При проведении эксперимента невозможно избежать или уменьшить. Особое значение имеет правильная разработка методик эксперимента

эксперт по системному бизнесу

«Экспериментатор должен относиться к теории, как к хорошенькой женщине: с благодарностью принимать то, что она ему даёт, но не доверять ей безрассудно»

Лев Арцимович

кому: собственникам, топ-менеджерам и руководителям

Сценарии использования статьи: кому полезна и почему

Собственникам, топ-менеджерам - перейти от “чёрного ящика” в развитии компании к технологии экспериментов, которая позволяет минимизировать возможные риски и убытки от нововведений.

Руководители среднего звена - организовать внедрение новых технологий и бизнес-процессов в компании и поступательное их развитие.

Сотрудники, специалисты - получить технологию, действуя и опираясь на которую можно одновременно строить свою горизонтальную карьеру, наращивать профессионализм и быть на хорошем счету в компании.

«Не зная броду, не суйся в воду», или Как поспешные решения разрушают бизнес

В наших национальных традициях управления бросаться руководителю в две крайности: первая - идти напролом, “наломать дров” и расхлёбывать последствия в виде серьёзных убытков; вторая - быть гипер-осторожным, ничего не менять и в итоге получить деградацию компании / подразделения.

Первые (я называю их “руководителями-поджигателями”) действуют по принципу “всё или ничего”. Это люди, которые начинают активно внедрять масштабные изменения или проекты, как только им приходит такая идея. Казалось бы, что может быть лучше, чем быстрый переход от идеи/разговоров к действию? Но дьявол, как известно, в деталях.

На практике быстрые “рывки” с целью решить большую и/или сложную задачу зачастую заканчиваются “пшиком” (а вы пробовали поднять 200-килограммовую гирю рывком?) Нет ничего хуже для устойчивости бизнеса, чем пренебрегать принципом “не зная броду, не суйся в воду”.

Негативные последствия тактики “давайте внедрим всё и сразу”:

Приходится слишком долго ждать достижения результата. За это время руководитель и участники проекта устают морально и физически, и бросают начатое дело на полпути, даже если процесс выполнен уже на 80%.
В ходе работы участники сталкиваются с подводными камнями (просчётами), которые крайне тяжело или невозможно быстро преодолеть, и столкновение с которыми приносит значительные убытки (вначале лучше проплыть на лодке и составить карту рифов, а затем уже отправлять корабль, в крайнем случае - потеряете только лодку).
Пока идёт внедрение, люди ещё не научились работать по-новому, но уже перестали работать по-старому. Поскольку в процесс втянуты все сразу, возникает дезорганизация (когда есть нарушители правил не по своей воле). Производительность труда и качество результата резко падает.
Приняв один раз решение и затратив большие ресурсы на внедрение, руководитель боится потерять свой авторитет (или навлечь гнев со стороны вышестоящего начальства) и вынужден "топить за него", даже видя неэффективность задумки. Разумно полагая, что масштабные просчёты так просто не прощаются, он продолжает вливать ресурсы компании в “мёртвый” проект.

«Не трогай то, что хорошо работает» и обреки свою компанию на медленное умирание

Есть и вторая крайность в работе руководителей (таких я называю “руководителями-улитками”), особенно актуальная для компаний, где сильны правила и регламенты. Так как процессы работают на “хорошо”, то их не трогают, руководствуясь принципом “не трогай то, что хорошо работает”.

С внедрением системы регламентов (при условии, что они исполняются, естественно) компания теряет гибкость и скорость. В условиях постоянно меняющегося рынка думаю понятно, что это сродни смертному приговору.

Негативные последствия тактики “не трогай то, что хорошо работает”:

Деградация процессов и системы регламентов на фоне внешних и внутренних изменений. Потеря конкурентоспособности компании и, как следствие, отток клиентов, убытки .
Сотрудники теряют навыки решения нестандартных задач. Единственный, кто может их ещё худо-бедно решить - руководитель. В результата на него возрастает нагрузка.
Профессионалы демотивированы и постепенно покидают компанию, так как нет возможности горизонтального роста - “как работали 3 года назад, так работаем и сейчас”.
Постепенно нарастает разница между “как надо” и “как написано в регламенте”, что в конечном итоге сводит на нет все преимущества системы регламентов (рекомендую статью ).

Но без системы регламентов едва ли возможны стандартизированное управление, повышение качества работы, накопление в компании знаний, сокращение издержек и убытков от повторяющихся “проблем”. Ситуация, на первый взгляд, патовая: без системы регламентов жить невозможно, но вместе с ней компания может потерять гибкость и перестанет развиваться.

Как с помощью эксперимента уйти от крайностей

Возникает резонный вопрос: “Можно ли руководителю избежать негативных крайностей и если да, то каким образом”? Мой ответ - управляйте развитием технологий, регламентов и процессов в вашей компании с помощью экспериментов.

На первый взгляд создаётся впечатление, что речь идёт об очевидных вещах. Слово “эксперимент” мы знаем все. Но во многих ли компаниях используют эксперименты на уровне отработанного алгоритма для создания и развития технологий, регламентов и процессов? Чтобы ответить на этот вопрос, предлагаю своё видение сути эксперимента.

Эксперимент - возможность проверить гипотезу “малой кровью”

Гипотеза - предположение о способе решения управленческой или какой-либо другой задачи с достижением требуемых: целей и качества результата (пример гипотезы: ввести KPI для менеджеров, чтобы они лучше работали над клиентскими проектами).

Эксперимент может быть управленческим, если руководитель тестирует какую-либо управленческую технологию (например, учёт времени по задачам), а может быть связан и с любыми другими задачами, связанными с внедрением нового или доработкой уже существующего процесса, регламента, технологии и т.д.

