Методы научных исследований

     Выделяют  главным образом три вида экспериментов:

• Лабораторный эксперимент
• Полевой, или естественный эксперимент
• Формирующий, или психолого-педагогический эксперимент  этого вида в данную классификацию нарушает правила построения классификации. Во-первых каждый объект (в данном случае исследование) можно отнести только к одному виду. Однако формирующий эксперимент может быть и лабораторным и естественным. Например, эксперименты И.П.Павлова по выработке условных рефлексов у собак - это лабораторный формирующий эксперимент, а эксперименты в рамках теории развивающего обучения Эльконина и Давыдова, это преимущественно полевые формирующие эксперименты. Во-вторых, у классификации должно быть только одно основание, т.е. виды разделяются по одному признаку. Однако по такому признаку как способ проведение или условия проведения можно выделить только лабораторный и полевой эксперименты, а формирующий эксперимент выделен по другому признаку.

     В зависимости от условий проведения выделяют

• Лабораторный эксперимент- условия специально организуются экспериментатором. Основная задача обеспечить высокую внутреннюю валидность. Характерно выделение единичной независимой переменной. Основной способ контроля внешних переменных - элиминация (устранение). Внешняя валидность ниже чем в полевом эксперименте.
• Полевой, или естественный эксперимент - эксперимент проводится в условиях, которые экспериментатор не контролирует. Основная задача обеспечить высокую внешнюю валидность. Характерно выделение комплексной независимой переменной. Основные способы контроля внешних переменных - рандомизация (уровни внешних переменных в исследовании точно соответствуют уровням этих переменных в жизни т.е. за пределами исследования) и константность (сделать уровень переменной одинаковым для всех участников). Внутренняя валидность как правило ниже, чем в лабораторных экспериментах.

     В зависимости от результата воздействия выделяют

     Констатирующий  эксперимент - экспериментатор не изменяет свойства участника необратимо, не формирует у него новых свойств  и не развивает те, которые уже  существуют.

     Формирующий эксперимент - экспериментатор изменяет участника необратимо, формирует  у него такие свойства, которых  раньше не было или развивает те, которые уже существовали.

     В зависимости от этапа исследования

• Пилотажное  исследование (так называемое черновое, пробное исследование)
• Собственно эксперимент

     В зависимости от уровня осознанности

     В зависимости от уровня осознанности эксперименты также можно разделить  на

• те, в которых испытуемому даются полные сведения о целях и задачах исследования,
• те, в которых в целях эксперимента некоторая информация о нём от испытуемого утаивается или искажается (например, когда необходимо, чтобы испытуемый не знал об истинной гипотезе исследования, ему могут сообщить ложную),
• и те, в которых испытуемому неизвестно о целях эксперимента или даже о самом факте эксперимента (например, эксперименты с привлечением детей).

     Мысленный эксперимент

     Мысленный эксперимент в философии, физике и некоторых других областях знания — вид познавательной деятельности, в которой структура реального  эксперимента воспроизводится в  воображении. Как правило, мысленный  эксперимент проводится в рамках некоторой модели (теории) для проверки её непротиворечивости. При проведении мысленного эксперимента могут обнаружиться противоречия внутренних постулатов модели либо их несовместимость с внешними (по отношению к данной модели) принципами, которые считаются безусловно истинными (например, с законом сохранения энергии, принципом причинности и т. д.).

     Мысленный эксперимент в физике, философии и некоторых других областях знания — вид познавательной деятельности, в которой ключевая для той или иной научной теории ситуация разыгрывается не в реальном эксперименте, а в воображении. Мысленный эксперимент в физике зачастую напоминает доказательство теоремы методом от противного в математике, когда некоторое положение физической модели или схемы сначала отвергается, а затем путём преобразования модели мы приходим к противоречию с тем или иным принципом, который считается безусловно истинным. Например, с принципом отсутствия достаточного основания в ситуации зеркальной или какой-либо иной геометрической симметрии, принципом галилеевской инвариантности, принципом невозможности вечного двигателя, принцип невозможности вечного двигателя второго рода, принципом причинности и т. д.

     История механики в Новое время начинается с нескольких классических мысленных экспериментов Галилея. Это мысленный эксперимент с комнатой на корабле (находясь в комнате на корабле, мы никакими способами не можем установить, движется ли корабль или стоит на месте); мысленный эксперимент с падающими телами (если тяжёлое тело А падает быстрее лёгкого тела Б, как это считает Аристотель, то как будет падать тело, составленное из двух этих тел? Лёгкое тело должно тормозить тяжёлое, поэтому тело А+Б будет отставать от тела А. Но с другой стороны, тело А+Б тяжелее тела A, поэтому оно будет обгонять его: противоречие); мысленные эксперименты с маятником и так называемыми «горками Галилея». Яркие мысленные эксперименты в механике были изобретены Симоном Стевином и Христианом Гюйгенсом. Но следует отметить, что порой легко ошибиться в мысленных экспериментах, ибо строя мысленную модель, крайне легко опустить значимые факторы. Так например: в вакууме при одинаковой гравитации тела А, Б и А+Б упадут с одинаковой скоростью (вне зависимости от объёма), но если же мы берём модель с атмосферой, то её надо учитывать (и потому надо учитывать и объём тел), и в итоге получится, что А будет падать быстрее всех, затем А+Б и последним Б (по уменьшению соотношения масса/объём, а точнее сопротивление воздуху, хотя опять же упрощение, что нет разницы, как расположить тела А+Б относительно друг друга).

