Сборник. сборник конспектов по предмету _Индивидуальный проект_ (10 класс. 1 Сборник лекций по курсу индивидуальный проект
 Скачать 1.23 Mb.
|
|
§ 10.1. Методы эмпирического, теоретического исследования, проектирование. Процесс познания, как основа любого научного исследования, является сложным и требует концептуального подхода на основе определенной методологии. Методология происходит от греческого слова menthoges - познание и logos - учение. Итак, это учения об исследовательских приемах, о правилах мышления при создании теории науки. Понятие методологии является сложным и в разных литературных источниках поясняется по-разному. В многих зарубежных литературных источниках понятия методологии и исследовательских приемов не разграничиваются. Отечественные научные работники методологию рассматривают как учение о научных методах познания и как систему научных принципов, на основе которых базируется исследование и проводится выбор познавательных средств, методов и приемов исследования. Наиболее целесообразным является определение методологии как теории исследовательских приемов, создание научных концепций, как системы знаний о теории науки или системы исследовательских приемов. По определению авторов учебника "Организация и методика научно-исследовательской деятельности" В. Шейко и Н. Кушнаренко, методология - это концептуальное изложение цели, содержания, исследовательских приемов, которые обеспечивают получение максимально объективной, точной, систематизированной информации о процессах и явлениях. Итак, в этом определении точно сформулированные основные функции методологии, которые сводятся к следующего: - определение способов получения научных знаний, которые отображают динамические процессы и явления; - определение определенного пути, на котором достигается научно- исследовательская цель; 70 - обеспечение всестороннего получения информации относительно процесса или явления, которое изучается; - введение новой информации к фонду теории науки; - уточнение, обогащение, систематизация сроков и понятий в науке; - создание системы научной информации, которая базируется на объективных фактах, и логико-аналитического инструмента научного познания. Главная цель методологии науки - изучение и анализ методов, средств, приемов, с помощью которых получают новые знания в науке как на эмпирическому, так и теоретическому уровнях познание. Методология - это схема, план решения поставленных задач научного исследования. Основы методологии исследований эмпирического уровня Важную роль в научном исследовании играют познавательные задачи, которые появляются при решении научных проблем. Эмпирические задачи направлены на выявление, точное описание и детальное изучение разных фактов, явлений и процессов. Эмпирические исследования дают возможность получать разностороннюю информацию о состоянии явлений, процессов и оказывают содействие углублению их количественного и качественного анализов. На эмпирическом уровне научный работник получает новые знания на основе опыта с помощью описания, наблюдение и эксперимента. Наблюдение - это способ познания объективного мира на основе непосредственного восприятия предметов и явлений с помощью чувственности. Оно разрешает получить первичный материал для изучения. Наблюдение ведется по плану и подчиняется определенной тактике. Наиболее эффективным источником эмпирических знаний является научный эксперимент. В отличие от наблюдения и описания, эксперимент является активным средством получения новых знаний, поскольку экспериментатор в процессе опыта имеет возможность управлять процессом изучения явления, следить за его развитием, может изменять его или опровергать. Большее 2/3 всех научных работников заняты экспериментальной работой. 71 Эксперимент - это система операций, влияния или наблюдений, направленных на получение информации об объекте при исследовательских испытаниях, которые могут проводиться в естественных и искусственных условиях при изменении характера прохождение процесса. Эксперимент проводят на заключительном этапе исследования и он является критерием истины теории и гипотез. Эксперимент также в многих случаях является источником новых теоретических данных, которые развиваются на базе результатов проведенного опыта или законов, которые выходят из него. Основной целью эксперимента является проверка теоретических положений (подтверждение рабочей гипотезы), а также более широкого и глубокого изучения темы научного исследования. Эксперимент - это способ исследования явлений, процессов путем организации специальных опытов, которые обеспечивают изучение влияния отдельных факторов при условии постоянности других условий или моделирование явлений и процессов на практике. Эксперимент может быть проведен за возможностью в короткие сроки с минимальными затратами и с высоким качеством полученных результатов. Экспериментальные исследования являются лабораторными и производственными. В отдельных случаях производственный эксперимент эффективно проводить методом анкетирования. Этот метод разрешает собрать обширну информацию по вопросу, которое интересует. В зависимости от темы научного исследования объем эксперимента может быть разной. Иногда для подтверждения рабочей гипотезы достаточно лабораторного эксперимента, но бывает и так, что необходимо проводить серию экспериментальных исследований: поисковом, лабораторных, полигонных на объекте, который находится в эксплуатации. Для проведения любого эксперимента следует разработать методологию, то является общую структуру (проект) эксперимента, постановку и последовательность выполнения экспериментальных исследований. Методология эксперимента включает такие основные этапы: разработка плана-программы эксперимента; оценка измерения и выбор средств для проведения эксперимента; проведение эксперимента; обработка и анализ экспериментальных данных. Это схема традиционного эксперимента. В условиях компьютеризации можно кое-что изменить схему, поскольку значительно возрастает скорость и повышается точность, которая разрешает уменьшить объемы экспериментальных исследований. 72 Проведение эксперимента является довольно трудоемким процессом, который требует терпения, выдержки, целеустремленности. Большое значение при проведении эксперимента имеет порядочность исполнителей, здесь недопустимая халатность, так как это может повлиять на чистоту эксперимента. При проведении эксперимента ведение журнала является обязательной. В журнале записывается тема исследования, фамилия исполнителя, время, место проведения эксперимента, характеристика окружающей среды, данные об объекте, средствах измерения, результаты наблюдения, а также и другие данные, которые могут быть нужными для оценки результатов опыта. Методология теоретических исследований. Теоретическое исследование по методологической точке зрения належит к высшему уровню научного знания. Оно раскрывает и обосновывает более глубинные и существенные стороны явлений, которые изучаются. На теоретическом уровне исследования используются такие общенаучные методы: • идеализация; • формализация; • анализ; • синтез; • индукция; • дедукция; • принятие гипотез; • создание теории; • обобщение. Идеализация - это мысленное создание объектов и условий, которые не существуют в действительности и не могут быть практически созданы. Она дает возможность реальным объектам в воображении предоставить гипотетически нереальные признаки, которые разрешают решить задачи в законченном виде. Например, в разных областях знаний широко применяют понятие абсолютно черного, абсолютно белого тела, идеальной жидкости. Идеализация достигается многоступенчатым абстрагированием и правомерная только в определенных границах. Формализация - это метод изучения разных объектов, при котором основные закономерности явлений и процессов отображаются в знаковой форме с помощью формул или специальных символов. Формализация обеспечивает общность подходов к решению разных задач, 73 разрешает формировать известные модели предметов и явлений, устанавливать закономерности между фактами, которые изучаются. Символика искусственного языка (химия, математика, экономика) разрешает четко и коротко фиксировать определенные значения, не допуская разного толкования, которое невозможно при пользовании обычным языком. Гипотеза - эта научно обоснованная система умозаключений, через которую на основе ряда факторов формируются выводы о существовании объекта, связей или причины явления. Гипотезы являются формой перехода от фактов к законам. Создание теории эта наиболее высокая форма обобщения и систематизация знаний. Она является совокупностью основных идей, понятий, толкований в той или другой области науки, объединенных в одну достоверную систему знаний об объекте теории. Необходимыми элементами теории являются экспериментальные факты, гипотезы, законы. Задача и роль научной теории в наибольшей мере проявляются в объяснении механизма и суть известных явлений и в особенности в прогнозировании новых, которые раньше не наблюдалось. В современных теориях принято выделять такие основные компоненты: 1. исходную экспериментальную основу в виде фактов, которые требуют теоретического объяснения; 2. исходную теоретическую основу - идеализированную модель наиболее существенных связей с реальностью объекта теории, которая создается на основе совокупности постулатов, аксиом, гипотез и т.