Условия для проведения экспериментов: как правильно ставить эксперименты в научных исследованиях

Проведение научного исследования предполагает исследование конкретного вопроса или проблемы с целью поиска его наиболее рационального, посильного и эффективного решения. Не все студенты и аспиранты при выполнении дипломных работ, диссертаций понимают, как грамотно подойти к проведению и описанию экспериментальной части. Сегодня мы расскажем все тонкости этого дела.

Роль экспериментов в научных исследованиях: понятие, функции

Эксперимент представляет собой формат практической исследовательской деятельности, нацеленный на проверку предположений и рационализацию действий, подходов, теорий или методик в решении определенных вопросов.

Проще говоря, это такой метод, который предполагает участие исследователя (прямое или косвенное (в зависимости от специфики темы НИР)) с целью определить влияние на объект тех или иных действий, решений в специально созданных условиях или в рамках естественной среды. То есть такой инструмент позволяет удостовериться в состоятельности, посильности и возможностях применения тех или иных мероприятий и оценить получаемый результат.

Эксперимент в научном исследовании выполняет различные функции. Во-первых, информационную он позволяет лично взглянуть на общую и сугубо тематическую, частную ситуацию и понять действие тех или иных теорий, законов, правил и пр.

Во-вторых, проверяющая задача. Она предполагает, что автор будет «пробовать» собственную идею в реалиях и проверять, как она работает, возможна ли она в соответствующих условиях, какие сложности возникают при ее воспроизведении, насколько она эффективна и пр.

В-третьих, координирующая и контролирующая. Эта функция позволяет понять и оперативно отрегулировать те или иные мероприятия, действия для получения наилучшего эффекта. Притом исследователь постоянно следит за ходом эксперимента и оценивает каждое изменение, результат. То есть автор работы принимает решение о проведении тех или иных манипуляций, а также следит за «чистотой» и точностью итогов, анализа и пр.

В-четвертых, прогнозирующая. С помощью эксперимента автор студенческой или научной работы получает информацию, на основе которой сможет оценить действие гипотезы на перспективу, подобрать оптимальную схему действий с учетом рисков, ошибок, нюансов и пр.

Эксперимент призван оценить посильность, возможности применения и эффективность реализации конкретных действий, оценить условия воспроизведения тех или иных итераций и понять, как нужно действовать и когда, на что обратить внимание, как пользоваться теми или иными инструментами.

Данный подход в научно-исследовательской деятельности студентов и аспирантов требует личного участия автора: в качестве наблюдателя или координатора-контролера. Притом для его воспроизведения нужно создать соответствующие условия, учесть различные факторы и тонкости, ограничения.

Таким образом, суть эксперимента заключается в проверке гипотезы на практике и получении реальных данных, на основе которых можно судить о возможностях и эффективности ее воспроизведения. Это своего рода «миниапробация», позволяющая лично проследить за каждый шагом и понять тонкости их воспроизведения. Благодаря такому подходу автор академического проекта быстро и аргументированно устанавливает причинно-следственные связи, ориентируется в информационном и пространственном поле (факторы, переменные) и осознает все нюансы применения избранной траектории.

Основные условия для проведения эксперимента в научном исследовании

Что же нужно учесть и какие условия создать, чтобы провести эксперимент в рамках научного исследования и получить достойный, аргументированный результат?

Условие	Описание	Сложности применения
Целенаправленность	Каждое действие должно быть сосредоточено на определённом исходе, ожидании	Расстановка приоритетов и определение основной цели исследования, соотнесение цели исследования с целью эксперимента
Планомерность	Наличие четкого плана действий, логики испытания	Трудно предусмотреть логику, учесть все факторы
Организация	Создание специальных условий для обеспечения «чистоты» испытания	Доступность ресурсов, возможности применения тех или иных инструментов могут быть ограничены
Компетентность	Проведением занимается команда профессионалов или тематически осознанная группа	Быстро изучить необходимый материал, вникнуть в суть и особенности испытания, применение теории на практике
Аналитика и результативность	Описание и обоснование этапов и результатов, пояснение тенденций	Проблемы в сравнении и интерпретации данных, оформлении испытания

Во-первых, эксперимент – это целенаправленная процедура, которая должна быть уложена в определённые тематические рамки. Поэтому одним из существенных условий для его воспроизведения является постановка четкой и однозначной цели, определение конкретных границ НИР.

