Этапы проведения целостного экспериментального исследования

Эспериментальное исследование является  достаточно длительным процессом, в котором можно выделить несколько этапов:

1. Разработка программы эксперимента. Разумеется, эксперимен­тальное исследование должно выполняться только тогда, когда в этом есть необходимость, т.е. существует научная задача (или совокупность задач), решение которой может быть получено именно эксперименталь­ным методом. Поэтому на начальном этапе исследователь должен осо­знать и чётко сформулировать свою задачу. Как правило, это происходит в виде выдвижения рабочей гипотезы, после чего исследователь, ориентируясь на имеющиеся знания и материально-технические возможности, разрабатывает адекватную этой гипотезе программу эксперимента (экспе­риментов); в ходе экспериментов должны быть получены данные, подкреп­ляющие исходную гипотезу либо опровергающие её.

Круг работ, принадлежащих к этой стадии, достаточно обширен. Ис­следователю необходимо продумать цель, смысл, структуру эксперимен­тов, условия их проведения, подобрать адекватный объект исследования, учитывая и этическую сторону, необходимые приборы и материалы. Особое значение имеет раз­работка адекватной методики. Методика исследования - это упорядо­ченная совокупность предписаний, необходимая и достаточная для дос­тижения цели исследования. Итогом подготовительной деятельности экспериментатора должна явиться программа эксперимента, в которой указаны все компоненты, требующиеся для проведения эксперименталь­ного исследования, описаны объем экспериментальных работ, материаль­но-техническое обеспечение, детально изложена методика, а также рассчитаны сроки выполнения. Важнейшим методологическим требованием к плану эксперимента является его реализуемость. Это означает, что ко­личество задач не должно быть слишком большим; проект должен обла­дать прозрачной логической структурой, отличаться максимальной простотой, наглядностью, удобством в применении. На стадии разработ­ки программы нет мелочей, все должно быть тщательно продумано и упоря­дочено.

План эксперимента - это определённая логическая схема, выбранная для достижения исследовательских целей. В англоязычной литературе также употребляется термин "дизайн" (design) эксперимента. Следует от­метить, что современная научная методология обеспечивает серьёзную концептуальную поддержку стадии планирования эксперимента. Так, су­ществует специальная прикладная математическая дисциплина - мате­матическая теория эксперимента. Математическая теория эксперимента разрабатывает условия оптимального планирования исследова­ний. Она содержит ряд концепций последовательного эксперимента, мно­гофакторного эксперимента, рандомизации, оптимального использования факторного пространства и др. Эти теории совершенствуют стратегию исследователя, способствуют успешному достижению целей. Для иллюстрации назовём концепцию последователь­ного эксперимента, её предложил в 1943 г. А. Вальд. Это пошаговая страте­гия, главной идеей которой является деление исследовательской задачи на последовательные этапы; при выполнении этой стратегии каждый после­дующий шаг исследования зависит от результатов анализа предыдущего шага.

Для нужд исследователей сейчас имеются специальные каталоги пла­нов эксперимента, в которых приводятся сравнительные оценки различ­ных экспериментальных дизайнов и даются рекомендации по их выбору в соответствии с конкретными условиями исследований. 

2. Проведение экспериментального исследования. Непосредственное проведение исследований является для экспериментатора наиболее на­пряжённым, динамичным этапом работы, требующим от учёного инициа­тивности, быстроты реакции и внимания. Будучи включённым в режим экспериментирования, исследователь должен следить за поддержанием стандартных условий эксперимента, систематически регистрировать, оценивать, осмысливать происходящие события и их характеристики - их частоту, интенсивность, какие-либо количественные параметры и т.п.; оказывать, если это возможно, направленное воздействие на изучаемый объект, управляя независимыми переменными, варьируя и дозируя их. Разумеется, экспериментатор опирается на имеющийся у него план, но использует его с известной долей инициативы, т.к. вполне возможны не­ожиданные изменения ситуации.

