3 “Ғылыми зерттеудің жүйелік, логикалық және теориялық әдістері”
1. Эмпирикалық әдістер: бақылау, өлшеу, зертханалық және натуралық эксперимент.
2. Ғылыми экспериментті дайындау және жүргізу кезеңдері.
3. Экспериментті жоспарлау және қою (факторлар, айнымалылар).
4. Қателіктерді бақылау және есепке алу, деректердің репрезентативтілігі.
5. Бақылаулар мен өлшеу нәтижелерін тіркеу және құжаттандыру.
6. Тау-кен ісіндегі эксперименттік зерттеулердің мысалдары мен ерекшеліктері.
1) Эмпирикалық әдістердің мәні мен рөлі
Ғылымдағы барлық жаңа білім мен жаңалықтар тәжірибе мен бақылауға негізделеді. Эмпириялық әдістердің негізінде адам табиғатты тікелей бақылап, құбылыстардың себеп-салдарын анықтайды.
Яғни, эмпирия – зерттеу нысанымен тікелей қарым-қатынас жасау, көзбен көру, өлшеу және эксперимент арқылы білім алу.
Эмпирикалық әдістер ғылыми танымның алғашқы деңгейін құрайды. Бұл кезеңде зерттеуші деректерді жинайды, құбылыстарды сипаттайды және өлшеу арқылы сандық мәліметтер алады. Содан кейін осы мәліметтер теориялық тұрғыда талданып, заңдылықтар түрінде қорытылады.
Теория мен эмпирия бір-бірін толықтырады:
• Эмпирия – тәжірибе мен бақылауға сүйенеді;
• Теория – сол тәжірибені түсіндіреді және болашақтағы жағдайды болжайды.
Эмпирикалық әдістердің түрлері
Эмпириялық зерттеу әртүрлі әдістер арқылы жүзеге асырылады. Олардың негізгі түрлері: бақылау, өлшеу, зертханалық және натуралық эксперимент.
🔹 1. Бақылау
Бақылау – нысанды табиғи жағдайда, тікелей араласпай зерттеу әдісі. Тау-кен саласында бақылау мысалдары:
• бұрғылау кезінде ұңғыма қабырғаларының жағдайын қадағалау;
• үйінді бетінің шөгуін немесе деформациясын көзбен және құралмен өлшеу.
Бақылау жүйелі және мақсатты түрде жүргізілгенде ғана ғылыми мәнге ие болады.
🔹 2. Өлшеу
Өлшеу – бақылаудан кейінгі логикалық қадам.
Бұл әдіс құбылыстың сандық сипаттамасын анықтайды: ұзындық, бұрыш, қысым, температура, тығыздық және т.б. Мысалы:
• карьердің еңіс бұрышын анықтау;
• ауа құрамындағы шаң мен газ концентрациясын өлшеу;
• жарылыс кезіндегі діріл мен қысым деңгейін есептеу.
Өлшеудің дәлдігі аспаптың сезімталдығына және зерттеушінің біліктілігіне тәуелді.
🔹 3. Зертханалық эксперимент
Бұл – арнайы жасалған жағдайда өтетін тәжірибе. Оның мақсаты – сыртқы факторларды бақылау арқылы құбылыстың нақты себебін табу. Мысалы:
• тау жынысының беріктігін әртүрлі қысым мен температурада сынау;
• кен құрамындағы ылғалдың әсерін зерттеу;
• химиялық реакциялардың жылдамдығын өлшеу.
Зертханалық эксперимент - ең дәл және басқарылатын тәсілдердің бірі.
🔹 4. Натуралық эксперимент
Бұл әдіс табиғи ортада, нақты өндірістік жағдайда жүргізіледі. Мысалы:
• жарылыс жұмыстарының тиімділігін анықтау үшін заряд көлемін өзгертіп сынау;
• желдету жүйесінің өнімділігін тәжірибелік түрде тексеру;
• үйінді еңісінің бұрышын әртүрлі жүктемеде зерттеу.
Натуралық эксперименттің артықшылығы – нәтижесі нақты өндірістік жағдайға сәйкес келеді, алайда ол күрделірек және шығындырақ болады.
Ғылыми эксперименттің кезеңдері
Экспериментті дұрыс ұйымдастыру – ғылыми зерттеудің табысты болуының басты шарты. Эксперимент әдетте бірнеше негізгі кезеңнен тұрады:
- Мәселені және мақсатты анықтау.
- Гипотеза құру.
- Айнымалылар мен факторларды таңдау.
- Эксперимент жоспары мен әдістемесін дайындау.
- Нәтижелерді алу және тіркеу.
