Метод эксперимента. Виды эксперимента, Учебное пособие

Эксперимент является любым сложным процессом, в котором используется измерения и испытания проводятся для проверки и изучения процесса. В этот момент проводятся всевозможные исследования, чтобы проверить работоспособность исследуемого объекта. Теории и гипотезы рождаются из экспериментов, проводимых вокруг помещения.

Эксперименты имеют жизненно важное значение в научной сфере, они являются неотъемлемой частью исследований, проводимых в лаборатории.

Эксперимент — это процесс, с помощью которого одна или несколько независимых переменных, определенных как причины, намеренно управляются для последующего анализа последствий, которые они имеют для других переменных, определенных как эффекты.

Эксперимент определяется как такой вид научного опыта, в котором некоторые изменения вызываются преднамеренно, а их результаты наблюдаются или интерпретируются с познавательной целью.

Согласно Сампье, метод эксперимента – это намеренное манипулирование действием, которое задействовано для анализа его возможных последствий. То есть это исследование, в котором одна или несколько независимых переменных (предполагаемая причина) намеренно манипулируются для анализа действия. Последствия этой манипуляции с одной или несколькими зависимыми переменными, является предполагаемым эффектом в контрольной ситуации для исследователя.

Эксперимент как метод исследования

Эксперимент — один из основных методов эмпирических исследований из-за важности демонстрации причинно-следственных связей. Долгое время эксперимент известен и используется на практике на все стадии развития науки.

Однако его использование в качестве центрального метода научного познания появилось недавно.

В Средние века важность эксперимента уже была широко признана, однако именно во второй половине 16 века Галилео Галилей перешел от этого признания к поискам планирования и организации экспериментов.

Для Галилея экспериментирование было центральным пунктом научного метода начиная с теоретического подхода в подходе к методу и в разработке экспериментальных данных.

На самом деле, эксперимент с течением времени был тщательно изучен и вызвал много дискуссий.

Разные авторы интерпретировали его по-разному и поэтому пришли к разным определениям в отношении концепции, а иногда даже к противоречиям.

В настоящее время, когда научная деятельность обогатилась с разных сторон, экспериментирование продолжает приобретать трансцендентное значение, поскольку с его помощью могут использоваться механизмы, позволяющие изолировать изучаемое явление, многократно воспроизводить ход процесса при фиксированных условиях и подлежат контролю и, наконец, планомерно варьировать, искать разные комбинации, чтобы получить желаемый результат.

Понятие эксперимента включает в себя вопросы, которые задают, чтобы выявить то, что не является очевидным. Цель эксперимента — собрать достоверную информацию по какой-то специальной теме.

Другими словами, эксперимент устроен таким образом, что мы можем сделать открытие чего-то неизвестного или почувствовать ранее скрытые отношения, и его цель — увеличить объем данных, которые мы знаем об испытуемом предмете или явлении.

Эксперименты проводятся с помощью научных методов. Повышение уверенности в точности результатов важно для минимизации экспериментальных ошибок в смещении, и если эксперимент плохо спланирован, вы можно не получить правильный ответ. Можно даже не получить однозначного ответа!

Простым и адаптированным способом можно разделить научный метод на эти 5 шагов

Исследовательский эксперимент

Это опыт, направленный на получение новых знаний об объекте и предмете изучения. Термин «научный эксперимент» обычно ассоциируется с этим типом эксперимента, поскольку главная цель науки — познание неизвестного. В то время как два других типа экспериментов применяются в основном по критерию цели, исследовательский эксперимент выполняет в основном исследовательскую функцию.

В психологических исследованиях под ним обычно подразумеваются эксперименты, которые позволяют получить данные о поведении людей и животных, о различных психологических явлениях. Но, возможно, сюда также следует отнести эксперименты, которые способствуют развитию и совершенствованию эмпирических методов. В этих случаях объектом исследования является не само психическое явление, а способ его изучения. В зарубежной литературе этот тип эксперимента иногда обозначается термином «секвенирующий эксперимент». В русском языке это может быть понято иначе и поэтому не может быть рекомендовано к использованию.