     Богата  мысленными экспериментами и история  термодинамики, начинающаяся с работы Сади Карно Рассуждения о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу. В этом трактате были рассмотрены мысленные эксперименты с идеальной тепловой машиной Карно, в которых было показано, что максимальный КПД тепловой машины не зависит от используемого в ней рабочего вещества и определяется только температурами нагревателя и холодильника. Известны также мысленные эксперименты Густава Кирхгофа и Вильгельма Вина, связанные с термодинамикой излучения.

     В некоторых случаях мысленный  эксперимент обнаруживает противоречия теории и «обыденного сознания», что далеко не всегда является свидетельством неверности теории. Так, знаменитый парадокс близнецов является, в сущности, мысленным экспериментом, демонстрирующим неприменимость «обыденного сознания» в релятивистской физике. Апории Зенона («Стадион», «Ахиллес и черепаха», «Стрела») также являются мысленными экспериментами, демонстрирующими логическую противоречивость представлений о дискретности пространства и времени.

     Термин  «мысленный эксперимент» (нем. Gedankenexperiment) ввёл немецкий учёный Эрнст Мах.

     Критический эксперимент

     Критический эксперимент — эксперимент, исход которого однозначно определяет, является ли конкретная теория или гипотеза верной. Этот эксперимент должен дать предсказанный результат, который не может быть выведен из других, общепринятых гипотез и теорий.

     Experimentum crucis  (решающий опыт; буквально «опыт креста»; иногда также говорят «критический эксперимент») —эксперимент, исход которого однозначно определяет, является ли конкретная теория или гипотеза верной. Этот эксперимент должен дать предсказанный результат, который не может быть выведен из других, общепринятых гипотез и теорий. Термин «экспериментум круцис» введён Френсисом Бэконом. Карл Поппер считал наличие «экспериментум круцис» критерием достоверности научного знания.

     Постановка  такого эксперимента считается необходимым  условием для принятия конкретной гипотезы или теории в состав общепризнанного  корпуса научных знаний. В истории науки нередки случаи, когда теория разрабатывается во всей полноте ещё до постановки критического эксперимента. Теория, согласующаяся с уже известными экспериментами, но не выдавшая пока свой критический эксперимент, обычно считается заслуживающей дальнейших исследований — для поиска возможности экспериментальной проверки.

     Для двадцатого века знаменитым примером experimentum crucis явилась экспедиция на остров Принсипи у побережья Африки, предпринятая в 1919 году Артуром Эддингтоном для измерения положений звёзд, находящихся рядом с Солнцем во время солнечного затмения. Наблюдения положений звёзд подтвердили существование гравитационного линзирования, предсказанного Альбертом Эйнштейном в опубликованной в 1915 году общей теории относительности. Наблюдения Эддингтона стали первым веским подтверждением теории Эйнштейна.

     В некоторых случаях выдвинутая теория может опираться на ранее полученные экспериментальные результаты, если ни одна существующая теория не может дать им объяснения. Примером может послужить способность квантовой гипотезы, предложенной в1900 году Максом Планком, объяснить наблюдаемый спектр абсолютно чёрного тела — экспериментальный результат, расходящийся с предсказаниями классического закона Рэлея — Джинса. Однако такие случаи не считаются достаточно сильным доказательством для окончательного принятия новой теории. В примере с квантовой механикой для полного её признания потребовалось успешное подтверждение теории новыми оправдавшимися предсказаниями. 

4. Комплектование  экспериментальных групп 

     Метод эксперимента предполагает проведение строго регламентированного исследования, направленного на какой-либо аспект работы организации. В процессе проведения эксперимента психолог должен отобрать две группы: экспериментальную и контрольную.

     Экспериментальной группой называется та группа, к которой применяется изучаемая независимая переменная; контрольная группа остается вне экспериментального воздействия. Экспериментальная группа — группа работников, непосредственно соприкасающаяся с исследуемой проблемой, контрольная — не соприкасающаяся с данной проблемой группа людей. В прочих параметрах группы должны быть идентичны.

     По  способу комплектования экспериментальных групп предпочтительны метод случайной выборки и отбор по принципу соответствия. Наиболее эффективна группа, отобранная по принципу соответствия участников группы, но отбор по этому принципу более дорогой, чем способ отбора респондентов на основе случайной выборки.

     Экспериментальная и контрольная группы должны быть практически идентичными. Идентичность экспериментальной и контрольной  групп достигается двумя способами. Первый способ - попарное выравнивание объектов по значимым переменным, установленным до проведения экспериментальных операций. Выравнивание можно осуществить путем подбора для каждого объекта экспериментальной группы идентичного объекта в контрольной группе. Например, если в экспериментальную группу входит мужчина 40 лет с высшим гуманитарным образованием, в контрольной группе должен быть его «двойник» с такими же параметрами. Очевидно, подбор «двойников» возможен лишь при очень ограниченном числе переменных. В противном случае комплектование групп превращается в неразрешимую задачу.