- Қорытынды және талдау.
Экспериментті жоспарлау және қою
Эксперимент – ғылыми зерттеудің негізгі тәжірибелік әдісі, оның нәтижесі көбіне дұрыс жоспарлауға байланысты. Экспериментті бастамас бұрын зерттеуші зерттеу мақсатын, гипотезасын және негізгі айнымалыларды анықтайды.
Мақсат нақты және өлшенетін болуы тиіс, ал гипотеза - тексеруге болатын ғылыми болжам. Айнымалылар екіге бөлінеді: тәуелсіз (зерттеуші өзгерте алатын факторлар, мысалы қысым, температура) және тәуелді (нәтижеге әсер ететін көрсеткіштер, мысалы беріктік, тығыздық).
Зерттеудің сенімділігін арттыру үшін эксперимент бірнеше рет қайталанады және бақылау тобы қолданылады.
Жоспарлау кезінде тәжірибе саны, құралдардың дәлдігі, өлшеу жиілігі және қауіпсіздік шарттары есепке алынады.
Эксперимент нәтижелері жазбаша түрде тіркеліп, кейін статистикалық өңдеуден өтеді.
Тау-кен ісінде мұндай жоспарлау үйінді еңісінің тұрақтылығын, жарылыс тиімділігін немесе тау жыныстары қасиеттерін дәл анықтауға мүмкіндік береді.
Қателіктерді бақылау және деректер
Кез келген экспериментте қателік болады. Мұндай қателіктерді дұрыс есепке алу – сенімді нәтижеге жетудің алғышарты.
Қателіктердің негізгі екі түрі:
• Жүйелік қателік – өлшеу құралы немесе әдістің өзінен туындайды.
Мысалы, құрал дұрыс калибрленбесе, барлық өлшеулер бір бағытта ауытқиды.
• Кездейсоқ қателік – сыртқы факторлар әсерінен болады (температура, діріл, ылғалдылық).
Қателіктерді азайту үшін экспериментті бірнеше рет қайталау, орташа мән алу және бақылау нәтижелерін салыстыру қажет.
Репрезентативтілік – алынған нәтижелердің нақты жағдайды толық көрсету қабілеті. Яғни, бір ғана сынақ емес, түрлі жағдайда алынған бірнеше дерек жиынтығы нәтижені шынайы етеді.
Нәтижелерді тіркеу және құжаттандыру
Ғылыми эксперимент аяқталған соң, ең маңызды кезең басталады - деректерді тіркеу және құжаттандыру. Бұл тек ресми жазба емес, ғылыми дәлелдің негізі.
Нәтижелерді тіркеу кезінде:
• Эксперимент уақыты, орны және шарттары нақты жазылады;
• Пайдаланылған құралдардың атауы мен сипаттамасы көрсетіледі;
• Барлық айнымалылардың мәні, өлшеу нәтижелері және байқаулар енгізіледі;
• Қосымша фото немесе видео материалдар тіркеледі;
• Қатысқан зерттеушілердің аты-жөні және бақылау қолтаңбасы қойылады.
Құжаттандыру түрлері:
1. Зертханалық журналдар;
2. Электронды деректер базасы;
3. Автоматтандырылған тіркеу жүйелері.
Мұндай мұқият құжаттандыру нәтижелердің сенімділігін арттырып,
бұл зерттеуді басқа ғалымдар қайта тексеруіне мүмкіндік береді.
Ғылымдағы негізгі қағида – қайталауға болатын нәтиже ғана шынайы.
2) «Ғылыми экспериментті дайындау және жүргізу кезеңдері»
Эксперимент – ғылыми зерттеудің негізгі тәжірибелік әдісі. Ғылыми эксперимент – бұл табиғи немесе арнайы ұйымдастырылған жағдайда белгілі бір құбылысты зерттеу процесі.
Басқа зерттеу әдістерінен айырмашылығы – зерттеуші құбылысты тек бақылап қана қоймай, оның шарттарын өзгертіп, нәтижеге әсер ететін факторларды өзі басқара алады.
Эксперименттің басты мақсаты – зерттелетін нысанның қасиеттері мен заңдылықтарын тәжірибе жүзінде анықтау.
Экспериментті дайындау кезеңдері
Экспериментке дайындық кезеңі – зерттеу табысының негізі.
Бірінші қадам – зерттеу мақсатын айқындау.
Келесі кезең – **гипотезаны** қалыптастыру, яғни тексерілетін ғылыми болжам ұсыну.
Содан кейін зерттеуші **айнымалылар мен факторларды** анықтайды: мысалы, қысым, температура, материал тығыздығы немесе ылғал деңгейі.
