BiometriaKnuga

де С − коефіцієнт варіації; mx− відносна помилка вибіркової середньої.

При постановці експерименту дослідник штучно змінює один або декілька факторів середовища, в якому знаходиться об'єкт досліджень. Для того, щоб оцінити характер і силу впливу цих змін, необхідно одержані результати порівняти з результатами, які мають місце в тому випадку, де фактори середовища не змінювались. Наприклад, дослідник хоче порівняти зміну середньої ваги колосків під впливом внесення певної дози фосфатних добрив. Для цього необхідно результат, одержаний на експериментальній ділянці, де внесені добрива, порівняти з результатом (тобто середньою вагою колосків) на ділянці, де не вносились. Таке порівняння може бути проведене лише за умовою, що решта факторів (тип і стан грунту, умови зволоження, технологія висіву насіння, якість насіння та інші) на обох ділянках будуть абсолютно ідентичними. Такий метод досліджень має назву − метод парних пробних площ.

Отже, метод парних пробних площ полягає в порівнянні певних результатів спостережень на пробній площі, де умови оточуючого середовища не змінені і на пробній площі, де дослідником змінений один або декілька факторів, вплив яких вивчається. Тоді за показником критерію t- Стьюдента для різниці результатів, одержаних на цих пробних площах буде зроблено висновок щодо прояву впливу змінених факторів.

Метод парних пробних площ найбільш простий і доступний для проведень широкого спектру досліджень. Але він може бути застосований лише в абсолютній впевненості, що всі фактори середовища, крім того, що вивчається, повністю ідентичні на цих пробних площах.

Тоді, коли такої впевненості не має, дослід проводять в декількох повторностях. Якщо на всіх повторностях результати співпадають, то вони є достовірними. Чим більша кількість повторностей, тим вищий рівень достовірності результатів. Цей метод − метод повторних експериментів є дуже зручним, коли необхідно не тільки встановити, чи має даний фактор

вплив на кінцевий результат, але й одночасно з'ясувати, як впливають різні градації зміни даного фактору. В серії повторних експериментів можна вводити зміну одного або декількох факторів. Тоді маємо справу або з однофакторним дослідом, або багатофакторним. Одержані результати як при однофакторному, так і при багатофакторному дослідах підлягають обробці методом дисперсійного аналізу. При цьому при багатофакторному досліді можна окремо аналізувати вплив різних факторів, порівнюючи відповідні результати з результатами на контролі.

Якщо одержані результати за критерієм ts або за критерієм F не забезпечують необхідного рівня достовірності, в наступному експерименті слід відповідно збільшити кількість повторностей.

10.3. Вибір напрямку (теми)

Вибір напрямку досліджень є одним з найбільш відповідальних завдань. Результати досліджень можуть дати відповідь на питання: що нового, раніш не відомого, є в тому чи іншому біологічному явищі, процесі, об'єкті. В такому випадку вони будуть поглиблювати, поповнювати і деталізувати існуючі теоретичні знання в даній галузі науки.

Дослідження можуть мати і прикладний характер, що зводиться до одержання результатів, які б дозволили відповісти на питання про ступень і напрямок зміни окремих факторів середовища на стан біологічного об'єкту, а відтак на доцільність або недоцільність застосування відповідних дій людини для зміни умов існування і розвитку відповідного біологічного об'єкту.

Отже, при виборі напрямку досліджень слід чітко визначити мету, яку планується досягти, і завдання, які слід вирішити в процесі їх проведення.

При цьому слід мати на увазі те, що результати теоретичного значення, як правило, можуть бути використані у прикладному аспекті, а результати прикладних досліджень завжди мають значення для поповнення відповідних теоретичних знань.

Дуже важливим при виборі напрямку дослідницьких робіт є ознайомлення з досягненнями інших дослідників, які працюють в цьому або суміжних напрямках. Тут необхідно з'ясувати, які положення вже вирішені і

які аспекти проблеми лишились поза увагою, але з якихось причин не змогли бути вирішені. Дане завдання вирішується шляхом вивчення літературних джерел, а також в процесі активної участі у конференціях, симпозіумах, "круглих столах", в програмі яких передбачена інформація з питань обраного або суміжних напрямків.