Во-вторых, рассматриваемый формат научно-исследовательской деятельности предполагает совершение четких действий. Поэтому важно подготовить план мероприятий, который подчеркнет этапность, связность и логичность предлагаемых манипуляций. То есть планирование является незаменимой и существенной частью любого опыта и НИР.

В-третьих, важно учесть принцип организации. Данное условие предполагает, что исследователь должен учесть все необходимые моменты при проведении эксперимента: подготовить помещение или иное пространство для проведения, обеспечить явку испытуемых или подготовить конкретный объект исследования, запастись ресурсами и материалами для воспроизведения манипуляций, подготовиться следить и контролировать ход НИР и оперативно фиксировать результаты и пр. То есть организация предполагает непосредственную готовность к воспроизведению плана, обеспеченность всеми необходимыми инструментами, ресурсами, кадрам, техническими и иными благами и др.

В-четвертых, проведением научного исследования должен заниматься компетентный в рамках рассматриваемой темы специалист. То есть автору проекта или исследователю предстоит предварительно подготовиться к экспериментальной части, тщательно изучив все теоретические аспекты по теме и обосновав каждый шаг с научной точки зрения до эксперимента, и по мере его реализации – с практической позиции.

В-пятых, существенным условием для проведения эксперимента в научной работе является проведение анализа данных. Каждый полученный результат должен быть не просто зафиксирован, но и оценен, пояснен. Поэтому важно знать, понимать и уметь соотносить текущие итоги с действующими регламентами, нормативными значениями, критериями, учитывать специфику применимой методики и пр. Только так студент или аспирант сможет получить точный, обоснованный и качественный результат, объяснить его и определить возможности применения в новых изысканиях.

Таким образом, чтобы испытание в составе научно-исследовательской работы принесло положительные результаты, необходимо учесть вышеописанные правила и условия. Они подчеркивают ограничения и особенности реализации опытов.

Как правильно организовать и провести эксперимент в НИР? (этапы)

Проведение опытов в рамках научно-исследовательской деятельности свойственно преимущественно эмпирическим и прикладным темам. Сама по себе экспериментальная процедура протекает на поэтапной основе.

Этап	Шаги	Суть
Подготовительный	Проектирование	Общая траектория экспериментального исследования
	Планирование	План испытания
	Организация	Подготовка к проведению, создание условий для проведения НИР
Основной, реализационный	Проведение опыта	Практические мероприятия, воспроизведение намеченного плана с фиксацией получаемых результатов
	Анализ данных	Обработка собранной информации и полученных результатов, выделение тенденций
Завершающий	Описание хода	Описание хода испытания и объяснение, обоснование результатов, оценка возможностей их применения
	Оформление	Форматирование документа

Первым делом необходимо спроектировать ход испытания. Этот шаг предполагает общий тематический анализ, определение и обоснование необходимости проведения прикладного исследования. Проектирование позволяет понять, что нужно предпринять и для чего, как действовать автору проекта. То есть в рамках такой стадии исследователь поймет, как ему предстоит работать над основной частью НИР.

Второй этап – планирование эксперимента. Здесь происходит детализация и конкретизация последовательности действий: с чего начать, какие шаги и действия предпринимать, для чего нужны те или иные мероприятия, какие инструменты и методы использовать, определение сроков реализации действий и определение общей сметы расходов.

В рамках планирующей стадии студент сможет уточнить порядок действий и выделить необходимую ресурсную базу, оценить затратность мероприятий.

Планирование испытания должно учитывать ряд параметров, которые регулируют ход НИР:

• Количество этапов и действий должно быть ограниченным, оптимальным, гарантирующий точность итогов и ясность общей тематической картины;
• Важно грамотно расставлять приоритеты при разработке плана, чтобы подчеркнуть логику исследования, уместность и необходимость экспериментальных действий;
• Всесторонний учет факторов и создание специальных условий для обеспечения точности, реалистичности итогов;
• Предусмотренные альтернативных путей в случае возникновения форс-мажоров, учет факторов и потенциальных сложностей;
• Разработка четкой стратегии с конкретными действиями, сроками и требованиями.

