Методы обработки результатов исследований.

Основой совместного анализа теоретических и экспериментальных исследований является сопоставление выдвинутой рабочей гипотезы с опытными данными наблюдений [1-4].

Теоретические и экспериментальные данные сравнивают методом сопоставления соответствующих графиков. Критериями сопоставления могут быть минимальные, средние и максимальные отклонения экспериментальных результатов от данных, установленных расчетом на основе теоретических зависимостей. Возможно также вычисление среднеквадратического отклонения и дисперсии. Однако наиболее достоверными, следует считать критерии адекватности (соответствия) теоретических зависимостей экспериментальным.

Данные экспериментальных исследований, обрабатываются методами математической статистики. Для получения отдельных точек используется значение экспериментальной величины Х, полученное на основании 5–10 параллельных экспериментов. Обработка результатов экспериментов проводится, как правило, следующим образом:

– вычисляется среднее значение серии параллельных измерений

,

где х_i – результаты отдельных измерений (1,2, 3, …n);

– определяется разность между отдельными значениями измерений и средней величиной:

Δx_i=x_i–Х;

Вычисляются квадраты отклонений отдельных измерений от средней величины Х и среднее квадратичное отклонение отдельного измерения:

,

Задаваясь надежностью α=0.95, определяется коэффициент Стьюдента для проведенного числа измерений n.

Определяются границы доверительного интервала измеряемой величины:

,

где t_а(n) – коэффициент Стьюдента.

Вычисляя величину ν=(x_i–Х)/S_n, и сравнивая ее с табличными значениями, соответствующими вероятности 0,95. При ν > ν_p рассматриваемое значение считается не характерным и отбрасывается.

В результате теоретико-экспериментального анализа могут возникнуть три случая:

1) установлено полное или достаточно хорошее совпадение рабочей гипотезы, теоретических предпосылок с результатами опыта. При этом дополнительно группируют полученный материал исследований таким образом, чтобы из него вытекали основные положения разработанной ранее рабочей гипотезы, в результате чего последняя превращается в доказанное теоретическое положение, в теорию;

2) экспериментальные данные лишь частично подтверждают положение рабочей гипотезы и в той или иной ее части противоречат ей. В этом случае рабочую гипотезу изменяют и перерабатывают так, чтобы она наиболее полно соответствовала результатам эксперимента. Чаще всего производят дополнительные корректировочные эксперименты с целью подтвердить изменения рабочей гипотезы, после чего она также превращается в теорию;

3) рабочая гипотеза не подтверждается экспериментом. Тогда ее критически анализируют и полностью пересматривают. Затем проводят новые экспериментальные исследования с учетом новой рабочей гипотезы. Отрицательные результаты научной работы, как правило, не являются бросовыми, они во многих случаях помогают выработать правильные представления об объектах, явлениях и процессах.

После выполненного анализа принимают окончательное решение, которое формулируют как заключение, выводы или предложения. Эта часть работы требует высокой квалификации, поскольку необходимо кратко, четко, научно выделить то новое и существенное, что является результатом исследования, дать ему исчерпывающую оценку и определить пути дальнейших исследований. Обычно по одной теме не рекомендуется составлять много выводов (не более 5—10). Если же помимо основных выводов, отвечающих поставленной цели исследования, можно сделать еще и другие, то их формулируют отдельно, чтобы не затемнить конкретного ответа на основную задачу темы.

Все выводы целесообразно разделить на две группы: научные и производственные. При выполнении НИР заботятся о защите государственного приоритета на изобретения и открытия.

Рассмотрим схему анализа теоретико-экспериментальных исследований.

Общий анализ теоретических и экспериментальных исследований. → Сопоставление экспериментов с теорией. → Анализ расхождений. → Уточнение теоретических моделей, исследований и выводов. → Дополнительные эксперименты (в случае необходимости). → Превращение гипотезы в теорию. → Формулирование выводов, составление научно- технического отчета. → Рецензирование. → Составление доклада. → Исправление рукописи.