10.4. Вимоги до методики досліджень

Основною вимогою до методик досліджень, які плануються до використання, є їх адекватність поставленим цілям і завданням досліджень. Методики повинні забезпечити повне вирішення цих завдань з необхідним ступенем достовірності результатів, які будуть одержані. Самі методики повинні задовольняти вимоги можливості об'єктивного аналізу процесів, явищ, об'єктів досліджень. Для цього методики досліджень заздалегідь повинні бути апробованими. Це означає те, що методика, що застосовується в даних дослідженнях і забезпечила одержання об'єктивних і достовірних результатів. Часто використовуються методики, складені іншими авторами. При цьому дослідник, який її використовує, має право вносити в них свої корективи, які він мусить обгрунтувати, виходячи з особливостей своїх конкретних об'єктів і цілей досліджень. В таких випадках мова іде про авторську (дослідника) інтерпретацію раніш апробованої методики.

Дослідник має право застосувати власну, тобто оригінальну методику, але для цього він повинен обгрунтувати її застосування, аргументуючи її можливість забезпечити об'єктивність і достовірність результатів і відповідність їх обраному напрямку досліджень. Краще це вирішується попереднім опублікуванням оригінальної методики в наукових виданнях.

10.5. Ідея і робоча гіпотеза дослідника

Рушійною силою розвитку науки є мислення. Мислення − це процес сприйняття, усвідомлення образів зовнішнього середовища, їх співставлення і оцінка. Особливо важливим станом процесу мислення є формування нових образів, і уявлень про сутність елементів зовнішнього середовища, яке відбувається на основі синтезу поступаючих у мозок людини уяв і образів сприйнятих ззовні. Ці нові образи і уявлення на початку їх виникнення

являють собою лише ідею (грец. idea − образ), не підтверджену емпірично, тобто досвідом. Отже, початку формування процесу наукових досліджень передує процес виникнення ідей. Нова ідея щодо особливостей зовнішнього світу формується у дослідника на підставі співставлень і аналізу як власних, так і даних, що одержані іншими дослідниками.

Ідеї, що виникли у дослідника, ретельно аналізуються. Частина з них (іноді досить значна) може суперечити об'єктивній логіці і опробованим законам фізичного, хімічного, біологічного характеру. Такі ідеї відкидаються як помилкові. Окремі ідеї є імовірними і можуть підлягати подальшій розробці та емпіричному підтвердженню. Одними з основних ознак, що свідчать про доцільність подальших експериментальних підтверджень тієї чи іншої ідеї є її актуальність і новизна. Актуальність ідеї засвідчує те, що вона має наукове значення, тобто важлива для подальшого теоретичного висвітлення даної проблеми або має певне прикладне значення. Новизна ідеї апробується шляхом порівняння її з науковими розробками, результати яких представлені в тих чи інших джерелах наукової інформації.

Після віднесення ідеї до категорії імовірних, актуальних і нових, вона трансформується у робочу гіпотезу. Під гіпотезою розуміється припущення про існування і сутність досліджуваного процесу, явища, елемента зовнішнього середовища або їх комплексу, яке раніше було невідоме і не суперечить об'єктивним законам природи. Робоча гіпотеза, крім ідеї, включає наукове обгрунтування і передбачення змісту, характеру і послідовності етапів досліду. Вона містить також уяву про можливі кінцеві результати експерименту. У процесі досліду одержуються факти, які або спростовують, або стверджують ідею. В завдання дослідника входить не тільки одержання відповідної кількості фактів, їх реєстрації та опису. Сукупність фактів, якими б достовірними і цінними вони не були, не вирішує кінцевої мети досліджень. Зібрані факти повинні бути відповідно класифіковані, проаналізовані. Повинні бути висвітлені причини і фактори, які забезпечили можливість існування того чи іншого фактору, встановлені об'єктивні причини, що їх обумовлюють, закони, що їм підпорядковані.

