Эксперимент как метод педагогический эксперимент

Поскольку каждый эксперимент призван решать определенную теоретическую проблему: будь то предварительная оценка гипотезы или ее окончательная проверка, — постольку при его планировании следует учитывать не только наличие той или иной экспериментальной техники, но и уровень развития соответствующей отрасли знания, что особенно важно при выявлении тех факторов, которые считаются существенными для эксперимента.

Все это говорит о том, что план проведения каждого конкретного эксперимента обладает своими специфическими чертами и особенностями. Не существует единого шаблона или схемы, с помощью которых можно было бы строить эксперимент для решения любой проблемы в любой отрасли экспериментальных наук. Самое большее, что можно здесь выявить,— это наметить общую стратегию и дать некоторые общие рекомендации по построению и планированию эксперимента.

Всякий эксперимент начинается с проблемы, которая требует экспериментального разрешения. Чаще всего с помощью эксперимента осуществляется эмпирическая проверка какой-либо гипотезы или теории. Иногда он используется для получения недостающей информации, чтобы уточнить или построить новую гипотезу [5, с. 99].

Как только научная проблема точно сформулирована, возникает необходимость выделить факторы, которые оказывают существенное влияние на эксперимент, и факторы, которые можно не принимать во внимание. Так, Галилей в своих экспериментах по изучению законов свободного падения тел не учитывал влияние сопротивления воздуха, неоднородность поля тяжести, не говоря уже о таких факторах, как цвет, температура тел, ибо все они не оказывают какого-либо существенного влияния па падение тел вблизи земной поверхности, где сопротивление воздуха незначительно, а поле тяжести с достаточной степенью приближения можно считать однородным. Эти факты в настоящее время кажутся чуть ли не очевидными, но во времена Галилея не существовало теории, которая позволяла бы объяснить их.

Если имеется достаточно разработанная теория исследуемых явлений, то выделение существенных факторов достигается сравнительно легко. Когда же исследование только начинается, а область изучаемых явлений совершенно новая, тогда выделить факторы, существенным образом влияющие на процесс, оказывается весьма трудно.

Следующим этапом в осуществлении эксперимента является изменение одних факторов при сохранении других относительно неизменными и постоянными. Пожалуй, в этом наиболее ярко проявляется отличие эксперимента от наблюдения, так как именно возможность создания некоторой искусственной среды позволяет исследователю наблюдать явления «при условиях, обеспечивающих ход процесса в чистом виде». Допустим, известно, что изучаемое явление зависит от некоторого числа существенных свойств или факторов. Чтобы установить роль каждого из них, а также их взаимосвязь друг с другом, надо выбрать сначала два каких-либо свойства. Сохраняя все другие существенные свойства или факторы постоянными, заставляем одно из выбранных свойств изменяться и наблюдаем, как ведет себя другое свойство или фактор. Таким же способом проверяется зависимость между другими свойствами. В результате экспериментально устанавливается зависимость, которая характеризует отношение между исследуемыми свойствами явления [5, с. 100].

После обработки данных эксперимента эта зависимость может быть представлена в виде некоторой математической формулы или уравнения.

Если в планировании эксперимента предусматривается только выявление существенных факторов, влияющих на процесс, то такого рода эксперименты часто называют факторными. В большинстве случаев, в особенности в точном естествознании, стремятся не только выявить существенные факторы, но и установить формы количественной зависимости между ними: последовательно определяют, как с изменением одного фактора или величины соответственно изменяется другой фактор. Иными словами, в основе указанных экспериментов лежит идея о функциональной зависимости между некоторыми существенными факторами исследуемых явлений. Такие эксперименты получили название функциональных [5, с. 101].

 

4. Контроль эксперимента

Большая часть экспериментальной техники служит для контроля тех факторов, характеристик или свойств, которые по тем или иным причинам считаются существенными для исследуемого процесса. Без такого контроля нельзя было бы достичь цели эксперимента. Техника, которая используется в эксперименте, должна быть не только практически проверена, но и теоретически обоснована.

