Самые легкие эксперименты. Мыльные пузыри своими руками

Лекция 4.

Эксперимент

Эксперимент – общий эмпирический метод исследования, суть которого заключается в том, что явления и процессы изучаются в строго контролируемых и управляемых условиях.

В науке под экспериментом подразумевается способ изучения явлений в строго регламентированных условиях, позволяющих воспроизводить, наблюдать и фиксировать эти явления аппаратурными методами или при помощи соответствующей научной документации.

В эксперименте то или явление можно исследовать при разнообразных условиях, повторять необходимое количество раз при одних и тех же и при неизменных обстоятельствах, расчленять на части.

Сущность экспериментального метода состоит в том, что он направлен на исследование причинно-следственных отношений между изучаемыми объектами (на определение – вызывает ли изменение одной переменной изменение другой переменной).В нем присутствуют черты, характерные для теоретического познания, - выделение стороны объекта, явления, интересующей исследователя, и абстрагирование от других его сторон.

В процессе познания эксперимент и теория взаимодействуют:1.Эксперимент подтверждает или опровергает теорию, находящуюся на стадии гипотезы, дает материал для его развития.

2. Какой бы экспериментни проводился, он всегда служит лишь определенным звеном в общей цепи научного исследования.Поэтому его нельзя рассматривать как самоцель и тем более противопоставлять его теории, ибо без теории невозможно научное экспериментирование.

Вот почему в научном исследовании меньше всего можно говорить о независимости различных методов познания. Только учет их диалектической взаимосвязи и взаимодействия дает возможность правильно представить весь процесс исследования в целом, его структуру, этапы и методы. Чаще всего применение экспериментального метода на практике сочетается с использованием таких методов как наблюдение, измерение, опрос, анкетирование, интервью, беседа.

Проведение эксперимента может преследовать различные цели:

1.- эмпирической проверки той или иной гипотезы, теории;

2. сбора необходимой эмпирической информации для построения какого-либо предположения.

По отношению к предшествующему знанию эксперимент играет двоякую роль: критериальную (проверочную) и эвристическую (пополняет имеющиеся знания за счет результатов проверки гипотезы).

1. Одной из особенностей экспериментального метода и его преимуществом перед методом наблюдения является создание особых экспериментальных условий для выявления причинно-следственных зависимостей, а также наличие возможностиварьироватьэти условия таким образом, чтобы полученные результаты могли быть подвергнуты анализу с помощью проверки и доказательства различных гипотез о причинных связях.

2. Другим преимуществом, которое дает эксперимент по сравнению с методом наблюдения, является повышение точности регистрации действий испытуемых,зависимых и независимых переменных.

3. И, наконец, еще одной характерной особенностью эксперимента является его более тесная связь с теорией – эксперимент не только направляется некоторой теоретической гипотезой, носамо проведение эксперимента становится возможным лишь тогда, когда исследователь имеет некоторое представление о природе изучаемого процесса, о факторах, его детерминирующих, а иначе просто не может быть решен вопрос о создании экспериментальной ситуации и тем более о целенаправленном воздействии.

Не существует единой схемы, ¸с помощью которой можно было бы строить эксперимент для любой проблемы. Сама проблема предопределяет выбор типа эксперимента и конкретный план его проведения.

В общую структуру эксперимента входят:

- познающий субъект и его деятельность;

- объект экспериментального исследования;

- средства воздействия на изучаемый объект.

Основной принцип любого эксперимента – изменение в каждой исследовательской процедуре только одного какого-либо фактора при неизменности и контролируемости остальных.Если надо проверить влияние другого фактора, проводится следующая исследовательская процедура, где изменяется этот последний фактор, а все другие контролируемые факторы остаются неизменными¸ и т.д.

В ходе эксперимента исследователь сознательно изменяет ход какого-нибудь явления путем введения в него нового фактора.

Новый фактор, вводимый или изменяемый экспериментатором, называется экспериментальным фактором, или независимой переменной. Т.е. переменная, которой манипулируют, называется независимой переменной.

Переменная, предположительно меняющаяся в ответ на изменение независимой переменной, называется зависимой переменной. Зависимая переменная – это любой аспект, наблюдаемый или измеряемый как ответ на действие независимой переменной. Таким образом, зависимая переменная является функцией от независимой переменной; она «зависима» от изменений, вызванных влиянием экспериментатора на независимую переменную.

Хотя логика экспериментального метода проста, в действительности процесс постановки эксперимента довольно сложен. Хорошо организованный эксперимент должен принимать в расчет множество факторов, которые могут повлиять на точность и научную значимость результатов. На практике это означает, что все переменные и условия (кроме интересующей независимой переменной), могущие оказать хоть какое-нибудь влияние на то, что мы измеряем, следует устранить, или они должны поддерживаться на постоянном уровне в течение всего эксперимента.

Существует много способов исключения посторонних переменных, способных оказать влияние на зависимую переменную. Но наиболее распространенный – поместить объекты случайным образом в разные экспериментальные условия или группы. Случайное распределение (часто достигаемое такими средствами, как выбрасывание орла/решки или использование таблицы случайных чисел) гарантирует, что у всех объектов имеются равные шансы быть отнесенными к любому условию или группе в эксперименте. В этом случае исследователь может быть уверен в том, что любые характеристики испытуемого. которые могли бы оказать влияние на эксперимент (возраст, интеллект, и т..), все имеют равные шансы при распределении в различных экспериментальных условиях или группах. Определяющей характеристикой экспериментального метода является предположение о том, что все субъекты в начале эксперимента одинаковы, за исключением одного параметра: присутствие или отсутствие независимой переменной. Поэтому, если поведение субъекта меняется в ответ на изменение независимой переменной, исследователь может быть уверен, что только она одна, и никакая другая, отвечает за изменения в поведении. После того, как исследователь изменил независимую переменную, любой аспект наблюдаемого или измеряемого поведения субъекта не может быть следствием действия какой-либо другой переменной, поскольку никакая другая не допускается в течение всего эксперимента.

Эксперимент в самой простой форме требует, чтобы проводилось сравнение по крайней мере между двумя группами испытуемых. Те испытуемые, которые подвергаются некоторым специальным воздействиям (манипуляции, предпринимаемые экспериментатором), называются экспериментальной группой. Другие испытуемые, которые не получают специального воздействия, образуют контрольную группу. Затем производится сравнение субъектов из обеих групп с целью проверки, оказало ли экспериментальное воздействие какое-либо влияние на выбранную зависимую переменную.

Например, схема эксперимента с двумя группами экспериментальной и контрольной. В экспериментальной группе независимая переменная присутствует, в контрольной – отсутствует. Зависимая переменная измеряется в той и другой группах (описание схемы эксперимента с одной независимой переменной и одной зависимой переменной). Контрольная группа служит отправной точкой для оценки результатов специального воздействия на экспериментальную группу. Решающее значение здесь имеет то, что единственное различие между двумя группами заключается в действии одного фактора, и этот фактор выступает в качестве независимой переменной. В этом требовании содержится основная логика экспериментального метода.Если две группы идентичны во всех отношениях, за исключением присутствия или отсутствия независимой переменной, то любое различие между группами по зависимой переменной должно быть обусловлено изменением независимой переменной.Иначе говоря, если между двумя группами нет никаких других различий, кроме тех, которые вызваны манипуляцией над независимой переменной, резонно заключить, что введение независимой переменной является причиной изменения зависимой переменной.

Определив некоторые из основных особенностей и элементов экспериментального метода, рассмотрим его в действии, используя процедуру и данные одного из наиболее остроумных экспериментов в истории социальной психологии личности.

