Проведення експерименту

Дана стаття являється неперевіреним навчальним завданням. Студент: Nata Викладач: Назаревич О.Б. Термін до: 28 лютого 2010 До вказаного терміну стаття не повинна редагуватися іншими учасниками проекту. Після завершення терміну виконання будь-який учасник може вільно редагувати дану статтю і витерти дане попередження, що вводиться за допомогою шаблону.

http://elartu.tstu.edu.ua/handle/123456789/349 Презентація доповіді (університетський репозиторій).

Загальне поняття експерименту

Є декілька визначень поняттю експеримент[2]:

1. Спроба, дослід, які потребують підтвердження чи спростування.
2. Форма пізнання об'єктивної дійсності, один з основних методів наукового дослідження, в якому вивчення явищ відбувається в доцільно вибраних або штучно створених умовах, що забезпечують появу тих процесів, спостереження яких необхідне для встановлення закономірних зв'язків між явищами.

Види експериментів[5]

1. За галузями наук:
   • фізичні;
   • хімічні;
   • психологічні і т.д.
2. За способом формування умов досліду:
   • природні умови;
   • штучні умови.
3. За метою досліджень:
   • констатуючі;
   • пошукові;
   • вирішальні.
4. За організацією та місцем виконання:
   • польові;
   • виробничі;
   • лабораторні.
5. За характером впливу на об’єкт дослідження:
   • інформаційні;
   • енергетичні;
   • матеріальні.
6. За типом моделей, що вивчаються під час досліду:
   • матеріальні;
   • уявні (віртуальні).
7. За числом факторів, які контролюються:
   • однофакторні;
   • багатофакторні.
8. За можливістю впливу на умови проведення експерименту:
   • активні;
   • пасивні.
9. За реалізацією всіх можливих поєднань рівнів факторів:
   • повні факторні;
   • дробові факторні.

Проведення експерименту

Для проведення експерименту необхідно створити певні умови. Сукупність умов, в яких відбувається експеримент, має назву експериментальної ситуації. Експериментальна ситуація має гарантувати, що саме досліджуваний у цьому експерименті чинник, а не будь-який інший, є причиною зафіксованих у ході експерименту змін в об'єкті.

Експеримент ґрунтується на розробці певної гіпотетичної моделі розглядуваного явища. На підставі цієї моделі явище описують як систему змінних, серед яких виокремлюють незалежні та залежні змінні. Незалежна змінна – це той новий чинник, що його вводять у діяльність експериментальної групи. Він повинен мати такі якості, як усталеність, самостійність, можливість справляти вплив на стан об'єкта дослідження. Залежною змінною називають такий чинник, який змінюється під впливом незалежної змінної.

Головним дослідницьким документом при проведенні експерименту є його протокол(журнал). У ньому зазначають найменування теми експериментального дослідження й час його проведення.

Спочатку аналізується обстановка до введення експериментального чинника.

У протоколі має бути відзначено, які показники виокремлені як незалежні та залежні змінні, а також за допомоги яких процедур фіксуються дані щодо всіх контрольованих змінних. Далі фіксуються початок дії експериментального чинника та те, як власне вплинула експериментальна ситуація на поведінку всієї системи

Основні етапи проведення експерименту[3]

1. Висування експериментальної гіпотези. Експериментальна гіпотеза, на відміну від теоретичної, повинна бути сформульована у вигляді висловлення: «Якщо... те...». Крім того, вона повинна бути конкретизована. Це означає, що вхідні у висловлення «якщо А, то В» змінні А і В повинні контролюватися в експерименті: А – управлятися експериментатором, а В – реєструватися безпосередньо або за допомогою апаратури.
2. Планування проведення експерименту. Планується час і місце проведення експерименту, вибирається експериментатор, складаються інструкції.
3. Підготовка експерименту. Дослідник готує експериментальне помешкання й устаткування. Дослідник повинен вибрати експериментальний інструмент, що дозволяв би йому:
   • управляти незалежною перемінною;
   • реєструвати залежну перемінну.

   Крім того, умови експерименту (помешкання, ситуація, час і ін.) повинні або повторювати вплив зовнішніх змінних, або зберігати константність розміру їхнього впливу на залежну змінну. Якщо це необхідно, проводиться декілька спробних дослідів для налагодження процедури експерименту.