Жоспарлау барысында тәжірибе саны, құрал түрі, өлшеу дәлдігі және қауіпсіздік талаптары белгіленеді.
Экспериментті жүргізу және ұйымдастыру
Эксперимент жүргізу кезеңі – дайындық нәтижелерін тәжірибе жүзінде іске асыру кезеңі. Бұл кезде зерттеуші нақты жоспарға сүйеніп жұмыс істейді. Алдымен барлық құрал-жабдықтар тексеріліп, калибрленеді. Зерттеу нысанының бастапқы жағдайы тіркеледі - мысалы, температура, қысым немесе материал күйі. Содан кейін зерттеуші факторларды жүйелі түрде өзгертіп, олардың нәтижеге әсерін бақылайды. Әр өлшеу бірнеше рет қайталанады, себебі қайталанушылық ғылыми дәлдіктің басты шарты болып табылады. Алынған нәтижелер зертханалық журналға немесе электрондық жүйеге жазылады.
Экспериментті жоспарлау және факторларды бақылау
Эксперименттің тиімділігі дұрыс жоспарлауға байланысты Жоспарлау кезінде зерттеуші барлық ықтимал факторларды және олардың өзара байланысын ескеруі тиіс.
Айнымалылар екіге бөлінеді:
* **тәуелсіз айнымалы** – зерттеуші басқаратын параметр (мысалы, қысым немесе заряд мөлшері);
* **тәуелді айнымалы** – зерттеу нәтижесінде өзгеретін көрсеткіш (мысалы, жыныстың ұсақталу дәрежесі).
Экспериментті жоспарлауда тәжірибе саны жеткілікті болуы керек, себебі бір ғана сынақ нақты қорытынды бермейді.
Нәтижелерді тіркеу және қателіктерді есепке алу
Әрбір эксперимент нәтижесі дәл және жүйелі түрде тіркелуі тиіс. Нәтижелерде уақыт, құралдың атауы, өлшеу мәндері және ескертпелер көрсетіледі. Қазіргі таңда көптеген зертханаларда бұл процесс автоматтандырылған жүйелер арқылы жүзеге асырылады. Қателіктерді ескеру – зерттеу сенімділігін арттырудың негізгі тәсілі.
***Жүйелі қателік** көбіне құралдың дұрыс калибрленбеуінен туындайды.
***Кездейсоқ қателік** сыртқы факторлар әсерінен пайда болады (мысалы, температураның ауытқуы).
Бұл қателіктер нәтижеге айтарлықтай әсер етуі мүмкін, сондықтан әр өлшеу қайталанып, орташа мән есептеледі. Осылайша алынған нәтиже шынайы және репрезентативті болып саналады.
Мәліметтерді өңдеу және талдау
Тәжірибе аяқталған соң барлық жиналған ақпарат талданады. Деректер кестелер мен графиктер түрінде беріледі, салыстырмалы талдау жүргізіледі және статистикалық өңдеу қолданылады. Бұл кезеңде зерттеуші гипотезаның дұрыстығын тексереді. Егер нәтиже болжамға сәйкес келсе, ол теориялық тұрғыда расталады; ал егер сәйкес келмесе - жаңа гипотеза ұсынылады немесе әдістеме қайта қаралады.
Соңында нәтижелер ғылыми есеп немесе баяндама түрінде рәсімделеді, ал ең маңызды қорытындылар тәжірибеге енгізіледі.
3) «Экспериментті жоспарлау және қою (факторлар, айнымалылар)»
Ғылыми эксперимент – бұл бақылаудың жоғары деңгейдегі түрі.
Эксперименттің басты ерекшелігі - **нақты мақсат пен гипотезаның болуы**.
Мақсат – зерттеу нені анықтауға бағытталатынын көрсетсе, гипотеза – бұл тексерілетін ғылыми болжам. Эксперимент сол болжамның дұрыстығын растауға немесе жоққа шығаруға мүмкіндік береді.
Экспериментті жоспарлау принциптері мен кезеңдері
Эксперимент кездейсоқ емес - ол жүйелі түрде жоспарланады. Жоспарлау - бүкіл зерттеу сапасын анықтайтын негізгі саты.
Бұл кезеңде келесі мәселелер айқындалады:
1. **Зерттеу мақсаты мен міндеттері**
Нені зерттейміз, қандай нәтиже күтеміз?
2. **Гипотеза мен зерттеу сұрағы**
Қандай заңдылықты тексереміз немесе қандай болжамды дәлелдейміз?
3. **Айнымалылар мен факторлар**
Қай параметрлер өзгереді және олардың әсерін қалай бақылаймыз?