Психолог Стенли Шахтерзаинтересовался поговоркой «На миру и смерть красна». Обзор соответствующей эмпирической литературы привел Шахтера к заключению, чтолюди, опасающиеся чего-нибудь неожиданного, что может произойти с ними в неизвестной ситуации, предпочитают, чтобы рядом с ними находился другой, пусть даже совершенно чужой человек, чем быть в одиночестве.Если быть более точными, то Шахтер предположил следующее:ГИПОТЕЗА -возрастание тревоги может вызвать нарастающее предпочтение быть рядом с другими – то, что психологи называют «потребностью в аффилиации» (то есть в присоединении к группе).Для проверки этой гипотезы Шахтер пригласил студенток-старшекурсниц. Когда испытуемые пришли на обследование, их приветствовал экспериментатор в белом лабораторном халате, в окружении разнообразного электрического оборудования. Он назвался доктором Зильштейном из отделения неврологии и психиатрии и объяснил, что цель исследования – изучение влияния удара электрического тока на частоту сердечных сокращений и артериальное давление. Затем каждой участнице эксперимента сообщили (индивидуально), что они подвергнутся серии ударов электрическим током, и в это время будут производиться замеры пульса и давления. Для манипулирования уровнем тревоги у испытуемых (независимая переменная) Шахтер использовал два разных описания действия электрического заряда.

Для создания «высокотревожной» ситуации половина испытуемых получила предупреждение, сказанное зловещим тоном: « Буду с вами откровенен и расскажу правду о том, что вас ждет. Разряды тока будут очень сильными, очень болезненными. Как вы сами понимаете, в исследованиях такого рода мы должны изучить все, что действительно может помочь человеку, и поэтому просто необходимо, чтобы удары тока были интенсивными». Другой половине испытуемых Шахтер говорил, что удары тока будут весьма умеренными и безболезненными. Например, давалось такое объяснение: «Пусть слово «удар» вас не беспокоит. Не сомневаюсь, что эксперимент доставит вам удовольствие. Уверяю вас, все, что вы почувствуете, ни в коей мере не будет болезненным. Это будет похоже скорее на щекотку, чем на что-то неприятное». На самом деле в исследовании Шахтера никакие удары тока не были запланированы. Инструкция служила цели моделирования у испытуемых различных уровней тревожности.

После того, как у испытуемых при помощи инструкции было вызвано состояние тревоги Независимая переменная, высокой и низкой, соответственно, экспериментатор говорил им, что придется подождать десять минут, пока он не отрегулирует аппаратуру.Далее, он объяснил, что можно подождать в компании месте со всеми в соседней комнате., а можно и в одиночестве – кто как захочет. После этого каждую студентку спрашивали, может ли она сказать, как предпочитает провести эти десять минут или у нее нет никаких особых предпочтений. То или иное заявление (побыть в одиночестве, остаться вместе с другими) явилось зависимой переменной, которая и интересовала Шахтера.

Как и предполагалось, испытуемые с высоким уровнем тревоги продемонстрировали гораздо более сильное предпочтение побыть с другими, чем испытуемые с низким уровнем тревоги. Процент тех, кто предпочел ждать вместе с другими, был в случае высокой тревожной ситуации почти в два раза выше, чем в случае низкотревожной. Это означало, что изменение уровня тревожности оказало решающее влияние на поведение присоединения (высокая тревожность: вместе - 62,5%, в одиночестве – 9,4%, все равно – 28,1%: низкая тревожность: вместе – 33%; в одиночестве – 7,0%, все равно – 60,0%).

В дальнейшем Шахтер провел другой эксперимент для проверки гипотезы о том, что люди, испытывая тревогу, объединяются только с теми, кто испытывает те же чувства. Двум группам женщин давалась та же инструкция, что и «высокотревожной» группе в предыдущем эксперименте. Испытуемым из одной группы было дано право выбора:ожидать поодиночке или вместе с другими женщинами, участвующими вэксперименте.Испытуемые из другой группы имели возможность в ожидании начала эксперимента или побыть в одиночестве, или в компании студенток, ожидавших консультации. Результаты эксперимента показали, что женщины, находившиеся в состоянии тревоги, предпочитали ожидать только с участницами данного эксперимента, ожидать с теми, кто не был участником эксперимента отказались все (100%) участниц.

Шахтер обобщил полученные результаты, сделав вывод о том, что «в несчастье нужен не просто товарищ, а именно страдающий товарищ». Дальнейшие исследования подтвердили это открытие: люди, находящиеся в тревожной ситуации, предпочитают присоединяться к таким же как они сами.

В зависимости от характера условий экспериментальной ситуации эксперименты делятся на естественные и лабораторные.

1. Естественный эксперимент(иногда его называют полевым) основан на управлении поведением исследуемых в повседневных обстоятельствах их жизни путем введения ряда воздействующих и контролируемых исследователем факторов. Условия, используемые при проведении естественного эксперимента, не содержат в себе чего-то необычного, искусственного, непривычного для протекания, а органично включены в него, являются его составной частью.Например, можно применить в одном или нескольких классах новые педагогические методы и спустя какое-то время определить их эффективность, сравнивая эти классы с другими, где это изменение не было введено.

Обычность, естественность условий при введении на их фоне экспериментальных переменных позволяет исследователю проследить действие этих переменных и тем самым установить их роль и особенности влияния на изучаемое явление.

Для успешного проведения естественного эксперимента часто необходима полная неосведомленность его участников о том, что их изучают, что созданная ситуация является экспериментальной, в противном случае результаты эксперимента могут быть сильно искажены.

Широко известны полевые эксперименты американского психолога М. Шерифа,положившего начало целой серии экспериментальных исследованиймежгрупповых феноменов. Свои эксперименты М.Шериф проводил в летнем лагере отдыха для подростков. В качестве активного помощника экспериментатора выступала администрация лагеря,создавшая условия, позволяющие изучить эффекты межгрупповой кооперации и конфликта.На первый взгляд, жизнь подростков в лагере была вполне традиционной, например, в лагере проводились состязания. Но их особенностью было то, что одна из групп однозначно оказывалась победителем, а друга все время терпела поражения. В другой серии экспериментов администрация лагеря искусственно создавала трудности, которые можно было устранить только совместными усилиями соревнующихся групп,задавая экспериментальным путем характер межгруппового взаимодействия.Исследователь, изучая поведение подростков, мог проследить историю формирования и развития межличностных отношений.

Лабораторный эксперимент – это исследование, проведенное в некоторой искусственной обстановке, в основе которого лежит специально созданная ситуация, позволяющая экспериментатору фиксировать интересующие его зависимости.

В отличие от естественного, лабораторный эксперимент предполагает организацию достаточно искусственной ситуации. Испытуемый в условиях лабораторного эксперимента знает, что с ним экспериментирую, но, как правило, лишен информации о характере задач, которые решаются в ходе эксперимента.

Перенесение эксперимента в лабораторные условия дает исследователю ряд преимуществ.

Во-первых, экспериментатор имеет возможность устранить постороннее влияние, снять излишнюю «зашумленность»ситуации и тем самым отчетливее проследить интересующую его зависимость.

Во-вторых, лабораторные условия позволяют контролировать сразу несколько переменных и точно регистрировать ответы-действия испытуемых.

В-третьих, использование специально оборудованных помещений, измерительной аппаратуры, тренажеров позволяет экспериментатору моделировать реальные условия, которые в повседневной жизни не так часто встречаются или недоступны для наблюдения.

Одним из первых в России лабораторный социально-психологический эксперимент освоил В.М.Бехтерев, начав исследованиеэффективности групповой деятельности.Им было показано, что точность восприятия, продуктивность памяти, наблюдательность индивидов, реализующих совместную деятельность в группах, выше, чем при работе в одиночку.

Техника лабораторного эксперимента совершенствовалась далее в лабораториях Б.Г.Ананьева, Е.С.Кузьмина, В.Н. Мясищева и др.

