Этап 4. Экспериментальные исследования.

Примерный алгоритм этапа.

– разработка цели и задач эксперимента,

– планирование эксперимента,

– разработка методики программы исследований,

– выбор средств измерений,

– конструирование приборов, макетов, аппаратов, моделей, стендов, установок и других средств эксперимента,

– обоснование способов измерений,

– проведение эксперимента в лаборатории, на опытных участках, на заводах, в фирмах,

– обработка результатов измерений.

В основе экспериментального исследования лежит эксперимент, представляющий собой научно поставленный опыт или наблюдение явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за его ходом, управлять им, воссоздавать его каждый раз при повторении этих условий. От обычного, обыденного, пассивного наблюдения эксперимент отличается активным воздействием исследователя на изучаемое явление.

Основной целью эксперимента является проверка теоретических положений (подтверждение рабочей гипотезы), а также более широкое и глубокое изучение темы научного исследования.

Различают эксперименты естественные и искусственные. Естественные эксперименты характерны при изучении социальных явлений (социальный эксперимент) в обстановке, например, производства, быта и т. п. Искусственные эксперименты широко применяются во многих естественнонаучных исследованиях. В этом случае изучают явления, изолированные до требуемой степени, чтобы оценить их в количественном и качественном отношениях.

Экспериментальные исследования бывают лабораторные и производственные. Лабораторные опыты проводят с применением типовых приборов, специальных моделирующих установок, стендов, оборудования и т. д. Эти исследования позволяют наиболее полно и доброкачественно, с требуемой повторяемостью изучить влияние одних характеристик при варьировании других. Лабораторные опыты в случае достаточно полного научного обоснования эксперимента (математическое планирование) позволяют получить хорошую научную информацию с минимальными затратами. Производственные экспериментальные исследования имеют целью изучить процесс в реальных условиях с учетом воздействия различных случайных факторов производственной среды.

Одной из разновидностей производственных экспериментов является собирание материалов в организациях, которые накапливают по стандартным формам те или иные данные. Ценность этих материалов заключается в том, что они систематизированы за многие годы по единой методике. Такие данные хорошо поддаются обработке методами статистики и теории вероятностей.

В ряде случаев производственный эксперимент эффективно проводить методом анкетирования. Для изучаемого процесса составляют тщательно продуманную методику. Основные данные собирают методом опроса производственных организаций по предварительно составленной анкете. Этот метод позволяет собрать очень большое количество данных наблюдений или измерений по изучаемому вопросу.

Методология эксперимента – это общая структура (проект) эксперимента, т. е. постановка и последовательность выполнения экспериментальных исследований. Методология эксперимента включает в себя следующие основные этапы:

1) разработку плана-программы эксперимента;

2) оценку измерений и выбор средств для проведения эксперимента;

3) проведение эксперимента;

4) обработку и анализ экспериментальных данных.

Нередко коэффициент полезного действия вполне доброкачественных по методике и содержанию научных работ заметно снижается из-за неудовлетворительной литературной обработки. Нечеткость структуры материала, обусловленная отсутствием логической системы, односторонность и неполнота изложения, изобилие неоправданных отступлений от темы, недостаточность аргументации, неясность выражения мысли, тяжелый слог - таковы основные недостатки обработки.

Одна из основных причин невысокого качества литературного оформления - недооценка его значения. Широко распространен взгляд на литературное оформление как на второстепенную часть работы. Однако даже опытному исследователю писать бывает очень трудно - изложение работы, как и исследование, представляет сложный процесс, в котором элементы простого умственного труда органически сочетаются с творческими: в процессе оформления и благодаря ему ранее разработанные положения могут порождать новые идеи и приводить к новым выводам.

Литературная обработка так же, как и другие этапы исследования, требует выполнения некоторых подготовительных операций. Прежде всего необходимо составить план изложения, беря за основу рабочий план и учитывая все изменения, происшедшие в процессе исследования. План изложения – основа будущей работы. Как и рабочий план, план изложения лучше разрабатывать в несколько этапов: сначала наметить основные разделы, затем - их членение на главы и т. д. Полезно составить несколько вариантов плана, а затем выбрать лучший.

После этого необходимо (особенно если размер работы лимитирован) определить объем каждой части, исходя из запланированного общего объема. Такая предварительная разметка способствует соблюдению соразмерности частей, концентрируя внимание на главном, предотвращает нарушение сроков работы.

В соответствии с намеченным планом и объемом исследователь приводит в порядок весь накопленный материал: отсеивает лишнее и распределяет по главам и параграфам все то, что он намерен использовать. Нередко эта процедура подсказывает исследователю те или иные изменения в плане.

Необходимость тщательной отработки литературной формы не должна тормозить процесс изложения. Для того чтобы не прерывать изложения, все возникающие сомнения следует записывать на отдельных карточках или на полях. Однако после окончания раздела или главы следует устранить все сомнения путем наведения необходимых справок, а не накапливать их на протяжении всего процесса обработки.