п.; 3. логику теории - много допустимых в рамках теории правил логического вывода и доведений; 4. совокупность теоретически выведенных утверждений с их доведением, которые являются основным массивом теоретического исследования и теоретических знаний. Теоретические разработки научного исследования составляют такие основные разделы: • изучение физической или экономической сути процесса, явления; • формирование гипотезы исследование, выбор, обоснование и разработка физической или экономической модели; • математизация модели; • анализ теоретических решений, формулирование выводов. 74 Результатами научных исследований, которые проводятся с помощью эксперимента, являются эмпирические законы, которые выражают конкретные закономерности и обобщают результаты определенного эксперимента. Теоретические законы находят свое подтверждение и обоснование через эмпирические законы. В свою очередь эмпирические законы могут быть более понятными на основе теоретических. Следующим важным этапом является выдвижение научной гипотезы для объяснения и обобщения новых фактов, которые не вкладываются у рамки существующих представлений. В этом понимании гипотеза имеет характер научно обоснованной вероятности существования фактов, который является за пределами непосредственного наблюдения. Для обоснования и доведения гипотез следует рядом с имеющимися фактами проводить поиск новых, осуществлять эксперимент и анализ предшествующих результатов. Научная теория должна быть адекватной объекту или явлению, которое описывается, что разрешает в определенных границах заменить экспериментальные исследования теоретическими. Теория может удовлетворять требования полноты описания отдельной сферы действительности, объяснять взаимосвязи между разными компонентами системы, в ней должны существовать связи между разными положениями, которые обеспечивают переход от одних утверждений к другим. Теория может характеризоваться эвристичностью, конструктивностью, простотой. Эвристичность теории состоит в ее предусмотрении, объяснении возможностей. Математический аппарат теории должен разрешать делать не только точные количественные предусмотрения, а и открывать новые явления. Конструктивность теорий состоит в простом осуществлении по определенным правилам проверки основных ее положений. Простота теории достигается применением обобщенных законов, сокращением и уплотнением информации с помощью определенных сокращений (определений). Развитие теории осуществляется двумя путями: эволюционным, если теория сохраняет свою качественную определенность, и революционным - если проходит изменение ее основных исходных компонентов, математического аппарата и методологии. По сути это является создание новой теории, которое проходит тогда, если возможности старой теории исчерпанные. 75 Дедукция - исследовательский прием, который состоит усталость, которая конкретные положения выводятся из общим. Индукция - это метод, при котором за конкретными фактами и явлениями устанавливаются общие принципы и законы. При теоретических исследованиях используют оба метода. Обосновывая гипотезу научного исследования, устанавливается ее соответствие общим законам диалектики и формируется на основе конкретных фактов. Важную роль в теоретических исследованиях сядут способы анализа и синтеза. Анализ - это способ научного исследования, за которым явление делится на составные. Синтез - исследование явления в целом, на основе объединения связанных одного с другим элементом в единое целое. Синтез разрешает обобщить понятия, законы и теории. Методы анализа и синтеза взаимосвязаны, их одинаково часто используют в научных исследованиях. В научных исследованиях широко применяют метод абстрагирования, то является отказ от второстепенных фактов с целью сосредоточения на важных особенностях явления, которое изучается. В ряде случаев используют аксиоматический метод - способ построения научной теории, за которым некоторые аксиомы (постулаты) принимаются без доказательств и потом используются для получения дальнейших знаний по определенному логическому правилу. Одним из важных методов