметь набор знаний, умений и навыков в определенном научном направлении. Здесь не достаточно только одного энтузиазма или любопытства, поскольку, как опыт, так и эксперимент базируются на уже имеющихся научных знаниях или выдвинутых гипотезах, которые нуждаются в подтверждении. Для обычного человека, далекого от научных изысканий, может показаться, что между опытом и экспериментом нет существенной разницы, но это не так. Объединяет термины то, что каждый из них имеет отношение к науке и исследованиям, но подходы к исполнению отличаются, так же как и цели, поставленные перед человеком.
Эксперимент представляет собой метод научного изыскания, познания и поиска новых путей. В ходе его проведения выделяются определенные исследовательские объекты, которые будут перенесены в особые условия. Затем происходит их погружение в искусственно или специально переделанную под них среду. За всеми происходящими после этого изменениями следят специальные люди — экспериментаторы. Основная цель проведения эксперимента – проверка существующих сведений или выдвинутой гипотезы, которая требует практического подтверждения, поиск новых доказательств и фактов по определенной научной теме.
Опыт – основной метод исследования в различных научных сферах, процесс, целенаправленное действие, направленное на решение конкретной задачи. Основная цель опыта заключается в подтверждении или опровержении имеющейся гипотезы, мнения. Для реализации задач может использоваться специальное оборудование, приспособления или наборы инструментов. Особенность – пространство для проведения опытов всегда ограничено.
Сравнение
Экспериментом принято называть метод исследования, осуществляемый в управляемых человеком (специалистом в данной области) условиях для подтверждения гипотезы. В процессе он активно принимает участие в происходящем, влияет на ситуацию. Опыт предполагает, что его проведение может осуществляться командой непрофессионалов. Некоторые опыты ставятся с целью обучения. Также нужно учитывать и еще одно различие между понятиями: эксперимент – научная работа, проводящаяся впервые. Необходимость ее заключается в том, чтобы найти обоснованное подтверждение гипотезе. Опыт же осуществляется для того, чтобы подтвердить, что заранее определенный результат достижим. Общим для терминов является тот факт, что люди принимают участие во всех процессах, управляют ими и при необходимости вносят коррективы в созданную среду.
Эксперимент преследует определенную заранее цель, которая является для ученого основной. Это научный способ проверки идей или мнений, подтверждение гипотезы, уже возникшей в представлении специалиста или исследователя. Опыт может выполняться без конкретной цели. Его можно провести неожиданно. Конечный результат не определен, но примерный результат известен благодаря теоретическим сведениям по теме опыта.
Выводы
Различия между опытом и экспериментом имеются. Они не столь значительны, но оказывают влияние на ход выполнения и подготовки к работе. Их главная цель – подтверждение уже известных сведений. Люди принимают в них активное участие, не ведут простое наблюдение, но взаимодействуют с объектом, определяют его направление, среду, в которой он находится, время начала и окончания работ, этапы. Эксперимент призван подтвердить гипотезу, а опыт необходим, чтобы закрепить теоретические знания практическими действиями. Эксперимент ставится 1-2 раза, опыты можно проводить неопределенно много. Цели при проведении эксперимента обозначаются заранее. Опыт же не имеет строго обозначенных задач, он осуществляется спонтанно.
Научный эксперимент
Методология науки, в традиционном понимании, — это учение о методах и процедурах научной деятельности, а также раздел общей теории познания, в особенности теории научного познания (эпистемологии) и философии науки.
Методология, в прикладном смысле, — это система (комплекс, взаимосвязанная совокупность) принципов и подходов исследовательской деятельности, на которые опирается исследователь (ученый) в ходе получения и разработки знаний в рамках конкретной дисциплины: физике, химии, биологии, информатики и других разделах науки.
Содержание
Специфика развития
Наиболее существенный вклад в разработку методологии науки внесли Платон, Аристотель, Ф.Бэкон, Р.Декарт, Кант, Г.Гегель и другие классики философии. В то же время в работах этих авторов методология науки представала в обобщенном и слабо различенном виде, совпадая с исследованием общей идеи научности и ее базовых принципов. В частности, Аристотель и Ф.Бэкон классифицируют научное знание и предлагают два основных метода получения достоверной информации о природе и человеке: логико-дедуктивный и экспериментально-индуктивный. И.Кант разрабатывает общие границы познавательных способностей, а Ф.Шеллинг и Г.Гегель пытаются создать универсальную систему научного знания. Данные исследования имели более отвлеченный характер, в силу того, что наука не играла вплоть до сер. XVIII — н. XIX какой-либо существенной практической роли в социальной жизни.