Однако прежде чем говорить о теоретическом обосновании, надо убедиться в практической осуществимости эксперимента.

Даже в том случае, когда Опытная установка успешно функционирует, ее работа, и в особенности результаты, может зависеть от самых разных причин. Поэтому прежде чем приступить к эксперименту, исследователь стремится объяснить функционирование будущей экспериментальной установки с помощью уже известной и хорошо подтвержденной теории.

Если эксперимент должен служить критерием истинности научного знания, то вполне естественно, что он должен опираться только на хорошо проверенное и надежное знание, истинность которого установлена вне рамок данного эксперимента.

Точно так же обстоит дело с новой экспериментальной техникой. Кроме теоретического обоснования её надежность следует проверять с помощью других методов [3, с. 127].

Однако, как бы ни была важна проверка технической стороны опыта, она не исчерпывает существа контроля при планировании и проведении эксперимента. Чтобы точно определить изменения, которые происходят в процессе эксперимента, очень часто наряду с экспериментальной группой используют еще так называемую контрольную группу. Там, где не происходит заметных индивидуальных изменений, в качестве контрольной группы или системы может служить сам исследуемый объект. Например, для определения изменения механических свойств металла от воздействия токов высокой частоты достаточно исчерпывающим образом описать эти свойства до и после эксперимента.

Первоначальные свойства металла можно при этом рассматривать как свойства контрольной системы, с помощью которых можно судить о результатах воздействия на металл в процессе эксперимента.

Все воздействия и изменения совершаются над экспериментальной группой, а о результатах этих воздействий судят, сравнивая с контрольной группой. Так, чтобы проверить эффективность нового лекарства, точно выяснить все положительные и отрицательные факторы, вызванные им, необходимо всех подопытных животных разделить на две группы: экспериментальную и контрольную. То же самое делают при экспериментальной проверке прививок против инфекционных заболеваний.

Во всех случаях, когда по условиям исследования требуется образовать экспериментальную и контрольную группы, необходимо добиваться того, чтобы они были как можно более однородными. В противном случае результаты эксперимента могут оказаться не вполне надежными и даже весьма сомнительными. Самый простой способ достижения такой однородности состоит в попарном сравнивании индивидуумов экспериментальной и контрольной групп. Для больших групп такой способ оказывается малопригодным. Поэтому в настоящее время чаще всего прибегают к статистическим методам контроля, при использовании которых учитываются общие, статистические характеристики сравниваемых трупп, не индивидуальные их особенности [3, с. 128].

В качестве статистических критериев контроля нередко выбирают контроль распределений. Распределения характеризуют, как часто или с какой вероятностью та или иная случайная, величина принимает какое-либо из возможных ее значений. Путем сравнения функций распределения можно достичь большей пли меньшей степени однородности экспериментальной и контрольной групп.

Однако как при индивидуальной, так и статистической оценке этих групп всегда сохраняется возможность предвзятого выбора индивидуумов. Чтобы исключить такую возможность, при планировании эксперимента прибегают к методу рандомизации, цель которого —обеспечить равновероятность выбора любого индивидуума из имеющейся совокупности. Техника такого выбора может быть самой различной, но она должна способствовать достижению главной цели — построению однородных групп (экспериментальной и контрольной) из совокупности, подлежащей исследованию [3, с. 129].

 

5. Интерпретация результатов эксперимента

Зависимость эксперимента от теории сказывается не только при планировании, но в еще большей степени при истолковании его результатов.

Во-первых, результаты любого эксперимента нуждаются в статистическом анализе, чтобы исключить возможные систематические ошибки. Такой анализ становится особенно необходимым при осуществлении экспериментов, в которых исследуемые факторы или величины заданы не индивидуальным, а статистическим образом. Но даже при индивидуальном задании, как правило, производят множество различных измерений, чтобы исключить возможные ошибки. В принципе статистическая обработка результатов эксперимента, в котором исследуемые величины заданы индивидуально, ничем не отличается от обработки данных наблюдения. Гораздо большие трудности возникают при анализе статистических экспериментов.

