Метод эксперимента. Один опыт я ставлю выше, чем тысячу

Один опыт я ставлю выше, чем тысячу

мнений, рожденных только воображением.

М.В. Ломоносов

Эксперимент – научно поставленная проверка выработанной в результате теоретического поиска гипотезы, направленной на повышение эффективности какого-то объекта или социальной деятельности и превращении ее в обоснованную практико-ориентированную концепцию.

Гипотеза (греч. hipothesis – предположение) – предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо явления, требующее проверки и доказательства.

Помимо гипотезы, в любом эксперименте должны быть четко определены:

– предмет исследования,

– объект исследования,

– методика исследования,

– схема эксперимента.

Общие сведения о предмете и объекте исследования и логическая схема научного исследования уже были освещены в пп. 3.1 и 3.2. Здесь же будут более подробно рассмотрены специфические особенности эксперимента как одной из форм научного исследования.

Суть эксперимента – целенаправленное внесение принципиально важных изменений в социальную среду в соответствии с задачами исследования и его гипотезой. Организация эксперимента позволяет вскрыть отношения между изучаемыми явлениями, провести глубокий качественный анализ и по возможности дать точную количественную оценку результатов исследования.

По мнению М.А. Данилова и Н.И. Болдырева, сущность эксперимента характеризуется целенаправленным внесением принципиально важных изменений в действительности в соответствии с задачами исследования и его гипотезой. Организация эксперимента позволяет вскрыть отношения между изучаемыми явлениями, провести глубокий качественный анализ и по возможности точную количественную оценку результатов исследования.

Для эксперимента характерно, что исследователь активно включается в процесс возникновения и течения исследуемых явлений. Тем самым он проверяет свои гипотезы не только об уже существующих явлениях, но и о тех, которые нужно создать.

С точки зрения логической структуры различают 2 этапа экспериментирования:

– классический эксперимент,

– аналитико-синтетический.

Основные характеристики классического эксперимента требуют:

– изолировать изучаемое явление от влияния побочных, несуществен-

ных, затемняющих его сущность влияний и изучать его в чистом виде;

– многократно производить ход процесса в строго фиксированных, под-

дающихся контролю и учету условиях;

– планомерно изменять, варьировать, комбинировать различные условия в целях получения искомого результата.

Например, в центре Новочеркасска, расположенном на огромном холме из известняка и при сравнительно небольшом гумусированном слое (не больше 0,5 м) тополь пирамидальный (например, на ул. Московской) прожил около 100 лет, а в Таганроге, расположенном на глинистых грунтах с мощным гумусированным горизонтом почвы (до 0,8÷0,9 м) такой же тополь практически не доживает до 50 лет (яркий пример – озеленение улиц Северного жилого массива и аллей Николаевского кладбища). В чем причина такого парадокса? На этот вопрос дендрологам еще предстоит найти ответ, ведь глубина залегания грунтовых вод в обоих случаях превышает 25 м, да и климатические условия практически одинаковые.

Эксперимент исследует в определенной, качественно ограниченной области избранный процесс так, чтобы изолировать факторы, которые сказываются на его течении. Исследователь имеет возможность практически убедиться в том, что изменение какого-либо фактора проявляется в изменении других факторов.

Между факторами существуют функциональные отношения:

f (х) → y

Речь идет о раскрытии функциональной зависимости между факторами х, у и особенно об определении их причинных отношений. Экспериментатор выделяет определенные факторы, участвующие в каком-либо процессе. Он меняет условия (например, методы, средства, количество времени, затраченного на подготовку и т.д.), чтобы определить, к каким последствиям приведут изменения этих условий; пытается установить, как они влияют на результат.

Новые условия называют независимыми переменными, а измененные факторы – зависимыми переменными. В экспериментальных исследованиях фактор, на который воздействует исследователь (методы, средства и пр.), называется независимой переменной.

В благоприятных случаях экспериментатор стремится выяснить не только что происходит, и при каких условиях, но и почему это происходит. Он наблюдает взаимоотношения причины и следствия. Причина является независимой переменной, следствие – зависимой. Определение причины требует исключения всех факторов, кроме независимой переменной, так как только это дает возможность объяснить изменения зависимых переменных. В дендрологии и ландшафтном дизайне, как и в общественных науках, не всегда можно исключить все факторы и точно выяснить причины явлений.

Существуют факторы, оказывающие возмущающее воздействие на нормальное течение эксперимента, что искажает конечные результаты.

Так как в большинстве явлений в природе и социуме между зависимой и независимой переменными есть и др. промежуточные переменные величины, мы должны удовлетворяться определением основных условий хода процесса и его результатов, а не прямым определением причин.

Повторяемость хода процесса в строго фиксированных условиях считается важной чертой эксперимента. Эта повторяемость требует исторического времени. В ландшафтной архитектуре требование повторяемости нужно понимать относительно.

Аналитико-синтетический эксперимент (по О. Зиху). Отвечает задаче изучения сложных реальных процессов. Основан на иной логической структуре. Хорошо описан В.М. Тарбаевым. Это многофакторный эксперимент.

Исследователь подходит к задаче эмпирически – варьирует с большим числом факторов, от которых зависит ход процесса. Он ищет оптимальные условия протекания этого процесса с точки зрения его результата. Это варьирование различными факторами проводится с помощью современных методов математической статистики.

Многофакторный эксперимент строится на основе статистического анализа имеющегося опыта. Осуществляется системный подход к предмету исследования. Внутренний механизм изучаемого явления, взаимодействие его элементарных процессов неизвестны. Предполагается наличие в системе входа и выхода, которые можно контролировать. Предполагается также возможность управления этой системой с целью достижения определенного результата на выходе.

Изучается вся система без внутренней картины ее сложного механизма. Планируется изменение состояния системы, ищутся оптимальные условия ее поведения. Этот тип эксперимента открывает для ландшафтной архитектуры большие возможности в специфических условиях города, парка, зоны загородного отдыха (пока же он больше распространен в технике).

Названные 2 типа эксперимента в ландшафтной архитектуре не исключают друг друга, а их совмещение может только улучшить качество исследования.

По характеру экспериментальной ситуации различают следующие типы эксперимента:

– полевые,

– лабораторные.

В полевом (естественном) эксперименте объект (группа, класс) находится в естественных условиях своего функционирования. Обычно такой эксперимент используется при прикладных исследованиях по проверке гипотез.

В лабораторном эксперименте экспериментальная ситуация и изучаемые объекты формируются искусственно. Такой эксперимент дает возможность проводить детальное объяснение важных вопросов, поставленных в ходе эксперимента: непонятное предпочтение тех или иных малых форм, спортивных сооружений, необычный интерес к различным породам деревьев и кустарников. Достаточно посетить Таганрогский городской сад, заложенный в 1806 году, и понаблюдать за поведением публики у памятника природы областного значения – дерево ГинкГо двулопастный в возрасте 180 лет, и можно легко убедиться в неординарном отношении горожан именно к этому дереву (рис. 3, 4).

Рис. 3 Дерево ГинкГо в Таганрогском городском саду (общий вид)

Рис. 4. «Признание в любви» на ленточках, привязанных к ограде дерева

В ландшафтной архитектуре лабораторный метод исследования часто связан с естественным. Преимущества лабораторного метода – его легко можно повторить, при нем легко контролировать промежуточные переменные.

Модель типичного эксперимента строится на сравнении экспериментальной и контрольной групп (объектов). Результат эксперимента проявляется в изменении, которое произошло в экспериментальной группе по сравнению с группой контрольной.