4. **Құралдар мен әдістеме**
Қандай құрал, әдіс және өлшеу тәсілдері қолданылады?
5. **Қауіпсіздік және қателіктерді болдырмау**
Эксперимент кезінде техникалық және статистикалық дәлдік қамтамасыз етіледі.
Жақсы жоспарланған эксперимент уақытыңды үнемдейді, артық сынақтар санын азайтады және нәтижелердің сенімділігін арттырады.
Айнымалылар жүйесі және олардың рөлі
Эксперименттегі барлық шамалар “айнымалы” ұғымымен сипатталады. Айнымалы - тәжірибе барысындағы өзгеретін және нәтижеге әсер ететін көрсеткіш. Олар үш түрге бөлінеді:
* **Тәуелсіз айнымалы** - зерттеуші басқарып отыратын параметр.
Мысалы, қысым, температура, уақыт, заряд көлемі.
* **Тәуелді айнымалы** - осы өзгерістің салдары ретінде өзгеретін нәтиже.
Мысалы, материалдың беріктігі, ұсақталу дәрежесі, шығым.
* **Бақыланатын айнымалы** - тұрақты ұсталып тұратын шарттар.
Мысалы, ылғал деңгейі, ауа қысымы, жарық мөлшері.
Айнымалылардың өзара байланысы тәжірибенің логикалық схемасын құрайды.
Тәуелсіз айнымалы - “себеп”, ал тәуелді - “нәтиже”.
Бақыланатын айнымалы сол себеп пен салдардың таза байланысын қамтамасыз етеді.
Факторлар және олардың өзара әсері
Эксперименттің нәтижесіне әртүрлі **факторлар** әсер етеді.
Фактор - бұл тәжірибе барысындағы айнымалыны немесе нәтижені жанама түрде өзгертетін шарттар мен жағдайлар жиынтығы.
Факторлар төрт негізгі топқа бөлінеді:
1. **Физикалық факторлар** қысым, температура, энергия, тығыздық.
2. **Технологиялық факторлар** қолданылған әдіс, құралдың түрі, жылдамдық.
3. **Табиғи факторлар** ауа ылғалдылығы, жарық, сыртқы температура.
4. **Адамдық факторлар** зерттеушінің тәжірибесі, құралды қолдану дәлдігі.
Сондықтан тәжірибе барысында бір факторды өзгерткенде, қалғандарын тұрақты ұстау - ғылыми дәлдік кепілі.
Экспериментті қою тәртібі
Экспериментті қою - жоспарды тәжірибеде іске асыру кезеңі. Бұл ең жауапты және нақты дәлдік талап ететін саты. Ол келесі қадамдардан тұрады:
1. **Құрал-жабдықтарды дайындау және калибрлеу.**
Өлшеу құралдарының дәлдігі тексеріледі, сынама алу тәртібі бекітіледі.
2. **Бастапқы шарттарды белгілеу.**
Мысалы, температура, ылғал, жүктеме және басқа параметрлердің бастапқы мәндері жазылады.
3. **Тәуелсіз айнымалыны кезең-кезеңімен өзгерту.**
Әр өзгеріс сайын тәуелді айнымалы өлшенеді.
4. **Өлшеу нәтижелерін тіркеу.**
Әрбір өлшеу уақыты, орны, құрал атауы және көрсеткіштерімен хаттамаға жазылады.
5. **Қайталама сынақтар жүргізу.**
Бұл деректердің дәлдігін тексеріп, кездейсоқ қателіктерді анықтауға мүмкіндік береді.
Нәтижелерді өңдеу және қателіктерді бақылау
Эксперимент аяқталған соң барлық жиналған мәліметтер өңделіп, талданады.
Бұл кезең - зерттеудің логикалық қорытындысы. Алдымен, деректер **тазаланады**: қателіктер мен аномальді көрсеткіштер тексеріледі. Содан кейін статистикалық талдау жүргізіледі - орташа мән, дисперсия, стандартты ауытқу есептеледі.
Графикалық бейнелеу - нәтижені көрнекі көрсету әдісі.
Қателіктер екіге бөлінеді:
* **Жүйелі қателік** - құралдың немесе әдістің кемшілігінен туындайды.
* **Кездейсоқ қателік** - сыртқы жағдайдың әсерінен болады.
Қателіктерді азайту үшін тәжірибелер бірнеше рет қайталанып, орташа нәтижелер алынады.
Егер деректер арасындағы айырмашылық аз болса, онда тәжірибе сенімді деп есептеледі.