Ключевые принципы использования экспериментов в работе

Рассматривайте как эксперимент любые изменения : ввод новой системы бонусов, дополнения или отмена каких-либо внутренних правил компании, перевод сотрудника на новую должность.
Формируйте ожидания участников эксперимента . Сразу оговаривайте с участниками или с теми, кого касается эксперимент, что условия могут быть пересмотрены по результатам эксперимента.
Привлекайте к экспериментам сотрудников. Развивать процессы и регламенты - это обязанность каждого сотрудника, работающего с ними. Его профессиональная пригодность оценивается и степенью участия в этом процессе. Поэтому компании. А для руководителей - это одна из базовых управленческих компетенций.
Организуйте и формализуйте сбор идей по улучшению регламентов и процессов от сотрудников и обработку их (как организовать - расскажу в одной из следующих статей). Далеко не всегда есть возможность провести эксперимент сразу, как только возникла идея.
Продумайте, у кого из сотрудников могут быть полномочия на проведение экспериментов самостоятельно (возможно, в рамках определённых ресурсов, например, если суммарное время участников на выполнение эксперимента не превышает 10 часов), а кто вначале должен согласовать с руководителем. Для разных категорий экспериментов могут быть разные полномочия и ограничения. Например, начальнику отдела контекстной рекламы запрещено проводить управленческие эксперименты без согласования с вышестоящим руководителям, а эксперимент, связанный с процессом работы, может быть выполнен самостоятельно, если затраты на него не превышают 2000 рублей.
Создайте и ведите таблицу экспериментов (или базу данных), для того чтобы:
- Руководитель мог оценить качество работы и активность сотрудников: какие эксперименты они проводят? Как пользуются полномочиями? На каких стадиях находятся эксперименты и какие результаты по ним достигнуты?
- Различать случаи, когда имеет место проведение эксперимента, а когда нарушение установленных правил.
- Избежать дублирования экспериментов, а также повторения неудачных.
- Дать возможность сотрудникам следить за экспериментами, которые решают их задачи, и использовать промежуточные результаты для пользы дела.

Технология проведения экспериментов

Прежде чем менять всё, сделайте эксперимент на узком участке (пилотный проект). Внедряете планы и отчёты (регламенты, KPI и т.д.) для сотрудников? Начните с одного отдела.

Полученный опыт значительно упростит задачу по внедрению этого же инструмента для всех остальных (вы узнаете о подводных камнях; научитесь отрабатывать возражения сотрудников и "продавать" им технологию; остальные получат образец "да, это возможно и работает!"). Да и ошибки, и промахи, допущенные на узком участке, не подорвут ваш авторитет, а могут быть использованы для его роста.

Многие руководители по прежнему надеются на чудо, когда затевают масштабное нововведение без предварительного проведения эксперимента

Это если совсем кратко. А теперь познакомьтесь с подробной версией технологии проведения экспериментов.

1. Опишите задачу

Задача может вытекать из какой-либо существующей или потенциальной проблемы или возможности. При этом важно не забывать о целях. Например, собственник компании считает, что есть возможность увеличить эффективность работы офисных сотрудников. Цель - сокращение издержек компании, увеличение прибыли на одного работающего сотрудника.

2. Сформулируйте гипотезу (вариант) решения задачи и цель эксперимента

Цели эксперимента могут выходить за рамки решения задачи. Например, может стоять цель обучения одного из его участников эксперимента или попутного опробования какой-либо технологии т.д. Желательно, чтобы дополнительные цели решались попутно, с минимальным привлечением каких-либо ресурсов. В противном случае лучше сконцентироваться только на одной цели - получить практический опыт решения задачи выбранным способом.

От качества гипотезы напрямую зависит вероятность успешности эксперимента. Поэтому для её формирования: привлекайте специалистов, сторонних экспертов, изучайте тематические статьи в интернете и литературу.

3. Выберите узкий участок

Решение по выбору узкого участка сравнимо с проходом “между Сциллой и Харибдой”. Чем более ограничен участок, тем меньше ресурсов будет затрачено на эксперимент, но при этом может пострадать достоверность эксперимента.

Есть способ ещё больше сократить затраты на эксперимент! Если работу на узком участке возможно разбить на несколько однотипных действий, в таком случае нет смысла проводить эксперимент, выполняя их все. Проведите только с одним из действий! Если при этом достоверность становится неприемлемой, можно выбрать для эксперимента только ключевые действия.

Например, есть задача создать систему оценки компетенций сотрудников. Для каждой должности около десятка компетенций, каждая из которых оценивается по 5-ти балльной шкале. Задача: проверить насколько эффективна на практике предлагаемая система оценки.

Для эксперимента выбираем узкий участок в виде одной должности и одного человека. Можно ли ещё сузить? Да! Выбрать 2-3 ключевых компетенций для этой должности (здесь оценка разных компетенций - однотипные действия) и оценить по ним выбранного сотрудника.

4. Оцените достоверность результатов эксперимента

Достоверность результатов эксперимента - это параметр, который показывает, можно ли опираясь на полученные результаты, сделать с высокой вероятностью вывод о других однотипных действиях и участках применения нововведения (собственно, ради чего и проводится эксперимент!).

Едва ли удастся доказать достоверность математически, а вот провести устные или мысленные рассуждения вполне по силам. В этом поможет выписанный список факторов, которые могут негативно повлиять на достоверность. Как правило в него входят: 1) участники эксперимента и их компетенции, связанные с тематикой эксперимента; 2) особенности проверяемой технологии.

Например, если рабочие отчёты внедряются только на одном сотруднике, может оказаться, что человек, выбранный для эксперимента, не лоялен к компании, что безусловно повлияет на достоверность результатов.

Ещё один пример. Разрабатывается система оценки сотрудников с помощью профессиональных вопросов. Но их задаёт неподготовленный специалист, который не способен задавать уточняющие вопросы в зависимости от полученных ответов. Едва ли можно назвать результаты такого эксперимента достоверными.

5. Взвесьте затраты и выгоды

Оцените (в письменном виде, естественно) ресурсы, требуемые на эксперимент, риски (часть из них была изучена на этапе оценки достоверности эксперимента), компетенции участников эксперимента в его предметной области. Выпишите возможности и выгоды, которые могут быть получены. Взвесьте и примите решение: а стоит ли овчинка выделки?

Возможно окажется, что прогнозируемая полезность результатов стремится к нулю: как эксперимента, так и решения всей задачи, ради которой он затевался (для задачи это нужно было выяснить на этапе составления сценариев!)

Например, в рекламной кампании клиента, для того чтобы получить больше заявок из социальных сетей, необходимо провести эксперимент по расширению целевой аудитории (например, добавить в неё менеджеров среднего звена): собрать аудиторию; запустить несколько рекламных объявлений для аудитории и посмотреть с помощью систем аналитики совершают ли привлечённые посетители целевые действия (например, отправка заявки на звонок, подписка на рассылку). Стоимость эксперимента 30.000 руб, но при этом выгода от привлечённых клиентов значительно больше, ведь если аудитория “выстрелит”, её можно использовать в рекламе много лет.

