6.2. Загальні принципи проведення дослідження

Під час розробки гіпотези встановлюють фактори, які ви-значають розвиток явища, тобто встановлюють незалежнізмінні (аргументи), які визначають переміни залежних змін-них (функцій). Спостерігаючи під час досліду за розвиткомявища при дії тих чи інших факторів, отримують матеріалиабо дані дослідження. На дослідах вимірюють величини і які-сні показники, що характеризуються як фактори (аргументи),як і показники розвитку явища (функції).

У першу чергу визначають величини і властивості, які ха-рактеризують фактори. Наприклад, при дослідженні впливукулінарної обробки на мінеральний склад овочів попередньовивчають мікро- і макроелементи, що містяться в цих овочах.

Всі фактори, що зумовлюють явища, поділяються на осно-вні, які найбільш впливають на явища і їх розвиток, та несутьнайбільшу інформацію, і додаткові, які впливають на розви-ток явища другорядно.

Виділення основних факторів як головних ланок у ланцюзідослідження дуже важливо, але слід враховувати умовність їхподілу, оскільки при незначній зміні умов досліду додатковіфактори можуть стати основними. Подальший розвиток наукиможе показати, що фактори, які раніш вважалися основними,складені із низки додаткових: ті з них, які були додатковими,при подальшому вивченні можуть виявитися основними. Як-що не враховувати додаткові фактори, можна припуститисьсерйозної помилки, оскільки якісні зміни, що вносяться дода-тковими факторами, навіть якщо останні правильно визначе-ні, можуть призвести до якісних змін процесу.

Для того, щоб усунути або зменшити помилку, яка з'яв-ляється внаслідок поділу факторів на основні і додаткові, слідпри постановці дослідів намагатися нейтралізувати додатковіфактори, тобто створити умови, при яких дія додаткових фа-кторів була б якомога меншою, а величини і властивості, якіхарактеризують ці фактори, наближалися б до сталих. Зага-льним принципом дослідження є сталість всіх факторів призміненні обраних.

Під час проведення експерименту застосовуються такіприйоми нейтралізації додаткових факторів:

Метод різкої зміни перемінних факторів при відносномалій зміні решти. Наприклад, якщо досліджують зміни фізи-ко-механічних властивостей плодів і овочів у функції часу(ступінь зрілості), їх необхідно брати одного сорту, з одних ітих же ділянок, оскільки в іншому випадку можуть бутиотримані несумісні результати.

Метод контрольних дослідів, якщо фактори, які швидкоі в будь-якій мірі змінюються, одночасно діють на кілька гра-дацій основних факторів, одну з яких вважають контрольниметалоном і з нею порівнюють всі інші. Контрольні дослідивикористовують також при порівнювальній перевірці впливурізних технологічних процесів, щоб виявити найкращий із них.

Метод «чистих» дослідів. При цьому досліді намага-ються штучно створити умови, при яких додаткові факторине виявлялися б або не впливали під час проведення дослідівна основні фактори. Цей метод використовують у лаборатор-них дослідах.

Метод різних знаків полягає у тому, що одному і тому жфактору в дослідах надають спочатку позитивне значення, апотім — негативне (або навпаки), щоб при обчисленні серед-нього результату взаємно погасилися помилки від невраху-вання впливу цього фактора.

Визначення кількості основних факторів, що використо-вуються для вимірювання в досліді, слід проводити на під-ставі практики попередніх досліджень або пошукових дослі-дів. їх проводять не стільки для розкриття закономірностейрозвитку явища, скільки із тією ж метою, що і пасивне спо-стереження, якщо останнє разом з результатами попередніхдосліджень не розкриває умов розвитку і спрямованості яви-ща, а також зумовлюючих його факторів. Але, на відміну відпасивного спостереження, пошукові досліди ставлять у за-здалегідь визначених умовах. Якщо аналіз літератури і паси-вне спостереження надали загальну схему розвитку явища,але не змогли ясно відповісти на поставлене питання, це мо-же бути з'ясовано пошуковими дослідами.

Друге завдання пошукових дослідів — перевірити варіантробочої гіпотези, якщо на одному важко зупинитися, а прове-сти дослідження за двома варіантами неможливо.