Третий шаг – организационный. Он предполагает уточнение программы мероприятий с акцентом на необходимость конкретных ресурсов: материалы, анкеты, инструменты и оборудование, создание специальных условий (например, регулирование температуры воздуха ил освещения и пр.), определение системы контроля и координации действий при реализации, выделение ответственных лиц и т.д.

Вышеописанная начальная триада шагов является основой подготовительной композиции.

Четвертый этап — практический. Он предполагает проведение намеченных мероприятий с учетом созданных условий, параметров оценки результатов и пр. Здесь исследователь должен предельно точно воспроизвести в реалиях действий и оперативно зафиксировать полученный результат.

Пятый шаг – анализ данных. Он предполагает описание, пояснение и оценку ситуации, собранной информации по ходу испытания. То есть исследователь соотносит полученные сведения и материалы с действующими теоретическими нормами, регламентами и нормативами, отмечает те или иные закономерности, объясняет их роль, значение, влияние на объект, устанавливает причинно-следственные связи.

Два вышеизложенных действия формируют основной, реализационный этап НИР.

Шестая стадия – описательная. Она предполагает, что студент или аспирант по мере проведения и сбора необходимой экспериментальной информации, должен ее систематизировать и грамотно преподнести в итоговом документе: курсовая диплом, отчет по практике или отчет о НИР и пр. Здесь важно уметь группировать и преобразовывать материал, корректно и качественно описывать ключевые мероприятия и результаты, обосновывать их и др.

Седьмой этап – оформление, он предполагает унификацию документа и результатов исследования, настраивание параметров форматирования, регулирование объема информации и тонкостей в описании тех или иных параметров моментов и др.

Последние два шага является завершающими.

Как интерпретировать эксперимент в научной работе?

Экспериментальная часть исследования – ответственная миссия, которая требует не только бдительности при ее реализации, но и грамотности при интерпретации собранной информации и полученных результатов.

Универсанту предстоит в меру информативно представить ход проведенного прикладного исследования и представить полученные итоги с четким обоснованием, выводом.

К студенческим и научным проектам предъявляются определённые требования по оформлению. При оформлении эксперимента в их состав важно ориентироваться на соответствующие параметры. Особое внимание следует обратить на следующие вопросы:

• Каким шрифтом и размером набирать текст, как его располагать на странице, каким цветом он должен быть?
• Как можно преобразовать текст в таблицы, как их озаглавить или оформить, какой шрифт использовать при заполнении таблиц, как размещать текст и пр.?
• Как отметить ход эксперимента с помощью маркированных или нумерованных списков, схемы или таблицы, что отметить в них: мероприятие, сроки реализации, условия проведения и т.д.;
• Как преподнести результаты? В данном случае важно подобрать оптимальный способ отражения данных, сгруппировать и преобразовать их в информативный вид, провести их анализ и подчеркнуть основные тенденции, влияние, тонкости, обосновать выводы и др.

Как правило, ход эксперимента или программа представляется в виде таблицы или списка. Здесь важно обозначить основной план действий, ограничения, условия воспроизведения или только базовые мероприятия. Главное – чтобы в этом формате прослеживалась тематическая приверженностью, уместность прикладного испытания и его логика, концепция.

Результаты эксперимента лучше всего предоставлять поэтапно по мере их получения. В рамках каждой стадии можно формировать общую таблицу или делать логические блоки или корпуса с графиками, где будут подчёркнуты связанные моменты, тенденции, определённые показатели. На основе которых можно оценить конкретную картину, ситуацию, сделать четкий вывод.

Все существенные результаты необходимо грамотно проанализировать. Анализ в данном случае предполагает описание значения, влияния конкретного исхода на объект, оценку его изменения (в динамике), пояснение его роли.

Под каждой таблицей, графиком и прочим подобным элементом должен присутствовать емкий анализ, где будут подчеркнуты выделенные тенденции, показатели, а затем все они будут обобщены в целостную картину с обоснованием из влияния на объект.