Особое место среди лабораторных экспериментов, например, в социальной психологии занимает аппаратурный эксперимент. В социально-психологических исследованиях очень часто используются приборы, дающие возможность моделировать групповую деятельностью

Примером аппаратурного эксперимента может служить использование аутокинетического эффекта(зрительной иллюзии движения неподвижной светящейся точки в полной темноте) при исследовании внушаемости членов группы. Взяв за основу тот факт, что мерцающая точка в темноте кажется наблюдателю блуждающей, исследователь просил испытуемых внимательно следить за точкой и не пропустить тот момент, когда она, по их мнению, начнет двигаться, и определить направление движения. Пока испытуемые исследовали поодиночке, их ответы значительно отличались друг от друга. Так, одному казалось, что точка движется «вверх и вправо», другому – «только вправо», третьему – «вниз и влево» и т.д. Но как только испытуемые оказались вместе и получали возможность обмениваться мнениями, картина резко менялась – содержание их суждений начинало сближаться. Выяснилось, что на ответ испытуемого оказывает определенное влияние мнение других испытуемых, а наличие или отсутствие этого влияния связано с принадлежностью этих других к референтной группе индивида и их социометрическим статусом.

Проведение эксперимента в социально-психологических исследованиях всегда связано с определенными трудностями и требует от экспериментатора не только превосходного владения техникой его проведения, но прежде всего умения правильно его планировать: структурировать общую гипотезу, определять выбор логической схемы, определяющей характер процедур и порядок различных этапов эксперимента, составить репрезентативную выборку испытуемых и т.д.

Следует иметь в виду, что на достоверность и надежность полученных данных влияет личность экспериментатора, его умение работать с испытуемыми, степень его совместимости с ними, а также добровольное согласие испытуемых на участие в эксперименте.

В зависимости от поставленных целей выделяют несколько видов эксперимента.

1. Экспериментальное изучение существующих явлений -констатирующий эксперимент. Суть констатирующего эксперимента состоит в определении исходных данных для дальнейшего исследования. Данные этого вида эксперимента используются для организации следующих видов эксперимента.

2. Экспериментальная проверка гипотезы, созданной в процессе изучения практического опыта и анализа литературных источников –

- проверочный, или уточняющий, эксперимент).

3. Экспериментальная проверка новых явлений, возникающих в результате введения нового фактора, реализации вновь созданных моделей и проектов- творческий, созидательный, преобразующий, формирующий эксперимент.

4. Контрольный эксперимент- основное внимание сосредоточено на проведении более тщательной экспериментальной проверки (контролирующий эксперимент) результатов формирующего эксперимента.

Решение вопроса о видах и типах эксперимента зависит от ряда моментов:

- цели и конкретной задачи исследования;

- этапа работы исследователя над проблемой;

- средств, используемых для проведения эксперимента.

Первоначальный этап исследования – ориентировочный (пробный, диагностический. Он может начинаться с констатирующего эксперимента – для определения исходных данных (например, уровня предварительных знаний, необходимых для работы в новых условиях).

Если проверка исходных данных дает положительный результат, т.е. подтверждается наличие этих данных, то можно переходить к формирующему эксперименту. Предварительно проанализировав и обработав полученные результаты.

На следующем этапе конкретного исследования основное внимание сосредоточено на проведении более тщательной экспериментальной проверки (контролирующий эксперимент) результатов формирующего эксперимента.

При проведении любого эксперимента для получения объективных и достоверных данных существенную роль играет планирование эксперимента. Планом эксперимента определяется характер отдельных этапов эксперимента и порядок их проведения.

Планирование эксперимента

Эксперименту предшествует значительная теоретическая работа, которая включает в себя изучение состояния разработанности проблемы как в научно-теоретической и методической литературе, так и в практике. Это предполагает уяснение актуальности выбранного направления исследования, обоснование исходных концептуальных положений относительно объекта и предмета, цели и задачи исследования, формулирование гипотезы их успешного решения и, наконец, определение условий констатирующего или формирующего эксперимента и показателей эффективности его осуществления.

Хотя цель любого эксперимента сводится к экспериментальной проверке той или иной гипотезы, либо теории, все же до начала эксперимента следует не только располагать его общей идеей, но и тщательно продумать план его проведения, а также возможные результаты и способы их обработки и интерпретации.

Собственно выбор того или иного типа эксперимента, как и конкретный план его проведения, в существенной мере зависит от той научной проблемы, которую предстоит разрешить с помощью эксперимента. Одно дело, когда эксперимент предназначен для предварительной оценки и проверки гипотезы (например, в констатирующем, поисково-проблемном эксперименте), и совсем другое, когда речь идет о количественной проверке той же самой гипотезы (например, в формирующем, созидательно-преобразующем эксперименте).

В первом случае можно ограничиться общей, качественной констатацией зависимостей между существенными факторами и свойствами исследуемого процесса; во – втором – требуется количественно выразить эти зависимости.

Вообще принять считать, что единого шаблона, с помощью которого можно было бы строить эксперимент для решения исследуемых проблем, не существует. Самое большое, что можно сделать – это наметить общую стратегию и дать некоторые общие рекомендации по построению и планированию эксперимента.

План эксперимента должен включать:

- цели и задачи эксперимента;

- место и время проведения эксперимента и его объем;

- определить этапы проведения эксперимента;

- характеристику участвующих в эксперименте;

- описание материалов, используемых для эксперимента;

- описание методики проведения эксперимента и применения частных методов исследования;

- методику наблюдения, тестирования и т.п. в ходе эксперимента (инструментарий);

- описание методики обработки результатов эксперимента.

Методика проведения экспериментаразнообразна и зависит от его длительности и целей, от сложности структуры изучаемого объекта и других факторов.

При ее разработке необходимо:

1. определить исходные данные и гипотезу, предварительно осуществив наблюдение над изучаемым явлением или объектов (констатирующий эксперимент);

- подобрать объекты и создать условия, по возможности выровненные для экспериментирования;

- систематически наблюдать за ходом развития изучаемого явления и точно фиксировать факты;

Проводить регистрацию, измерения, оценку фактов с помощью различных средств и методов (анкет, тестов, математического аппарата);

- создавать повторяющиеся ситуации и ситуации с изменением характера условий;

- подтверждать или опровергать полученные ранее результаты;

Переходить от эмпирических материалов к логическим обобщениям, осмыслению собранных данных, сопоставлению их с требованиями науки, формулирование окончательных выводов о результатах исследования, а также разработка рекомендация для внедрения в практику.

Не подлежит сомнению, что экспериментальный метод является мощной эмпирической стратегией. В отличие от других, экспериментальный метод позволяет исследователям не только контролировать и предсказывать определенные феномены, но и давать им объяснение. Где бы он ни применялся, этот метод дает возможность получать информацию, которую не добыть с помощью других методов. Эксперимент обеспечивает получение ценного фактического материала, его обобщение и систематизацию, установление взаимосвязей между различными элементами и компонентами объекта (предмета) исследования, только эксперимент приводит к накоплению данных, которые затем подвергаются анализу с помощью теоретических методов познания.

И, темнее менее, экспериментальный метод имеет свои ограничения.Например, рассмотрим ограничения в применении экспериментального метода в области психологии личности.

Во-первых, некоторые проблемы изучать экспериментальным путем просто неэтично, хотя это было бы очень просто осуществить.Например, психологи не могут преднамеренно моделировать условия, представляющие потенциальный риск для испытуемых, угрожающие или чреватые возможностью получения каких-либо повреждений. Представьте себе исследователя, заинтересованногов изучении влияния хронического одиночества на самооценку и развитие депрессии у детей.Несомненно, это эмпирически важный вопрос, но очевидные этические соображения мешают собрать сотню десятилетних детей, в случайном порядке отобрать из них пятьдесят и поместить их в такие экспериментальные условия, в которых они не имели бы возможности близко общаться с окружающими.

Более 160 экспериментов, которые наглядно демонстрируют законы физики и химии, сняты, смонтированы и выложены в сеть на научно-познавательном видео-канале «Простая наука». Многие из опытов настолько просты, что их легко повторить и дома – они не требуют специальных реактивов и приспособлений. О том, как сделать простые химические и физические опыты в домашних условиях не только интересными, но и безопасными, какие эксперименты увлекут малышей, а какие будут любопытны школьникам, «Летидору» рассказал Денис Мохов, автор и главный редактор научно-познавательного видео-канала «Простая наука» .