Уже упоминалось, что иногда (исследовательский) исследовательский эксперимент — это опыт, который обнаруживает наличие (или отсутствие) причинно-следственной связи между независимыми и зависимыми переменными [120]. На наш взгляд, обнаружение причинно-следственной связи в эксперименте определяет не характер эксперимента, а уровень его информативности. В науке этот уровень обычно называют факторным уровнем эксперимента.

Диагностический (обсервационный) эксперимент — это эксперимент с заданием, выполняемым испытуемым с целью обнаружения или измерения какой-либо характеристики о нем или о ней. Эти эксперименты не дают никаких новых знаний о предмете исследования (качества личности). Фактически, это испытание. Но в любом тесте, прежде всего, присутствуют все основные элементы экспериментального метода: испытуемый, его ответы, исследователь и экспериментальная ситуация.

Во-вторых, процедура тестирования в целом совпадает с процедурой эксперимента.

В-третьих, если здесь не получено нового знания об объекте исследования (том или ином психическом явлении), то может быть получена новая информация об объекте (конкретном человеке или животном).

Все это, в сочетании с расширительным толкованием термина «эксперимент», позволяет рассматривать некоторые виды диагностических методов как специфические эксперименты, направленные на выявление индивидуальных различий.

Демонстрационный эксперимент — это опыт наглядного характера, который сопровождает познавательную или развлекательную деятельность. Непосредственной целью таких экспериментов является ознакомление аудитории либо с соответствующим экспериментальным методом, либо с эффектом, полученным в ходе эксперимента. Наиболее широко демонстрационные эксперименты используются в образовательной практике. С их помощью студенты изучают методы исследования и диагностики. Часто ставится и дополнительная цель — интерес студентов к определенной области знаний. В научной практике эти эксперименты используются в основном для лучшего объяснения и наглядного представления научного материала и гипотез.

Демонстрационные эксперименты также используются в сфере развлечений. Особенно когда психологический эффект может вызвать общественный интерес или бодрое настроение.

Предварительный (исследовательский) эксперимент — это опыт, проводимый для уточнения проблемы и адекватной ориентации в ней. Он используется для изучения малоизвестных фактов, уточнения гипотез, а также для выявления и формулирования вопросов для дальнейшего исследования. Исследования такого исследовательского характера часто называют пилотными. На основании данных, полученных в предварительных экспериментах, решаются вопросы о необходимости и возможностях дальнейших исследований в данной области и организуются основные эксперименты.

Основной эксперимент — это комплексное эмпирическое исследование, проводимое с целью получения новых научных данных по проблеме, в которой заинтересован экспериментатор. Полученный результат используется как в теоретических, так и в прикладных целях. Основному эксперименту могут предшествовать предварительные эксперименты, как исследовательского, так и поискового характера.

Контрольный эксперимент — это эксперимент, результаты которого сравниваются с результатами основного эксперимента. Необходимость в проведении контрольного эксперимента может возникнуть по ряду причин. Например: 1) обнаружены ошибки в проведении основных экспериментов; 2) сомнения.

Классификация экспериментов

Структура эксперимента и его элементы. Этапы проведения эксперимента

Схема эксперимента:

выдвижение гипотез
выбор экспериментального и контрольного объекта (или состояний одного объекта)
определение нейтральных, факторных (будем менять) и контрольных (будем отслеживать) характеристик объекта.
подтверждение или опровержение гипотез о причинно-следственных связях между явлениями.

Эксперимент есть непосредственное материальное воздействие на реальный объект или окружающие его условия, производимое с целью познания этого объекта.

В эксперименте можно выделить следующие элементы: 1) цель эксперимента; 2) объект экспериментирования; 3) условия, в которых находится или помещается объект; 4) средства эксперимента; 5) материальное воздействие на объект. Каждый из этих элементов может быть положен в основу классификации экспериментов. Например, эксперименты можно разделять на физические, химические, биологические и т.д. в зависимости от различия объектов экспериментирования. Одна из наиболее простых классификаций основывается на различиях в целях эксперимента.