научного познания является аналогия, по которой получают новые знания об объектах или явления на основе того, что они являются подобными другим. Мера достоверности по аналогии зависит от количества подобных признаков в сравнительных явлениях (чем их больше, тем большая вероятность в них заключена). Аналогия тесно связана с моделированием или модельным экспериментом. Гипотетический метод познания предусматривает разработку научной гипотезы, научного пред усмотрения, которые имеют элементы новизны и оригинальности на базе всех основных методов. В прикладных науках этот метод является основным. Его методология включает 76 следующее: изучение физической, экономической и других сторон сути явления, которое исследуется с помощью методов моделирование, анализа, синтеза и т.п. В последнее время большое значения приобретают исследования по вопросам прогнозирования и экономического обоснования, а также организации производства, которое воплощается в комплексе сложной системы, этому оказывает содействие использование ЭВМ. На теоретическом уровне проводятся логические исследования собранных фактов, изготовление понятий, утверждений, делаются умозаключения. При изучении сложных, взаимосвязанных проблем используют системный анализ, который широко применяется в экономике, менеджменте. В основе системного анализа лежит понятие системы, под которой понимают совокупность многих объектов, которые характеризуются раньше определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями. На основе этого понятия учитывают связи, проводится количественное сравнение всех альтернатив, для того чтобы осознанно выбрать наилучшее решение, которое оценивается по любому критерию. Системный анализ состоит из четверых этапов. Первый - определение объекта, целей и задач исследования, а также критериев для изучения и управления объектом. Неправильно поставленная задача может свести на нет все результаты следующего анализа. Во время второго этапа определяются границы системы, ее структура; объекты и процессы, которые имеют отношение к поставленной цели. Третий, основной этап системного анализа, предусматривает складывание математических моделей исследуемой системы. На четвертом этапе полученную математическую модель анализируют и формируют выводы. Итак, теория выступает как доказательство истинности эксперимента. Успешное выполнение теоретических исследований зависит не только от мировоззрения, настойчивости и целеустремлённости научного работника, а и от того, в какой мере он владеет методами дедукции и индукции. Сводная таблица методов Характеристика Дополнительная информация Эмпирические (можно проверить опытным путем) Метод 1. Наблюдение Структурированное наблюдение – это наблюдение по плану. Неструктурированное наблюдение – это наблюдение, когда выбран только объект наблюдения. Полевое наблюдение – это наблюдение в естественной План наблюдения: 1. Определить цель наблюдения (зачем наблюдаешь?). 2. Выбрать объект наблюдения (за кем наблюдаешь?). 77 обстановке. Лабораторное наблюдение – объект находится в искусственно созданных условиях. Непосредственное наблюдение – в ходе наблюдения объект воздействует на органы чувств наблюдателя. Опосредованное наблюдение – объект воздействует на органы чувств наблюдателя с помощью прибора 3. Выбрать способ достижения цели наблюдения. 4. Выбрать способ регистрации полученной информации. 5. Обработать информацию Метод 2. Эксперимент Изменение объекта, чтобы получить знания, которые невозможно выявить в результате наблюдения Программа эксперимента: 1. Актуальность. 2. Проблема. 3. Объект и предмет. 4. Цель 5. Гипотеза. 6. Задачи. 7. Этапы экспериментальной работы, ожидаемые результаты по каждому этапу в форме документов. 8. Основные методы. 9. Научная новизна Метод 3. Моделирование Материальное (предметное) моделирование: – физическое моделирование; – аналоговое моделирование. Мысленное (идеальное) моделирование: – интуитивное моделирование; – знаковое моделирование. Материальное моделирование: – физическое: модель (уменьшенная или увеличенная копия) замещает реальный объект, чтобы изучить его свойства; – аналоговое: это моделирование по аналогии явлений, которые имеют различную физическую природу, но одинаково описываемые формально (одними и теми же математическими уравнениями, схемами и т. п.). Мысленное моделирование: – интуитивное: это моделирование основано на интуитивном представлении об объекте исследования, которое не поддается или не требует формализации; – знаковое: моделью служит знаковое преобразование: схема, график, чертеж, формула, набор символов Метод 4. Анкетирование Метод опроса. Респондент (опрашиваемый) самостоятельно заполняет опросный лист (анкету) по правилам. Виды вопросов: – закрытые – в анкете приводится полный набор вариантов ответов. Респондент читает вопрос, выбирает ответ и помечает номер ответа; – полузакрытые – респондент может выбрать вариант ответа и предложить свой; – открытые – респондент высказывает свое мнение без подсказок со стороны составителя анкеты. Учитывайте, что открытые вопросы трудно обобщить Требования к анкете: 1. Придумать 15–20 вопросов. 