Важную роль в ходе этой стадии работы имеет, как известно, составле­ние и ведение протокола исследования (лабораторного журнала). В протоколе фиксируется информация о ходе эксперимента, действиях экспери­ментатора, состоянии изучаемого объекта. Протокол является научной ос­новой для последующего анализа и обобщения результатов, а также не только фактическим, но даже юридическим доказательством правомерно­сти сделанных исследователем выводов (есть случаи, когда для присужде­ния учёной степени комиссии требовалась проверка фактических данных по первичным документам исследования). Поэтому к записям протокола приложимо требование точности и подробности: исследовательский про­токол должен быть изначально ориентирован на достижение интерсубъек­тивной значимости полученных результатов.

Вообще в работе экспериментатора как на предварительной стадии, так и в ходе проведения исследования должно быть внимательное отно­шение к деталям. Наблюдательность, точность, аккуратность, даже некоторая педантичность - важнейшие добродетели экспериментато­ра; эти качества отличают профессионала от дилетанта. И, конечно, для занятий экспериментальной наукой требуется особый талант экспери­ментатора. В экспериментальной науке, как, впрочем, и во всех других видах научной деятельности, многое зависит от личности исследовате­ля, ярко видна роль субъекта как непосредственного автора научной работы. 

Не следует забывать и о том, что в ходе реализации программы экспе­римента исследователь не перестаёт мыслить теоретически. Уже на ста­дии проведения экспериментального исследования учёный осуществляет первичную обработку получаемых им результатов, даёт им оценку и ре­шает вопрос о дальнейшем ходе эксперимента. Предварительная обработ­ка данных позволяет исследователю адекватно откликаться на изменения си­туации, варьировать нужные параметры, активно управлять процессом. Уже на этой стадии учёный может столкнуться с данными, имеющими принци­пиальное теоретическое значение, поэтому уже здесь эксперимент не­посредственно встречается с теоретизированием. 

3. Анализ и обобщение результатов эксперимента. Эта стадия завер­шает экспериментальное исследование. Здесь исследователь проводит общий анализ достигнутых результатов. В ходе непосредственной экспе­риментальной работы часто трудно бывает уяснить суть происходящего, увидеть ее за сочетанием факторов и изменением переменных, а ведь для науки важны не эмпирические данные сами по себе, в чистом виде, а стоя­щие за ними смыслы, их теоретическая ценность. Именно осмысление проведённого исследования, т.е. содержательная интерпретация первичного материала, и составляет задачу третьей стадии. Прежде всего, ис­следователь оценивает сами полученные данные - насколько они отвеча­ют статистическим требованиям, не содержат ли они систематические ошибки и артефакты (искусственно произведённые лабораторные эффек­ты, не имеющие объективного значения). Далее исследователь производит сопоставление исходной гипотезы с полученными данными. В случае рас­хождения приходится решать вопрос либо о необходимости скорректиро­вать исходные теоретические положения, либо о достоверности эксперимен­тального исследования. Таким образом, исследователь принимает решение о дальнейшей экспериментальной деятельности: считать ли основную часть, работы завершённой, а цель эксперимента - достигнутой, или провести до­полнительный сбор информации и перейти к планированию новой серии исследований, а работу считать неудачной и требующей повторного выпол­нения и т.п. 

На этой стадии изучаемый объект как бы восстанавливается во всей полноте связей тех его отдельных сторон, которые были искусственно вы­членены и разделены в эксперименте. Исследователь должен обобщить по­лученные данные и сформулировать выводы, которые станут основой для последующих исследований. 

Стадии экспериментального исследования не только логически связаны между собой, но и хронологически пересека­ются в реальной научной практике, часто плавно переходя один в другой, так что провести строгое разграничение этапов не всегда представляется возможным. Например, не такой уж редкой является та ситуация, когда учёный в ходе самого исследования, оказывается, вынужден менять его план и цели, т.е. возникает потребность пересмотреть стадию планирова­ния эксперимента. В целом экспериментальное исследование протекает скорее циклически: 

Разработка программы → Проведение исследований → Анализ результатов → Дальнейшая разработка программы → ...

 Возможны и другие структурные соотношения, этапов, например те или иные группы экспериментов могут соединяться в определённые бло­ки, выполняться параллельно, иерархически организованно, с определён­ными интервалами и т.п. 

Таким образом, в научной практике экспериментальное исследование представляет собой, как правило, не изолированный единичный эксперимент, а некоторую систему взаимосвязанных экспериментальных работ, объединённую общим замыслом и соотнесённую с определённым теоретическим контекстом.