2 Расчет (план) объема и продолжительности работ, перечень необходимых материалов, приборов, установок, список исполнителей эксперимента, календарный план работ. В первой части плана обозначаются тема исследования, рабочая гипотеза и задачи, которые необходимо решить. Количество задач не должно быть слишком большим (3-4 задачи).
Основу программы составляет методика эксперимента, т.е. совокупность способов и приемов получения зависимостей и значений параметров намеченных программой. В методике дается ответ на вопрос: как выполнить отдельные пункты программы? Основные исходные данные для разработки методики — программа экспериментов; необходимая точность результатов измерений; математическая модель явления (если она есть); литературные данные о методах измерений и измерительной аппаратуре, о методах обработки и анализа опытных данных. Вторая часть плана — это объем выполнения работ, сроки исследования; материальная база — это наличие оборудования, приборов, машин и т.д.).
Пример. С целью повышения эффективности использования пахотных агрегатов используют дисковые ножи с приводом, которые участвуют в формировании движущей силы. Необходимо исследовать силовые и энергетические параметры пахотного агрегата на примере МТЗ-80.
КАК РАБОТАЕТ ДИКТАТУРА? Эксперимент, показывающий насколько ПРОСТО управлять толпой
- 1 Вскрыть механизм взаимодействия плоского диска движителя с почвой, и разработать методику расчета его силовых параметров.
- 2 Найти оптимальный по силовым и энергетическим параметрам режим работы диска-движителя.
- 3 Выявить технико-экономическую эффективность применения дисков- движителей на лемешном плуге в агрегате с МТЗ-80.
Допустим, теоретически получены аналитические выражения для определения движущей силы Rx и вертикальной выталкивающей силы Rz
Они зависят от радиуса диска R, его толщины 5, глубины хода а и кинематического коэффициента А (отношение окружной скорости диска к рабочей скорости агрегата, т.е. Л = va/ vp) и других параметров.
Исходя из задач исследования и теоретических разработок, программой экспериментов предусмотрено:
- 1 Спроектировать и изготовить полевую установку с диском-движителем к плугу ПЛН-3-35.
- 2 Определить экспериментально зависимости Rx и Rz от а и А и сравнить их с расчетными.
- 3 Сравнить испытания пахотных агрегатов с обычным плугом и плугом с дисками-движителями, и определить общие затраты энергии на работу агрегатов.
Вторая часть программы разрабатывается после и на основе решений вопросов методики. Здесь необходимо вначале выявить с помощью поисковых экспериментов основные факторы и обосновать средства измерения, т.е. что использовать, тензометрические датчики или динамометр. В методике указывается последовательность выполнения измерений и опытов, повторность проведения методов обработки и анализа экспериментальных данных (результаты должны быть сведены в таблицы, графики и т.д.).
Эксперимент, который доказал что свобода выбора это миф
Источник: studref.com
Разработка плана-программы эксперимента
План-программа включает наименование темы исследования, рабочую гипотезу, методику эксперимента, перечень необходимых материалов, приборов, установок, список исполнителей эксперимента, календарный план работ и смету на выполнение эксперимента. В ряде случаев включают работы по конструированию и изготовлению приборов, аппаратов, приспособлений, методическое их обследование и т. п. Основу плана-программы составляет методика эксперимента. Методика представляет собой систему приемов или способов для последовательного наиболее эффективного экспериментального исследования и включает в себя:
Ø цель и задачи эксперимента;
Ø набор факторов;
Ø обоснование средств и необходимого количества измерений;
Ø описание проведения эксперимента, обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.
Определение цели и задачи эксперимента – один из наибов важных этапов. На основе анализа информации, гипотезы и теоретических разработок обосновывают цель и задачи эксперимента. Вся научная информация позволяет в той или иной степени судить об ожидаемых закономерностях изучаемого процесса, а следовательно, и определить задачи эксперимента. Четко, конкретно обоснованные задачи – это большой вклад в их решение. Количество задач не должно быть слишком большим (3 – 4 задачи), в большом исследовании их может быть 8 – 10.
Выбор факторов – это установление основных и второстепенных характеристик, влияющих на исследуемый процесс. Вначале анализируют расчетные (теоретические) схемы процесса. На основе этого классифицируют все факторы и составляют из них убывающий по важности для данного эксперимента ряд.
Правильный выбор основных и второстепенных факторов играет важную роль в эффективности эксперимента, поскольку эксперимент сводится к нахождению зависимостей между этими факторами. В отдельных случаях трудно сразу выявить роль основных и второстепенных факторов. При этом необходимо выполнить небольшой по объему предварительный поисковый опыт.
Основным принципом установления степени важности характеристики является ее роль в исследуемом процессе. Для этого изучают процесс в зависимости от какой-то одной переменной при остальных постоянных. Такой принцип проведения эксперимента оправдывает себя только в тех случаях, когда переменных характеристик мало (1– 3). Если же переменных величин много, целесообразен принцип многофакторного анализа, рассматренного в разделе 7.
Обоснование средств измерений – это выбор необходимых для наблюдений и измерений приборов, оборудования и др. Экспериментатор должен быть хорошо ознакомлен с выпускаемой в стране измерительной аппаратурой. Ежегодно издаются каталоги на средства измерения, по которым можно заказать те или иные средства измерений (см. разделы 3 и 7).