– С чего начался ваш проект?

– Я с детства люблю различные опыты. Сколько себя помню, собирал различные идеи для экспериментов, в книгах, телепередачах, чтобы потом самостоятельно их повторить. Когда я сам стал отцом (моему сыну Марку сейчас 10 лет), для меня всегда было важно сохранить любознательность в сыне и, конечно, суметь ответить на его вопросы. Ведь, как и любой ребёнок, он смотрит на мир совершенно иначе, чем взрослые. И и в определенный момент его самым любимым словом стало слово «почему?». Именно из этих «почему?» начались домашние опыты. Ведь рассказать – это одно, а показать – совсем другое. Можно сказать, что любопытство моего ребёнка послужило импульсом для создания проекта «Простая наука».

– Сколько лет было вашему сыну, когда вы начали практиковать домашние опыты?

– Опытами дома мы занимаемся c того момента, как сын пошел в детский сад, где-то после двух лет. Сначала это были совершенно простые эксперименты с водой и равновесием. Например, реактивный пакет , бумажные цветы на воде , две вилки на спичечной головке . Сыну сразу понравились эти забавные «фокусы». Причем ему, как и мне, всегда интересно не столько наблюдать, сколько повторить их самостоятельно.

– С маленькими детьми можно провести интересные эксперименты в ванной: с лодочкой и жидким мылом , бумажным корабликом и воздушным шаром,
теннисным шариком и струей воды . Ребенок с самого рождения стремится познавать все новое, эти зрелищные и красочные опыты ему обязательно понравятся.

Когда же мы имеем дело со школьниками, пусть даже и первоклассниками, тут уже можно развернуться вовсю. В этом возрасте детям интересны взаимосвязи, они будут внимательнее наблюдать эксперимент, а потом искать объяснение, почему происходит так, а не иначе. Здесь как раз можно разъяснить суть явления, причины взаимодействий, пусть даже и не совсем научными терминами. И, когда на школьных уроках ребенок столкнется с подобными явлениями (в том числе в старших классах), объяснения учителя ему будут понятны, ведь он это уже знает с детства, у него есть личный опыт в этой области.

Интересные эксперименты для младших школьников

**Пакет, проткнутый карандашами**

**Яйцо в бутылке**

Резиновое яйцо

**– Денис, что посоветуете родителям в плане безопасности домашних экспериментов?** – Опыты я бы условно разделил на три группы: безобидные, опыты, требующие аккуратности и опыты, и последнее **–** опыты, требующие соблюдения техники безопасности. Если вы демонстрируете, как две вилки стоят на кончике зубочистки, то это первый случай. Если вы делаете опыт с атмосферным давлением, когда стакан с водой накрывают бумажным листом и затем переворачивают, то тут нужно быть аккуратным и не пролить воду на электроприборы **–** делайте опыт над раковиной. Когда в опытах участвует огонь, припасите сосуд с водой на всякий случай. А если используете какие-либо реактивы или химикаты (пусть даже обыкновенный уксус), тут лучше выйти на свежий воздух или в хорошо проветриваемое помещение (например, балкон) и еще обязательно надеть на ребенка защитные очки (можно использовать лыжные, строительные или солнцезащитные).

**– Где взять реактивы и приспособления?** **– ** Дома для проведения опытов с детьми до 10 лет лучше всего использовать общедоступные реактивы и приспособлениями. Это то, что есть у каждого из нас на кухне: сода, соль, куриное яйцо, вилки, стаканы, жидкое мыло. Безопасность в нашем деле превыше всего. Особенно, если ваш «юный химик» после успешных экспериментов вместе с вами, попытается повторить опыты самостоятельно. Только не нужно ничего запрещать, все дети любознательны, а запрет подействует как дополнительный стимул! Лучше объяснить ребенку, почему некоторые эксперименты нельзя делать без взрослых, что есть определенные правила, где-то нужна открытая площадка для проведения опыта, где-то необходимы резиновые перчатки или очки. **– Была ли в вашей практике такие случаи, когда эксперимент оборачивался экстренной ситуацией?** **– ** Ну, дома ничего такого не было. Зато в редакции «Простой науки» частенько случаются казусы. Однажды, снимая опыт с ацетоном и оксидом хрома, мы немного не рассчитали пропорции, и опыт чуть было не вышел из-под контроля.

А недавно, при съемках для канала Наука 2.0, мы должны были сделать зрелищный эксперимент, когда 2000 шариков для настольного тенниса вылетают из бочки и красиво падают на пол. Так вот, бочка оказалась довольно хрупкой и вместо красивого полета шариков получился взрыв с оглушающим грохотом. **– Откуда берете идеи для опытов?** **–** Идеи находим в интернете, в научно-популярных книгах, в новостях о каких-то интересных открытиях или необычных явлениях. Основные критерии **–** зрелищность и простота. Стараемся выбирать те эксперименты, которые легко повторить дома. Правда, иногда мы выпускаем «деликатесы» **–** опыты, для которых нужны необычные приспособления, специальные ингредиенты, но это бывает не слишком часто. Иногда советуемся с профессионалами из тех или иных областей, например, когда делаем опыты по сверхпроводимости при низких температурах или в химических опытах, когда требуются редкие реактивы. В поиске идей нам также помогают наши зрители (число которых в этом месяце перевалило за 3 миллиона), за что мы их, конечно, благодарим.

Невероятные факты

Цветы Дарвина

Большинство людей знакомы с деятельностью Чарльза Дарвина и с его знаменитым путешествием в Южную Америку. Он сделал свои наиболее важные открытия на Галапагосских островах, где каждый из 20 островов обладал своим уникальным набором видов, идеально адаптированных для проживания в тех условиях. Но мало кто знает об экспериментах Дарвина после того, как он вернулся в Англию. Некоторые из них были сосредоточены на орхидеях.

В процессе выращивания и изучения нескольких видов орхидей, он понял, что сложные цветки орхидей – это адаптация, позволяющая цветам привлекать насекомых, которые затем переносят пыльцу на соседние растения. Каждое насекомое специально предназначено для опыления одного типа орхидеи. Взять, к примеру, орхидею Вифлеемская звезда (Angraecum sesquipedale), нектар в которой хранится на глубине 30 сантиметров. Дарвин предугадал, что обязательно должно быть насекомое, которое опыляет этот вид орхидеи. Конечно, в 1903 году, ученые открыли вид под названием сумеречная бабочка, обладающая длинным хоботком, который может дотянуться до нектара этого вида орхидеи.

Дарвин использовал данные, которые он собрал об орхидеях и их насекомых опылителях для укрепления своей теории естественного отбора. Он утверждал, что перекрестно опыляемые орхидеи более жизнеспособны, чем самоопыляемые, поскольку самоопыление снижает генетическое разнообразие, что, в конечном итоге, оказывает прямое воздействие на выживаемость вида. Так, три года спустя, после того, как он впервые описал естественный отбор в "О происхождении видов", Дарвин провел еще несколько экспериментов на цветах и укрепил свои утверждения о рамках эволюции.

Расшифровка ДНК

Джеймс Уотсон (James Watson) и Фрэнсис Крик (Francis Crick) подошли очень близко к расшифровке ДНК, но их открытия в значительной степени зависят от работ Альфреда Херши (Alfred Hershey) и Марты Чейз (Martha Chase), они в 1952 году провели известный по сей день эксперимент, который помог им определить как молекулы ДНК связаны с наследственностью. Херши и Чейз работали с типом вируса, известного как бактериофаг. Этот вирус, состоящий из белковой оболочки, окружает нить ДНК, заражает бактериальную клетку, что программирует ее на производство новых зараженных клеток. Затем вирус убивает клетку и на свет появляются новые вирусы. Херши и Чейз знали об этом, но, при этом, они не знали, какой компонент – белок или ДНК – был ответственен за происходящее. Они не знали это до проведения своего гениального "блендер" эксперимента, который вывел их на ДНК рибонуклеиновые кислоты.