6. Составьте план эксперимента, определите участников и распределите роли между ними

При составлении плана обязательно учтите, что во время проведения эксперимента, если речь идёт об улучшении какой-либо технологии, необходимо ещё продумать способы предотвращения конфликта между двумя процессами: старым и новым (именно поэтому важно минимизировать количество участников в рамках эксперимента!)

Например, сейчас менеджеры в компании используют Excel-таблицы для ведения клиентской базы. Топ-менеджеры решили внедрить CRM. Прежде чем приступать к эксперименту, рекомендую ответить на 2 важных вопроса:

Как и кем будут перенесены контакты и история общения с клиентами из CRM в Excel в случае провала эксперимента?
Как будут перенесены данные из таблиц в CRM в случае успеха эксперимента?

У эксперимента, как и у любой задачи, должен быть руководитель, который несёт всю полноту ответственности за его результаты (напоминаю, что ответственность появляется там, где предоставляются полномочия). Необходимо подобрать участников эксперимента, исходя из всех описанных выше пунктов.

Если план получился слишком громоздким, то может быть есть возможность разделить эксперимент на 2 или 3 более мелких и простых?

7. Проведите эксперимент, зафиксируйте итоги

Помните, что при проведении эксперимента руководителю необходимо: отработать технологию выполнения задачи и получения результатов, обучить ключевых участников, найти “подводные камни” и проблемы, разыскать дополнительные возможности, замерить время на выполнение задач эксперимента.

Всё найденное необходимо фиксировать в письменном виде: в общей таблице или отдельном ЛОГ-файле - зависит от масштаба эксперимента.

8. Проанализируйте полученные результаты, сделайте выводы по итогам

Анализируйте и оценивайте всё, что замерялось и фиксировалось в предыдущем пункте. Оцените возможное влияние роста масштаба применения технологии на практике (сложность, бюджеты, синергия, риски и т.д.), подключения к эксперименту новых участников.

Постарайтесь найти и отметить факторы, которые привели эксперимент к успеху или наоборот стали причиной его провала (речь идёт именно о неудачно проведённом эксперименте, но не об опровержении гипотезы). В этом случае скорее всего эксперимент необходимо повторить, ибо его результат не является достоверным, но уже скорректировав параметры: участников, план эксперимента, руководителя, ресурсы, цели и т.д.

Отрицательный результат - это тоже очень хороший результат, когда речь идёт об опровержении выдвинутой гипотезы с помощью эксперимента (да, и такие задачи бывают!) Негативный результат на маленьком участке сбережёт от катастрофы масштаба компании.

Но здесь очень важно отличать причины отрицательного результата, связанные с организацией и проведением эксперимента, от ошибочной гипотезы.

9. Расширьте участок эксперимента в случае необходимости

Взбираясь по крутой лестнице, перепрыгивать через несколько ступенек - опасная затея. Аналогично и во внедрении новых технологий.

В случае масштабных или сложных изменений, рекомендую по итогам успешного эксперимента расширять участок, т.е. увеличивать масштаб эксперимента с обязательным привлечением получивших опыт участников. Как правило, увеличивают количество однотипных действий, количество участников эксперимента, количество копий процессов и т.д.

Если нет необходимости расширять участок и эксперимент признан успешным - запланируйте полномасштабное внедрение. В организации процесса внедрения вам поможет информация из упоминаемой ранее статьи про управление проектами.

Мысленный эксперимент - возможность сэкономить ресурсы

Мысленный эксперимент не требует привлечения каких-либо ресурсов, кроме людских и временных. Выполняется с помощью рассуждений в любом удобном формате: устно или письменно, с экспертами и/или квалифицированными участниками.

Возможно, при проведении мысленного эксперимента потребуется письменно зафиксировать информацию для некоторых этапов подготовки из алгоритма.

Рекомендую проводить предварительно мысленный эксперимент каждый раз, когда вы хотите что-то изменить. Это позволяет отсечь часть нежизнеспособных идей без затрат ресурсов, но, к сожалению, редко помогает убедиться в правильности гипотезы.

Сценарии применения экспериментов в жизни

Подтверждение качества технологии - это возможность применить её в повседневной жизни. Хотите переехать в другую страну ? Если вы проживёте там только неделю, вы не узнаете все плюсы и минусы жизни в ней. Проживите там вначале 1 месяц, а лучше полгода. Тогда узнаете большинство особенностей, возможностей и подводных камней и сможете принять более взвешенное решение. Сколько историй среди моих знакомых: продавали недвижимость, уезжали, а потом возвращались обратно.

Решили купить новую машину ? Возьмите аналогичную на прокат на 1 месяц. Узнаете, насколько она вам подходит.

Нанимаете на работу нового сотрудника ? Дайте возможность ему поработать в вашей компании 1-2 недели до оформления, чтобы и он и вы могли посмотреть, насколько он подходит компании, а компания ему. Если останется, то с большой вероятностью проработает долго. Если всё же решит уйти, то пусть лучше это случится через 5 дней, чем через 2 месяца обучения.