4. Проведення експерименту. Експериментатор повинен чітко знати і дотримуватись порядку дій у ході дослідження (перед експериментатором можуть лежати інструкція, у якій зафіксований цей порядок) В експерименті може брати участь і асистент. Він бере на себе допоміжні задачі. Частіше усього саме асистент веде протокол. Експеримент у залежності від цілей дослідження може бути частково або цілком автоматизованим.
5. Статистична обробка експериментальних даних. Після проведення експерименту отримані в результаті дослідження дані опрацьовуються статистично. Звичайно методи опрацювання даних вибираються на стадії планування експерименту або ж ще раніше – при висуванні експериментальної гіпотези.
6. Висновки й інтерпретація результатів. Цей етап є завершальним у дослідницькому циклі. Результатом експериментального дослідження є підтвердження або спростування експериментальної гіпотези.

Анкета для збору апріорної інформації

При підготовці до проведення експерименту необхідно вияснити ряд питань, від яких в певній мірі залежить успішність досягнення поставленої задачі. З цією метою складають анкету для збору апріорної інформації та ведуть журнал(протокол) експерименту по якому потім даний експеримент можна відтворити[1].

Туди включають наступні пункти:

1. Короткий опис процесу, об’єкту.
2. Формулювання цілі(мети) дослідження
3. Список параметрів, що фіксуються в ході досліджень. Для цього можна використати наступну таблицю[4].

№ параметра	Назва	Розмірність	Точність	Примітка

1. Список факторів:
   • всіх “запідозрюваних” факторів, що впливають на досліджуваний об’єкт;
   • факторів, включених в даний експеримент.

Потрібно зазначити, чи існує можливість встановлення факторів на будь-якому заданому рівні, чи не змінюється їх значення під час проведення експерименту, чи не можуть деякі комбінації факторів привести до зупинки процесу(напр. Вибух, не технологічність і т.д.)

Список цих факторів можна оформити в вигляді наступної таблиці[4].

№ параметра	Назва	Розмірність	Точність	К-сть рівнів	Інтервал варювання	Перший рівень	К-сть паралельних дослідів	Примітка

1. Бажана кількість експериментів, час проведення одного експерименту та дослідження взагалі.
2. Вартість і затрати праці при проведенні одного досліду.
3. Можливість проведення паралельних дослідів і вимірів.
4. Бажана стратегія проведення дослідів(наприклад, по одному в день)
5. Результати проведення досліджень

Результати досліджень слід оформляти в спеціальних таблицях(матрицях планування).

Якщо для фіксованих рівнів факторів проводиться багато паралельних дослідів, тобто коли в кожній окремій комірці з номером (i,j) необхідно розмістити багато експериментальних даних, всю таблицю можна розбити на певні частини, в кожній з яких фіксуються експериментальні дані, коли, наприклад, міняється один фактор, а другий фіксований на певному рівні. Більше того, оформити окремо можна і кожну комірку, в якій крім результатів вимірювань може бути включена додаткова інформація: дата проведення окремих досліджень; час цих досліджень; безпосередньо результати досліджень і т.д.

Акуратно оформлена таблиця дозволяє економити час при вводі даних в ЕОМ, проводити відповідний аналіз даних та інше.

Журнал оформляють наперед в відповідності до методики і плану дослідження так, щоб був зрозумілим порядок дій. Першу сторінку можна присвятити вибору цілі дослідження і параметрам оптимізації, з вказанням їх розмірностей. Бажано перечислити всі параметри, котрі можуть служити характеристиками процесу і вказати, який між ними існує зв’язок. На другій сторінці перечисляють фактори і розміщують таблицю рівнів факторів, інтервалів їх варіювання та розмірностей. Для матриці планування доцільно виділити розгортку журналу, щоб мати можливість в разі потреби доповнити її додатковими стовпцями, записати повторні дослідження, примітки. При складанні робочої матриці планування також необхідно виділити місце для стовпців, в яких відмічаються дати проведення дослідів і прізвища лаборантів, котрі ці досліди проводять(в випадку, коли експеримент проводять декілька людей). Окремі сторінки потрібно виділити для підрахунків, які необхідні для виявлення кількості всіх компонентів досліду, а також для аналізу результатів експерименту. Вкінці відводиться місце для висвітлення висновків експерименту.

Список використаних джерел

1. Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановський Планирование експеримента при поиске оптимальних условий, М.,«Наука», 1976
2. http://uk.wikipedia.org/wiki/Експеримент (січень 2010)
3. http://refsmarket.org.ua/viewfree_4_10412.html (січень 2010)
4. Методичні вказівки до проведення лабораторної роботи №1 «Постановка експерименту по дослідженню залежності функціонального стану людини від дії факторів у вигляді фізичного навантаження». Укладач М.В.Приймак. Тернопіль ТДТУ 2003
5. http://www.leneyka.ru/2009/01/21/klasifikaciya-eksperimentiv.html (лютий 2010)

Студент: Користувач:Nata

Виступ відбувся: 10 лютого 2010

Тема: Проведення експерименту. Анкета для збору даних