После эксперимента Херши и Чейз многие ученые, такие как Розалинд Франклин (Rosalind Franklin) сосредоточились на изучении ДНК и его молекулярную структуру. Франклин использовал технику, называемую рентгеновской дифракцией для изучения ДНК. Она подразумевает "вторжение" Х-лучей в волокна очищенной ДНК. При взаимодействии лучей с молекулой, они "сбиваются" с первоначального курса и становятся дифрагированными. Далее дифрагированные лучи образуют картинку уникальной молекулы, готовой для анализа. Знаменитая фотография Франклина показывает Х-образную кривую, которую Уотсон и Крик обозначили как "подпись молекулы ДНК". Они смогли также определить ширину спирали, глядя на изображение Франклина.

Первая вакцинация

До полной глобальной ликвидации оспы в конце 20 века, это заболевание представляло собой серьезную проблему. В 18 веке, заболевание вызванное вирусом оспы, убивало каждого десятого ребенка, родившегося в Швеции и Франции. "Поимка" вируса было единственной возможностью «лечения». Это привело к тому, что люди сами пытались поймать вирус из гнойных язв. К сожалению, многие из них умерли при опасной попытке самостоятельной прививки.

Эдвард Дженнер (Edward Jenner), британский врач, начал изучать вирус и разрабатывать эффективные методы лечения. Генезисом его экспериментов стало наблюдение того, что доярки, проживающие в его родном городе, часто заражались вирусом коровьей оспы, несмертельным заболеванием, похожим на обычную оспу. Доярки, которые заражались коровьей оспой, казалось, были защищены от инфекции оспы, поэтому в 1796 году Дженнер решил проверить, может ли человек развить иммунитет к обычной оспе, если его заразить вирусом коровьей оспы. Мальчика, над которым Дженнер решил провести свой эксперимент, звали Джеймс Фиппс (James Phipps). Дженнер сделал надрез на руке Фиппса и заразил его коровьей оспой. Через некоторое время мальчик выздоровел. 48 дней спустя доктор ввел в его организм вирус обычной оспы и обнаружил у мальчика иммунитет.

Сегодня ученые знают, что вирусы коровьей и обычной оспы настолько похожи, что иммунная система человека не в состоянии их отличить.

Доказательство существования атомного ядра

Физик Эрнест Резерфорд (Ernest Rutherford) уже выиграл Нобелевскую премию в 1908 году за свои радиоактивные работы, при этом в тот период времени он также начал проводить эксперименты по выявлении структуры атома. Эксперименты были основаны на его предыдущих исследованиях, которые показали, что радиоактивность состоит из двух типов лучей – альфа и бета. Резерфорд и Ганс Гейгер (Hans Geiger) установили, что альфа-лучи – это потоки положительно заряженных частиц. Когда он выпускал альфа-частицы на экран, они создавали четкое и резкое изображение. Но если между источником альфа-излучения и экраном располагался тонкий лист из слюды, то полученное изображение было размытым. Было ясно, что слюда рассеивала некоторые альфа-частицы, но как и почему это происходило, на тот момент не было понятно.

В 1911 году, физик расположил тонкий лист золотой фольги между источником альфа-излучения и экраном, толщиной 1-2 атома. Также он разместил еще один экран перед источником альфа-излучения для того, чтобы понять какие из частиц отклоняются назад. На экране позади фольги, Резерфорд наблюдал диффузную картину, аналогичную той, какую он видел при использовании листа из слюды. Увиденное на экране перед фольгой очень удивило Резерфорда, поскольку несколько альфа-частиц отскочили прямо назад. Резерфорд заключил, что сильный положительный заряд, находящийся в сердце атомов золота, отправил альфа-частицы обратно к источнику. Он назвал этот сильный положительный заряд "ядром", и заявил, что по сравнению с общим размером атома, его ядро должно быть очень мало, в противном случае назад бы вернулось гораздо большее количество частиц. Сегодня ученые аналогично Резерфорду визуализируют атомы: маленькие, положительно заряженные ядра в окружении большого, в основном пустого пространства, в котором обитает несколько электронов.

Рентген

Мы уже говорили выше о рентгеновской дифракции исследований Франклина, но проделанной работой он многим обязан Дороти Кроуфут Ходжкин (Dorothy Crowfoot Hodgkin), одной из трех женщин, которым удалось выиграть Нобелевскую премию по химии. В 1945 году Ходжкин считалась одной из ведущих специалистов мира, практикующих методы рентгеновской дифракции, поэтому не удивительно, что именно она, в конце концов, показала структуру одного из важнейших на сегодняшний день химических веществ в медицине – пенициллина. Александр Флеминг обнаружил убивающее бактерии вещество еще в 1928 году, но ученым потребовалось еще некоторый период времени для того, чтобы очистить вещество в целях разработки эффективного лечения. Таким образом, при помощи атомов пенициллина Ходжкин удалось создать полусинтетические производные пенициллина, что оказалось революцией в борьбе с инфекциями.

Исследования Ходжкин стали известными как рентгеновская кристаллография. Химики впервые кристаллизировали соединения, которые они хотели проанализировать. Это был вызов. После того, как испытания кристаллов пенициллина провели две разные компании, Ходжкин пустила рентгеновские волны через кристаллы и позволила радиации «проникнуть в исследуемый объект». При взаимодействии Х-лучей с электронами исследуемого объекта, лучи становились немного дифрагированными. Это привело к появлению четкого рисунка из точек на фотопленке. Проанализировав положение и яркость этих точек и выполнив множество расчетов, Ходжкин точно определила, как располагаются атомы в молекуле пенициллина.

Несколько лет спустя она использовала эту же технологию при выявлении структуры витамина В12. Она получила Нобелевскую премию по химии в 1964 году, честь, которой не удостоилась больше ни одна другая женщина.

Возникновение жизни

В 1929 году биохимики Джон Холдейн (John Haldane) и Александр Опарин независимо друг от друга предположили, что в ранней атмосфере Земли отсутствовал свободный кислород. В тех суровых условиях, они предположили, органические соединения могли формироваться из простых молекул, получая серьезный заряд энергии, будь то ультрафиолетовое излучение или яркий свет. Холдейн также добавил, что океаны, вероятно, были первыми источниками этих органических соединений.

Американские химики Гарольд Юри (Harold Urey) и Стэнли Миллер (Stanley Miller) решили проверить гипотезы Опарина и Холдейна в 1953 году. Им удалось воссоздать раннюю атмосферу Земли путем тщательной работы над контролируемой, закрытой системой. Роль океана играла колба с нагретой водой. После того, как водяной пар поднимался и собирался в другой емкости, Юрии и Миллер добавляли водород, метан и аммиак для того, чтобы сымитировать безкислородную атмосферу. Затем в колбе образовывались искры, представляющие свет в смеси газов. Наконец, конденсатор охлаждал газы в жидкости, которую они затем брали на анализ.

Спустя неделю, Юрии и Миллер получили удивительные результаты: в охлажденной жидкости в изобилии присутствовали органические соединения. В частности, Миллер обнаружил несколько аминокислот, в том числе глицин, аланин и глутаминовую кислоту. Аминокислоты – это строительные элементы белков, которые сами являются ключевыми компонентами и клеточных структур и клеточных ферментов, ответственных за функционирование важных химичексих реакций. Юри и Миллер пришли к выводу, что органические молекулы вполне могли выжить в безкислородной среде, что, в свою очередь, не заставило ждать появление простейших организмов.

Создание света

Когда в 19 веке появился свет, он так и остался загадкой, которая вдохновляла на проведение многих увлекательных экспериментов. К примеру, "двухщелевый эксперимент" Томаса Юнга (Thomas Young), который показал, как ведут себя световые волны, но не частицы. Но тогда еще не знали, как быстро свет путешествует.