Өңделген нәтижелер негізінде гипотеза тексеріледі: расталса - ол ғылыми қорытындыға айналады, ал расталмаса - жаңа гипотеза ұсынылады.
Теориялық тұрғыда алынған нәтижелер өндірісте қолдануға бағытталады.
4) «Қателіктерді бақылау және есепке алу, деректердің репрезентативтілігі»
Ғылыми зерттеудің сенімділігі әрқашан деректердің дәлдігімен өлшенеді. Дәлдік – бұл жай техникалық сипаттама емес, ол зерттеушінің ұқыптылығы мен ғылыми мәдениетінің көрсеткіші. Кез келген экспериментте қателіктер болады. Олардан толық арылу мүмкін емес, бірақ оларды бақылау және есепке алу арқылы нәтижелердің сапасын арттыруға болады.
Қателік – өлшеу кезінде алынған мәннің нақты мәннен айырмашылығы.
Ал деректердің репрезентативтілігі – бұл алынған нәтижелердің зерттелетін құбылысты қаншалықты шынайы бейнелейтіні. Яғни, егер мәліметтер аз немесе біржақты болса, онда тәжірибенің өзі ғылыми тұрғыдан мәнін жоғалтады.
Осы себепті әрбір зерттеуші үшін басты мақсат – қателіктерді азайту және деректердің репрезентативтілігін қамтамасыз ету.
Қателіктердің түрлері
Эксперимент барысында орын алатын қателіктер үш негізгі түрге бөлінеді: жүйелі, кездейсоқ және әдістемелік.
Олардың әрқайсысы нәтижеге әртүрлі әсер етеді және бақылау әдісі де бөлек.
**Жүйелі қателіктер** – құралдың немесе әдістің тұрақты ауытқуы.
**Кездейсоқ қателіктер** – күтпеген, сыртқы факторлар әсерінен туындайтын ауытқулар.
**Әдістемелік қателік** – бұл зерттеу әдісінің өзінен туындайтын қате.
Қателіктердің осылай бөлінуі зерттеушіге әр қателіктің себебін түсініп,
оларды жою немесе азайту жолдарын табуға мүмкіндік береді.
Қателіктерді бақылау тәсілдері
Қателіктерді бақылау - бұл эксперименттік жұмыстың ажырамас бөлігі. Ол тек соңында емес, зерттеу басталған сәттен бастап жүргізілуі тиіс.
Бірінші және ең бастысы - **құралдарды калибрлеу**.
Калибрлеу - өлшеу құралдарын эталондық үлгілермен салыстыру арқылы олардың дәлдігін анықтау. Бұл әдіс жүйелі қатені ерте кезеңде анықтап, оны жоюға мүмкіндік береді.
Екінші тәсіл - **қайталама өлшеу жүргізу**.
Бір жағдайды бірнеше рет өлшеп, орташа мәнін алу арқылы кездейсоқ қателіктердің әсерін азайтуға болады. Бұл тәсіл сенімді нәтижелер алудың негізгі шарты.
Үшінші әдіс - **бақылау тобы мен салыстырмалы сынақтар**.
Нәтижелер салыстырылып, айырмашылық арқылы әдістің дұрыстығы бағаланады.
Сонымен қатар, әрбір эксперименттің нәтижесі арнайы **жазба хаттамаға** енгізілуі керек. Онда өлшеу уақыты, құрал атауы, сынама нөмірі және оператордың аты жазылады. Бұл қателіктерді кейін талдап, себептерін нақты анықтауға мүмкіндік береді. Қателіктерді бақылау жүйелі түрде жүргізілсе, деректердің сапасы мен сенімділігі бірнеше есе артады.
Қателіктерді есепке алу және бағалау
Қателіктерді есепке алу - эксперимент нәтижелерін сандық тұрғыдан талдау.
Ол зерттеу сапасын нақты көрсететін кезең болып табылады. Өлшеу нәтижелері салыстырылып, олардың ауытқу деңгейі анықталады. Мақсат - әрбір көрсеткіштің нақты мәнге қаншалықты жақын екенін көру. Егер ауытқу аз болса, онда деректер сенімді деп есептеледі. Ал айырмашылық үлкен болса, бұл әдістемені қайта қарау қажет дегенді білдіреді.
Қателіктерді есепке алу кезінде барлық нәтижелер топтастырылып, орташа мәнмен салыстырылады.
Қателіктерді есепке алу - тек сандарды талдау емес, сонымен қатар эксперименттің логикасын тексеру. Ол әдістің дұрыстығын, құралдардың сапасын және зерттеушінің ұқыптылығын көрсетеді.