Вместе с прогрессом общественных отношений и выдвижением технологической сферы и промышленного производства на передний план в социуме наука приобретает большое значение в отношении разработок новых технологий и рациональных принципов упорядочивания форм производственной деятельности. Обретают реальный смысл так же и теоретические исследования в области методологии науки. В работах О.Конта, Г.Спенсера, Э.Дюркгейма и других авторов разрабатываются уже не просто принципы общенаучного знания, но конкретные варианты методов научно-познавательной деятельности, причем во многом ориентированной на мир социальных связей и отношений.
Особое значение в становлении методологии науки имели исследования Дж. Буля, Г.Фреге, Ч.Пирса в области логико-математического знания. Эти авторы заложили основы формализации норм и процедур мыследеятельности, тем самым раскрыв пространство формализации и математизации логического знания и позволив использовать логико-методологические наработки естествознания в гуманитарных науках.
Не меньшее значение имело становление электродинамики, релятивистской и квантовой механики, поставивших под вопрос основы классической физики И.Ньютона. Открытия М.Фарадея, Дж. Максвелла, А.Эйнштейна, М.Планка и других ученых позволили не только внести ясность в природу некоторых фундаментальных явлений и процессов (электричество, свет и др.), но повлияли на область методических установок науки в целом. В частности, развитие квантово-релятивистской механики привело к возобладанию сугубо математических подходов к выдвижению и обоснованию теоретических положений. Такие положения служили уже не просто целям обобщения групп экспериментальных данных наблюдения, но выступали самостоятельными регулятивами научно-познавательного процесса. Выдвижение сугубо умозрительных конструкций стало признаваться равноправным участником научного исследования наряду с наблюдением и экспериментом и зачастую даже более предпочтительным, поскольку позволяло сокращать время между выдвижением теории, ее разработкой и внедрением в практику.
Все это привело к бурному прогрессу науки в ХХ веке, превращению ее из сугубо познавательного интереса любителей «чистой» истины в сферу профессиональных отношений, имеющих не малое влияние на экономическую жизнь общества (вплоть до трансформации науки в разновидность бизнеса).
Важные понятия
Литература
Баскаков, А. Я., Туленков, Н. В. Методология научного исследования: Учеб. пособие. — Киев, 2004. — 216 с. ISBN 966-608-441-4
Куликов, С. Б. Вопросы становления предметной и проблемной области философии науки. — Томск, 2005. — 200 с. ISBN 5-84928-201-2
Куликов, С. Б. Основы философского анализа науки: методология, смысл и цель. — Томск, 2005. — 184 с. ISBN 5-89428-215-2
Научные методы исследования в биологии
Вопрос 1. Какова основная цель науки?
Основная цель науки — изучить и познать окружающий мир.
Вопрос 2. Что такое научный метод? В чем его основной принцип?
Научный метод — совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки. Основной принцип научного метода — ничего не воспринимать на веру. Любое утверждение либо опровержение чего-либо следует проверить.
Вопрос 4. Какой факт может считаться научным?
Научный факт — это результат, полученный в ходе неоднократных наблюдений и экспериментов. Научный факт является отправной точкой научного исследования. На основании научных фактов определяются свойства и закономерности явлений, выводятся теории и законы.
Вопрос 6. Какова роль прикладных и фундаментальных исследований в науке?
Фундаментальные и прикладные исследования различаются, прежде всего, по своим целям и задачам. Фундаментальные научные исследования позволяют понять законы, которые лежат в основе развития природы.
При рассмотрении прикладных исследований и наук нередко делается акцент на вопросах приложения научных результатов к решению вполне определенных технических и технологических проблем. Основная задача этих исследований рассматривается как непосредственная разработка тех или иных технических систем и процессов. Разработка прикладных наук связана с решением практических задач, имеет в виду потребности практики. Так, биологические знания являются базой для практических достижений в медицине, сельском хозяйстве, промышленности, решении экологических проблем.
Эксперимент
Экспериме́нт (от лат. experimentum — проба, опыт) в научном методе — 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. Эксперимент является краеугольным камнем эмпирического подхода к знанию. Критерий Поппера выдвигает возможность постановки эксперимента в качестве главного отличия научной теории от псевдонаучной. Эксперимент — это метод исследования, который воспроизводится в описанных условиях неограниченное количество раз, и даёт идентичный результат.
Содержание
Модели эксперимента
Существует несколько моделей эксперимента [источник не указан 1050 дней] : Безупречный эксперимент — невоплотимая на практике модель эксперимента, используемая психологами-экспериментаторами в качестве эталона. В экспериментальную психологию данный термин ввёл Роберт Готтсданкер, автор известной книги «Основы психологического эксперимента», считавший, что использование подобного образца для сравнения приведёт к более эффективному совершенствованию экспериментальных методик и выявлению возможных ошибок в планировании и проведении психологического эксперимента.