В 1878 году физик А.А.Майкельсон (A.A. Michelson) провел эксперимент для того, чтобы рассчитать скорость света и доказать, что это конечная, измеряемая величина. Вот что он сделал:

1. Во-первых, он разместил два зеркала далеко друг от друга на разных сторонах дамбы возле университетского городка, расположив их так, что падающий свет отражался от одного зеркала и возвращался назад. Он измерил расстояние между зеркалами и обнаружил, что оно равнялось 605, 4029 метров.

3. При помощи линз он сфокусировал луч света на неподвижном зеркале. Когда луч света касался неподвижного зеркала, он отскакивал и отражался во вращающемся зеркале, возле которого Майкельсон разместил специальный экран. В связи с тем, что второе зеркало вращалось, траектория возвращения светового пучка незначительно изменилась. Когда Майкельсон измерил эти отклонения, он получил цифру 133 мм.

4. Используя полученные данные, ему удалось измерить скорость света, равную 186380 миль в секунду (299 949 530 километра). Допустимое значение для скорости света на сегодняшний день составляет 299 792 458 км в секунду. Измерения Майкельсона показали на удивление точный результат. Более того, в распоряжении ученых сейчас находятся более точные представления о свете и основ, на которых строятся теория квантовой механики и теория относительности.

Открытие радиации

1897 год был очень важным для Марии Кюри. Родился ее первый ребенок, а спустя всего несколько недель после его рождения она отправилась искать тему для докторской диссертации. В конце концов, она решила изучать "урановые лучи", впервые описанные Анри Беккерелем (Henri Becquerel). Беккерель открыл эти лучи случайно, когда он оставил соли урана, завернув их в непрозрачный материал вместе с фотопластинками в темной комнате, а вернувшись, обнаружил, что фотопластинки полностью засвечены. Мари Кюри выбрала для изучения эти таинственные лучи для того, чтобы выявить и другие элементы, действующие подобным образом.

Уже на раннем этапе изучения Кюри поняла, что торий вырабатывает такие же лучи, как и уран. Она начала маркировать эти уникальные элементы, как "радиоактивные" и быстро осознала, что сила радиации, вырабатываемая ураном и торием, зависит от количества тория и урана. В конце концов, ей удастся доказать, что лучи – это свойства атомов радиоактивного элемента. Само по себе это было революционное открытие, но Кюри это остановило.

Она обнаружила, что настуран (уранинит) более радиоактивен, чем уран, это натолкнуло ее на мысль, что наверняка в естественных минералах существует неизвестный ей элемент. Ее муж Пьер присоединился к исследованиям, и они систематически уменьшали количества настурана до тех пор, пока не обнаружили новый изолированный элемент. Они назвали его полонием, в честь родины Марии Польши. Вскоре после этого, они обнаружили другой радиоактивный элемент, который они назвали радием, от латинского "луч". Кюри завоевала две Нобелевские премии за свою работу.

Собачьи дни

Знаете ли вы, что Иван Павлов, российский физиолог и химик, а также автор эксперимента по выработке у собак слюноотделения и прививания им условного рефлекса, совсем не был заинтересован в психологии или поведении? Его интересовали темы пищеварения и кровообращения. На самом деле, он изучал систему пищеварения собак, когда открыл то, что сегодня нам известно, как "условные рефлексы".

В частности, он пытался понять наличие взаимосвязи между слюноотделением и работой желудка. Незадолго до этого, Павлов уже отметил, что желудок не начинает переваривать пищу без слюноотделения, которое происходит в первую очередь. Другими словами, рефлексы в вегетативной нервной системе тесно связывают друг с другом эти два процесса. Далее Павлов решил узнать, смогут ли внешние раздражители повлиять на пищеварение аналогичным образом. Чтобы это проверить, он начал во время приема пищи собакой включать и выключать свет, тикать метрономом и сделал слышимым звучание зуммера. В отсутствии этих раздражителей, у собак происходило слюноотделение только тогда, когда они видели и ели пищу. Но спустя некоторое время, у них начиналось слюноотделение при стимуляции звуком и светом, даже если им в это время не давали еды. Павлов также обнаружил, что этот тип условного рефлекса умирает, если стимул слишком часто "неправильно" использовать. К примеру, если звуковой сигнал собака слышит часто, но при этом не получает еды, то через какое-то время, она перестает реагировать на звук слюноотделением.

Павлов опубликовал полученные результаты в 1903 году. Год спустя он получил Нобелевскую премию в области медицины, причем не за свою работу по условным рефлексам, а "в знак признания его работ по физиологии пищеварения, благодаря которым знания о жизненно-важных аспектах были преобразованы и расширены".

Эксперименты Стэнли Милграма (Stanley Milgram), которые он проводил в 1960-х годах, и по сей день квалифицируются как одни из самых известных и противоречивых научных экспериментов. Милграм хотел выяснить, как далеко сможет зайти обычный человек в причинении боли другому человеку под давлением авторитета. Вот что он сделал:

1. Милграм набрал добровольцев, обычных людей, которые должны были по приказу причинить другим добровольцам-актерам некоторую боль. Экспериментатор играл роль авторитета, который на время исследования постоянно присутствовал в помещении.

2. Авторитет перед началом каждого испытания продемонстрировал ничего не подозревавшим добровольцам, как пользоваться шок – аппаратом, который мог поражать человека разрядом в 15-450 вольт (повышенный уровень опасности).

3. Далее ученый отметил, что они должны протестировать, как шоковое потрясение может улучшить запоминание слов при помощи ассоциаций. Он поручил добровольцам в процессе эксперимента "награждать" добровольцев-актеров шоковыми ударами за неправильные ответы. Чем больше было неправильных ответов, тем выше уровень напряжения на аппарате. Причем, стоит отметить, что аппарат был сделан на высшем уровне: над каждым выключателем было написано соответствующее ему напряжение, от "слабого удара" до "труднопереносимого удара", прибор был оснащен множеством панелей со стрелочными вольтметрами. То есть усомниться в подлинности эксперимента у испытуемых не было возможности, причем исследование было построено так, что на каждый верный ответ было три ошибочных и авторитет говорил добровольцу каким "ударом" наказать "неспособного ученика".

4. "Учащиеся" кричали, когда получали шоковые удары. После того, как сила удара превышала 150 вольт, они требовали освобождения. При этом, авторитет призывал добровольцев продолжать эксперимент, не обращая внимания на требования "учащихся".

5. Некоторые участники эксперимента пожелали его покинуть после достижения наказания в 150 вольт, но большинство продолжали, пока не достигли максимального шокового уровня в 450 вольт.

По окончанию экспериментов, многие высказывались относительно неэтичности данного исследования, но полученные результаты были впечатляющими. Мильграм доказал, что обычные люди могут причинить боль невинному человеку просто потому, что получили такую команду от властного авторитета.

Эксперимент

Экспериме́нт (от лат. experimentum - проба, опыт) в научном методе - метод исследования некоторого явления в управляемых условиях. Отличается от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым объектом. Обычно эксперимент проводится в рамках научного исследования и служит для проверки гипотезы , установления причинных связей между феноменами . Эксперимент является краеугольным камнем эмпирического подхода к знанию . Критерий Поппера выдвигает возможность постановки эксперимента в качестве главного отличия научной теории от псевдонаучной . Эксперимент - это метод исследования, который воспроизводится в описанных условиях неограниченное количество раз, и даёт идентичный результат.

Модели эксперимента

Существует несколько моделей эксперимента: Безупречный эксперимент - невоплотимая на практике модель эксперимента, используемая психологами-экспериментаторами в качестве эталона. В экспериментальную психологию данный термин ввёл Роберт Готтсданкер, автор известной книги «Основы психологического эксперимента», считавший, что использование подобного образца для сравнения приведёт к более эффективному совершенствованию экспериментальных методик и выявлению возможных ошибок в планировании и проведении психологического эксперимента.