Естественный эксперимент проводится только в естественных, привычных для субъекта условиях труда, там, где обычно проходят его рабочий день и трудовая деятельность. Это могут быть рабочий стол в офисе, купе вагона, цех, аудитория института, кабинет, кабина грузовика и т. д.
При использовании такого метода субъект исследования может и не знать того, что в данный момент проходит какое-то исследование. Это нужно для «чистоты» эксперимента, ведь когда человек не знает, что за ним наблюдают, он ведет себя естественно, раскованно и без смущения. Это как в реалити-шоу: когда знаешь, что тебя снимают, никогда не позволишь себе то, что мог бы сделать без камер (ругательства, аморальное поведение и т. д.).
Примером естественного эксперимента может служить искусственно созданная ситуация пожара в больнице, для того чтобы посмотреть и проанализировать действия обслуживающего персонала, т. е. врачей, по необходимости откорректировать их действия и указать на ошибки, чтобы при реальных обстоятельствах весь персонал больницы знал, как себя вести, и сумел оказать необходимую помощь. Преимущество данного метода заключается в том, что все действия происходят в привычной рабочей обстановке, но при этом полученные результаты можно использовать при решении практических проблем. Но данный метод эксперимента обладает и отрицательными моментами: наличие неконтролируемых факторов, контроль за которыми просто невозможен, а также тот факт, что необходимо получать информацию в кратчайший срок, иначе произойдет нарушение производственного процесса. Формы Е.Э.
Е. Э. имеет много форм и различных приемов. Для сбора первичной информации обычно используются: Вводные задачи. В простейшем своем виде он широко применяется в форме вводных задач. Задачи эти могут ставиться руководителем устно ("Случилось то-то, что будете делать?") или путем введения незаметно для сотрудника отклонения в его работу. Уже одно наблюдение за таким естественным экспериментом дает ценные факты, позволяет проверить ту или иную гипотезу исследователя.
Формирующий эксперимент. Широкое применение в практической психологии находит формирующий (обучающий или воспитывающий) эксперимент, в котором навыки или качества личности изучаются в процессе их формирования, развития. Измененение условий деятельности. Своеобразным методическим приемом является целенаправленное изменение структуры профессиональной деятельности. Смысл этого приема заключается в том, что при выполнении определенной деятельности выключаются по заранее продуманному плану отдельные анализаторы, меняется поза или «хватка» за рычаги управления, вводятся дополнительные раздражители, меняются эмоциональный фон и мотивы деятельности и т. д. Учет результатов деятельности в различных условиях позволяет оценить роль тех или иных факторов в структуре изучаемой деятельности и гибкость соответствующих навыков.
Моделирование изучаемой деятельности. Моделирование как метод применяется в ситуациях, когда исследование интересующего явления путем простого наблюдения, опроса, теста или эксперимента затруднено или невозможно в силу сложности или труднодоступности. В таком случае прибегают к созданию искусственной модели изучаемого феномена, повторяющей его основные параметры и предполагаемые свойства. На этой модели детально исследуют данное явление и делают выводы о его природе.
Кроме перечисленных методов, предназначенных для сбора первичной информации, в психологии широко применяются различные способы и приемы обработки этих данных, их логического и математического анализа для получения вторичных результатов, то есть фактов и выводов, вытекающих из интерпретации переработанной первичной информации. Для этой цели применяются, в частности, разнообразные методы математической статистики, без которых зачастую невозможно получить достоверную информацию об изучаемых явлениях, а также методы качественного анализа.

22. Формирующий эксперимент
Формирующий эксперимент заключается в том, чтобы человек или группа людей участвуют в организованном экспериментаторами обучении и формировании тех или иных качеств и навыков. И если результат сформирован, нам не нужно гадать, что привело к этому результату: именна эта методика к результату и привела. Не нужно гадать, каков уровень навыка у конкретного человека - насколько в эксперименте вы его навыку обучили, настолько он им и владеет. Хотите более устойчивый навык - продолжайте формирование. В таком эксперименте обычно участвуют две группы: экспериментальная и контрольная. Участникам экспериментальной группы предлагается определенное задание, которое (по мнению экспериментаторов) будет способствовать формированию заданного качества. Контрольной группе испытуемых данное задание не предоставляется. В конце эксперимента две группы сравниваются между собой для оценки полученных результатов. Формирующий психолого-педагогический эксперимент как метод появился благодаря теории деятельности (А.Н. Леонтьев, Д.Б.Эльконин и др.), в которой утверждается идея о первичности деятельности по отношению к психическому развитию. В ходе формирующего эксперимента активные действия совершают как испытуемые, так и экспериментатор. Со стороны экспериментатора необходима высокая степень вмешательства и контроля над основными переменными. Это отличает эксперимент от наблюдения или экспертизы.

23. Соотношение понятий «идеальный эксперимент», «реальный эксперимент» и «эксперимент полного соответствия».
Идеальный эксперимент - это эксперимент, организованный таким образом, что экспериментатор изменяет лишь не зависимую переменную, зависимая переменная контролируется, а все остальные условия эксперимента остаются неизменными. Идеальный эксперимент предполагает эквивалентность всех испытуемых, неизменность их характеристик во времени, отсутствие самого времени. Он никогда не может быть осуществлен в реальности, так как в жизни изменяются не только интересующие исследователя пара метры, но и ряд других условий. Соответствие реального эксперимента идеальному выражается в такой его характеристике, как внутренняя валидность. Внутренняя валидность показывает достоверность результатов, которую обеспечивает реальный эксперимент по сравнению с идеальным. Чем больше влияют на изменение зависимых переменных не контролируемые исследователем условия, тем ниже внутренняя валидность эксперимента, следовательно, больше вероятность того, что факты, обнаруженные в эксперименте, являются артефактами. Высокая внутренняя валидность - главный признак хорошо проведенного эксперимента. Д. Кэмпбелл выделяет следующие факторы, угрожающие внутренней валидности эксперимента: фактор фона, фактор естественного развития, фактор тестирования, погрешность измерения, статистическая регрессия, неслучайный отбор, отсеивание Если они не контролируются, то приводят к по явлению соответствующих эффектов. Фактор фона (истории) включает события, которые происходят между предварительным и окончательным измерением и могут вызвать изменения в зависимой переменной наряду с влиянием независимой переменной. Фактор естественного развития связан с тем, что изменения в уровне зависимой переменной могут возникнуть в связи с естественным развитием участников эксперимента (взросление, нарастание утомления и т.п.). Фактор тестирования заключается во влиянии предварительных измерений на результаты последующих. Фактор погрешности измерения связан с неточностью или изменениями в процедуре или методе измерения экспериментального эффекта. Фактор статистической регрессии проявляется в том случае, если для участия в эксперименте были отобраны испытуемые с крайними показателями каких-либо оценок. Фактор неслучайного отбора соответственно встречается в тех случаях, когда при формировании выборки отбор участников проводился неслучайным образом. Фактор отсеивания проявляется в том случае, если испытуемые неравномерно выбывают из контрольной и экспериментальной групп. Экспериментатор должен учитывать и по возможности ограничивать влияние факторов, угрожающих внутренней валидности эксперимента.Эксперимент полного соответствия - это экспериментальное исследование, в котором все условия и их изменения отвечают реальности. Приближение реального эксперимента к эксперименту полного соответствия выражается во внешней валидности. От уровня внешней валидности зависит степень переносимости результатов эксперимента в реальность. Внешняя валидность, по определению Р. Готтсданкера, влияет на достоверность выводов, которую дают результаты реального эксперимента по сравнению с экспериментом полного соответствия. Для достижения высокой внешней валидности нужно, чтобы уровни дополнительных переменных в эксперименте соответствовали их уровням в реальности. Эксперимент, который не имеет внешней валидности, считается неверным. К факторам, угрожающим внешней валидности, относят следующие:реактивный эффект (заключается в уменьшении или увеличении восприимчивости испытуемых к экспериментальному влиянию вследствие предыдущих измерений); эффект взаимодействия отбора и влияния (состоит в том, что экспериментальное влияние будет существенным только для участников данного эксперимента);фактор условий эксперимента (может привести к тому, что экспериментальный эффект может наблюдаться только в данных специально организованных условиях);фактор интерференции влияний (проявляется при предъявлении одной группе испытуемых последовательности взаимоисключающих влияний).
Заботу о внешней валидности экспериментов особо проявляют исследователи, работающие в прикладных областях психологии - клинической, педагогической, организационной, поскольку в случае невалидного исследования его реультаты ничего не дадут при переносе их в реальные условия. Бесконечный эксперимент предполагает неограниченное количество опытов, проб для получения все более точных результатов. Увеличение количества проб в эксперименте с одним испытуемым ведет к повышению надежности результатов эксперимента. В экспериментах с группой испытуемых повышение надежности происходит при увеличении числа испытуемых.

