1.3.3. Сбор фактов, относящихся к теме исследования

После того как будет выбрана тема работы, определена цель и сформулированы вопросы (для постановки задач), на которые необходимо получить ответы, следует собрать как можно больше информации (фактических материалов) о предмете исследований.

Факты могут быть взяты из жизни, из школьных занятий, из опубликованной литературы, из электронных источников информации. Но при этом основным первоисточником, а нередко и единственным источником, их получения в физике и сопряженных с ней науках служат непосредственные наблюдения за природными явлениями или эксперименты, проводимые в лабораторных условиях. При этом здесь всегда нужно помнить следующее базовое правило – не существует наблюдения или проведенного опыта, если их результаты не занесены на бумагу, то есть они не были зафиксированы или задокументированы.

1. Записи наблюдений и результатов должны делаться в специальных журналах наблюдений или в полевом дневнике на месте безотлагательно, как бы наблюдатель ни надеялся на свою память. В записях допустимы общепринятые в науке сокращения и условные знаки. В остальном, чтобы избежать путаницы, записи должны быть полными и последовательными.

2. Всякое исследование должно, по возможности, документироваться не только письменно, но и с помощью тех или иных технических средств. В последнее время, с развитием фото- и видеотехники, доказательствами также могут являться киносъёмка, фото- или видеоизображение.

3. Результаты каждого наблюдения, опыта или эксперимента должны быть воспроизводимыми, т. е. они не должны быть «случайными» или слепыми. Поэтому при повторении любого из ранее проведённых экспериментов должны быть получены сходные результаты. Необходимо учитывать, что любой опыт или описание нуждаются в контроле и в повторностях.

4. Если результаты исследований всё же по какой-то причине отличаются (к примеру, при наличии инвариантности исследований), то их следует сравнивать и оценивать с помощью методов статистики.

5. Полученные в ходе исследований результаты должны быть однозначными, что дает возможность экспериментатору логически их обосновать без какого-либо различного толкования.

4. Сбор материала и принципы работы с ним

Основной метод получения научных выводов — сравнение наблюдений, опытов и экспериментов. При этом в обязательном порядке надо соблюдать основной принцип научных исследований – это единство различия для всех вариантов исследования, чтобы в дальнейшем мы могли бы без каких-либо затруднений выявить существующую разницу между различными вариантами исследований. Нельзя сравнивать результаты наблюдений, проведённых в различных условиях, отличающихся температурой, освещенностью, давлением и т. д.

Опыты, как правило, ставятся не менее чем в двух вариантах. При этом тот вариант, в котором условия остаются естественными или обычными, называется контрольным или стандартным. Чем сложнее характер условий, в которых протекает опыт (или ведутся наблюдения), тем больше должно быть повторностей – минимум три и более.

Между «лабораторным» опытом и наблюдениями в «дикой» природе нет чёткого рубежа. Исследователь должен всегда искать ответы на интересующие его вопросы лишь на основе множества опытов (наблюдений), стихийно возникающих в природе или проводимых в лабораторных условиях.

Очень часто материал или площадь исследуемого объекта бывают настолько велики, что исследовать их целиком представляется невозможным. В таких случаях пользуются методом проб или выборки материала для точного изучения из отдельных частей целого, но при этом увеличивают число проб и повторений. Пробами могут быть как отдельные участки местности (площадки, трансепты и т. п.), так и определенные отрезки времени, отдельные части какого-либо объекта и др.

Любые научные материалы должны быть достоверными, то есть отражать истинную картину имеющихся в природе закономерностей, численных соотношений и процессов.

При обработке собранных материалов (проб, наблюдений, опытов и т. п.) и изложении результатов работы необходимо как можно более полно сравнить результаты опытов, учётов или наблюдений. Сведение всех полученных данных в таблицы или представление их в графиках и диаграммах – самый наглядный и экономный способ обработки первичных данных. Но сами по себе таблицы, диаграммы и графики – только материал для описаний и размышлений. Все результаты, подлежащие обсуждению, должны отражать собственные наблюдения и опыты. Сравнивать их можно (а иногда и необходимо) с данными, содержащимися в литературе по данной теме, с обязательной ссылкой на используемые источники.

Переписывания данных из дневника наблюдений без какой-либо обработки и логического осмысления не должно быть, так как это будет не исследование, а лишь улучшенная копия дневника.

Обработку результатов проводят после окончания наблюдений или учётов. Систематизированный фактический материал должен быть максимально достоверным и охватывать весь период наблюдений; стиль изложения – сжатым, главное внимание уделяется сводным таблицам, картам, рисункам.

После того как собранные материалы будут обработаны, а после будет проведено обсуждение полученных результатов, полезно вернуться к поставленным ранее задачам и посмотреть, ответил ли юный исследователь на поставленные в них вопросы.

Краткое изложение результатов работы, отвечающее на вопросы задач – это выводы, к которым исследователь пришёл в результате проведённых исследований.

Формулируя выводы, необходимо также всегда помнить и о том, что отрицательный результат – это тоже результат, и он тоже должен присутствовать в выводах, как бы автору ни хотелось его скрыть. При этом автор должен дать объяснение полученному результату.

Пример. Цель - выяснить, как влияет масса груза на величину остаточной деформации проволоки.

Измеряем величину растяжения (изменение длины) после каждой нагрузки. После 3-го груза проводим измерения в обратном направлении − убеждаемся, что величина растяжения, измеренная нами в прямом направлении отличается от величины растяжения, измеренной в обратной последовательности. Делаем вывод о характере деформации.

Проводим те же измерения с проволокой, сделанной из другого материала. Отмечаем различие в изменениях длины проволоки при нагрузке, а также при снятии ее в обратном порядке. По возможности, проводим изучение данных образцов на разрыв и определяем предел прочности. Сравнивая проведенные измерения с проволоками, сделанными из разных материалов, делаем выводы о свойствах упругости этих образцов, даем практические указания относительно технологических процессов (например, возможна ли ковка и прессование данных образцов) и области применения этих видов материалов в технических устройствах.