Метод эксперимента в диссертационной работе
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II» (МГУПС (МИИТ)
Кафедра «Философия и культурология»
Доклад
по дисциплине:
«История и философия науки»
Метод эксперимента
Выполнил: аспирант
Кафедра: «ТТМ и РПС»
Направление: Техника и технологии наземного транспорта
Направленность: Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
Медведев Ф. Б.
Научный руководитель:
Евсеев Д. Г.
Проверил профессор:
Некрасова Н.А………………………..
Москва –2016
Содержание
Описание метода эксперимента
Метод эксперимента в диссертационной работе
Выводы
Описание метода эксперимента
Общенаучные подходы и методы исследования получили широкое развитие и применение в науке XX в. Они выступают в качестве своеобразной «промежуточной методологии» между философией и фундаментальными теоретико-методологическими положениями специальных наук. К числу общенаучных методов и подходов относится эксперимент..
Общенаучные методы разделяют согласно основным уровням научного познания, в качестве которых мы рассматривали теоретический и эмпирический. За эмпирическим познанием исторически закрепилась функция сбора, накопления и систематизации данных опыта, фактов. Объяснение и интерпретация этих фактов - задача теории. Главная опора, фундамент науки - это, конечно, эмпирические факты, которые представляют эмпирический, то есть опытный базис науки. Основные способы получения эмпирических данных — наблюдение и эксперимент.
Эксперимент - латинское слово, сходно по значению со словами «испытание. опыт, доказательство». Эксперимент всегда связан с наблюдением, даже в историческом плане его можно рассматривать как развитие метода наблюдения. Однако в отличие от наблюдения в эксперименте человек не довольствуется только созерцанием явлений. Исследователь сознательно и активно вмешивается в их естественный ход и достигает этого либо непосредственным влиянием на изучаемый процесс, либо изменением реальных условий протекания этого процесса. Дополнение процесса живого наблюдения активным влиянием превращает эксперимент в самый продуктивный метод эмпирического исследования.
Эксперимент - соответствующее изменение объекта или его воспроизведение в специально созданных и контролируемых условиях. Таким образом. в эксперименте объект или воспроизводится искусственно, или ставится в определенным образом заданные условия, отвечающие целям исследования. В ходе эксперимента изучаемый объект изолируется от влияния побочных, затемняющих его сущность обстоятельств и представляется в «чистом виде». При этом конкретные условия эксперимента не только задаются. но и контролируются, модернизируются, многократно воспроизводятся.
В сравнении с наблюдением эксперимент имеет важное превосходство, оно состоит в том, что у исследуемого посредством эксперимента объекта отбираются связи, отношения, стороны, которые интересуют наблюдателя: устраняет побочные факторы, усложняющие процесс, основное внимание можно направить на интересующее исследователя явление или свойство. Это же предоставляет возможность получить более достоверные знания об объекте.
Этапы:
1. Выдвижение цели, постановка вопроса
2. Набор исходных теоретических предположений
3. Предположение результата
4. Создание экспериментальной установки
5. Сам эксперимент (четкое контролирование всех условий и фиксация всех следствий
6. Описание новых выявленных св-в объекта
В сравнении с наблюдением у эксперимента есть целый ряд других преимуществ:
а) более активное (чем при наблюдении) отношение к объекту, вплоть до ею изменения и преобразования:
б) многократная воспроизводимость изучаемого объекта по желанию исследователя:
в) возможность обнаружения таких свойств явлений, которые не наблюдаются в естественных условиях;
г) возможность рассмотрения явления в «чистом виде» путем изоляции его от усложняющих и маскирующих его ход обстоятельств или путем изменения, варьирования условий эксперимента;
д) возможность контроля за «поведением» объекта исследования и проверки результатов.
Эксперимент имеет две взаимосвязанных функции: опытная проверка гипотез и теорий, а также формирование новых научных концепций. В зависимости от этих функций выделяют эксперименты: исследовательские (поисковые), проверочные (контрольные), воспроизводящие (модельные), изолирующие и т.п.
Исследовательские эксперименты в своей основе опираются на определенные теоретические заключения и проводятся с целью обнаружения доселе неизвестных свойств объекта. Самым ярким примером подобного рода экспериментов можно считать известный эксперимент Резерфорда ш определению планетарной модели атома, используя выпадение альфа-частиц из золотой фольги.
К проверочным экспериментам обычно обращаются в случае необходимости проверить то или иное заключение. Современные естественные науки, особенно физика, богаты проверочными экспериментами. Существование многих элементарных частиц (например, позитрон, нейтрон и др.) было, как говорится, открытием пера ученых, и они некоторое время считались только предположением. Лишь спустя некоторое время эти частицы были обнаружены экспериментальным путем, и тем самым была подтверждена их реальность и истинность выдвинутых ранее теоретических предположений. Целесообразность таких проверочных экспериментов заключается в том, что они в то же самое время выступают в роли критерия истины
Модельные эксперименты проводятся не над реальными предметами, а над их моделями и после этого результаты операции экстраполируются на сам предмет.