Виникнення ідеї і гіпотези є результатом інтелектуального процесу, воно неможливе без аспектів уявлення, яке створює нові варіації образів, предметів, явищ, процесів. Це процес творчої розумової діяльності дослідника, побудованої на основі здобутих раніш знань.

На початковій стадії розробки гіпотези як інструмент застосовується

принцип аналогії, який забезпечує її проробку в теоретичному аспекті. Принцип аналогії (грец. αναλογια (analogia) − відповідність) полягає в тому, що за частковою схожістю відомих і досліджених предметів, явищ, образів з предметами, явищами, образами, які ще не досліджені, робиться припущення про характер ще невивчених їх особливостей. За допомогою аналогії одержується прогностичне, імовірне знання про властивості об'єктів, які ще не вивчені. Після сформування робочої гіпотези проводиться її перевірка експериментальними дослідженнями.

Отже, інтегровано творчий процес наукових досліджень включає принаймні такі елементи:

•спостереження і накопичення емпіричних фактів;

•теоретична їх апробація, аналіз і усвідомлення;

•опрацювання робочої гіпотези;

•проведення експериментальних досліджень.

Експериментальні дослідження є вирішальним етапом перевірки робочої гіпотези. Постановки експерименту у практичному відношенні базуються на двох взаємопов'язаних аспектах: методики досліджень і обладнання, яке відповідає вимогам методики і відповідного методу досліджень. Часто потреби у більш досконалому методичному забезпеченні призводять до конструювання і винаходу нових приладів, технічних засобів тощо. Відомо, що виробництво нових технічних дослідницьких засобів приводило до нових наукових досягнень.

Одержання результатів експериментальних досліджень не є самоціллю. Само по собі накопичення фактів не дає відповіді про достовірність або недостовірність робочої гіпотези. Це може бути здійснено лише науковим аналізом сутності одержаних експериментальних результатів, їх природи, логічного взаємозв'язку з об'єктом досліджень, відповідність теоретичним припущенням, що складають основи гіпотези. При цьому дослідник не повинен відкладати аналіз фактів з метою подальшого накопичення їх чисельності. Факти (результат досліджень) повинні аналізуватись відразу після закінчення чергового етапу експерименту. Часто буває так, що вони вже на початку системи експериментальних досліджень достовірно суперечать ідеї гіпотези і стверджують її необгрунтованість. В таких випадках продовження подальших спостережень недоцільно і слід розробляти

альтернативну гіпотезу. Слід мати на увазі те, що проведені дослідження, результати яких спростували робочу гіпотезу, не є марними. Кожне таке дослідження крок за кроком наближає дослідника до справжньої достовірної істини. Науці відомі цілі "кладовища" відкинутих гіпотез майже по кожному важливому напрямку досліджень.

10.6. Використання моделей в експериментальних дослідженнях

Моделлю (модель − франц. modele, від лат. modelus − міра, зразок будьчого) в біологічних дослідженнях зветься зменшене відтворення якоїсь системи, що імітують відповідні біологічні явища. За видами моделі можна поділити на натурні, графічні, математичні моделі. Прикладом натурної моделі є імітація осмотичного тиску в штучних кліматипах або напівпроникнені мембрани тощо. Графічні моделі представляють будову або структуру будь-якої сукупності ознак, організмів, явищ за відмінами, притаманними їх складовим частинам, у вигляді графіків, рисунка, схеми, креслення.

Математичні моделі описують властивості біологічних об'єктів шляхом апроксимації особливостей будови, взаємозв'язків, процесів формулами математичних залежностей.

Звичайно моделі формуються на підставі і з використанням результатів експериментальних спостережень.

Як правило, натурні моделі використовуються для імітації того чи іншого явища або процесу і вивчення його особливостей.

Графічна модель використовується для узагальненого аналізу об'єкту досліджень і обгрунтування доцільності, можливості і характеру математичної його апроксимації.

Математична модель має важливе значення подвійного характеру. Вона може бути об'єктивною характеристикою об'єкта і в такому розумінні представляти відповідний результат досліджень. В той же час математична модель часто сама може бути об'єктом подальших досліджень, являючи собою достовірну імітацію відповідних особливостей біологічного об'єкту досліджень.