24. Понятие валидности. Конструктная и экологическая валидность.
Валидность- одна из важнейших характеристик психодиагностических методик и тестов, один из основных критериев их качества. Это понятие близко к понятию достоверности, но не вполне тождественно. Проблема валидности возникает в ходе разработки и практического применения теста или методики, когда требуется установить соответствие между степенью выраженности интересующего свойства личности и методом его измерения. Валидность указывает, что именно тест или методика измеряет и насколько хорошо это делает; чем они валиднее, тем лучше отображается в них то качество (свойство), ради измерения коего они создавались. Количественно валидность может выражаться через корреляции результатов, полученных с помощью теста или методики, с другими показателями, - например, с успешностью выполнения соответственной деятельности. Валидность можно обосновать разными путями, чаще всего - комплексно. Применяются также дополнительные понятия валидности концептуальной, критериальной, конструктивной, и прочие виды валидности - со своими способами установления их уровня. Требование валидности весьма важно, и многие нарекания в адрес тестов или иных психодиагностических методик связаны с сомнительностью их валидности. Разные концепции требуют различного состава заданий, поэтому важен вопрос валидности концептуальной. Чем больше задания соответствуют данной авторской концепции интеллекта, тем увереннее можно говорить о валидности концептуальной теста. Корреляция теста с эмпирическим критерием указывает на его возможную валидность по отношению к данному критерию. Определение валидности теста всегда требует постановки дополнительных вопросов: валидность для чего? для какой цели? по какому критерию? Итак, понятие валидности относится не только к тесту, но и к критерию оценки его качества. Чем выше коэффициент корреляции теста с критерием, тем выше валидность. Развитие анализа факторного позволило создавать тесты, валидные по отношению к идентифицируемому фактору. Только проверенные на валидность тесты можно использовать в ориентации профессиональной, отборе профессиональном, в исследованиях научных. Констру́ктная вали́дность (концептуальная, понятийная валидность) - частный случай операциональной валидности, степень адекватности метода интерпретации экспериментальных данных теории, которая определяется правильностью употребления терминов той или иной теории. Конструктная валидность, обоснованная Л.Кронбахом в 1955г., характеризуется способностью теста к измерению такой черты, которая была обоснована теоретически (как теоретический конструкт). Когда сложно найти адекватный прагматический критерий, может быть выбрана ориентация на гипотезы, сформулированные на основе теоретических предположений об измеряемом свойстве. Подтверждение этих гипотез свидетельствует о теоретической обоснованности методики. Сначала необходимо, насколько возможно полно, содержательно описать конструкт, для измерения которого предназначен тест. Это достигается за счет формулирования гипотез о нем, предписывающих, с чем данный конструкт должен коррелировать, а с чем не должен. После чего данные гипотезы проверяются. Это наиболее эффективный способ валидизации для личностных опросников, для которых установление единственного критерия их обоснованности является затруднительным. Конструктная валидность является наиболее комплексным и сложным видом валидности. Вместо одного результата (прежде всего прагматического) необходимо учитывать множество (чаще всего собственно психологических). Конструктная валидность имеет отношение к попыткам обозначения любых аспектов эксперимента. Опасности нарушения конструктной валидности заключаются в неправильном обозначении причины и эффекта с помощью абстрактных терминов, терминов, взятых из обыденного языка или формальной теории. Экологическая валидность - степень соответствия условий эксперимента исследуемой реальности. Например, в известном эксперименте Курта Левина по изучению типов лидерства отношения в группах подростков мало соответствовали отношениям в государстве, следовательно, была нарушена экологическая валидность.

25. Внутренняя валидность. Причины нарушения внутренней валидности.
Вну́тренняя вали́дность (англ. internal validity) - вид валидности, степень влияния независимой переменной на зависимую переменную. Внутренняя валидность тем выше, чем больше вероятность того, что изменение зависимой переменной вызвано изменением именно независимой переменной (а не чего-либо ещё). Данное понятие можно рассматривать как междисциплинарное: оно широко применяется в экспериментальной психологии, а также в других сферах науки. Внутренняя валидность - соответствие реального исследования идеальному. При обладающем внутренней валидностью исследовании исследователь уверен, что результаты, полученные измерением зависимой переменой, непосредственно связаны с независимой переменной, а не с каким-нибудь другим неконтролируемым фактором.
Однако, фактически, в науке (особенно в психологии) невозможно со стопроцентной уверенностью утверждать, что внутренняя валидность соблюдена. Например, невозможно изучить какой-то психический процесс отдельно от психики в целом. Поэтому всегда при любом психологическом эксперименте учёный может лишь максимально (но не абсолютно) удалить или минимизировать разнообразные факторы, угрожающие внутренней валидности.
Изменение во времени (зависимость субъектов и окружающей среды от времени суток, времён года, изменений в самом человеке - старение, усталость и рассеивание внимания при длительных исследованиях, изменение мотивированности испытуемых и экспериментатора и т. д.; ср. естественное развитие)
Эффект последовательности
Эффект Розенталя (Пигмалиона)
Эффект Хоторна
Эффект плацебо
Эффект аудитории
Эффект первого впечатления
Эффект Барнума
Сопутствующее смешение
Факторы выборки
Неправильная селекция (неэквивалентность групп по составу, вызывающая систематическую ошибку в результатах)
Статистическая регрессия
Экспериментальный отсев (неравномерное выбывание испытуемых из сравниваемых групп, приводящее к неэквивалентности групп по составу)
Естественное развитие (общее свойство живых существ к изменению; ср. онтогенез) и др.