Случайный эксперимент (случайное испытание, случайный опыт) - математическая модель соответствующего реального эксперимента, результат которого невозможно точно предсказать. Математическая модель должна удовлетворять требованиям: она должна быть адекватна и адекватно описывать эксперимент; должна быть определена совокупность множества наблюдаемых результатов в рамках рассматриваемой математической модели при строго определенных фиксированных начальных данных, описываемых в рамках математической модели; должна существовать принципиальная возможность осуществления эксперимента со случайным исходом сколь угодное количество раз при неизменных входных данных; должно быть доказано требование или априори принята гипотеза о стохастической устойчивости относительной частоты для любого наблюдаемого результата, определённого в рамках математической модели.

Эксперимент не всегда реализуется так, как задумывалось, поэтому было придумано математическое уравнение относительной частоты реализаций эксперимента:

Пусть имеется некоторый реальный эксперимент и пусть через A обозначен наблюдаемый в рамках этого эксперимента результат. Пусть произведено n экспериментов, в которых результат A может реализоваться или нет. И пусть k - это число реализаций наблюдаемого результата A в n произведенных испытаниях, считая что произведенные испытания являются независимыми.

Виды экспериментов

Физический эксперимент

Физический эксперимент - способ познания природы , заключающийся в изучении природных явлений в специально созданных условиях. В отличие от теоретической физики , которая исследует математические модели природы, физический эксперимент призван исследовать саму природу.

Именно несогласие с результатом физического эксперимента является критерием ошибочности физической теории, или более точно, неприменимости теории к окружающему нас миру. Обратное утверждение не верно: согласие с экспериментом не может быть доказательством правильности (применимости) теории. То есть главным критерием жизнеспособности физической теории является проверка экспериментом.

В идеале, Экспериментальная физика должна давать только описание результатов эксперимента, без какой-либо их интерпретации . Однако на практике это недостижимо. Интерпретация результатов более-менее сложного физического эксперимента неизбежно опирается на то, что у нас есть понимание, как ведут себя все элементы экспериментальной установки. Такое понимание, в свою очередь, не может не опираться на какие-либо теории.

Компьютерный эксперимент

Компьютерный (численный) эксперимент - это эксперимент над математической моделью объекта исследования на ЭВМ, который состоит в том что, по одним параметрам модели вычисляются другие ее параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах объекта, описываемого математической моделью. Данный вид эксперимента можно лишь условно отнести к эксперименту, потому как он не отражает природные явления, а лишь является численной реализацией созданной человеком математической модели. Действительно, при некорректности в мат. модели - ее численное решение может быть строго расходящимся с физическим экспериментом.

Психологический эксперимент

Психологический эксперимент - проводимый в специальных условиях опыт для получения новых научных знаний посредством целенаправленного вмешательства исследователя в жизнедеятельность испытуемого.

Мысленный эксперимент

Мысленный эксперимент в философии, физике и некоторых других областях знания - вид познавательной деятельности, в которой структура реального эксперимента воспроизводится в воображении. Как правило, мысленный эксперимент проводится в рамках некоторой модели (теории) для проверки её непротиворечивости. При проведении мысленного эксперимента могут обнаружиться противоречия внутренних постулатов модели либо их несовместимость с внешними (по отношению к данной модели) принципами, которые считаются безусловно истинными (например, с законом сохранения энергии, принципом причинности и т. д.).

Критический эксперимент

Критический эксперимент - эксперимент, исход которого однозначно определяет, является ли конкретная теория или гипотеза верной. Этот эксперимент должен дать предсказанный результат, который не может быть выведен из других, общепринятых гипотез и теорий.

Литература

• Визгин В. П. Герметизм, эксперимент, чудо: три аспекта генезиса науки нового времени // Философско-религиозные истоки науки. М ., 1997. С.88-141.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Эксперимент" в других словарях:

- (от лат. experimentum проба, опыт), метод познания, при помощи крого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности. Э. осуществляется на основе теории, определяющей постановку задач и интерпретацию его… … Философская энциклопедия

эксперимент - Предложение человеку по своей воле прожить, испытать, ощутить актуальное для него или пойти на осознанный эксперимент, воссоздав в ходе терапии спорную или сомнительную для него ситуацию (прежде всего в символической форме). Краткий толковый… … Большая психологическая энциклопедия

Никто не верит в гипотезу, за исключением того, кто ее выдвинул, но все верят в эксперимент, за исключением того, кто его проводил. Никаким количеством экспериментов нельзя доказать теорию; но достаточно одного эксперимента, чтобы ее опровергнуть … Сводная энциклопедия афоризмов

Эксперимент - (лат. еxperimentum – сынау, байқау, тәжірибе) – нәрселер (объектілер) мен құбылыстарды бақыланылатын және баскарылатын жағдайларда зерттейтін эмпириялық таным әдісі. Эксперимент әдіс ретінде Жаңа заманда пайда болды (Г.Галилей). Оның философиялық … Философиялық терминдердің сөздігі

- (лат.). первый опыт; все то, что употребляет естествоиспытатель, чтобы заставить действовать при известных условиях, силы природы, как бы искусственно вызывая явления, встречающиеся в ней. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского… … Словарь иностранных слов русского языка

См. опыт... Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. эксперимент испытание, опыт, проба; исследование, проверка, попытка Словарь русских синонимов … Словарь синонимов

ЭКСПЕРИМЕНТ, эксперимента, муж. (лат. experimentum) (книжн.). Научно поставленный опыт. Химический эксперимент. Физический эксперимент. Произвести эксперимент. || Вообще опыт, попытка. Воспитательная работа не допускает рискованных экспериментов… … Толковый словарь Ушакова

Эксперимент - Эксперимент ♦ Expérimentation Активный, обдуманный опыт; стремление не столько слышать реальную действительность (опыт) и даже не столько вслушиваться в нее (наблюдение), сколько пытаться задавать ей вопросы. Существует особое понятие… … Философский словарь Спонвиля

Домашние опыты для детей 4 лет требуют фантазии и знания простых законов химии и физики. «Если эти науки в школе давались не очень хорошо, придется наверстывать упущенное время», подумают многие родители. Это не так, опыты могут быть очень простыми, не требующими особых познаний, умений и реактивов, но в то же время объясняющими фундаментальные законы природы.

Опыты для детей в домашних условиях помогут на практическом примере объяснить свойства веществ и законы их взаимодействия, пробудят интерес к самостоятельному исследованию окружающего мира. Интересные физические опыты научат детей быть наблюдательными, помогут логически мыслить, устанавливая закономерности между происходящими событиями и их следствием. Возможно, малыши не станут великими химиками, физиками или математиками, но навсегда сохранят в душе теплые воспоминания о родительском внимании.

Из этой статьи вы узнаете

Незнакомая бумага

Малышам нравится делать из бумаги аппликации, рисовать рисунки. Некоторые дети 4 лет осваивают искусство оригами вместе с родителями. Все знают, что бумага мягкая или плотная, белая или цветная. А на что способен обычный белый лист бумаги, если с ним поэкспериментировать?

Оживший бумажный цветок

Из листа бумаги вырезают звездочку. Загибают ее лучи внутрь в виде цветка. В чашку набирают воду и опускают звездочку на поверхность воды. Через некоторое время бумажный цветок, точно живой, начнет раскрываться. Вода намочит волокна целлюлозы, из которых состоит бумага, и расправит их.

Прочный мостик

Этот опыт с бумагой будет интересен для детей 3 лет. Спросите у малышей, как положить на середину тонкого листа бумаги между двумя стаканами яблоко, чтобы оно не упало. Как сделать бумажный мостик достаточно прочным, чтобы он выдерживал вес яблока? Сворачиваем лист бумаги гармошкой и кладем на опоры. Теперь он выдерживает вес яблока. Это объяснятся тем, что изменилась форма конструкции, которая и сделала бумагу достаточно прочной. На свойстве материалов становится прочнее в зависимости от формы, основаны проекты многих архитектурных творений, например, Эйфелева башня.