В целом, при документировании эксперимента в составе студенческой или научной работы, очень важно следовать следующим аспектам:

1. Обязательно подчеркивайте научное или теоретическое обоснование методики, каждого мероприятия и результата;
2. Старайтесь разнообразить интерпретацию данных: чередуйте таблицы с графиками, схемами, диаграммами и пр. Но все графико-табличные парадигмы должны иметь емкий анализ;
3. Старайтесь в рамках каждого этапа подчёркивать существенные итоги и формировать аргументированный вывод.

Оформление результатов прикладного испытания в составе академической или учебной работы должно ориентироваться на действующие нормы ГОСТ. Поэтому, по мере написания основной части, настройте соответствующие параметры согласно госстандартам или методическим рекомендациям.

Сложности подготовки и проведения эксперимента в НИР

При подготовке и воспроизведении экспериментальной части НИР студенты и аспиранты сталкиваются с различными нюансами, усложняющими их жизнь.

Во-первых, эксперимент – это общая методика проведения исследования. Автору проекта предстоит конкретизировать, какие приемы и методы он намерен использовать и почему. Это бывает нелегко, дабы оценить достаточность информационной, ресурсной, технической и иной базы не всегда оказывается возможным.

Во-вторых, имея на руках конкретную гипотезу, важно грамотно ее транспонировать на прикладной лад. Воспроизвести в реалиях. Не всегда студенты понимают, что для этого нужно сделать, какие действия необходимы, допустимы и нецелесообразны и пр. Сложность возникает именно на этапе детализации гипотезы с акцентом на ее измеримость (как измерять, чем и для чего), обоснованность (какие доказательства покажут ее состоятельность) и т.д. То есть мало понимать, что делать, нужно правильно все воспроизвести.

В-третьих, сложности возникают на этапе анализа данных. В ходе эксперимента исследователь фиксирует лишь результаты, и то не всегда и не все. То есть он обращает внимание преимущественно на конечный исход или наиболее выраженные изменения, тенденции, реакции и т.д. Поэтому будьте готовы не просто базироваться на задокументированных параметрах. Но и полагаться на собственную наблюдательность: вспоминайте, что было до или после, все тонкости исследовательского процесса, учитывайте факторы и др.

В-четвертых, трудности также могут настигнуть на этапе формирования материально-технической базы для проведения испытания. Не всегда студентам или аспирантам легко удается получить доступ к специальным инструментам и оборудованию, помещению и т.д. В данном случае преодолеть эту преграду помогут только хорошо развитые коммуникативные качества, критический подход или умение быстро ориентироваться в пространстве, находить альтернативы.

В-пятых, студент может допустить некие погрешности при измерении результата или его фиксации. Такое способно привести к некорректным выводам и дальнейшим ошибкам. Также следует отметить технические нюансы: любая техника и оборудование способно давать сбои. Непредвиденные задержки или поломки. Поэтому лучше всегда иметь под рукой «запасной вариант» или аэродром.

Но чаще всего универсантам сложно грамотно и емко отметить полученные результаты. В ходе эксперимента автор получает довольно большой объем информации: теоретический, практический материал, записи, наблюдения. Их бывает крайне трудно сузить и отметить в пре абзацев. Сложность состоит в преобразовании данных и их систематизации, логичном и обоснованном отражении сути, исходов и выводов.

Рекомендации по проведению эксперимента в научных работах

Создайте необходимые условия для проведения испытания. Учитывайте тематические особенности, общий научный аппарат НИР и роль опыта.

Старайтесь тщательно продумать каждый шаг. Притом следует предусмотреть альтернативные варианты. Такой подход обезопасит от форс-мажоров и поможет быстро сориентироваться в сложившейся ситуации, принять грамотное решение и обойти новоиспеченные нюансы без риска и ошибок.

Не бойтесь просить совета. По мере необходимость консультируйтесь с научным руководителем, одногруппниками, сравнивайте свое исследование с аналогичными завершенными и пр.

По ходу эксперимента важно быть наблюдательным и фиксировать каждое изменение, результат. Если есть возможность, то можно записать ход эксперимента на видео, чтобы в дальнейшем можно было детальней изучить ситуацию и т.д.

Старайтесь емко и понятно описывать каждый шаг, итог и вывод.