Первый этап – выбор эмпирической интерпретации теоретических величин – очень важен при подготовке эксперимента. Только после этого наши теоретические построения и расчеты приобретают эмпирический смысл, а сам эксперимент становится принципиально возможным. В эксперименте Лебедева световое давление эмпирически было представлено как закручивание подвеса, а интенсивность света – как тепловое расширение в термоэлементе. Закручивание подвеса и тепловое расширение можно было наблюдать и измерять непосредственно.

Второй этап в проведении эксперимента – выбор условий и используемых приборов – определяется эмпирической интерпретацией теоретических величин. Если мы хотим, чтобы световое давление было представлено как закручивание подвеса, то мы должны обеспечить создание таких условий, чтобы это закручивание не могло быть вызвано никакими другими факторами. В эксперименте Лебедева трудность состояла в том, что силы светового давления очень малы, и их действие легко перекрывалось рядом других факторов. Среди них наиболее существенными были конвекционные токи воздуха и радиометрические силы. Когда подвес был окружен воздухом, движение воздушных потоков могло закручивать его. Чтобы устранить или хотя бы ослабить действие этого фактора, Лебедев поместил подвес в стеклянный баллон, из которого воздух можно было откачать. Радиометрический эффект заключается в том, что освещенная сторона пластинки нагревается сильнее неосвещенной стороны, и противоположные стороны испытывают неодинаковое давление газа, что может также вызвать закручивание подвеса. Чтобы избежать этого, крылышки приходилось делать как можно более тонкими. Трудности, связанные с исключением всех побочных эффектов, были в данном случае столь велики, что на их преодоление у Лебедева ушло более трех лет.

После того, как выбраны условия эксперимента и исключено влияние всех побочных факторов, наступает третий этап: воздействие на объект, наблюдение его поведения и измерение контролируемых величин. Этот этап можно назвать решающим в проведении эксперимента. Именно для него проводится вся подготовительная работа, и именно на этом этапе мы получаем ответ на вопрос теории, обращенный к природе. В эксперименте Лебедева ответ был положительным, а в эксперименте Майкельсона, например, природа ответила: «Нет!», хотя уверенность в существовании эфира была ничуть не меньшей, чем уверенность в существовании светового давления.

Последний, четвертый, этап в проведении эксперимента заключается в обработке полученных данных, их теоретическом осмыслении и включении в науку. Закручивание подвеса, наблюдавшееся в эксперименте, истолковывается как вызванное световым давлением. Отсюда делается вывод, что давление света действительно существует, и утверждение об этом включается в теорию как получившее экспериментальное обоснование.

Рассмотрение структуры и этапов проведения эксперимента позволяет дать обоснованный ответ на вопрос о соотношении теории и эксперимента. Эксперимент, как легко заметить из сказанного выше, отнюдь не противопоставлен теории и не выступает как нечто, находящееся целиком вне теории. Эксперимент неотделим от теории, ибо существенно зависит от нее. Как человеческий глаз для того, чтобы служить органом зрения, должен соединяться с мозгом в единую функциональную систему, так и эксперимент, для того чтобы служить средством получения знания, должен соединяться в единую систему с теорией. Роль теории в создании эксперимента особенно ярко проявляется в существовании такой формы познания, как мысленный эксперимент, т.е. мысленное представление операций с мысленно представимыми объектами. Вообще всякий эксперимент при его обдумывании и планировании выступает вначале как мысленный эксперимент. Но если обычный (материальный) эксперимент обязательно включает в себя материальную деятельность с реальными вещами и процессами, что заставляет нас при планировании эксперимента рассчитывать на реальные приборы, реальные окружающие условия и конкретную эмпирическую интерпретацию теоретических понятий, то мысленный эксперимент отличается тем, что один из этапов его проведения – реальное воздействие на реальный объект – отсутствует. Это позволяет нам включать в эксперимент идеализированные объекты, идеальные приборы и идеальные условия. Такого рода эксперимент целиком находится внутри теории, и его отличие от обычного теоретического рассуждения заключается лишь в том, что он опирается на наглядные образы и представления.