К литературной обработке не следует приступать до получения окончательных результатов и до формулировки выводов. Не обязательно оформлять работу в последовательности, установленной планом. Бывает, что глава или параграф еще не "созрели" в уме, тогда их изложение лучше пока отложить. Подчас разумнее начинать изложение с более легких подразделений, например описательных.

По завершении каждой главы следует внимательно перечитать ее. Особенно внимательно надо отнестись к начальной части исследования и к заключительной.

По окончании изложения работы необходимо вновь перечитать ее всю, обращая особое внимание на взаимную увязку частей. Часто при повторном чтении обнаруживаются ранее не замеченные ошибки, длинноты, повторения, противоречия, неудачно подобранные эпитеты и т. п. Особенно тщательной проверки, лучше всего по первоисточнику, требуют формулы, цифры, цитаты, библиографические ссылки. При необходимости следует провести доработку рукописи. Дополнительный труд, вкладываемый в переработку, с лихвой окупается повышением качества и доступности изложения.

2.2.5. Этап 5. Анализ и оформление результатов научных исследований

Примерный алгоритм этапа.

– общий анализ теоретико-экспериментальных исследований,

– сопоставление экспериментов с теорией,

– анализ расхождений,

– уточнение теоретических моделей,

– повторение дополнительных экспериментов и их анализ до тех пор, пока не будет достигнута цель исследования,

– переформулировка предварительной гипотезы в утверждения – научный результат проведенного исследования,

– формулирование научных и производственных выводов,

– составление научно-технического отчета,

– рецензирование,

– составление доклада,

– корректировка рукописи.

Основой совместного анализа теоретических и экспериментальных исследований является сопоставление выдвинутой рабочей гипотезы с опытными данными наблюдений.

В результате теоретико-экспериментального анализа могут возникнуть три случая:

1) установлено полное или достаточно хорошее совпадение рабочей гипотезы, теоретических предпосылок с результатами опыта. При этом дополнительно группируют полученный материал исследований таким образом, чтобы из него вытекали основные положения разработанной ранее рабочей гипотезы, в результате чего последняя превращается в доказанное теоретическое положение, в теорию;

2) экспериментальные данные лишь частично подтверждают положение рабочей гипотезы и в той или иной ее части противоречат ей. В этом случае рабочую гипотезу изменяют и перерабатывают так, чтобы она наиболее полно соответствовала результатам эксперимента. Чаще всего производят дополнительные корректировочные эксперименты с целью подтвердить изменения рабочей гипотезы, после чего она также превращается в теорию;

3) рабочая гипотеза не подтверждается экспериментом. Тогда ее критически анализируют и полностью пересматривают. Затем проводят новые экспериментальные исследования с учетом новой рабочей гипотезы. Отрицательные результаты научной работы, как правило, не являются бросовыми, они во многих случаях помогают выработать правильные представления об объектах, явлениях и процессах.

После выполненного анализа принимают окончательное решение, которое формулируют как заключение, выводы или предложения. Эта часть работы требует высокой квалификации, поскольку необходимо кратко, четко, научно выделить то новое и существенное, что является результатом исследования, дать ему исчерпывающую оценку и определить пути дальнейших исследований. Обычно по одной теме не рекомендуется составлять много выводов (не более 5–10). Если же помимо основных выводов, отвечающих поставленной цели исследования, можно сделать еще и другие, то их формулируют отдельно, чтобы не затемнить конкретного ответа на основную задачу темы.

Все выводы целесообразно разделить на две группы: научные и производственные.

Прежде чем делать выводы - краткое изложение полученных результатов, исследователю надо еще раз проверить завершенность каждой отдельной части работы и доказательность аргументации в масштабе всей работы в целом. Лишь после этого следует формулировать выводы по существу поставленной проблемы, по побочным вопросам, по вопросам практического значения и использования полученных результатов.

Выводы рекомендуется формулировать возможно более тщательно, точно, не перегружая цифровыми данными и частностями и не пытаясь включить в них, помимо утверждений, еще и их обоснование - должно содержаться в предшествующем изложении.

Выводы должны быть немногочисленны (только самое важное!) и обоснованны. Они полезны не только тем, что облегчают читателю оценку и использование исследования. Самому исследователю они служат средством самопроверки.

Предложения или рекомендации по практическому применению выводов при решении конкретной задачи в определенных условиях и обстановке оправдают себя, как правило, только в том случае, если они перспективны. Поэтому следует по возможности учитывать не только существующие условия, но и те изменения, которые должны произойти в ближайшее время.

Рекомендации обычно завершают прикладные исследования. Но они могут завершить и сугубо теоретическую работу; там они носят организационно-методический характер: как продолжать исследование, какой предмет исследования избрать в будущем, кому его поручить, какой метод выбрать и т. п.