Прежде всего, здесь приходится устанавливать и оценивать различие между экспериментальной и контрольной группами. Иногда разница между ними может быть вызвана случайными, неконтролируемыми факторами.

Поэтому возникает задача определения и статистической проверки разницы между экспериментальной и контрольной группами. Если эта разница превышает некоторый минимум, то это служит показателем того, что между величинами, изучаемыми в данном эксперименте, существует некоторая реальная связь. Нахождение конкретной формы этой взаимосвязи представляет цель дальнейшего исследования.

Во-вторых, результаты эксперимента, подвергшиеся статистической обработке, могут быть по-настоящему поняты и оценены только в рамках теоретических представлений соответствующей отрасли научного знания. При всей тонкости и сложности современных статистических методов с их помощью в лучшем случае может быть нащупана или угадана некоторая гипотеза о реальной взаимосвязи исследуемых факторов или величин. С помощью методов корреляционного анализа можно, например, оценить степень зависимости или соотношения одной величины от другой, но такой анализ не может раскрыть конкретную форму или тип функциональной связи между ними, т.е. закон, управляющий этими явлениями. Вот почему истолкование результатов экспериментального исследования приобретает такое важное значение для понимания и объяснения этих результатов [4, с. 95].

При интерпретации данных эксперимента исследователь может встретиться с двумя альтернативами.

Во-первых, он может объяснить эти результаты в терминах уже известных теорий или гипотез. В этом случае его задача сводится к проверке или перепроверке наличного знания. Поскольку такая проверка состоит в сопоставлении утверждений, выражающих данные эксперимента, с выводами теории, то возникает необходимость в получении таких логических следствий из теории, которые допускают эмпирическую проверку. Это неизбежно связано с интерпретацией, по крайней мере, некоторых понятий и утверждений теории.

Во-вторых, в ряде случаев ученый не располагает готовой теорией или даже более или менее обоснованной гипотезой, с помощью которых он смог бы объяснить данные своего эксперимента. Иногда такого рода эксперименты даже противоречат тем теоретическим представлениям, которые господствуют в той или иной отрасли науки.

Конечно, не всякая новая интерпретация экспериментальных данных приводит к революционным изменениям в науке. Однако любая интерпретация предъявляет серьезные требования к существующим теориям, начиная от пересмотра и модификации некоторых их элементов и кончая радикальным пересмотром исходных принципов и постулатов [4, с. 96].

Таким образом, эксперимент в сфере образования направлен на то, чтобы выявить и подтвердить, что в результате применения новой методики происходит положительный сдвиг по следующим параметрам:

а) время обучения сокращается;

б) качество учебно-воспитательного процесса улучшается;

в) нагрузка на учителя и учащихся снижается.

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Алексеев, Ю.В. Научно-исследовательские работы (курсовые, дипломные, диссертации): общая методология, методика подготовки и оформления / Ю.В. Алексеев, В.П. Казачннскнй, Н.С. Никитина. - Москва: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. - 120 с.
2. Загвязинский, В.И. Методология и методы психолого-педагогического исследования: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В.И. Загвязинский, Р. Атаханов. – 2-е изд. – Москва: Издательский центр «Академия», 2005. – 208 с.
3. Кузнецов, И. Н. Научные работы: методика подготовки и оформления / И.Н. Кузнецов. – 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К0», 2006. — 460 с.
4. Образцов, П.И. Методы и методология психолого-педагогического исследования / П.И. Образцов. — СПб.: Питер, 2004. — 268 с.
5. Папковская, П.Я. Методология научных исследований / П.Я. Папковская. – Минск: ООО «Информпресс», 2002. – 176 с.