24. Сфера и границы применения эмпирических методов познания.

Схема эксперимента:

выдвижение гипотез
выбор экспериментального и контрольного объекта (или состояний одного объекта)
определение нейтральных, факторных (будем менять) и контрольных (будем отслеживать) характеристик объекта.
подтверждение или опровержение гипотез о причинно-следственных связях между явлениями.

24. Сфера и границы применения эмпирических методов познания.

Что такое эксперимент в научном исследовании

Экспериментирование — это метод научного исследования, возможно, самый узнаваемый из ряда методов, который также включает описание, сравнение и моделирование. Хотя все эти методы используют общий научный подход, эксперимент уникален тем, что включает в себя манипулирование определенными аспектами системы, реальной жизнью объекта (или явления) и наблюдение за последствиями этой манипуляции.

Манипулирование и контроль переменных — ключевые аспекты, которые отделяют эксперимент от других методов научного исследования.

Преимущества мыслительного эксперимента

Общие цели. Мыслительные эксперименты позволяют участникам достичь внутриличностных целей через развитие самосознания. Это могут быть даже цели психического порядка.
Любое количество игроков. В коучинговой ситуации можно провести мыслительный эксперимент только с одним участником. В другой крайности это можно сделать с большой группой участников, которые затем работают параллельно, не взаимодействуя друг с другом (как в примере выше).
В любое время, в любом месте. Для большинства теоретических экспериментов не требуются специальные материалы или оборудование. Все, что требуется — это мыслить в рамках данной структуры ситуации.
Проверенная техника. Этот вид деятельности получил эмпирическую поддержку различных школ психологии. Поведенческие терапевты, например, продемонстрировали эффективность умственных ролевых игр. Психологи, изучавшие творчество, неоднократно демонстрировали положительные эффекты визуализации.

Критический эксперимент — это эксперимент, результат которого устанавливает, вне всякого сомнения, верна ли та или иная теория или гипотеза. Этот эксперимент должен дать прогнозируемый результат, который не может быть выведен из других общепринятых гипотез и теорий.

Положительные и отрицательные результаты экспериментов

Всем нравится получать положительные результаты экспериментов, но на самом деле их меньшинство, особенно когда речь идет о науке. Положительные результаты подтверждают исходную гипотезу. Отрицательные или «вторичные» результаты опровергают ее.

Эти отрицательные результаты ведут к следующему этапу исследования. Обнародование результатов в лучшую сторону сказывается на научном сообществе. Цель состоит в том, чтобы сделать эти эксперименты доступными для остальной части сообщества, избегая траты времени и денег для остальной части научного сообщества и способствуя гораздо более быстрому научному прогрессу.

Преимущества и недостатки

В психологии выделяется ряд достоинств и недостатков эксперимента. Плюсы:

Можно повторить изучаемое событие, чтобы подтвердить данные или получить новую информацию.
Высокая точность получаемых результатов.
Можно выбрать любой момент изучаемого события для его углубленного изучения.
Возможность манипулировать независимыми переменными для получения новой информации.

Минусы:

Умышленное влияние на психику испытуемого.
Возможность получения агрессивной реакции на создаваемые условия.

Опыты проводятся после прохождения психологических тестов, чтобы не навредить испытуемому.

Примеры экспериментов

Некоторые социологические эксперименты, которые сегодня даже близко не соответствуют этическим стандартам, стали отличными ориентирами для психологии.

Хоторнский эффект

Термин был придуман в середине прошлого века, истоки этого явления восходят к 20-м и 30-м годам 20-го века. В те годы американская Western Electric провела серию исследований производительности труда на своем заводе в Хоторне.

Исследователи пришли к выводу, что повышение производительности не было следствием изменений на рабочем месте, а было связано с их особой ролью в эксперименте, которая заставила рабочих поверить, что их заметили и оценили, поэтому они работали все больше и больше.

