二、实验方法
所谓实验方法,就是人们根据研究课题规定的任务,利用专门的仪器和设备对研究对象积极的干预,人为地变革、控制或模拟研究对象,以便在最有利的条件下对其进行观察,从而获得经验事实的一种方法。
1.实验与观察的区别和联系
实验与观察有着显著的区别,原因之一是,实验能更好地发挥研究人员的主观能动性。从某种含义上讲,观察是一种被动行为,而实验则是一种主动行为。观察是在自然发生的条件下进行的,所以对自然现象及其变化过程不能有任何干预。有些自然现象及其变化过程可以直接观察到,而有些则不能直接观察到。而实验却不同,它可以突破自然条件的限制,人为地控制和变革自然对象,干预自然过程,并通过实验揭示直接观察不到的自然现象的真面目。有意识主动地创造自然界还没有的东西。其二,实验能够达到科学研究的目的。巴甫洛夫说:“观察是搜集自然现象所提供的东西,而实验则是从自然现象中提取它所需要的东西”(《巴甫洛夫选集》科学出版社,1955年版,第308—309页)。观察作为获得感性认识的重要手段之一,能为科学研究搜集大量的事实材料,但它仅仅只能搜集自然现象及其变化过程所能提供的东西。而实验却能够有目的、有计划地通过各种方法,从自然现象及其变化过程中提取人们所需要的东西。其三,实验能够证明客观必然性。恩格斯说:“单凭观察所得到的经验是决不能充分证明必然性的。”(恩格斯《自然辩证法》人民出版社1984年版99—100页)。实验不仅能够发现纯碎的观察所不能看到的新事实,而且能够用实验中观察到的事实去检验假设、假说和理论的正确性,丢发现自然规律。
实验与观察也存在联系,因为观察和实验的直接目的,在探索客观世界的奥秘上这是一致的,即都是为了获得认识客观事物的现象和过程的事实材料。另外,两者又是相互依存的,观察是实验的前提,实验是观察的发展。在现代科学研究中,实验往往与观察密切地结合在一起。观察又依赖于实验,实验离不开观察,特别是对微观世界的研究更是如此。
2.实验方法的特点作用
实验之所以受到科学家们的高度重视,是由于实验本身具有一些远比自然观察优越的基本特点。
(1)实验方法具有简化作用和纯化作用
由于客观现象是十分复杂的,各种因素相互交织在一起,这就很容易把事物的本质或特点掩盖起来。单纯的观察就往往看不到事物的本质与特征。然而,实验方法就可以借助于科学仪器或是人为地创造各种条件,排除自然过程中各种次要的、偶然因素的干扰,人为地把复杂的事物分解为各种简单的因素,以便于观察分析。由于仪器、设备及人为条件的作用,使事物的特性或某些联系能比较容易地呈现出来,使客观现象简单化,便于从事观察研究。
(2)实验方法具有定向和强化作用
科学实验的方法,特别是在实验室内的实验方法可以人为地创造出自然界中无法直接控制又难以实现的特殊条件,使实验条件处于某种极限状态。这就便于从中揭示新的现象和规律。例如,可以创造高压、高温、低温等人为条件,来训练登山运动员,采用缺氧的实验条件来训练短跑、游泳、潜水运动员等等。
(3)实验方法具有一定的延缓和加速作用
在体育比赛中,有些现象的发生过程十分短暂,瞬眼即逝,有些现象的发生过程却都十分缓慢,这些都给我们认识体育现象的规律带来了不便,不是难于把握,就是失去机会,因而大大地延长了研究周期。于是,在实验中人们可以借助某种手段,对体育现象过程人为地加以控制,使变化迅速的过程得以延缓,使变化缓慢的过程得以加速,在重复地进行这些实验的情况下,就可以对它们进行详细的研究。
(4)实验方法比较经济、可靠
由于体育运动训练过程十分复杂、曲折,往往经受许多失败和挫折才能成功,然而通过实验方法,就可以付出较小的代价,取得较大的经济效益。另方面,实验可以充分的重复,也可以保证实验的可靠性。
3.常用的几种体育科学实验方法
随着体育科学技术的不断发展,实验的种类也日益增多,使实验方法具有多样化的特点,按照不同的对象和不同的要求,在体育科学研究中所常用的几种实验方法如下:
(1)体育科研中的对比实验
所谓对比实验,就是通过比较来揭示研究对象的某种性质或某种原因的一种实验方法。具体做法是将实验对象作为“试验”组,同时另外设置一个对照组,以作为比较的对象和标准。然后,通过某种实验步骤及对实验结果进行比较,从而判定“试验”组是否具有某种性质或影响。对比实验的一个基本要求是“对比”组和“试验”组的条件要尽可能一致,如果条件不一就无法找出实验对象的特征。
(2)体育科研中的模拟实验
在体育科学研究中,有时由于受主客观条件的限制而不能对某些体育现象进行直接的观察和实验,人们就常常借用间接的手段来进行实验,这种间接的实验手段就是模拟实验。这种实验方法之所以可能,是由于自然界中的许多现象具有相似性,这种相似性不仅表现在结构上而且表现在功能上。因而,可以根据这种相似性,创造某种特殊条件,模拟那些难以掌握,不能进行或者无法进行直接实验的自然现象或事物。在研究对象的代替物(模型)上进行实验,从而达到对研究对象(原型)的认识。
例如,为了模仿国外乒乓球强手的打法特点,必须首先根据外国优秀选手的情况,设计出对手模型,然后选择具备一定条件的陪练员模仿对手,即建立对手模型,增加与对手模拟的比赛机会,模仿国外队员的打法特点,为确定有效的对付办法创造条件。
还有一种可以定量的松陵牌B—83型乒乓球发射机。它可以摸拟某一对手发球的特点。
在体育科学研究中,还有其它实验方法,如定性实验,这种实验的目的在于判定某种客观因素是否存在,某些因素之间是否存在某种联系和某种关系。还有定量实验,用以测定某种研究对象的数值或是探求某些因素之间的经验公式、定律等等。结构分析实验是用以测定动作的内部结构等问题,既包含着定性方面的因素,又包含有定量方面的因素。
应当指出,任何实验都有各自特点和适用范围,因而都存在一定的局限性。科学研究是一种复杂的实践活动,某些课题往往不是某种单一的实验方法或观察方法就能解决的,在实际过程中,要根据需要恰当地选用或综合运用几种方法,才能取得良好的效果。