В отдельных случаях возникает потребность в создании уникальных приборов, аппаратов, установок, стендов для разработки темы. При этом разработка и конструирование приборов и других средств должны быть тщательно обоснованы теоретическими расчетами и практическими соображениями о возможности изготовления оборудования. Создавая новые приборы, необходимо использовать готовые узлы выпускаемых или реконструировать существующие приборы. Очень ответственной частью является установление точности измерений и погрешностей. Методы измерений должны базироваться на законах метрологии, изучающей средства и методы измерений (раздел 7).
При экспериментальном исследовании одного и того же процесса (наблюдения и измерения) повторные отсчеты на приборах, как правило, не одинаковы. Чем больше случайных факторов, влияющих на опыт, тем больше отклонения отдельных измерений от среднего значения. Это требует повторных измерений, следовательно, необходимо знать их потребное минимальное количество. Под потребным минимальным количеством измерений понимают такое их количество, которое в данном опыте обеспечивает устойчивое среднее значение измеряемой величины, удовлетворяющее заданной степени точности (раздел 7).
В методике подробно проектируют процесс проведения эксперимента, В начале составляют последовательность (очередность) проведения операций измерений и наблюдений. Затем тщательно описывают каждую операцию в отдельности с учетом выбранных средств для проведения эксперимента. Большое внимание уделяют методам, контроля качества операций, обеспечивающих при минимальном (ранее установленном) количестве измерений высокую надежность и заданную точность. Разрабатывают формы журналов для записи результатов наблюдений и измерений.
Важным разделом методики является выбор методов отработки и анализа экспериментальных данных. Отработка данных сводится к систематизации всех цифр, классификации, анализу. Результаты экспериментов должны быть сведены в удобочитаемые формы записи – таблицы, графики, формулы, номограммы, позволяющие быстро сопоставлять полученные результаты.
Особое внимание в методике должно быть уделено математическим методам обработки и анализу опытных данных– установлению эмпирических зависимостей, аппроксимации связей между варьируемыми характеристиками, нахождению критериев и доверительных интегралов и др. Далее определяют объем и трудоемкость экспериментальных исследований, которые зависят от глубины теоретических разработок, степени точности принятых средств измерений. Чем четче сформулирована теоретическая часть исследования, тем меньше объем эксперимента. Возможны три случая проведения эксперимента.
Теоретически получена аналитическая зависимость, которая однозначно определяет исследуемый процесс. Например, . В этом случае объем эксперимента для подтверждение данной зависимости минимален, поскольку функция однозначно определяется экспериментальными данными.
Теоретическим путем установлен только характер зависимости. Например, . В этом случае задано семейство кривых. Экспериментальным путем необходимо определить и . При этомобъем эксперимента возрастает.
Теоретически не удалось получить каких-либо зависимости Разработаны только предположения о качественных закономерностях процесса. Во многих случаях целесообразен поисковый эксперимент. Объем экспериментальных работ возрастает. Здесь уместен метод математического планирования эксперимента (раздел 7).
Источник: studopedia.su
Программа эксперимента
Чтобы эксперимент не оказался пустой тратой времени на получение недостоверных результатов, он должен быть тщательно спроектирован и спланирован. Это позволит значительно снизить степень риска получения результатов, которые не будут иметь никакой ценности. Владение культурой экспериментальной работы становится все более важным для творческой и продуктивной педагогической деятельности.
Современная культура экспериментальной работы предполагает, что каждый эксперимент должен иметь свою программу. Программа эксперимента – это представленная в форме текстов, схем, графиков модель экспериментальной работы, имеющая целью получение нового знания. Такая программа определяет:
1) темы эксперимента и основания ее выбора;
2) объект исследования;
3) предмет исследования;
4) цель и задачи эксперимента;
5) гипотезу, подлежащую проверке;
6) методы и методики исследования;
7) этапы проведения эксперимента;
8) план-график проведения эксперимента;
9) состав участников эксперимента и распределение функциональных обязанностей между ними;
10) ожидаемые результаты и методы их оценки;
11) форму представления результатов эксперимента.
Программа эксперимента как модель исследовательской работы должна соответствовать определенным требованиям. Со временем эти требования могут как-то измениться, но они отражают опыт экспериментирования, накопленный за многие годы.
Первое требование – актуальность темы экспериментальной работы. Так же как и в случае внедрения новшества, эксперимент актуален, если он направлен на решение значимой для школы проблемы. Но в случае исследования этого недостаточно, проблема должна быть актуальной для школьного образования вообще.
Второе требование – определенность и конкретность цели исследования. Цель должна соответствовать теме исследования и быть конкретизированной настолько, чтобы была принципиальная возможность оценить достигнута она или нет.
Третье требование – научная обоснованность гипотезы исследования и ее верифицируемость (проверяемость). Выдвижение гипотезы есть высказывание предположения. Поэтому нужно обоснованно отвечать на вопрос: почему предполагается увидеть в эксперименте именно это. Эксперимент имеет смысл, если гипотеза проверяема и не в принципе, а в конкретных условиях.
Четвертое требование – валидность эксперимента.
Пятое требование – надежность методики эксперимента.
Шестое требование – определенность логической последовательности действий и сроков проведения эксперимента.
Седьмое требование – ресурсная обеспеченность эксперимента.
Восьмое требование – контролируемость хода и результатов эксперимента.
Девятое требование – определенность процедуры обработки и анализа исходных данных эксперимента, ее соответствие цели и условиям исследования.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru