64
шешуде бастапқы деректерді түрлендіру әдістері (логарифмдеу, Лаплас, Фурье және т.б. түрлендіру әдістері) кеңінен қолданылады.
Зерттеудің ықтимал-статистикалық әдістері. Кез келген технологиялық процестер, әдетте, үздіксіз өзгеретін жағдайда орындалады:
машиналардың мәжбүрлі тоқтап тұруы; көліктің және т.б. біркелкі емес жұмыс істеуінде қандай да бір оқиғалар орын алуы немесе орын алмауы мүмкін. Сондықтан жиі ықтималдықтар теориясында қарастырылған белгілі бір заңдылықтарға ие кездейсоқ немесе ықтималдық процестерді зерттеу қажеттілігі пайда болады. Зерттеудің ықтималдық-статистикалық әдістерінің негізінде математикалық ықтималдық теориясы және математикалық статистика қолданылады.
Ықтималдықтар теориясы кездейсоқ сипаттағы оқиғалардың барлық заңдылықтарын зерттейді. Мысалы, жеке өлшемнің нәтижесі де – оқиға.
Математикалық-статистикалық деректерді жүйелеу, өңдеу және пайдалану тәсілдерімен айналысады. Бұл екі ұқсас ғылым ғылыми зерттеулерде кеңінен қолданылатын кездейсоқ процестердің бірыңғай математикалық теориясын құрайды. Ықтималдықтар теориясы математикалық статистиканың барлық әдістері мен тәсілдерінің іргетасы болып табылады.
Ықтималдықтар теориясында қолданылатын бастапқы ұғымдардың бірі кездейсоқ оқиғаның жиілігі болып табылады. Кездейсоқ оқиғалар екі түрге бөлінеді:
- дискретті – соңғы немесе шексіз санаулы мәндерді қабылдай алады (механикалық сынаулар кезінде материалдың сынғыш бұзылуларының саны);
- үздіксіз – кез келген интервал шегінде шексіз көптеген мәндерді қабылдай алады (физикалық шаманы өлшеу нәтижелері, мысалы ұзарту, жылжыту).
Талдаудың статистикалық әдістеріне мыналар жатады:
- дисперсиялық талдау – әртүрлі, бір мезгілде әрекет ететін факторларға байланысты бақылау нәтижелерін талдау әдісі. Бұл ретте басым факторлар пайда болады және олардың эксперименттің соңғы нәтижелеріне әсер ету дәрежесі бағаланады;
- корреляциялық талдау – екі кездейсоқ шамалар арасындағы ықтималдық байланысты қарастыратын талдау әдісі;
- регрессиялық талдау – нәтижелі белгілер мен байқалған белгілер арасындағы тәуелділікті зерттеу.
65
- жағдайларды қалыптастыру тәсілі бойынша;
- зерттеу мақсаттары бойынша;
- өткізуді ұйымдастыру бойынша;
- зерттелетін объектілер мен құбылыстардың құрылымы бойынша.
Зертханалық тәжірибе. Зертханалық жағдайда әртүрлі құралдарды, арнайы модельді қондырғыларды, стенд және жабдықтарды қолдану арқылы жүргізіледі. Әдетте, зертханалық тәжірибелерде объектінің өзі емес оның жобасы зерттеледі. Бұл – тәжірибені қайталау арқылы бір сипаттаманың басқалай түрленгендегі әсерін зерттеуге, уақыт пен қордың аз шығыны мен жақсы ғылыми ақпарат алуға мүмкіндік береді. Бірақ мұндай тәжірибе зерттелетін үрдістің жүрісін толық көрсетпейді, сондықтан жаратылысты тәжірибені жүргізу қажеттілігі туады.
Жаратылысты тәжірибе – табиғи жағдайларда нақты объектілерге орындалады. Тәжірибенің бұл түрі көбінесе дайындалған жүйені жаратылысты сынау үрдісінде қолданылады. Сынақты орындау жеріне байланысты табиғи тәжірибелер өндірістік, өрістік-полигондық, жартылай жаратылысты және т.б.
болып бөлінеді. Жаратылысты тәжірибе мұқият жоспарлауды және ойластыруды, зерттеу әдістерін рационалды таңдауды қажет етеді. Барлық жағдайда жаратылысты тәжірибенің негізгі ғылыми проблемасы қажетті мөлшерде тәжірибе жағдайының сәйкестенуін қамтамасыз ету болып табылады. Сондықтан тәжірибенің негізгі есебі: зерттелетін объектіге әсер ететін ортаның сипаттамасын зерттеу, объектінің статикалық және динамикалық көрсеткіштерін теңдестіру, объект қызметінің тиімділігін бағалау және оның берілген шартқа сәйкестігін тексеру.
Қарапайым тәжірибе – тармақталған құрылысы жоқ, өзара байланысқан және өзара әсерлескен аз мөлшердегі элементтері бар қарапайым объектілерді зерттеуге қолданылады.
Күрделі тәжірибеде құрылысы тармақталған өзара байланысып әсерлескен, элементтерінің мөлшері күрделі қызмет орындайтын объектілер немесе құбылыстар зерттеледі. Элементтердің байланысуының жоғары дәрежесі кез келген элементтің немесе байланыс күйінің өзгеруіне, жүйенің басқа элементтер күйінің өзгертуіне әкеліп соғады. Зерттеудің күрделі объектілерінде бірнеше әртүрлі құрылымдар мен мақсаттар бар болуы мүмкін.
Заттық тәжірибеде зерттелетін объектінің күйіне әртүрлі заттық факторлардың әсерін зерттейді. Мысалы, әртүрлі қоспалардың мұнай сапасына әсері.
Энергетикалық тәжірибе әртүрлі (электромагнитті, механикалық, жылу, т.б.) энергияның зерттелетін объектіге әсерін зерттеу үшін қолданады.
Тәжірибенің бұл түрі табиғи ғылымда кең тараған.
Қалыпты (классикалық) тәжірибеге зерттеуші тәжірибелік зерттеудің объектісі және тәжірибені жүзеге асыратын құралдар (құрылғылар, зертханалық қондырғылар) кіреді. Қалыпты тәжірибеде тәжірибелік құрал- жабдықтар зерттелетін объектімен тікелей байланыста болады. Олар зерттеуші
66
мен зерттелетін объектіні байланыстырушы болып табылады.
Модельді тәжірибенің қалыпты тәжірибеден айырмашылығы – зерттелетін объектінің моделімен жұмыс жасауы. Модель тәжірибелік қондырғылар құрамына ондағы зерттелетін объектінің орнына қолданылады және объектіні зерттейтін кейбір жағдайларды да алмастырады. Модельдеу кезінде тәжірибелік құралдардың арасындағы айырмашылық ойша және материалдық тәжірибелерге бөлінеді. Ойша тәжірибенің құралдары ретінде зерттелетін объектілердің ойша модельдері немесе құбылыстары (сезімдік нұсқалары, нұсқалы-модельді, таңбалық модельдері) құрылады. Ойша тәжірибені жүзеге асыру үшін кейде дәріптелген немесе қиялдағы тәжірибе қолданылады. Үрдіс кезінде қиялдағы нақты тәжірибе құрылысы бейнеленген ойша тәжірибені танып білетін субъектінің ой қызметінің бір формасы болып табылады. Ойдағы тәжірибе құрылысының құрамына: зерттелетін объект моделін ойша және дәріптелген тәжірибе жағдайларын, оның объектіге әсерін құрастыру; саналы және жоспарлы өзгеруін, тәжірибе жағдайларын және объектіге әсерін құрамалау; тәжірибенің барлық кезеңдеріне ғылымның объективті заңдарын саналы және дәл қолдану кіреді. Мұндай тәжірибе нәтижесінде тұжырым шығарылады.
Ойдағы тәжірибені тек қана ғалымдар емес, жазушылар, суретшілер, оқытушылар, дәрігерлер де қолданады. Ойша тәжірибелеу шахматшы ойларында да көрінеді, ойдағы тәжірибенің техникалық құрастыруда және өнертапқышта рөлі зор. Бұл тәжірибенің нәтижесі формулаларда, сызбаларда, графиктерде, эскиздік жобаларда, жол-көлік жобада көрінеді.
Пассивті тәжірибе объект қызметіндегі бақылау нәтижесінде алынған таңдалу көрсеткіштерді (параметрлер, өлшемдер) жасанды араласусыз зерттеуді қарастырады. Пассивті тәжірибеге мысалдар ретінде келесілерді жатқызуға болады: транспорттық ағындардың қарқындылығын, құрамын, қозғалыс жылдамдығын, жалпы науқастану санын немесе белгілі бір ауруды, белгілі бір адамдар тобының жұмыс жасау қабілетін, жасына байланысты өзгеретін көрсеткіштерді, жол-транспорттық апаттар санын бақылау. Мәні жағынан пассивті тәжірибе зерттеу объектісінің күйінің таңдаулы көрсеткіштерін құралдық өлшеумен ұштастыратын бақылау болып табылады.
Активті тәжірибе арнайы шығарылатын сигналды таңдаумен байланысты және зерттелетін жүйенің шығыны мен кірісін бақылайды.
Бірфакторлы тәжірибе қажетті факторларды бөліп қарастыруды, кедергі жасайтын факторларды тұрақтандыруды, зерттеушіге қажет факторлардың ретін болжайды.
Көпфакторлы тәжірибе стратегиясының құрамы барлық айнымалылар бір уақытта түрленеді және әрбір эффект тәжірибенің осы сериясында жүргізілген барлық сынақтар нәтижесі бойынша бағаланады.
Технологиялық тәжірибе технологиялық үрдіс элементтерін немесе толық үрдісті (өнім, жабдық, жұмысшылардың қызметі, т.б.) зерттеуге бағытталған.
67
Әлеуметтік тәжірибе шағын топтағы тұлғааралық әлеуметтік- психологиялық қатынастарды, оларды кейін өзгеру мақсатымен өлшеу үшін қолданады.
Жоғарыда айтылғандай, тәжірибелік зерттеудің келтірілген жіктеуі толық бола алмайды, өйткені ғылыми білімнің кеңеюімен бірге тәжірибелік әдісті қолдану аймағы да кеңеюде. Сонымен қатар тәжірибе типтері кешенді немесе құрамдас тәжірибе түрінде бірігуі мүмкін.
Тәжірибені дайындау. Кез келген түрдегі тәжірибені жүргізу үшін мыналар қажет:
- тексерілуі қажет гипотезаны шығару;
- тәжірибелік жұмыстардың бағдарламасын құру;
- зерттелетін объектіге араласудың жолдарын және әдістерін анықтау;
- тәжірибелік жұмыстар процедураларын жүзеге асыру жағдайымен қамтамасыз ету;
- тәжірибе жүрісін және нәтижелерін бекіту жолдарын және тәсілдерін өндіру;
- тәжірибе құралдарын дайындау (қондырғылар, модельдер, т.б.);
- тәжірибені қажетті қызмет көрсетуші персоналмен қамсыздандыру.
Тәжірибе әдістемесі – бұл зерттеу мақсатына сәйкесінше жететіндей етіп орналасқан және ретімен анықталған, ойлау және физикалық операциялар жиынтығы. Тәжірибені жүргізу әдістемесін жасау кезінде мыналарды қарастыру керек:
- зерттелетін объектінің немесе бастапқы мәнді анықтау (гипотеза, түрленетін факторларды таңдау) мақсатында құбылысты алдын ала мақсатты бақылауды жүргізу;
- тәжірибелеу мүмкіндігі бар жағдай жасау (тәжірибелік әсерге объектілерді таңдау), кездейсоқ факторларды жою;
- өлшеу шектерін анықтау;
- зерттелетін құбылыстың даму жолын жүйелік бақылау және фактілерді дәл сипаттау;
- өлшемдік және фактілер бағалауларына әртүрлі құралдармен және тәсілдермен жүйелік тіркеу жүргізу;
- қайталанатын жағдайларды жасау, шарт сипатының және айқасқан әсердің өзгеруі, бұрын алынған мәндерді растау немесе жоққа шығару мақсатымен күрделі жағдай жасау;
- эмпирикалық зерттеуден логикалық жалпылауға, талдауға және алынған материалдың теориялық өңдеуіне ауысу.
Тәжірибе нәтижелерін жазу. Тәжірибе жоспарына (бағдарламасына) мыналар кіреді:
- тәжірибенің мақсаты және есебі;
- түрленетін факторларды таңдау;
- тәжірибе көлемін негіздеу;
- тәжірибе саны;
68 - тәжірибені өткізу реті;
- факторлардың өзгеру ретін анықтау;
- факторлардың өзгеру жүрісін, болашақ тәжірибелік нүктелер арасындағы интервалды анықтау;
- өлшеу құралдарын негіздеу;
- тәжірибенің жүргізілуін сипаттау;
- тәжірибе нәтижелерін таңдау және өңдеу тәсілдерін негіздеу.
Тәжірибенің жоспар бағдарламасын жасау кезінде әрқашанда оны жеңілдетуге ұмтылу керек. Оған алдын ала талдау және бір параметрді әртүрлі техникалық құралдармен өлшеу нәтижелерін, сонымен қатар алынған нәтижелерді өңдеу әдісін салыстыру арқылы қол жеткізуге болады.
6.3 Озық ғылыми тәжірибе