Деректердің репрезентативтілігі
Репрезентативтілік – ғылыми зерттеу сапасын бағалаудағы маңызды көрсеткіш. Ол алынған деректердің зерттелетін құбылыстың жалпы бейнесін қаншалықты дәл бере алатынын сипаттайды.
Егер зерттеу барысында алынған сынамалар аз немесе бір бағытта ғана таңдалса,
мұндай мәліметтер бүкіл жүйені бейнелей алмайды.
Репрезентативтілікті қамтамасыз ету үшін келесі шарттар орындалуы керек:
1. **Үлгі саны жеткілікті болуы қажет.** Неғұрлым көп сынама алынса, нәтижелердің нақтылығы артады.
2. **Өлшеулер бірдей шарттарда жасалуы керек.** Әртүрлі жағдайлар деректерді бұрмалайды.
3. **Мәліметтер кездейсоқ таңдалуы тиіс.** Бұл нәтижелердің бейтараптығын қамтамасыз етеді.
4. **Барлық деректер мұқият тіркеліп, талдануы керек.**
Мұның барлығы мәліметтердің статистикалық толықтығын арттырып, ғылыми қорытындылардың дұрыстығын қамтамасыз етеді.
Репрезентативті деректерсіз алынған нәтиже - ғылыми емес, субъективті болжам ғана болып қалады.
Қателіктерді бақылау мен есепке алу, сондай-ақ деректердің репрезентативтілігін қамтамасыз ету - ғылыми зерттеудің сенімді нәтижесін алудың негізгі шарттары. Қателіктерді толық жою мүмкін емес, бірақ оларды тану және азайту – ғылыми тәжірибенің мәдениеті мен сапасының көрсеткіші. Зерттеуші үшін басты міндет – қателікті жасыру емес, оны түсініп, себебін талдау. Сол сияқты, репрезентативті деректерсіз алынған нәтиже ешқандай ғылыми маңызға ие болмайды. Деректердің толықтығы мен сапасы зерттеу қорытындысын жалпылауға мүмкіндік береді.
Ғылымдағы басты қағида – дәлдік пен шынайылық. Осы екі ұстаным орындалғанда ғана зерттеу нәтижесі нақты, қайталанатын және практикалық тұрғыдан құнды бола алады. Сондықтан қателіктерді бақылау және репрезентативті деректерді қамтамасыз ету - зерттеушінің кәсіби жауапкершілігінің негізгі өлшемі.
Қателіктерді бақылау нәтижелердің дәлдігін арттырады, ал репрезентативтілік - олардың шынайылығын қамтамасыз етеді. Бұл екі элемент ғылыми зерттеудің сапасы мен сенімділігін анықтайтын басты негіз болып табылады.
5) «Бақылаулар мен өлшеу нәтижелерін тіркеу және құжаттандыру»
Бақылаулар мен өлшеу нәтижелерін құжаттау - зерттеудің сенімділігі мен қайталанушылығын қамтамасыз ететін негізгі шарттардың бірі.
Құжаттандырылмаған мәлімет - ғылымда жоқ мәліметпен тең. Сондықтан ғылыми адалдықтың және кәсіби жауапкершіліктің бір көрінісі – нәтижені мұқият тіркеу мен сақтау.
Бақылаулар мен өлшеу түрлері
Ғылыми жұмыстың алғашқы кезеңі – **бақылау**, ал одан кейінгісі – **өлшеу**. Екеуі бір-бірімен тығыз байланысты, бірақ атқаратын қызметі бөлек.
**Бақылау** – зерттелетін нысанның немесе құбылыстың қасиеттерін жүйелі түрде қадағалау.
**Өлшеу** – сол құбылысты нақты сандармен сипаттау.
Өлшеу нәтижелерін тіркеу - бұл ғылыми тәртіптің негізі. Кез келген бақылау не өлшеу жүйелі түрде жазылмаса, ол ғылыми құндылығын жоғалтады.
Тіркеу кезінде бірнеше маңызды қағидалар бар:
1. **Нақтылық және дәлдік**. Әрбір өлшеу нәтижесі нақты көрсеткіштермен және өлшем бірлігімен жазылады.
2. **Уақыт пен орын**. Әр жазбаға өлшеу уақыты мен жүргізілген жері міндетті түрде енгізіледі.
3. **Жүйелілік және бірізділік**. Барлық мәліметтер бір форматта тіркелуі қажет.
4. **Жауапкершілік және қолтаңба**. Кім өлшеді, қашан және қандай құралмен – бәрі нақты көрсетілуі керек.
5. **Қайталанушылық**. Жазбалар кейін басқа зерттеушіге сол тәжірибені дәл солай қайталауға мүмкіндік беруі тиіс.