26. Внешняя валидность. Причины нарушения внешней валидности.
Внешняя валидность (англ. external validity) - вид валидности, определяющий то, насколько результаты конкретного исследования можно распространить на весь класс подобных ситуаций/явлений/объектов. Данное понятие можно рассматривать как междисциплинарное: оно широко применяется в экспериментальной психологии, а также в других сферах науки. Внешняя валидность - соответствие реального исследования изучаемой объективной реальности. Внешняя валидность определяет то, в какой мере результаты, полученные в эксперименте, могут соответствовать тому типу жизненной ситуации, которая была исследована, и то, насколько возможно обобщить эти результаты на все подобные жизненные ситуации. Например, критику психологов-экспериментаторов в том, что о студентах-второкурсниках и белых крысах они знают очень много, а обо всём остальном - очень мало, можно рассматривать как критику внешней валидности.
Как и в отношении любой другой валидности, о внешней валидности в исследовании, вероятно, невозможно сказать, что она абсолютно соблюдена, можно указать только на её нарушение. Абсолютным соблюдение внешней валидности считалось бы тогда, когда результаты исследования можно обобщить на любые популяции при любых условиях и в любое время, поэтому учёные говорят не о соблюдении либо несоблюдении внешней валидности, а о степени её соблюдения.
Кэмпбелл называет главные причины нарушения внешней валидности:
1.*Эффект тестирований - уменьшение или увеличение восприимчивости испытуемых к экспериментальному воздействию под влиянием тестирования. Например, предварительный контроль знаний учеников может повысить их интерес к новому учебному материалу. Поскольку генеральная совокупность предварительному тестированию не подвергается, то результаты для нее могут быть нерепрезентативными. *Условия проведения исследования. Они вызывают реакцию испытуемого на эксперимент. Следовательно, его данные нельзя переносить на лиц, не принимавших участия в эксперименте, этими лицами является вся генеральная совокупность, кроме экспериментальной выборки. *Взаимодействие факторов отбора и содержания экспериментального воздействия. Их следствия - артефакты (в экспериментах с добровольцами или испытуемыми, участвующими по принуждению). *Интерференция экспериментальных воздействий. Испытуемые обладают памятью и обучаемостью. Если эксперимент состоит из нескольких серий, то первые воздействия не проходят для них бесследно и сказываются на появлении эффектов от последующих воздействий.
Большинство причин нарушения внешней валидности связано с особенностями психологического эксперимента, проводимого с участием человека, которые отливают психологическое исследование от эксперимента, осуществляемого специалистами других естественных наук.

27. Влияние ситуации эксперимента на его результаты.
Все психологи признают значение влияния ситуации эксперимента на его результаты. Так, выявлено, что процедура эксперимента оказывает большее воздействие на детей, чем на взрослых. Объяснения этому находят в особенностях детской психики:
1. Дети более эмоциональны при общении со взрослым. Взрослый для ребенка всегда является психологически значимой фигурой. Он либо полезен, либо опасен, либо симпатичен и заслуживает доверия, либо неприятен и от него надо держаться подальше.
Следовательно, дети стремятся понравиться незнакомому взрослому либо “спрятаться” от контактов с ним. Отношения с экспериментатором определяют отношение к эксперименту (а не наоборот).
2. Проявление личностных особенностей у ребенка зависит от ситуации в большей степени, чем у взрослого. Ситуация конструируется в ходе общения: ребенок должен успешно общаться с экспериментатором, понимать его вопросы и требования. Ребенок овладевает родным языком при общении с ближним окружением, усваивая не литературный язык, а говор, наречие, “сленг”. Экспериментатор, говорящий на литературно-научном языке, никогда не будет для него “эмоционально своим”, если только ребенок не принадлежит к тому же социальному слою. Непривычная для ребенка система понятий, способов коммуникации (манера говорить, мимика, пантомима и др.) будет мощнейшим барьером при его включении в эксперимент.
3. Ребенок обладает более живым воображением, чем экспериментатор, и поэтому может иначе, “фантастически”, интерпретировать ситуацию эксперимента, чем взрослый. В частности, критикуя эксперименты Пиаже, некоторые авторы высказывают следующие аргументы. Ребенок может рассматривать эксперимент как игру со “своими” законами. Экспериментатор переливает воду из одного сосуда в другой и спрашивает ребенка, сохранилось ли количество жидкости. Ребенку правильный ответ может показаться банальным, неинтересным, и он станет играть с экспериментатором. Он может вообразить, что ему предложили посмотреть фокус с волшебным стаканчиком или поучаствовать в игре, где не действуют законы сохранения материи. Но вряд ли ребенок раскроет содержание своих фантазий. Эти аргументы могут быть лишь домыслами критиков Пиаже. Ведь рациональное восприятие ситуации эксперимента есть симптом определенного уровня развития интеллекта. Однако проблема остается нерешенной, и экспериментаторам рекомендуют обращать внимание на то, правильно ли понимает ребенок обращенные к нему вопросы и просьбы, что он имеет в виду, давая тот или иной ответ.