Со временем идея о том, что участие в эксперименте влияет на отношение человека, стала известна как эффект Хоторна, и именно эти эксперименты породили индустриальную психологию, которая, в свою очередь, превратилась в различные специализации, такие как профессиональная психология, психология здоровья и позитивная психология.

Полевой эксперимент

Проходит по плану естественного. Причем, возможно применение стационарной аппаратуры для более точного фиксирования полученных данных. Все испытуемые оповещены об участии в исследованиях, при этом привычная обстановка уменьшает уровень искажения мотивации.

В соответствии с целями проведения экспериментов их подразделяют на:

Поисковый эксперимент – его основой служит нахождение причинно-следственных взаимосвязей между произошедшими явлениями. Он осуществляется на первоначальном этапе эксперимента, помогает формулировать гипотезы, выделять побочные переменные данные и устанавливать способы контроля над ними.
Пилотажный эксперимент— служит пробным экспериментом, первым в серии. Проводят на маленькой группе, без жесткого контроля переменных показателей. Этот эксперимент дает возможность устранять важные ошибки в описании гипотезы, а также сформулировать цель и откорректировать методы ведения наблюдений.
Подтверждающий эксперимент— обращен на установление функциональной связи и корректировку количественных отношений со всеми переменными. Он проходит на завершающем этапе.

Эксперимент Милгрэма

Основная этическая проблема эксперимента Милгрэма — это чрезвычайный психологический стресс, который применялся к участникам эксперимента.

Главный вывод психолога заключался в том, что человек не считает себя ответственным за свои действия, а считает себя инструментом, исполняющим желание другого человека, в данном случае исследователя.

Из эксперимента напрашивается вывод, что человеку не нужно быть злом, чтобы участвовать в злой системе: обычные люди могут быть легко интегрированы в злонамеренные системы. Подчинение авторитету — принцип, объясняющий узаконенное насилие.

Эффект Рингельмана

Своим названием эффект обязан немецкому физиологу, продемонстрировавшему его в 1913 году в знаменитом эксперименте с веревкой. Для этого была изучена группа людей и групп, которые тянули веревку, соединенную с экстензометром.

Эффект Рингельмана, также называемый проблемой безбилетного пассажира, связан с тенденцией к снижению производительности при работе в группе, то есть по мере увеличения числа членов продуктивность группы снижается, поскольку усилия группы не равны сумма всех усилий индивидуально.

Чудовищный эксперимент

Этот эксперимент, проводимый в Давенпорте (американском штате Айова) в 1939 году, назвали – «Исследованием монстров». Он представлял собой группу исследований заикания, проведенных с участием 22 детей-сирот. Руководителем исследования был профессор психологии Венделл Джонсон из Университета штата Айова и ученица магистра Джонсона, Мэри Тюдор. Она и возглавила практику по реализации и проведения экспериментов. Дети-участники подвергались преследованиям в течение шести месяцев, а затем у некоторых из них были пожизненные последствия.

Только в 2001 году этот эксперимент придали огласки. А в 2007 году, оставшиеся в живых участники эксперимента получили компенсацию от штата Айова.

Эксперимент «Я и другие»

«Я и другие» это советский научно-популярный фильм 1971 года, в котором представлены съёмки нескольких психологических экспериментов, ход которых комментирует диктор. Эксперименты в фильме отображают влияние мнения окружающих на человека и его способность додумывать то, что он не сумел запомнить. Все эксперименты подготовила и провела психолог Валерия Мухина.

Эксперименты, показанные в фильме:

«Нападение»: испытуемые должны описать детали импровизированного нападения и вспомнить приметы нападавших. «Учёный или убийца»: испытуемым демонстрируют портрет одного и того же человека, предварительно представив его учёным или убийцей. Участники должны составить психологический портрет этого человека. «Обе белые»: на стол перед участниками-детьми ставят чёрную и белую пирамидки. Трое из детей говорят, что обе пирамидки белые, проверяя четвёртого на внушаемость. Результаты эксперимента очень интересные. Позднее этот эксперимент был проведён с участием взрослых людей. «Сладкая солёная каша»: три четверти каши в тарелке сладкие, а одна – солёная. Троим детям дают кашу, и они говорят, что она сладкая. Четвёртому дают солёный «участок»