Завданням пошукових дослідів може бути і перевіркаокремих частин розробленої методики й пристосованостіприладів до тих вимірів, які визначила методика. Пошуковідосліди можна ставити і для того, щоб знайти підґрунтя длярозрахунків числа дослідів. Таким чином, пошукові дослідиможуть передувати розробці загальної методики, але можутьбути і включені в неї (окремим розділом).

У деяких випадках доцільно не встановлювати робочої гі-потези і складати загальної методики для отримання резуль-татів за пошуковими дослідами. Щоб провести пошукові до-сліди, необхідно скласти окрему методику. Число пошуковихдослідів можна назначати на підставі таких положень:

якщо перевіряють напрямок процесу, зазвичай достат-ньо двох дослідів — на початку і наприкінці процесу;

якщо встановлюють, які фактори зумовлюють розвитокявища, то найменше число пошукових дослідів приблизно рі-вне подвоєному передбаченому числу факторів, оскільки длятого, щоб з'ясувати, чи впливає даний фактор на розвитокявища або ні, необхідно поставити, як мінімум, два дослі-ди — на початку розвитку явища, коли даний фактор явноприсутній, і в будь-якій точці області оптимуму;

при перевірці варіантів робочої гіпотези обирають го-ловний, стержневий фактор гіпотези і за найбільшою серією(3—5 дослідів) визначають хід зміни основних кривих робо-чої гіпотези.

Якщо в наявності у дослідника є способи вивчення безпо-середнього впливу того чи іншого фактора, то при селектив-них вимірюваннях необхідно прослідкувати вплив всіх мож-ливих факторів на розвиток явища. Багатофакторні дослі-дження, якщо вони можливі технічно і організаційно, завждинадають більш повну і більш життєву картину синтезу різнихзакономірностей. Але можливість одночасно селективно ви-вчити вплив низки факторів не завжди є можливим, і тому,щоб отримати чітко окреслені закономірності з достатнімступенем надійності, в багатьох випадках слід виділити вякості основного фактора лише один і нейтралізувати всі інші.

Зміни одного фактора при сталості інших — характернариса багатьох надійних досліджень. Експериментальні дослі-дження можуть складатися з однієї або кількох серій дослідів.При визначенні їх кількості в кожній серії необхідно керува-тися такими вимогами: кількість дослідів, повинна бути до-статньою для виразу кривої функціональних залежностей тапотрібно врахувати випадкові помилки досліду. Для змен-шення значення таких помилок досліди іноді доцільно повто-рювати і брати середнє арифметичне значення результатів.Чим більше відносне коливання результатів і чим більшу на-дійність досліду бажано отримати, тим більше має бути по-вторювань. В.І. Романовським встановлена залежність міжнеобхідним числом повторювань досліду (вимірювань) і за-даними надійністю і відносною помилкою (табл. 3).

Таблиця 3

НЕОБХІДНА КІЛЬКІСТЬ ДОСЛІДІВ (ЕКСПЕРИМЕНТІВ)

По-милка

Надійність досліду

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,95

0,99

0,999

3,0

1

1

1

2

3

4

5

6

2,0

1

1

1

2

3

4

5

7

1,0

2

2

3

4

5

7

11

17

0,5

3

4

6

9

13

18

31

50

0,4

4

6

8

12

19

27

46

74

0,3

6

9

14

20

32

46

78

127

0,2

13

19

29

43

70

99

171

277

0,1

47

72

169

266

273

387

668

1089

0,05

183

285

431

659

1084

1540

2659

4336

0,01

4543

7090

10732

16436

27161

38416

66358

108307

Надійність вимірювання залежить від точності вимірюва-льного приладу. Щоб досягти бажаної надійності, більш вигі-дно збільшити точність приладу, а не кількість вимірювань.Зазвичай достатньою є надійність 0,7; при визначенні деталейзакономірностей і значень величин, які є основою для пода-льших розрахунків, 0,95—0,99. Якщо пошукові досліди непроводилися і відсутні дані, за якими можна б було встанови-ти значення середньоквадратичного відхилення (стандарту)о, можна прийняти, що An = ±3о.