28. Факторы общения, которые могут искажать результаты эксперимента
Основоположником изучения социально-психологических аспектов психологического эксперимента стал С.Розенцвейг. В 1933 г. он опубликовал аналитический обзор по этой проблеме, где выделил основные факторы общения, которые могут искажать результаты эксперимента: 1. Ошибки "отношения к наблюдаемому". Они связаны с пониманием испытуемым критерия принятия решения при выборе реакции. 2. Ошибки, связанные с мотивацией испытуемого. Испытуемый может быть мотивирован любопытством, гордостью, тщеславием и действовать не в соответствии с целями
экспериментатора, а в соответствии со своим пониманием целей и смысла эксперимента.3. Ошибки личностного влияния, связанные с восприятием испытуемым личности экспериментатора. В настоящее время эти источники артефактов не относятся к социально-психологическим (кроме социально-психологической мотивации).
Испытуемый может участвовать в эксперименте: либо добровольно, либо по принуждению. Само участие в эксперименте порождает у испытуемых ряд поведенческих проявлений, которые являются причинами артефактов. Среди наиболее известных - "эффект плацебо", "эффект Хотторна", "эффект аудитории". Эффект плацебо был обнаружен медиками: когда испытуемые считают, что препарат или действия врача способствуют их выздоровлению, у них наблюдается улучшение состояния. Эффект основан на механизмах внушения и самовнушения. Эффект Хотторна проявился при проведении социально-психологических исследований на фабриках. Привлечение к участию в эксперименте, который проводили психологи, расценивалось испытуемым как проявление внимания к нему лично. Участники исследования вели себя так, как ожидали от них экспериментаторы. Эффекта Хотторна можно избежать, если не сообщать испытуемому гипотезу исследования или дать ложную ("ортогональную"), а также знакомить с инструкциями как можно более безразличным тоном. Эффект социального усиления, или эффект аудитории, был обнаружен Г.Зайонцем. Присутствие любого внешнего наблюдателя, в частности экспериментатора и ассистента, изменяет поведение человека, выполняющего ту или иную работу. Эффект ярко проявляется у спортсменов на соревнованиях: разница в результатах, показываемых на публике и на тренировке.
Зайонц обнаружил* что во время обучения присутствие зрителей смущает испытуемых и снижает их результативные показатели. Когда деятельность освоена или сводится к простому физическому усилию, то результат улучшается. После проведения дополнительных исследований были установлены такие зависимости. 1. Влияние оказывает не любой наблюдатель, а лишь компетентный, значимый для исполнителя и способный дать оценку. Чем более компетентен и значим наблюдатель, тем этот эффект существеннее. 2.Влияние тем больше, чем труднее задача. Новые навыки и умения, интеллектуальные способности более подвержены воздействию (в сторону снижения эффективности). Наоборот, старые, простые, перцептивные и сенсомоторные навыки легче проявляются, продуктивность их реализации в присутствии значимого наблюдателя повышается. 3.Соревнование и совместная деятельность, увеличение количества- наблюдателей усиливает эффект (как положительную, так и отрицательную тенденцию).
4."Тревожные" испытуемые при выполнении сложных и новых заданий, требующих интеллектуальных усилий, испытывают большие затруднения, чем эмоционально стабильные личности. 5.Действие "эффекта Зайонца" хорошо описывается законом оптимума активации Иеркса-Додсона. Присутствие внешнего наблюдателя (экспериментатора) повышает мотивацию испытуемого. Соответственно оно может либо улучшить продуктивность, либо привести к "перемотивации" и вызвать срыв деятельности.

29. Поведенческие проявления, являющиеся причинами артефактов («эффект плацебо», «эффект Хотторна», «эффект аудитории»).
Проявления эффекта плацебо связаны с неосознанным ожиданием пациента, его способностью поддаваться влиянию, степенью доверия к психологу. Этот эффект используется при изучении роли внушения в условиях воздействия медицинских препаратов, когда одной группе испытуемых дают настоящий препарат, действие которого тестируют, а другой - плацебо. Если препарат действительно имеет положительный эффект, то он должен быть больше, чем от использования плацебо. Типичный уровень положительного плацебо-эффекта в клинических исследованиях составляет 5-10%. В исследованиях также несложно вызвать и отрицательный эффект ноцебо, когда от приема «пустышки» 1-5% исследуемых испытывают дискомфорт (аллергию, тошноту, нарушение сердечной деятельности). Клинические наблюдения свидетельствуют о том, что нервный персонал приводит ноцебо-эффекты, а назначение больным лекарств, снижающих тревогу, значительно снижает тревогу у самих врачей. Такое явление было названо «плацебо-рикошет».
Эффект Хоторна (англ. Hawthorne effect) заключается в том, что условия новизны и интереса к эксперименту, повышенное внимание к самому исследованию приводят к весьма положительным результатам, что является искажением и уходом от реального положения вещей. Согласно действию эффекта Хоторна участники исследования, взволнованные своей причастностью к нему, «слишком добросовестны», поэтому действуют иначе, чем обычно. В наибольшей степени этот артефакт проявляется в социально-психологических исследованиях. Эффект был установлен группой исследователей во главе с Эльтон Мейо во время Хоторнского эксперимента (1927-1932). В частности, было доказано, что само участие в эксперименте влияет на рабочих таким образом, что они ведут себя именно так, как этого от них ожидают экспериментаторы. Исследуемые лица рассматривают свое участие в исследовании как проявление внимания к себе. Чтобы избежать эффекта Хоторна, экспериментатору нужно вести себя спокойно, принимать меры, чтобы участники не узнали гипотезу, которая проверяется.
эффект аудитории, - эффект, проявляющийся в психологическом исследовании, заключающийся в том, что присутствие любого внешнего наблюдателя, в частности экспериментатора и ассистента, изменяет поведение человека, выполняющего ту или иную работу. Эффект аудитории был обнаружен Г. Зайонцем и по-другому называется эффект Зайонца. Этот эффект ярко проявляется у спортсменов на соревнованиях, где разница в результатах, показываемых на публике, существенно отличается в лучшую сторону от результатов на тренировке. Зайонц обнаружил, что во время эксперимента присутствие зрителей смущает испытуемых и снижает их результативные показатели.

Научный эксперимент является методом исследования, обеспечивающим научно-объективную проверку правильности обоснованной в начале исследования гипотезы. Эксперимент позволяет обнаружить повторяющиеся устойчивые, необходимые, существенные связи между явлениями, т.е. изучить закономерности, характеризующие какой-либо процесс или явления . В отличие от наблю-дения, эксперимент позволяет искусственно отделять изучаемое явление от других, целенаправленно изменять условия его проведения. В то же время эксперимент требует от исследователя более высокого уровня подготовки, владения методикой постановки и проведения эксперимента, умения разработать программу 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. Иногда тема эксперимента позволяет ограничиться лабораторным исследованием, например, качественного экспресс- метода - для обнаружения катионов тяжелых металлов в питьевой воде .
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. Если изучается влияние внесения удобрения на урожайность сорта X или сроки созревания, такой эксперимент обычно длится не один год.
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 .
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. Для этого результаты, достигнутые в конце эксперимента, сравниваются с начальным уровнем знаний о состоянии предмета исследования.
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.

Методика - это совокупное и. мыслительных и физических операций, размещенных в определенной последовательности, в соответствии с которой достигается цель исследования.

При разработке методик проведения эксперимента необходимо предусматривать:

Проведение предварительного целенаправленного наблюдения над изучаемым объектом или явлением с целью определения исходных данных (гипотез, выбора варьирующих факторов);

Создание условий, в которых возможно экспериментирование (подбор объектов для экспериментального воздействия, устранение влияния случайных факторов);

Определение пределов измерений; систематическое наблюдение за ходом развития изучаемого явления и точные описания фактов;

Проведение систематической регистрации измерений и оценок фактов различными средствами и способами;

Создание повторяющихся ситуаций, изменение характера условий и перекрестные воздействия, создание усложненных ситуаций с целью подтверждения или опровержения ранее полученных данных;

Переход от эмпирического изучения к логическим обобщениям, к анализу и теоретической обработке полученного фактического материала.