Ожившая змейка

Научные доказательства движения теплого воздуха вверх можно привести при помощи простого опыта. Из бумаги вырезают змейку, разрезая круг по спирали. Оживить бумажную змейку можно очень просто. В ее голове делают небольшую дырочку и подвешивают за нитку над источником тепла (батареей, обогревателем, горящей свечой). Змейка начнет быстро вращаться. Причина этого явления – восходящий вверх теплый поток воздуха, который раскручивает бумажную змейку. Точно так можно сделать бумажных птичек или бабочек, красивых и разноцветных, повесив их под потолком в квартире. Они будут вращаться от движения воздуха, как будто летая.

Кто сильнее

Этот занимательный эксперимент поможет установить какая фигура из бумаги более прочная. Для опыта понадобятся три листа офисной бумаги, клей и несколько тонких книг. Из одного листа бумаги склеивают колонну цилиндрической формы, из другого – треугольной формы, а из третьего – прямоугольной. Ставят «колонны» вертикально и испытывают их на прочность, аккуратно размещая сверху книги. В результате опыта окажется, что треугольная колонна самая слабая, а цилиндрическая самая сильная – она выдержит наибольший вес. Недаром колонны в храмах и зданиях делают именно цилиндрической формы, нагрузка на них распределяется равномерно по всей площади.

Удивительная соль

Обычная соль есть сегодня в каждом доме, без нее не обходится ни одно приготовление еды. Можно попробовать сделать красивые детские поделки из этого доступного продукта. Понадобится только соль, вода, проволока и немного терпения.

Соль имеет интересные свойства. Она может притягивать к себе воду, растворяясь в ней, увеличивая при этом плотность раствора. Но в перенасыщенном растворе соль опять превращается в кристаллы.

Для проведения эксперимента с солью из проволоки сгибают красивую симметричную снежинку или другую фигурку. В банке с теплой водой растворяют соль, пока она не перестанет растворяться. Опускают в банку согнутую проволоку, и ставят в тенек на несколько дней. Проволока обрастет в результате кристаллами соли, и станет похожа на красивую ледяную снежинку, которая не растает.

Вода и лед

Вода существует в трех агрегатных состояниях: пар, жидкость и лед. Цель этого опыта познакомить детей со свойствами воды и льда и сравнить их.

В 4 формочки для льда наливают воду, и помещают их в морозилку. Чтобы было интереснее можно подкрасить воду перед замораживанием разными красителями. В чашку наливают холодную воду, и бросают туда два кубика льда. По поверхности воды поплывут простые ледяные кораблики или айсберги. Этот опыт докажет, что лед легче воды.

Пока кораблики плавают, оставшиеся кубики льда посыпают солью. Смотрят, что будет происходить. Через короткое время, не успеет еще комнатный флот в чашке пойти ко дну (если вода довольно холодная), кубики, посыпанные солью, начнут рассыпаться. Это объясняется тем, что температура замерзания соленой воды ниже, чем обычной.

Огонь, который не сжигает

В давние времена, когда Египет был могущественной страной, Моисей убежал от гнева фараона и пас в пустыне стада. Однажды он увидел странный куст, который горел и не сгорал. То был особый огонь. А могут ли предметы, которые охвачены обычным пламенем, остаться целыми и невредимыми? Да, такое возможно, это можно доказать при помощи опыта.

Для эксперимента понадобится лист бумаги или денежная купюра. Столовая ложка спирта и две столовые ложки воды. Бумагу смачивают водой, чтобы вода в нее впиталась, сверху поливают спиртом и поджигают. Появляется огонь. Это горит спирт. Когда огонь погаснет бумага останется целой. Экспериментальный результат объясняется очень просто – температуры горения спирта, как правило, недостаточно для того, чтобы испарить влагу, которой пропитана бумага.

Природные индикаторы

Если малыш хочет почувствовать себя настоящим химиком, можно изготовить для него специальную бумагу, которая будет менять цвет в зависимости от кислотности среды.

Природный индикатор готовят из сока краснокочанной капусты, содержащей антоцианин. Это вещество изменяет цвет в зависимости от того с какой жидкостью контактирует. В кислом растворе бумага, пропитанная антоцианином, окрасится в желтый цвет, в нейтральном растворе станет зеленой, а в щелочном – синей.

Для приготовления природного индикатора возьмите фильтровальную бумагу, кочан красной капусты, марлю и ножницы. Капусту тонко нашинкуйте и выжмите сок через марлю, помяв руками. Пропитайте лист бумаги соком и просушите. Затем разрежьте сделанный индикатор на полоски. Ребенок может опускать бумажку в четыре разные жидкости: молоко, сок, чай или мыльный раствор, и смотреть, как будет изменяться цвет индикатора.

Электризация трением

В древности люди заметили особую способность янтаря притягивать легкие предметы, если его потереть шерстяной тканью. Знание об электричестве они еще не имели, поэтому объясняли это свойство, духом, живущим в камне. Именно от греческого названия янтаря – электрон и произошло слово электричество.

Такими удивительными свойствами обладает не только янтарь. Можно провести простой опыт, чтобы увидеть как стеклянная палочка или пластмассовая расческа притягивает к себе маленькие кусочки бумаги. Для этого стекло нужно потереть шелком, а пластмассу шерстью. Они начнут притягивать мелкие обрывки бумаги, которые будут к ним липнут. Через время эта способность предметов пропадет.

Можно обсудить с детьми, что это явление происходит благодаря электризации трением. При быстром трении ткани о предмет могут появиться искры. Молния в небе и гром – это тоже следствие трения воздушных потоков и возникновения разрядов электричества в атмосфере.

Растворы разной плотности – занятные подробности

Получить разноцветную радугу в стакане из жидкостей разных цветов можно, приготовив желе, и заливая его слой за слоем. Но есть способ более простой, хотя не такой вкусный.

Для проведения опыта понадобится сахар, постное масло обычная вода и красители. Из сахара, готовят концентрированный сладкий сироп, а чистую воду окрашивают красителем. В стакан наливают сахарный сироп, потом аккуратно по стенке стакана, чтобы жидкости не смешались, наливают чистую воду, в конце добавляют постное масло. Сахарный сироп должен быть холодным, а подкрашенная вода теплой. Все жидкости останутся в стакане подобно маленькой радуге, не смешиваясь между собой. На дне будет самый плотный сахарный сироп, вверху водичка, а масло, как самое легкое окажется поверх воды.

Цветной взрыв

Еще один интересный эксперимент можно провести, используя различную плотность растительного масла и воды, устроив в банке цветной взрыв. Для опыта понадобится банка с водой, несколько ложек растительного масла, пищевые красители. В небольшой емкости смешивают несколько сухих пищевых красителей с двумя ложками растительного масла. Сухие крупинки красителей не растворяются в масле. Теперь масло выливают в банку с водой. Тяжелые крупинки красителей будут оседать на дно, постепенно освобождаясь из масла, которое останется на поверхности воды, образуя цветные завихрения, как от взрыва.

Домашний вулкан

Полезные географические знания могут быть не такими скучными для четырехлетнего малыша, если вы устроите наглядную демонстрацию извержения вулкана на острове. Для проведения опыта понадобится пищевая сода, уксус, 50 мл воды и столько же моющего средства.

Небольшой пластиковый стаканчик или бутылку устанавливают в жерло вулкана, вылепленное из цветного пластилина. Но прежде в стаканчик насыпают пищевую соду, наливают воду, подкрашенную в красный цвет и моющее средство. Когда импровизированный вулкан готов, в его жерло наливают немного уксуса. Начинается бурный процесс пенообразования, из-за того, что сода и уксус вступают в реакцию. Из жерла вулкана начинает выливаться «лава», образованная красной пеной.

Опыты и эксперименты для детей 4 лет, как вы убедились, не нуждаются в сложных реактивах. Но они не менее увлекательны, особенно с интересным рассказом о причине происходящего.