Случайный эксперимент (случайное испытание, случайный опыт) — математическая модель соответствующего реального эксперимента, результат которого невозможно точно предсказать. Математическая модель должна удовлетворять требованиям: она должна быть адекватна и адекватно описывать эксперимент; должна быть определена совокупность множества наблюдаемых результатов в рамках рассматриваемой математической модели при строго определенных фиксированных начальных данных, описываемых в рамках математической модели; должна существовать принципиальная возможность осуществления эксперимента со случайным исходом сколь угодное количество раз при неизменных входных данных; должно быть доказано требование или априори принята гипотеза о стохастической устойчивости относительной частоты для любого наблюдаемого результата, определённого в рамках математической модели.
Эксперимент не всегда реализуется так, как задумывалось, поэтому было придумано математическое уравнение относительной частоты реализаций эксперимента:
Пусть имеется некоторый реальный эксперимент и пусть через A обозначен наблюдаемый в рамках этого эксперимента результат. Пусть произведено n экспериментов, в которых результат A может реализоваться или нет. И пусть k — это число реализаций наблюдаемого результата A в n произведенных испытаниях, считая что произведенные испытания являются независимыми.
Виды экспериментов
Физический эксперимент
Физический эксперимент — способ познания природы, заключающийся в изучении природных явлений в специально созданных условиях. В отличие от теоретической физики, которая исследует математические модели природы, физический эксперимент призван исследовать саму природу.
Именно несогласие с результатом физического эксперимента является критерием ошибочности физической теории, или более точно, неприменимости теории к окружающему нас миру. Обратное утверждение не верно: согласие с экспериментом не может быть доказательством правильности (применимости) теории. То есть главным критерием жизнеспособности физической теории является проверка экспериментом.
В идеале, Экспериментальная физика должна давать только описание результатов эксперимента, без какой-либо их интерпретации. Однако на практике это недостижимо. Интерпретация результатов более-менее сложного физического эксперимента неизбежно опирается на то, что у нас есть понимание, как ведут себя все элементы экспериментальной установки. Такое понимание, в свою очередь, не может не опираться на какие-либо теории.
Компьютерный эксперимент
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.
Психологический эксперимент
Психологический эксперимент — проводимый в специальных условиях опыт для получения новых научных знаний посредством целенаправленного вмешательства исследователя в жизнедеятельность испытуемого.
Мысленный эксперимент
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.).
Критический эксперимент
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.
Правила проведения эксперимента в научной деятельности
Выполнение научно-исследовательских проектов призвано изучить актуальные проблемы в определенной области и определить возможности их решения с учетом возможностей объекта, современных технологий и методик. Незаменимым помощником в этом деле выступает эксперимент.
Выполнение научно-исследовательских проектов призвано изучить актуальные проблемы в определенной области и определить возможности их решения с учетом возможностей объекта, современных технологий и методик. Незаменимым помощником в этом деле выступает эксперимент.
Что такое научный эксперимент?
Научный эксперимент представляет собой реализацию комплекса мероприятий, направленных на исследование конкретного явления или объекта с целью установления слабых и сильных сторон, проблем и поиска оптимального способа их решения.
Как проводится научный эксперимент?
Для проведения эксперимента в научной деятельности исследователь должен грамотно обозначить ряд параметров:
Научный эксперимент должен всесторонне исследовать действие законов, теорий и иных правил в жизни. Для этого важно собрать все необходимые данные, создать условия для его реализации и оперативно фиксировать полученные результаты, которые впоследствии подвергаются анализу.
Эксперимент может проводиться разными способами: активно (когда организатор вмешивается в ход мероприятия, корректирует действия или условия и пр.) и пассивно (самый распространенный вариант в этом случае – наблюдение со стороны).
Научный эксперимент характеризуется несколькими критериями:
Нужна помощь преподавателя?
Мы всегда рады Вам помочь!
Основные характеристики научного эксперимента
Опытные исследователи сумели выявить несколько параметров, которые отличают научный эксперимент от иных подобных мероприятий. К их числу относят:
Наука не терпит погрешностей. Чтобы решить проблему нужно точно знать ее симптоматику, варианты воздействия и пр. Результаты исследования должны быть применимы в дальнейшем и в других областях, сферах деятельности, для этого важно чтобы результаты исследования были максимально точными, а информационная база – актуальная и достоверная, проверенная, отражающая реальную картину.