Перед каждым экспериментом составляется его план (программа), который включает:

Цель и задачи эксперимента;

Выбор варьирующих факторов;

Обоснование объема эксперимента, числа опытов;

Порядок реализации опытов, определение последовательности изменения факторов;

Выбор шага изменения факторов, задание интервалов между будущими экспериментальными точками;

Обоснование средств измерений;

Описание проведения эксперимента;

Обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.

Результаты экспериментов должны отвечать трем статистическим требованиям:

Требование эффективности оценок, т.е. минимальность дисперсии отклонения относительно неизвестного параметра;

Требование состоятельности оценок, т.е. при увеличении числа наблюдений оценка параметра должна стремиться к его истинному значению;

Требование несмещенности оценок - отсутствие систематических ошибок в процессе вычисления параметров.

Важнейшей проблемой при проведении и обработке эксперимента является совместимость этих трех требований.

Элементы теории планирования эксперимента

Математическая теория эксперимента определяет условия оптимального проведения исследования, в том числе и при неполном знании физической сущности явления. Для этого используются математические методы при подготовке и проведении опытов, что позволяет исследовать и оптимизировать сложные системы и процессы, обеспечивать высокую эффективность эксперимента и точность определения исследуемых факторов.

Эксперименты обычно ставятся небольшими сериями по заранее согласованному алгоритму. После каждой небольшой серии опытов производится обработка результатов наблюдений и принимается строго обоснованное решение о том, что делать дальше.

При использовании методов математического планирования эксперимента возможно:

Решать различные вопросы, связанные с изучением сложных процессов и явлений;

Проводить эксперимент с целью адаптации технологического процесса к изменяющимся оптимальным условиям его протекания и обеспечивать таким образом высокую эффективность его осуществления и др.

Теория математического эксперимента содержит ряд концепций, которые обеспечивают успешную реализацию задач исследования:

Концепция рандомизации;

Концепция последовательного эксперимента;

Концепция математического моделирования;

Концепция оптимального использования факторного пространства и ряд других.

Принцип рандомизации заключаетсяв том, что в план эксперимента вводят элемент случайности. Для этого план эксперимента составляется таким образом, чтобы те систематические факторы, которые трудно поддаются контролю, учитывались статистически и затем исключались в исследованиях как систематические ошибки.

При последовательном проведении эксперимент выполняется не одновременно, а поэтапно, с тем, чтобы результаты каждого этапа анализировать и принимать решение о целесообразности проведения дальнейших исследований (рис.2.1 ). В результате эксперимента получают уравнение регрессии, которое часто называют моделью процесса.

Для конкретных случаев математическая модель создается исходя из целевой направленности процесса и задач исследования, с учетом требуемой точности решения и достоверности исходных данных.

Важное место в теории планирования эксперимента занимают вопросы оптимизации исследуемых процессов, свойств многокомпонентных систем или других объектов.

Как правило, нельзя найти такое сочетание значений влияющих факторов, при котором одновременно достигается экстремум всех функций отклика. Поэтому в большинстве случаев за критерий оптимальности выбирают лишь одну из переменных состояния функцию отклика, характеризующую процесс, а остальные принимают приемлемыми для данного случая.

Методы планирования эксперимента в настоящее время быстро развиваются, чему способствует возможность широкого использования ЭВМ.

Вычислительным экспериментом называется методология и технология исследований, основанные на применении прикладной математики и электронно-вычислительных машин как технической базы при использовании математических моделей.

Таким образом, вычислительный эксперимент основывается на создании математических моделей изучаемых объектов, которые формируются с помощью некоторой особой математической структуры, способной отражать свойства объекта, проявляемые им в различных экспериментальных условиях.

Однако эти математические структуры превращаются в модели лишь тогда, когда элементам структуры дается физическая интерпретация, когда устанавливается соотношение между параметрами математической структуры и экспериментально определенными свойствами объекта, когда характеристики элементов модели и самой модели в целом находят соответствие свойствам объекта.

Таким образом, математические структуры вместе с описанием соответствия экспериментально обнаруженным свойствам объекта и являются моделью изучаемого объекта, отражая в математической, символической (знаковой) форме объективно существующие в природе зависимости, связи и законы.

Каждый вычислительный эксперимент основывается как на математической модели, так и на приемах вычислительной математики. Современная вычислительная математика состоит из многих разделов развивающихся вместе с развитием электронно-вычислительной техники.

На основе математического моделирования и методов вычислительной математики создались теория и практика вычислительного эксперимента, технологический цикл которого принято разделять на следующие этапы.

1. Для исследуемого объекта строится модель, обычно сначала физическая, фиксирующая разделение всех действующих и рассматриваемом явлении факторов на главные и второстепенные, которые на данном этапе исследования отбрасываются.

2. Разрабатывается метод расчета сформулированной математической задачи. Эта задача представляется в виде совокупности алгебраических формул, по которым должны вестись вычисления и условия, показывающие последовательность применения этих формул; набор этих формул и условий носит название вычислительного алгоритма.

Вычислительный эксперимент имеет многовариантный характер, так как решения поставленных задач часто зависят от многочисленных входных параметров.

В связи с этим при организации вычислительного эксперимента можно использовать эффективные численные методы.

3. Разрабатываются алгоритм и программа решения задачи на ЭВМ. Программирование решений определяется теперь не только искусством и опытом исполнителя, а перерастает в самостоятельную науку со своими принципиальными подходами.

4. Проведение расчетов на ЭВМ. Результат получается в виде некоторой цифровой информации, которую далее необходимо будет расшифровать. Точность информации определяется при вычислительном эксперименте достоверностью модели, положенной в основу эксперимента, правильностью алгоритмов и программ (проводятся предварительные «тестовые» испытания).

5. Обработка результатов расчетов, их анализ и выводы. На этом этапе могут возникнуть необходимость уточнения математической модели (усложнения или, наоборот, упрощения), предложения по созданию упрощенных инженерных способов решения и формул, дающих возможности получить необходимую информацию более простым способом.

Вычислительный эксперимент приобретает исключительное значение в тех случаях, когда натурные эксперименты и построение физической модели оказываются невозможными.

В науке и технике известно немало областей, в которых вычислительный эксперимент оказывается единственно возможным при исследовании сложных систем.

Главная > Животные > При проведении эксперимента невозможно избежать или уменьшить. Особое значение имеет правильная разработка методик эксперимента