Тіркеу журналдары мен деректерді сақтау форматы
Бақылау мен өлшеу деректерін тіркеу тек қағазға жазумен шектелмейді. Қазіргі заманда ақпаратты **электрондық жүйелерде** сақтау кеңінен қолданылады. Бірақ негізгі талап - деректердің **қолжетімділігі мен қауіпсіздігі**.
**Қағаз форматындағы тіркеу** зертханалық журнал түрінде жасалады. Оның артықшылығы – физикалық дәлел ретіндегі сақталуы. Алайда ол көп орын алады және ұзақ мерзімде бұзылуы мүмкін.
**Электрондық тіркеу** - заманауи тәсіл. Мұнда мәліметтер деректер базасына немесе арнайы бағдарламалық жүйеге енгізіледі. Онда әр өлшеу автоматты түрде уақытымен, координатымен және орындаушымен белгіленеді.
Мұндай электрондық журналдардың артықшылығы:
* Деректер жоғалмайды;
* Тез ізделеді және өңделеді;
* Графикалық талдау мен есеп құру оңай.
Бірақ сонымен қатар ақпаратты қорғау маңызды. Сондықтан барлық жазбалар резервтік көшірмелермен сақталуы тиіс.
Құжаттандыру процесі және кезеңдері
Құжаттандыру - өлшеу нәтижесін ресми түрде бекітіп, сақтау жүйесіне енгізу процесі. Бұл тек жазып қою емес, сонымен бірге деректердің өмірлік циклін басқару дегенді білдіреді.
Құжаттандыру бірнеше кезеңнен тұрады:
1. **Бастапқы тіркеу.**
2. **Тексеру және бекіту.**
3. **Жүйелеу және сақтау.**
4. **Архивтеу.**
5. **Қайта пайдалану.**
Егер деректер жүйелі тіркелмесе, бұрынғы тәжірибені пайдалану мүмкіндігі болмайды. Бақылаулар мен өлшеу нәтижелерін тіркеу мен құжаттандыру - ғылыми зерттеудің дәлдігін, сенімділігін және қайталанушылығын қамтамасыз ететін ең маңызды процесс.
Дұрыс ұйымдастырылған тіркеу арқылы:
* зерттеу барысы нақты дәлелмен бекітіледі;
* нәтижелерді талдау жеңілдейді;
* ғылыми адалдық сақталады;
* деректердің сақталуы мен қолданылуы қамтамасыз етіледі.
Бұл процестердің барлығы зерттеушінің кәсіби мәдениетінің көрсеткіші болып табылады.
6) «Тау-кен ісіндегі эксперименттік зерттеулердің мысалдары мен ерекшеліктері»
Тау-кен инженериясы табиғи процестер мен техникалық жаңалықтардың түйіскен жерінде орналасқан сала болғандықтан, онда зерттеу жұмыстары ерекше жүйелі тәсілді, дәлдікті және ғылыми ойлауды талап етеді.
Эксперимент – жай ғана сынақ емес, ол жаңа идеяны шынайы тәжірибе арқылы тексерудің тәсілі. Сол себепті, тау-кен саласындағы кез келген инновация, жаңа әдіс немесе технологияның барлығы да тәжірибеден бастау алады.
Бұл зерттеулердің нәтижесінде өндіріс экологиялық қауіпсіз, экономикалық тиімді және жұмысшылар үшін қауіпсіз бола түседі.
Тау-кен саласындағы эксперименттердің басты мақсаты – өндіріс процесін ғылыми тұрғыдан негіздеу және оны барынша тиімді ету.
Мақсатқа жету үшін бірқатар міндеттер қойылады.
Біріншіден, жыныстардың физика-механикалық қасиеттерін зерттеу қажет.
Екіншіден, жарылыс пен бұрғылау параметрлерін оңтайландыру арқылы өндіріс тиімділігі арттырылады.
Үшіншіден, желдету және газ қозғалысын зерттеу арқылы жұмыс ортасындағы қауіпсіздік деңгейі бағаланады.
Эксперимент нәтижелері өндіріс үдерісін автоматтандыруға, шығынды азайтуға және апаттық жағдайлардың алдын алуға мүмкіндік береді.
Бұл зерттеулердің бәрі - нақты тәжірибеге сүйенген ғылыми негіз.
Зертханалық эксперименттер
Зертханалық эксперименттер - тау-кен ғылымының іргетасы. Онда табиғи процестердің үлгісі шағын масштабта қайта жасалып, нақты параметрлер өлшенеді. Бұл әдіс арқылы зерттеуші жыныстың мінез-құлқын бақылай алады, яғни оның беріктік шегі, су өткізгіштігі, деформация қабілеті сияқты қасиеттер анықталады.