Исследователь самостоятельно решает, как будет походить его эксперимент. Чаще всего для сбора данных об объекте исследования он использует наблюдение, которое в последующем должен изложить словами в научной работе. По мере сбора и обработки данных о наблюдаемом, автору предстоит диагностировать его проблему и выдвинуть потенциальное решение (гипотезу), которую в дальнейшем также продолжит проверять посредством проведения научного эксперимента.
После выдвижения гипотезы автор должен разработать план действий с учетом предлагаемых новшеств. Для этого ему придется смоделировать текущую ситуацию, а затем смоделировать видоизмененную модель (внеся коррективы). Для определения динамики и изменения достаточно сравнить эти модели и определить: как скажутся перемены на объекте исследования. В этом деле немаловажная роль отводится прогнозированию, которое позволяет оценить будущие результаты на фоне изменений и пр.
Все рекомендации автор должен тщательно проверить, протестировать, определить спектр их действия, возможности использования в иных областях и условиях, разработать соответствующие рекомендации. Более того, апробация позволяет определить реальные нюансы, сложности и ошибки, своевременно их ликвидировать или минимизировать.
Для реализации данных компонентов важно тотально планировать каждый шаг. Чтобы минимизировать продолжительность проведения эксперимента и количество переменных (затрат, ресурсов и пр.), достичь результата в более короткие сроки, но при этом качество исследования пострадать не должно.
Все результаты должны быть зафиксированы и проанализированы. Они превратятся в аргументацию, доказательную базу научного исследования. По мере проведения всех реальных действий, запланированных мероприятий автору остается грамотно преподнести собранный материал в виде читабельного, логичного и последовательного, структурированного текста.
Показатели, факты, материалы лучше всего представлять в форме таблиц и графических материалов, кратко и емко описывая полученные результаты текстом.
Данный параметр предполагает формирование окончательной рекомендации и подчеркивание достигнутого результата в заключительной части научной работы. Здесь исследователю предстоит подвести грамотный и всеобщий итог о проделанных мероприятиях: что и на какой стадии изучено, получено, к чему привело и что нужно делать далее.
Все рекомендации, прогнозы, моделирование должны найти достойное отражение в научной работе: аргументация, факты, изменения и пр.
Результаты эксперимента призваны помочь автору в выдвижении доказательстве его гипотезы – нового правила, закона. Немаловажно его правильно, грамотно и емко сформулировать, показать ее действие и сферу применения, условия и пр.
Притом новоиспеченный научный постулат может быть как инновационным и полностью оригинальным, так и представлены в виде «микса» нескольких ранее действовавших правил. Главное, чтобы предложение «ассорти» ранее нигде и никем не упоминалось.
Инструкция по проведению научного эксперимента
Фактически в основе любого экспериментального исследования лежат два принципа: логика (последовательность) и дедукция (перенесение от общего к частному). Для получения качественного и эффективного итога автору научной работы целесообразно придерживаться следующего плана действий по организации и реализации научного эксперимента.
Что нужно для проведения научного эксперимента?
Шаг №1. Выбираем тему исследования и выдвигаем гипотезу. Как правило, проведение эксперимента призвано ответить на конкретный вопрос или проверить определённое утверждение, правило, гипотезу и пр. Поэтому тема исследования должна отражать суть всех мероприятий: что исследуется и зачем?
Шаг №2. Объект исследования и переменные. Далее экспериментатору необходимо определить объект исследования (что он будет изучать, чью реакцию и пр.), а также переменные (то есть инструменты, материалы или иные ресурсы, которыми он будет оперировать во время проверки гипотезы).
Шаг №3. Сбор данных. Здесь важно подобрать подходящую методику, определить план действий: банальный сбор готовых данных, информации, проведение эксперимента и пр. При этом здесь следует конкретизировать: когда и где собирать данные, какие сведения необходимы (характер, о чем), какие будут более надежными и достоверными и пр.
Шаг №4. Планирование эксперимента. На этой стадии автор должен составить план действий: что, как, когда, в какие сроки и пр. От точности плана и следования ему может зависеть качество результата.
Шаг №5. Анализ полученных данных. На этой стадии производится систематизация результатов научного эксперимента, их анализ и формулирование выводов. В дальнейшем они станут опорой при прогнозировании и разработке рекомендаций.
Шаг №6. Оформление научной работы. Результаты эксперимента могут лечь в основу масштабного проекта (монографии, диссертации), а также вынесены в небольшой, но важный проект (научную статью). В этом случае автору при описании и оформлении материалов придется следовать действующим стандартам и требованиям издательства.
Трудности с учебой?
Помощь в написании студенческих и
аспирантских работ!