ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

В исследовательской деятельности используется разные виды эксперимента. Наиболее распространены лабораторный и естественный эксперимент. В первом случае эксперимент проводится в специально подготовленных условиях - лаборатории, где объект вычленяется из сложной системы взаимосвязей, которые заменяются специально моделируемыми условиями. Например, естественное нагревание заменяет искусственное, также моделируются и другие условия: освещенность, давление, механические воздействия и т.п.

Естественный эксперимент проводится в обычных, естественных условиях, где экспериментатор наблюдает исходное состоя-ние объекта, его развитие и исчезновение. При этом объект может быть подвергнут определенному воздействию со стороны экспериментатора. Затем весь процесс повторяется, например, переселение и акклиматизация растений или животных.

При проведении эксперимента необходимо осуществить репрезентативную (показательную для всей совокупности) выборку числа экспериментальных объектов.

Выборка должна быть представительной с точки зрения охвата участников эксперимента. Например, проводя эксперимент в социальной сфере, необходимо представить все группы населения,

если цель данного эксперимента получит результат, отражающийся на всем социуме.

Таким образом, нет и не может быть какого-то шаблонного решения о выборе числа экспериментальных объектов, но репрезен-тативность выборки всегда должна быть доказана с точки зрения объективности полученных результатов. При проведении учебного исследования невозможно достичь оптимального соотношения числа объектов, выбираемых для эксперимента. Как правило, оно всегда занижено, но учитывая, что дидактическая задача обучения учащихся находится в иной плоскости, нежели чисто исследовательская задача, можно основываться и на меньшей выборке. То же относится и к определению необходимой длительности эксперимента. Слишком короткий его срок приводит к необъективным научным данным, слишком длинный - повышает трудоемкость и неприемлем с точки зрения завершенности (для учащегося - это время обучения в школе).

Поэтому желательно для каждого исследователя обосновывать продолжительность эксперимента. Сделать это можно, во- первых, путем анализа предшествующего опыта аналогичных экспериментов, в которых были сделаны корректные научно- практические выводы; во-вторых, путем соотнесения целей и задач эксперимента с его необходимой длительностью.

Пример. 1. При изучении особенностей гнездовья птиц эксперимент будет длиться весь период, в течение которого птицы строят гнезда и откладывают яйца.

Если в процессе эксперимента изучается влияние каких-либо веществ (условий) на проявление определенных закономерностей, то необходимо охватить экспериментом наиболее типичные закономерности.

2. При проведении эксперимента по определению «влияния шума на работоспособность учащихся» его продолжительность

не может быть ограничена 1-2 днями или одним источником шума (производственный, непроизводственный). Продолжительность указанного эксперимента должна быть в пределах как минимум учебного года.

Проведение эксперимента требует выбора конкретной методики. Этому предшествует работа по изучению начального уровня состояния экспериментального объекта. Так, анализируя эксперимент по изучению состояния мохово-лишайникового покрова биоценоза, необходимо убедиться, что в данном биоценозе мхи и лишайники представлены не одним-двумя видами, а занимают целую экологическую нишу.

Для каждого конкретного случая избирается не весь набор известных методов, а такое их сочетание, которое даст достоверную информацию. Например, определяя ПДК меди в воде, необходимо использовать методику как качественного, так и количественного обнаружения [3, с. 247].

Экспериментальная деятельность предполагает наличие контрольного объекта, который является критерием для оценки ре-зультатов эксперимента. Например, при проведении эксперимента по влиянию удобрений на сроки созревания обязательно должен быть контрольный участок, на который удобрение не вносилось. Определяя содержание ПДК меди в воде, необходимо иметь достоверные цифры о ПДК (1,1 мг/л).

Эксперимент требует ведение протокола, в котором с помощью текста, цифр, символов, схем заносятся факты экспериментальной деятельности. Как уже отмечалось, протокол должен быть последовательным, непротиворечивым и адекватным, т. е. позволяющим делать выводы на основе объективной информации. При этом неважно на какой бумаге, какими чернилами или символами какого размера заполнен протокол. Важно, чтобы связь между ре-зультатами и символами была однозначной и отношения между символами соответствовали отношению между результатами экспе-

риментов. Было бы странно, если бы по протоколу, где вес тела измеряется в граммах, делались одни выводы, а по протоколу, где вес тела измеряется в килограммах - другие.

Завершается эксперимент анализом его итогов, где утверждается или опровергается высказанная в исследовании гипотеза.

Например, если при ПДК меди 0,1 мг/л мы получим данные по объектам а, в, с... 0,2; 0,3; 0,5, можно утверждать, что объект загрязнен катионами меди выше ПДК в 2, 3, 5 раза соответственно. Если результаты окажутся неоднозначными, например, при определении ПДК меди качественным способом получены данные по объектам а = 0,3 мг/л; в = 0,4 мг/л; с = 0,5 мг/л, а по количественным соответственно 0,1; 0,2; 0,2 мг/л, то сделать вывод будет затрудни-тельно и эксперимент необходимо продолжить, изменив либо усовершенствовав методику.

Важным элементом анализа результатов эксперимента является умение исследователя разрабатывать научно-практические рекомендации. Рекомендации должны указывать четкие границы возможного применения экспериментальной системы в практике.

Например, в ходе эксперимента доказана целесообразность применения удобрений Х-класса в данных климатических условиях, для данного типа почв, для сокращения вегетационного периода сорта у. Можно также рекомендовать Х-удобрения и для сортов ух У2, Уз В то же время влияние на сорт Z оказалось незначительным (или затратным), а для сорта F получен отрицательный результат.

Необходимо также оценивать затратную сторону эксперимента. Если, к примеру, урожайность опытного участка увеличилась на 30% по сравнению с контрольным, а сумма затрат возросла в 1,5- 2 раза, то результаты эксперимента скорее отрицательны, чем поло-жительны, поэтому необходимо давать взвешенные осторожные оценки.

Итак, при подведении итогов эксперимента оцениваются последовательно эффективность результата, оптимальность его с

точки зрения соответствия максимальным возможностям данной системы и затрат времени, условия эффективного применения рекомендаций, границы успешного применения и ограничения, при которых эффект может оказаться неоптимальным.