2. Определить время ответов. Респондент отвечает на вопросы не более 30 минут. 15 минут – допустимо. 3. Помнить, что оперативный социологический опрос включает 19 вопросов. 4. Сформулировать вопросы, в которых респондент поймет все слова. 5. Расположить вопросы от простых («контактных») в начале анкеты к сложным в середине и простым («разгрузочным») в конце. 78 6. Исключить влияние предшествующих вопросов на последующие. 7. Избегать большого количества однотипных вариантов ответов. 8. Превратить при необходимости закрытые вопросы в полузакрытые, добавляя позицию «Ваш вариант ответа» со свободными строчками для высказываний респондента. 9. Проверить и исправить опечатки в тексте анкеты Метод 5. Интервьюирование Беседа по заранее подготовленному плану с каким-либо лицом или группой лиц. Ответы на вопросы служат исходным источником информации. Формализованное интервью предполагает, что общение интервьюера и респондента строго регламентировано детально разработанными вопросником и инструкцией. Свободное интервью проводится без подготовленного опросника, определяется только тема беседы Теоретические Метод 1. Анализ и синтез Анализ – это способ познания объекта, когда изучают его части и свойства. Синтез – это способ познания объекта, когда объединяют в целое части и свойства, выделенные в результате анализа Методы дополняют друг друга Метод 2. Сравнение Способ познания, когда устанавливают сходства и/или различия объектов. Сходство – это то, что у сравниваемых объектов совпадает, а различие – это то, чем один сравниваемый объект отличается от другого Общий алгоритм сравнения: 1. Определить объекты сравнения. 2. Выбрать признаки, по которым сопоставишь объекты. Если не знаешь, какие выбрать, проведи синтез и анализ, а потом сформулируй признаки. 3. Сопоставить признаки объектов, т. е. определить общие и/или отличительные признаки. 4. Определить различия у общих признаков. 5. Подготовить вывод. Представить общие и/или отличительные важные признаки сравниваемых объектов и указать степень различия общих признаков. Объяснить причины сходства и различия сравниваемых объектов, если необходимо Метод 3. Обобщение Мысленное выделение, фиксирование общих существенных свойств, принадлежащих только данному классу предметов или отношений. Обобщение устанавливает не только общие существенные признаки, но и родо-видовые отношения Род – это совокупность объектов, в состав которой входят другие объекты, являющиеся видом этого рода. Например, мы изучили в проекте лук и арбалет и установили общие важные признаки: стрелы метают с помощью пружинящей дуги, стянутой тетивой. На основании знания признаков мы можем сделать обобщение: и лук, и арбалет являются ручным оружием для метания стрел. 79 Таким образом, ручное оружие для метания стрел – род, а лук и арбалет – виды Метод 4. Классификация Предполагает деление рода (класса) на виды (подклассы) на основе установления признаков объектов, составляющих род Алгоритм классификации: 1. Установить род объектов для классификации. 2. Определить признаки объектов. 3. Выделить общие и отличительные существенные признаки объектов. 4. Определить основание для классификации рода, т. е. отличительный признак, по которому будет делиться род на виды. 5. Распределить объекты по видам. 6. Определить основания классификации вида на подвиды. 7. Распределить объекты на подвиды Метод 5. Определение понятий Понятие – это слово или словосочетание, которое обозначает отдельный объект или совокупность объектов и их существенные свойства Всякое понятие имеет содержание и объем. Содержанием понятия называют важные признаки объекта или объектов, отраженных в понятии. Объемом понятия называют объект или объекты, существенные признаки которых зафиксированы в понятии (например, объем понятия «планета Земля» исчерпывается одной планетой) |