Температура әсерін зерттеу де маңызды. Бұл сынақтарда жыныстардың температура өзгерісіне байланысты көлемінің ұлғаю немесе кішірею қасиеті анықталады. Мұндай деректер кейін кен қазу немесе шахта желдету жобаларын жасау кезінде қолданылады.
Зертханалық эксперименттің басты артықшылығы – барлық жағдайды бақылауда ұстауға болады. Бұл зерттеулер тау-кен инженерлеріне нақты есептеулер мен жобалау шешімдерін дәл жасауға мүмкіндік береді.
Өндірістік эксперименттер
Бұл зерттеулер нақты кен орындарында, табиғи орта жағдайында жүргізіледі. Яғни, теорияны іс жүзінде сынап көру кезеңі. Мысалы, жарылыс жұмыстары кезінде түрлі заряд көлемдері мен олардың арақашықтығы тексеріледі. Мақсат – жарылыстың тиімділігін арттырып, сонымен қатар діріл мен шаңның таралуын азайту.
Желдету жүйесін бақылау да маңызды. Арнайы өлшеу құралдары арқылы ауа мен шаң қозғалысы зерттеліп, шахтадағы қауіпсіздік деңгейі бағаланады.
Жыныс орнықтылығы да тәжірибелік бақылауға жатады. Сенсорлар қабаттардың қозғалысын тіркейді, ал инженерлер алынған деректер арқылы қабаттардың тұрақтылығын бағалайды.
Соңғы мысал ретінде жаңа техниканы сынақтан өткізуді айтуға болады.
Бұрғылау немесе тиеу жабдықтарының өнімділігі нақты жағдайда өлшенеді,
және алынған нәтижелер бойынша олардың тиімділігі мен сенімділігі анықталады.
Мұндай зерттеулердің нәтижесінде өндірістегі апатты жағдайлардың алдын алу,
шығынды азайту және өнімділікті арттыру мүмкіндігі туады.
Эксперимент жүргізудің ерекшеліктері
Тау-кен ісіндегі эксперименттер ерекше дәлдік пен кәсіби жауапкершілікті талап етеді. Өйткені зерттеу табиғи ортада, кейде өте күрделі және қауіпті жағдайда жүргізіледі.
Біріншіден, геологиялық құрылымның әркелкілігі қиындық туғызады. Әр аймақтағы жыныс түрі мен тығыздығы әртүрлі болғандықтан, тәжірибе нәтижесі де соған қарай өзгеруі мүмкін.
Екіншіден, қауіпсіздік техникасын қатаң сақтау қажет. Тәжірибе кезінде жарылыс, діріл немесе газдың бөліну қаупі туындауы ықтимал. Сондықтан барлық сынақтар тек қауіпсіздік ережелерін толық сақтай отырып жүргізіледі.
Үшіншіден, өлшеу дәлдігі маңызды рөл атқарады. Мысалы, қысым немесе температура өлшеуіндегі аздаған қателік бүкіл қорытындыға әсер етуі мүмкін. Осы себепті барлық аспаптар алдын ала калибрленіп, тексеруден өтеді. Сонымен қатар, мұндай зерттеулер көп уақыт пен шығынды талап етеді. Бірақ алынған мәліметтер нақты және өндіріс жағдайына сай болғандықтан, олардың құндылығы өте жоғары.
Осы ерекшеліктер экспериментті ерекше ғылыми құбылысқа айналдырады - ол тек теориялық ойды дәлелдеу ғана емес, өндірістің нақты даму бағытын көрсететін тәжірибелік жол.
Эксперимент нәтижелерін талдау және қолдану
Эксперимент аяқталғаннан кейін ең маңызды кезең - нәтижелерді талдау мен өңдеу. Бұл кезеңде жиналған мәліметтер диаграмма, график немесе кесте түрінде жүйеленеді.
Эксперимент нәтижелері жаңа кен қазу әдістерін жобалау кезінде, энергия тиімділігін арттыру мен экологиялық әсерді азайтуда қолданылады. Сондай-ақ бұл нәтижелер өндіріс қауіпсіздігін жетілдіруге, жабдықтардың жұмыс режимін оңтайландыруға және қалдықтарды қайта өңдеу технологияларын жақсартуға бағытталады.
Эксперименттік зерттеулердің қорытындысы - инженерлік шешімдердің ғылыми негізі. Ал сол шешімдер өндірістің қауіпсіздігін, экологиялық тазалығын және экономикалық тиімділігін қамтамасыз етеді.