Задача: проверить, какой назовёт кашу ребёнок, попробовавший солёный «участок», когда трое остальных говорят, что она сладкая, тем самым, проверив важность общественного мнения. «Портреты»: участникам показывают 5 портретов и просят выяснить, есть ли среди них два фото одного и того же человека. При этом, все участники, кроме одного, который пришёл позже, должны сказать, что два разных фото – это фото одного и того же человека

Сутью эксперимента также является узнать, как влияет мнение большинства на мнение одного. «Тир»: перед школьником находятся две мишени. Если он выстрелит в левую, то выпадет рубль, который он сможет забрать себе, если в правую, то рубль пойдёт на нужды класса. В левой мишени изначально сделано больше отметок о попаданиях. Нужно выяснить, в какую мишень будет стрелять школьник, если видит, что многие его товарищи стреляли в левую мишень.

Подавляющее большинство результатов экспериментов, проводимых в фильме, показало, что для людей (как для детей, так и для взрослых) очень важно то, что говорят другие и их мнение. Так и в жизни: очень часто мы отказываемся от своих убеждений и мнений, когда видим что мнение остальных не совпадает с нашим собственным

Т.е., можно сказать, что мы теряем себя среди остальных. По этой причине многие люди не добиваются своих целей, предают свои мечты, идут на поводу у общественности. Нужно уметь в любых условиях сохранять свою индивидуальность и всегда думать только своей головой. Ведь, в первую очередь, хорошую службу это сослужит именно вам.

Прочитать о фильме «Я и другие» более подробно, а также посмотреть сам фильм можно на этой странице.

Кстати, в 2010 году был сделан ремейк данного фильма, в котором были представлены те же эксперименты. При желании вы можете найти оба этих фильма в Интернете.

Модели эксперимента

На самом базовом уровне ученые используют множество моделей эксперимента таким же образом, как и люди используют детали при игре LEGO. Научные модели могут быть или не быть физическими объектами (виртуальные, концептуальные, математические и т.д.), но ученые конструируют их по тем же самым разнообразным причинам: для создания или воспроизведения систем, например, реального мира путем упрощения, для проведения эксперимента, который не может быть проведен в полевых условиях в реальном мире или для того, чтобы связать несколько известных идей во что-то единое, чтобы строить и проверять гипотезы.

Исследователи успешно включают различные модели эксперимента в ключевые процессы, чтобы лучше понять, как эти процессы взаимодействуют.

Наталья Шахова

Лабораторный эксперимент

Проходит в специально подготовленных условиях. Исследователь осознанно и запланированно влияет на объект исследования, для того чтобы переменить его состояние и ощущения.

Плюсами данного метода считают жесткий контроль над всеми показателями, а также использование специализированной аппаратуры для измерений.

Минусами этого эксперимента можно назвать сложности воспроизведения полученных результатов в ситуации реальной жизни. Испытуемый, находясь в процессе наблюдения, обязательно оповещен обо всех деталях участия, что служит причиной появления искажения его мотиваций.

Ты эксперт в этой предметной области? Предлагаем стать автором Справочника Условия работы

Цели исследования

Специалисты различают поисковый, пилотажный, подтверждающий эксперименты в зависимости от цели исследования:

Поисковый эксперимент. Как правило, он направлен на поиск причинно-следственной связи между явлениями и проводится на начальном этапе исследования. Поисковый эксперимент позволяет сформулировать гипотезу, выделить независимую, зависимую и побочную переменные, а также определить способы их контроля;
Пилотажный эксперимент или пробный, первый в серии. Он проводится без строгого контроля переменных на небольшой выборке. Данный вид эксперимента дает возможность устранить грубые ошибки в формулировке гипотезы, а также конкретизировать цель и уточнить методику проведения эксперимента;
Подтверждающий эксперимент. Данный вид направлен на уточнение количественных отношений между переменными и на установление вида функциональной связи. Он проводится на заключительном этапе исследования.