В зависимости от характера исследуемого объекта эксперименты делятся на физические, химические, биологические, психологические, социальные.
Подходя к содержанию эксперимента с точки зрения гносеологии, можно в нем обнаружить противоположные стороны, образующие друг с другом единство - объективный и субъективный моменты. Объективную сторону эксперимента формируют исследуемые экспериментатором объективные веши, процессы, явления и средства эксперимента (прибор, аппарат, инструмент и т.д.). субъективную же сторону - элементы, зависящие от сознания экспериментатора. Характер эксперимента зависит, с одной стороны, от специфики исследуемого явления и уровня развития существующих научных знаний, с другой стороны. - от целого ряда субъективных факторов, относящихся непосредственно к сознанию: деятельности ученого, степени его активности, выбора объекта, основной идеи, цели исследования В общем, субъективную сторону эксперимента составляют особенности органов чувств человека, его теоретическая подготовка, уровень научных знаний и духовной культуры, методика научно экспериментального исследования, сам экспериментатор с определенными теоретическими знаниями, даже логические компоненты, состоящие из поставленных перед ним целей и задач.
Метод эксперимента в диссертационной работе
Тема диссертации: Повышение эффективности испытаний железнодорожной техники на основе мониторинга акустической эмиссии
Объектом исследования являются боковые рамы тележек грузовых вагонов, термически упрочненных методом объемно-поверхностной закалки
С другой стороны, объектами исследования также были разработанная методика испытаний и программно-аппаратный комплекс.
Задача исследования разработать методику, создать программно-аппаратный комплекс, провести испытания и подготовить отчет для ускоренных предсертификационных испытаний.
Целью работы являлась оценка усталостной прочности рамы боковой, упрочнённой методом объёмно-поверхностной закалки, при базовой наработке, эквивалентной 500000 км пробега, на соответствие требованиям норматив-ной документации. А так же выявление скрытых производственных дефектов.
Метод эксперимента:
Цель: апробировать методику испытаний и программно-аппаратный измерительный комплекс, собрать данные АЭ при различных нагрузках.
Набор исходных теоретически предположений: Анализ технического задания и теоретических сведений, анализ ранее проводимых схожих испытаний и их результатов.
Основной частью подготовки эксперимента было создание программно-аппаратного комплекса и методики проведения испытаний
Рабочая гипотеза (предполагаемый результат): прочность рам соответствует нормативной документации, производственные дефекты отсутствуют, методика испытаний верна, программно-аппаратный измерительный комплекс выполняет свои задачи.
Процесс эксперимента состоит в контролируемом нагружении боковых рам и сбора данных АЭ и нагрузки.
Сами рамы были подвергнуты обработке пескоструйной машиной и шлифовке мест расположения датчиков
Нагрузка боковых рам проводилась на специализированном испытательном стенде, отдельно от колесной тележки и вагона, соответственно. Сила и интенсивность нагрузки контролировалась оператором нагрузочного стенда. То есть объект был изолирован, находился в искусственных условиях, эксперимент полностью контролировался.
На протяжении всего эксперимента проходила регистрация (под наблюдением оператора) данных АЭ и данных нагрузки на раму.
Эксперимент проводился многократно, было испытанно 10 рам в двух видах эксперимента (динамическая и статическая нагрузка)
В процессе проведения эксперимента вносились изменения в методику и в программно-аппаратный комплекс, в зависимости от чистоты полученных данных и их принципиальной пригодности для дальнейшего хранения и обработки. Были испробованы датчики и предусилители разных производителей в различных комбинациях. Вносились постоянные изменения в программный код измерительного комплекса. Были использованы различные линии связи.
В результате проведенного эксперимента было накоплено большое количество структурированных данных для последующей обработки, на базе которых были сделаны выводы для всего исследования в целом, а так же, для модернизации методики испытаний и программно-аппаратного измерительного комплекса.
Вывод
Природа эксперимента сложна. Эксперимент, являющийся средством физического влияния человека на объект и способом практического освоения действительности, проводится не только с целью удовлетворить жизненные потребности человека, но также с научной целью — исследовать и изучить объект. Поэтому в эксперименте встречаются стороны, характерные не только для практики, но и для теоретического мышления - выбор сторон, интересующих исследователя и отказ от других сторон. Поэтому эксперимент счал одним из видов практической абстракции, он тесно связан не только с практикой, но и с теоретическим мышлением.